气动执行元件.ppt
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2.1.1气动执行元件的类型
此外，在低于大气压力下工作的真空元件也是一类气动执行元件， 广泛应用于电子元件组装和机器人等领域；气爪又称气动手指，是由气 缸驱动的另一类气动执行元件。
气缸一般按结构特征、功能、驱动方式或安装方法等进行分类。按作 用口形式分为两类：单作用气缸和双作用气缸。
（1）单作用气缸
进气
排气口
口
图2-1 单作用气缸结构
4、气动真空元件
真空元件：气动传动系统中，在低于大气压力下工作的元件。由真空元 件组成的气压传动系统称为真空系统，真空系统主要由真空发生装置、真空 控制阀和真空执行元件（真空吸盘）等组成。
图2-7发生装置Biblioteka 真空泵图2-8真空控制阀 图2-9执行元件-真空吸盘
5、气爪
常见气爪的驱动是由气缸驱动器来实现的；气缸缸体内安装了左右两个 独立的活塞，每个活塞都与外部的气爪相连，因此每个活塞的运动则表示单 个气爪的移动。
图2-2 单作用气缸实物
单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压 推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
（2）双作用气缸
1—后缸盖；2—缓冲节流针阀；3、7—密封圈；4—活塞密封圈；5—导向环；6—磁性环； 8—活塞；9—缓冲柱塞；10—活塞杆；11—缸筒；12—缓冲密封圈；13—前缸盖；14— 导向套；15—防尘组合密封圈
图2-10 气动手指
图2-11 Y型气爪
谢谢观看！
图2-3 双作用气缸结构
图2-4 双作用气缸实物
双作用气缸：从活塞两 侧交替供气，在一个或两个 方向输出力。
气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转运动的机械能的装置。按结 构形式可分为：叶片式、活塞式和齿轮式等。
（1）叶片式气动马达
图2-5 叶片式气动马达结构
气缸一般按结构特征、功能、驱动方式或安装方法等进行分类。按作 用口形式分为两类：单作用气缸和双作用气缸。
（1）单作用气缸
进气
排气口
口
图2-1 单作用气缸结构
4、气动真空元件
真空元件：气动传动系统中，在低于大气压力下工作的元件。由真空元 件组成的气压传动系统称为真空系统，真空系统主要由真空发生装置、真空 控制阀和真空执行元件（真空吸盘）等组成。
图2-7发生装置Biblioteka 真空泵图2-8真空控制阀 图2-9执行元件-真空吸盘
5、气爪
常见气爪的驱动是由气缸驱动器来实现的；气缸缸体内安装了左右两个 独立的活塞，每个活塞都与外部的气爪相连，因此每个活塞的运动则表示单 个气爪的移动。
图2-2 单作用气缸实物
单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压 推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
（2）双作用气缸
1—后缸盖；2—缓冲节流针阀；3、7—密封圈；4—活塞密封圈；5—导向环；6—磁性环； 8—活塞；9—缓冲柱塞；10—活塞杆；11—缸筒；12—缓冲密封圈；13—前缸盖；14— 导向套；15—防尘组合密封圈
图2-10 气动手指
图2-11 Y型气爪
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图2-3 双作用气缸结构
图2-4 双作用气缸实物
双作用气缸：从活塞两 侧交替供气，在一个或两个 方向输出力。
气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转运动的机械能的装置。按结 构形式可分为：叶片式、活塞式和齿轮式等。
（1）叶片式气动马达
图2-5 叶片式气动马达结构
《气动元件讲解》PPT课件
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56
4. 记忆元件
记忆元件分为单输出和双输出两种。双输 出记忆元件称为双稳元件，单输出 记忆元 件称为单记忆元件。
图9-30为“双稳”元 件原理图。
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57
工作原理
当a有控制信号输入时，阀芯2带动滑块4右 移，接通P→S1通路，S1有输出，而S2与排 气孔O相通，无输出。此时“双稳”处于 “1”状态，在b输入信号到来之前，a 信 号虽消失，阀芯2仍总是保持在 右端位置。 当b有输入信号时，则P→S2相通，S2有输 出，S1→O相通，此时元件置“O”状态，b 信号消失后，a信号未到来前，元件一直保 持此状态。
