1、第十三章第十三章气动执行元件气动执行元件 液压与气动技术13.1、气动执行元件、气动执行元件u气动执行元件：是将压缩空气的压力能转换为机械能的气动执行元件：是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。缸；实现旋转运动和做功的是气马达。u在气动自动化系统中，气缸由于其相对较低的成本、容易安装、结构简单、耐用、各种缸径尺寸及行程可选，因而是应用最广泛的一种执行元件。液压与气动技术(一一)、气缸的分类、气缸的分类1 1、按结构分类，其分类如图。、按结构分类，其分类如图。一、气缸一、
2、气缸 液压与气动技术2 2、按尺寸分类、按尺寸分类l通常将缸径为2.56mm的称为微型气缸l825mm为小型气缸l32320mm为中型气缸l大于320mm为大型气缸。液压与气动技术3 3、按安装方式分类按安装方式分类 液压与气动技术4 4、按缓冲方式分类、按缓冲方式分类l活塞运动到行程终端的速度较大，为防止活塞在行程终端撞击端盖造成气缸损伤和降低撞击噪音，在气缸行程终端，一般都设有缓冲装置。缓冲可分为单侧缓冲和双侧缓冲，固定缓冲和可调缓冲。l设有缓冲装置的气缸，称缓冲气缸；否则，就是无缓冲气缸。无缓冲气缸适用于微型气缸、小型单作用气缸和短行程气缸。液压与气动技术5 5、按润滑方式分类、按润滑方
3、式分类l可分为给油气缸和不给油气缸两种。给油气缸使用的工作介质是含油雾的压缩空气，对气缸内活塞、缸筒等相对运动部件进行润滑。不给油气缸所使用的压缩空气中不含油雾，是靠装配前预先添加在密封圈内的润滑脂使气缸运动部件润滑的。6 6、按驱动方式分类、按驱动方式分类l按驱动气缸时压缩空气作用在活塞端面上的方向分有单作用气缸和双作用气缸两种。液压与气动技术(二）典型气缸二）典型气缸（1 1）普通气缸）普通气缸缸筒内只有缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆一个活塞和一个活塞杆的气缸。的气缸。有有单作用和双作用单作用和双作用气缸两种。气缸两种。双作用气缸动作原理（双作用气缸动作原理（Double-acting c
4、ylinders）液压与气动技术 单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。单作用气缸动作原理（单作用气缸动作原理（Single-acting cylinders）液压与气动技术气缸的缸筒内径D（简称缸径）和活塞行程L是选择气缸的重要参数。la a 缸径缸径 D D：气缸的缸筒内径尺寸见下表(GB2348)（3）气缸的规格 液压与气动技术l b 活塞行程L气缸活塞行程系列按照优先顺序分成三个等级选用，见表9-2至表9-4。液压与气动技术lc.c.常用中小型气缸尺寸常用中小型气缸尺寸其中标准行程是指符合行程系列尺寸的，生产厂商能
5、正常供货的规格。液压与气动技术气缸的气缸的理论理论输出力输出力普通双作用气缸的理论推力（N）为：式中,D一缸径(m)，p一气缸的工作压力(Pa)。理论拉力(N)为：式中,d一活塞杆直径（m）时,估算时可令d=0.2-0.3D。（4 4）.普通气缸的设计计算普通气缸的设计计算 pDF204pdDF)(4221 液压与气动技术u无杆气杆没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复运动。行程为L的有活塞杆气缸，沿行程方向的实际占有安装空间约为2.2L。没有活塞杆，则占有安装空间仅为1.2L，且行程缸径比可达50至100。u这种气缸的最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合。
6、u无杆气缸主要分为机械接触式和磁性耦合式两种。通常将磁性耦合无杆气缸称为磁性气缸。（三）（三）.无杆气缸无杆气缸(Rodless cylinder)液压与气动技术a.a.机械接触式无杆气杆机械接触式无杆气杆 液压与气动技术 液压与气动技术b.b.磁性耦合式磁性耦合式无杆气杆无杆气杆 液压与气动技术l摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为旋转气缸。摆动气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制，或转动角度小于3600的回转工作部件，其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为900、1800、2700三种规格。图9-12为其应用实例
7、。l按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶片式两类。（四）（四）.摆动气缸(Rotary cylinder)液压与气动技术 a.齿轮齿条式齿轮齿条式 液压与气动技术 b、叶片式摆动气缸、叶片式摆动气缸 液压与气动技术气爪能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。图9-15所示的气爪的特点是：1)所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自动对中，重复精度高；2)抓取力矩恒定；3)在气缸两侧可安装非接触式检测开关；4)有多种安装、连接方式。（五）、（五）、气爪（手指气缸）（气爪（手指气缸）（Gripper）液压与气动技术l图（a）所示为FESTO平行气爪，平行气爪通过两个活塞工作，两个
8、气爪对心移动。这种气爪可以输出很大的抓取力，既可用内抓取，也可用于外抓取。l图（b）所示为FESTO摆动气爪，内外抓取400摆角，抓取力大，并确保抓取力矩始终恒定。l图（c）所示为FESTO旋转气爪，其动作和齿轮齿条的啮合原理相似。两个气爪可同时移动并自动对中，其齿轮齿条原理确保了抓取力矩始终桓定。l图（d）所示为FESTO三点气爪，三个气爪同时开闭，适合夹持圆柱体工件及工件的压入工作。气动执行元件气动执行元件 液压与气动技术 气动执行元件气动执行元件FESTO气爪 液压与气动技术 气动人工肌肉气动人工肌肉气动人工肌肉是一种体积小巧、柔软、重量轻、工作简单、容易控制的仿生学产品，它由压缩空气驱动作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。气动人工肌肉具有变刚度特性,它的刚度可通过控制橡胶管内的气压实现,调节管内气压的大小就可改变肌肉的刚度,它的刚度大小决定肌肉的驱动力