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5
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6
三、气缸的使用
气缸的使用时应注意以下几点：
1）根据工作任务的要求，选择汽缸的结构形 式、安装方式并确定活塞杆的推力和拉力。
2）一般不使用满行程，而使用其行程余量为 30-100mm；
3）气缸工作的推荐速度在0。5～1m/s，工作 压力为0.4～0.6MPa,环境温度为5～60°C 范围内。
分类
按控制方式分，溢流阀有直动型和 先导型两种。
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1. 直动型溢流阀 如图9-15所示，将阀 p口与系统相连接，O口 通大气压力，当系统压 力大于溢流阀调定压力 时，气体推开阀芯，经 阀口从O口排至大气， 使系统压力稳定在调定 值。
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32
（2）先导型溢流阀 如图9-16所示。溢流阀的先导阀为减压阀
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21
一、直动型减压阀 图9-11 所示为QTY型
直动型减压阀的结构简图。
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22
工作原理
阀处于工作状态时，压缩空气P1口→阀口 11→P2口流出。
气动执行元件
1.2 气缸的工作原理
4.冲击气缸
图12-5 冲击气缸的工作原理
1—缸体； 2—中盖； 3—缸体 ； 4—端盖；5—活塞； 6—排
气塞； 7—端盖
一、 气 缸
1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸，用符号 “A、B、C、D、H”表示五种系列。具体的标记方法如下 ：
一、 气 缸
1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-4 机械接触式无杆气缸的结构 1—缸盖； 2—缓冲阀； 3—卡环； 4—缓冲密封圈； 5—除尘器； 6—外密 封带； 7—内密封带； 8—活塞； 9—耐磨环； 10—活塞密封圈； 11—缸筒
； 12—滑动支撑片； 13—活塞架； 14—连接架
一、 气 缸
标准化气缸的缸径有下列11种规格： 缸径D（mm）：40，50，63，80，100，125，160，200， 250，320，400。 标准化气缸的行程L（mm）为：无缓冲气缸和气-液阻尼缸， 选取L＝（0.5～2）D；有缓冲气缸，选取L＝（1～10）D。
二、 气动马达
气动马达是将压缩空气的压力能转换成力矩和转 速输出来驱动回转运动的执行元件。它的作用相当于 电动机或液压马达，即输出力矩来驱动机构做旋转运 动。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型 ，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式。
一、气 缸
1.2 气缸的工作原理
1.气-液阻尼缸
图12-1 气-液阻尼缸 1—气缸； 2—液压缸； 3—高位油箱
一、 气 缸
1.2 气缸的工作原理
2.薄膜式气缸
图12-2 薄膜式气缸 1—缸体； 2—膜片； 3—膜盘； 4—活塞杆
一、 气 缸
4.冲击气缸
图12-5 冲击气缸的工作原理
1—缸体； 2—中盖； 3—缸体 ； 4—端盖；5—活塞； 6—排
气塞； 7—端盖
一、 气 缸
1.3 标准化气缸
1.标准化气缸的系列和标记
标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸，用符号 “A、B、C、D、H”表示五种系列。具体的标记方法如下 ：
一、 气 缸
1.2 气缸的工作原理
3.无杆气缸
图12-4 机械接触式无杆气缸的结构 1—缸盖； 2—缓冲阀； 3—卡环； 4—缓冲密封圈； 5—除尘器； 6—外密 封带； 7—内密封带； 8—活塞； 9—耐磨环； 10—活塞密封圈； 11—缸筒
； 12—滑动支撑片； 13—活塞架； 14—连接架
一、 气 缸
标准化气缸的缸径有下列11种规格： 缸径D（mm）：40，50，63，80，100，125，160，200， 250，320，400。 标准化气缸的行程L（mm）为：无缓冲气缸和气-液阻尼缸， 选取L＝（0.5～2）D；有缓冲气缸，选取L＝（1～10）D。
二、 气动马达
气动马达是将压缩空气的压力能转换成力矩和转 速输出来驱动回转运动的执行元件。它的作用相当于 电动机或液压马达，即输出力矩来驱动机构做旋转运 动。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型 ，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式。
一、气 缸
1.2 气缸的工作原理
1.气-液阻尼缸
图12-1 气-液阻尼缸 1—气缸； 2—液压缸； 3—高位油箱
一、 气 缸
1.2 气缸的工作原理
2.薄膜式气缸
图12-2 薄膜式气缸 1—缸体； 2—膜片； 3—膜盘； 4—活塞杆
一、 气 缸
第六章 气动执行元件
2、磁性耦合式无杆气缸
在活塞上安装了一组高磁性的永久磁环4，磁力 线通过缸筒与套在外面的另一组磁环2作用。由于 两组磁环极性相反具有很强的吸力。当活塞在一 侧输入气压作用下移动时，则在磁耦合力作用下 带动套筒与负载一起移动。
它的特点：小型、重量轻、无外部空气泄 漏、维修保养方便。当速度快、负载大时 ，内外磁环易脱开，即负载大小受速度影 响，且磁耦合的无杆气缸中间不可能增加 支撑点，最大行程受到限制。
如符合国际标准ISO6430、ISO6431、 ISO6432，符合我国标准GB8103-87（即 ISO6431）的都为标准化气缸。
对于ISO6431标准而言，标准主要内容 是对气缸的缸径系列、活塞杆伸出部分的 螺纹尺寸作了规定，对同一缸径的气缸的 外形尺寸(其长度、宽度、高度)作了限制， 对气缸的连接尺寸作了统一的规定。这一 规定仅针对外部连接尺寸的统一，而连接 件与气缸的连接尺寸未作规定。因此，对 于两家都符合ISO6431标准的气缸不能直 接互换，而必须连同连接件一起更换。这 一点在气缸选用时要特别注意
6．1．8 气液转换器
气液转换器是将气压直接转换为油压（增 压比为1:1）的一种气液转换元件。由于空 气有压缩性，而油液一般可不考虑压缩性 ，通过气液转换器可以获得液压驱动良好 的定位、稳定速度和调速特性，可用于精 密切削、精密稳定的进给运动。
当压缩空气由上部输 入管输入后，经管道 末端的缓冲装置使压 缩空气作用在液压油 面上，因而液压油即 以压缩空气相同的压 力，由转化器主体下 部的排油孔输出到液 压缸，使其动作。
6．1．3 冲击气缸
冲击气缸把压缩空气的能量转化为活塞高 速运动能量的一种气缸。活塞最大速度可 以达到10m/s以上，利用此动能做功，与 同尺寸的普通气缸相比，其冲击能要大上 百倍。
气动执行元件
气动执行元件主要分为气缸和气马达两类。气缸能将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工作机构进行直线往反、摆动或夹持运动。其中，普通气缸最为常用，包括单杆双作用气缸和单作用普通气缸。单杆双作用气缸由缸筒、活塞、活塞杆等组成，具有结构简单、加工容易、成本低廉的特点。而单作用普通气缸则装有复位弹簧，适应各种控制系统中的需要。气缸的安装方式多样，包括固定式和摆动式，可根据工作要求进行考虑其负载能力。与气缸不同，气马达则能实现连续旋转运动，具有不同的特点和应用场景。总的来说，气动执行元件的分类和特点多种多样，需要根据具体的应用需求和场景进行选择和使用。
气动执行元件课件
气缸分类
按活塞端面受压力分
按结构特征分 气 缸 分 类 按运动形式分
按功能分 按外形分
单作用气缸(弹簧压出、压回） 双作用气缸（单杆、双杆）
活塞式气缸 柱塞式气缸 薄膜式气缸 叶片式摆动气缸 齿轮齿条式摆动气缸
往复直线式气缸 摆动式气缸
普通气缸 特殊功能气缸
标准型气缸 特殊外形气缸
按缓冲方式分
气
动密封：回转或往复直线运动的部件密封 静密封：静止部件密封（缸筒密封圈，缓冲螺纹密封圈）
压缩密封圈：将密封圈放入密封沟槽内时，留有预压缩量， 靠密封面上的接触压力阻塞通路
特点：预压缩量越大，密封性越好，但摩擦阻力大， 能双向密封
气压密封圈：靠气压将密封圈的唇面压紧在密封面上 特点：气压越高，密封性越好 只能单向密封 唇部对磨损有一定的自补偿作用
齿轮齿条式摆动气缸
基本计算:
（1）摆动角度 = 2L / D0 单= L / D0
2 省空间气缸 （1）薄型气缸 （2）自由安装气缸
3 高位置精度气缸 4 无杆气缸 5 制动气缸 6 其他特殊气缸
(一) 标准气缸
1 单（向）作用气缸
(1)弹簧退回
(2)弹簧压出
(3)重力压出
(4)重力退回
（1） 基本结构
A：进、排气口
R：呼吸孔（过滤片）
（2） 特点 （a）结构简单，耗气量少 （b）由于弹簧作用，缩短了气缸的有效行程 （c）气缸输出力随运动行程的增大而减小 （d）弹簧吸收动能，减小活塞的撞击作用
（3）应用场合 输出力、运动速度要求不高的场合
2 双（向）作用气缸
（2） 分类 （a）无缓冲：活塞撞击端盖 （b）有缓冲：吸收撞击能
或者： （a）单活塞杆：两侧输出力和速度不相等 （b）双活塞杆：两侧输出力和速度不相等
气动执行元件
Tianjin Sino-German Vocational Technical College
§5-3 几种特殊气缸
双活塞气缸 这个双活塞杆 气缸具有两个活塞 杆。
29 29
天津中德职业技术学院
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天津中德职业技术学院
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§5-2 标准化气缸
标准化气缸主要参数 缸径D 缸径D的决定了气缸输出力的大小，标准化气缸缸径有11种 规格：45,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400 行程S 行程S决定了气缸的作用范围，标准气缸行程也系列化。但 一般可定制。 无缓冲气缸和气-液阻尼缸 通常S=（0.5-2）D，有缓冲 气缸， S=（1-10）D
8 8
合。
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§5-1 气缸
气缸分类： 2、按结构特点分类： 柱塞式气缸
9 9
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§5-1 气缸
气缸分类： 2、按结构特点分类： 薄膜式气缸 薄膜式气缸和活塞式气缸相比较，具有结构简单、紧 凑、制造容易、成本低、维修方便、寿命长、泄漏小、效 率高的优点。但是膜片的变形量有限，故其行程短（一般 不超过40~50mm），且气缸活塞杆上的输出力随着行程的加 大而减小。常用于气动夹具，自动调节阀及短行程工作场
01气动技术第一讲-气动基础知识(ppt课件)(ppt,课件)
化 5、气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压等系
统 6、气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量 7、气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象 8、空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用
21
气压传动
气压传动的缺点： 1、工作压力较低，输出功率较小 2、气信号传递的速度慢，不宜用于高速传递
• 当驱动左边按钮阀动作 时，双作用气缸活塞杆 伸出。双作用气缸活塞 杆一直处于伸出状态， 直至驱动右边按钮阀动 作，气缸活塞杆才回缩 至初始位置。气缸活塞 杆伸出或回缩过程中， 其运动速度可调。
讨论双气控二位五通阀 的记忆特性。
15
记忆回路，双气控二位五通阀
• 由于双气控二位五通阀的 记忆特性，作为发讯元件
比较驱动按钮阀的顺序 。
18
记忆回路，双气控二位五通阀
• 可调单向节流阀可对气 缸活塞杆伸出或回缩的 速度进行调节，通常采 用排气节流方式。只有 在控制口（14）上有气 信号（该信号由按钮阀 （1S1）产生），气缸活 塞杆才伸出。此时，压 缩空气进入无杆腔，双 气控二位五通阀保持当 前位置，不换向。 讨论同时驱动按钮阀1S1 和1S2动作时，气动回路 的动作情况。
19
气动顺序回路
• 气动顺序回路通常具有 下列特征：驱动按钮阀 动作时，气缸（1A1） 活塞杆伸出，需确认动 作顺序中的每一工步。 该气动回路的动作顺序 为A+B+A-B-。
在此气动回路中，不存 在信号障碍。
20
气压传动
气压传动的优点： 1、用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境 2、空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送 3、气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞 4、气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用
统 6、气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量 7、气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象 8、空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用
21
气压传动
气压传动的缺点： 1、工作压力较低，输出功率较小 2、气信号传递的速度慢，不宜用于高速传递
• 当驱动左边按钮阀动作 时，双作用气缸活塞杆 伸出。双作用气缸活塞 杆一直处于伸出状态， 直至驱动右边按钮阀动 作，气缸活塞杆才回缩 至初始位置。气缸活塞 杆伸出或回缩过程中， 其运动速度可调。
讨论双气控二位五通阀 的记忆特性。
15
记忆回路，双气控二位五通阀
• 由于双气控二位五通阀的 记忆特性，作为发讯元件
比较驱动按钮阀的顺序 。
18
记忆回路，双气控二位五通阀
• 可调单向节流阀可对气 缸活塞杆伸出或回缩的 速度进行调节，通常采 用排气节流方式。只有 在控制口（14）上有气 信号（该信号由按钮阀 （1S1）产生），气缸活 塞杆才伸出。此时，压 缩空气进入无杆腔，双 气控二位五通阀保持当 前位置，不换向。 讨论同时驱动按钮阀1S1 和1S2动作时，气动回路 的动作情况。
19
气动顺序回路
• 气动顺序回路通常具有 下列特征：驱动按钮阀 动作时，气缸（1A1） 活塞杆伸出，需确认动 作顺序中的每一工步。 该气动回路的动作顺序 为A+B+A-B-。
在此气动回路中，不存 在信号障碍。
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气压传动
气压传动的优点： 1、用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境 2、空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送 3、气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞 4、气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用
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气动马达的选择及使用要求
❖ （1）应从负载的状态要求选用合适的气马达 ❖ （2）气动马达转速高，使用中要注意给予充分的润滑。
摆动气缸
摆动气缸是一种在一定角度范围内作往复摆动的气动执行元件，多用于物体 的转位、工件的翻转、阀门的开闭等场合。
单叶片式
双叶片式
薄膜式气缸
利用压缩空气使膜片变形来带动活塞杆做直线运动的气缸
单作用
双作用
薄膜式气缸 1—缸体；2—膜片；3—膜盘；4—活塞杆
气—液阻尼缸
由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空气为能源，利用油液的不可压缩性 和控制流量来获得活塞的平稳运动和调节活塞的运动速度。
优点：
与气缸相比，传动平稳，停位精确，噪声小 与液压缸相比，它无需液压泵，经济性好
气—液阻尼缸
串联式气液阻尼缸
并联式气液阻尼缸
气缸的使用要求
气缸为取得良好使用效果应符合气 缸的正常工作条件
安装时要注意负载方向应与气缸轴 线一致，活塞杆不允许承受偏载或 径向负载。
在行程中负载有变化时，要使用有 足够余量输出力的气缸，并要附加 缓冲装置。
应在气缸进气口设置油雾器，以给 予气缸合理的必要的润滑。不允许 用油润滑场合，可选用无油润滑气 缸。
气动马达
将压缩空气的压力能转换成机械能的能量转换装置，其 作用相当于电动机或液压马达，即输出转速和转矩驱动
机构作旋转运动。
气动马达工作原理
叶片式气动马达
特点： （1）工作安全，具有防爆性
能，工作中不产生火花，因而适 用于有爆炸，高温，多尘场合， 并能用于空气极为潮湿的环境， 无漏电的危险。 （2）启动力矩较高，它能长期满 载工作，温升小，具有过载保护 作用。 （3）可实现无级调速，换向容易， 操作简便，能正反向旋转。 （4）与电动机相比，单位功率尺 寸小，重量轻，适于安装在位置 狭小及手提工具场合。 （5）气动马达的缺点主要为输出 功率小，耗气量大，效率低，噪 声大，易振动等。
气动执行元件
气动执行元件的功用
以压缩空气为动力源，将气体压力能再 转换为机械能的装置，用来实现所பைடு நூலகம்求 的动作。
气缸的分类
•按压缩空气对活塞端面作用力方向
单作用和双作用
• 按气缸的结构特征
活塞式、柱塞式 、薄膜式、叶片式摆动、齿轮齿条式
• 按功能
普通气缸和特殊气缸
气缸的分类
单作用气缸 双作用气缸 摆动气缸 薄膜式气缸 气-液阻尼缸
单作用气缸
特点： 耗气量小，压缩行程增大，复位弹簧反作用力增大，因此活塞的输出力减小； 缸体安装了弹簧，缩短了缸筒的有效行程
双作用气缸
1—后缸盖；2—活塞；3-缸筒；4—活塞杆；5—缓冲密封圈；6—前缸盖；7— 导向套；8—防尘圈
缓冲气缸
❖ 活塞运动到行程终端的速度较大，为防止活塞撞击端盖造 成气缸损伤和降低撞击噪声，在气缸的行程终端一般都设 有缓冲器。