气体气缸的工作原理

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气缸工作原理

气缸工作原理

气缸工作原理气缸是一种常见的机械装置,广泛应用于各种工业领域和机械设备中。

它是由一个圆筒形的金属体和一个活塞组成的。

在气缸工作过程中,活塞在气缸内做往复运动,从而实现一系列的功能。

气缸的工作原理可以简单地分为四个步骤:吸气、压缩、燃烧和排气。

1. 吸气:在气缸工作的初始阶段,活塞向下运动,形成一个负压区域。

这时,进气门打开,新鲜空气通过进气道进入气缸内。

同时,排气门关闭,防止废气逆流。

2. 压缩:当活塞到达最低点时,进气门关闭,排气门打开。

活塞开始向上运动,将空气压缩到气缸的顶部。

这个过程会导致气体的温度升高,压力增加。

3. 燃烧:当活塞到达最高点时,燃油喷射器喷入气缸内的燃油。

燃油与压缩空气混合,并在火花塞的作用下发生燃烧。

燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动。

4. 排气:当活塞再次到达最低点时,排气门打开,废气通过排气道排出。

同时,进气门关闭,准备进行下一个工作循环。

气缸工作原理的核心是利用活塞的往复运动来实现气体的压缩和释放。

通过控制进气门和排气门的开闭时机,可以调节气缸的工作节奏和输出功率。

气缸广泛应用于内燃机、压缩机、液压机械等设备中。

在内燃机中,气缸是发动机的核心部件之一。

它通过将燃油和空气混合并压缩,引发燃烧反应,从而产生动力驱动汽车或机器运行。

在压缩机中,气缸的作用是将气体压缩到所需的压力,以便进行储存或传输。

常见的应用包括空气压缩机、冷藏压缩机等。

在液压机械中,气缸通常与液压系统配合使用,通过液压力来驱动活塞运动,实现机械的工作过程。

例如,液压缸可以用于推动液压挖掘机的臂杆,提供强大的推力和抓取能力。

总结起来,气缸的工作原理是通过活塞的往复运动来实现气体的压缩和释放。

它在各种机械设备中扮演着重要的角色,应用广泛。

了解气缸的工作原理有助于我们更好地理解和应用这一机械装置。

气缸工作原理介绍

气缸工作原理介绍

⽓缸⼯作原理介绍缸⼯作原理介绍⼀、单作⽤⽓缸单作⽤⽓缸只有⼀腔可输⼊压缩空⽓,实现⼀个⽅向运动。

其活塞杆只能借助外⼒将其推回;通常借助于弹簧⼒,膜⽚张⼒,重⼒等。

单作⽤⽓缸的特点是:1)仅⼀端进(排)⽓,结构简单,耗⽓量⼩。

2)⽤弹簧⼒或膜⽚⼒等复位,压缩空⽓能量的⼀部分⽤于克服弹簧⼒或膜⽚张⼒,因⽽减⼩了活塞杆的输出⼒。

3)缸内安装弹簧、膜⽚等,⼀般⾏程较短;与相同体积的双作⽤⽓缸相⽐,有效⾏程⼩⼀些。

4)⽓缸复位弹簧、膜⽚的张⼒均随变形⼤⼩变化,因⽽活塞杆的输出⼒在⾏进过程中是变化的。

由于以上特点,单作⽤活塞⽓缸多⽤于短⾏程。

其推⼒及运动速度均要求不⾼场合,如⽓吊、定位和夹紧等装置上。

单作⽤柱塞缸则不然,可⽤在长⾏程、⾼载荷的场合。

⼆、双作⽤⽓缸双作⽤⽓缸指两腔可以分别输⼊压缩空⽓,实现双向运动的⽓缸。

其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和⾮缓冲式等。

此类⽓缸使⽤最为⼴泛。

1)双活塞杆双作⽤⽓缸双活塞杆⽓缸有缸体固定和活塞杆固定两种。

缸体固定时,其所带载荷(如⼯作台)与⽓缸两活塞杆连成⼀体,压缩空⽓依次进⼊⽓缸两腔(⼀腔进⽓另⼀腔排⽓),活塞杆带动⼯作台左右运动,⼯作台运动范围等于其有效⾏程s的3倍。

安装所占空间⼤,⼀般⽤于⼩型设备上。

活塞杆固定时,为管路连接⽅便,活塞杆制成空⼼,缸体与载荷(⼯作台)连成⼀体,压缩空⽓从空⼼活塞杆的左端或右端进⼊⽓缸两腔,使缸体带动⼯作台向左或向左运动,⼯作台的运动范围为其有效⾏程s的2倍。

适⽤于中、⼤型设备。

双活塞杆⽓缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受⼒⾯积相等。

当输⼊压⼒、流量相同时,其往返运动输出⼒及速度均相等。

2)缓冲⽓缸对于接近⾏程末端时速度较⾼的⽓缸,不采取必要措施,活塞就会以很⼤的⼒(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件。

为了使活塞在⾏程末端运动平稳,不产⽣冲击现象。

在⽓缸两端加设缓冲装置,⼀般称为缓冲⽓缸。

其⼯作原理是:当活塞在压缩空⽓推动下向右运动时,缸右腔的⽓体经柱塞孔4及缸盖上的⽓孔8排出。

气缸的工作原理

气缸的工作原理

气缸的工作原理气缸是一种常见的机械装置,广泛应用于各种工业领域。

它的工作原理是基于气体力学和热力学原理,通过气体的压力和容积变化来实现机械运动。

气缸通常由气缸筒、活塞、活塞杆、密封件和进气/排气口等组成。

下面将详细介绍气缸的工作原理。

1. 压缩冲程:在气缸的压缩冲程中,气缸筒内的气体被压缩。

当活塞向上移动时,气缸筒内的容积减小,导致气体的压力增加。

这是由于活塞在上升过程中将气体挤压在一起,使气体分子之间的碰撞频率增加,从而增加了气体的压力。

2. 燃烧冲程:在气缸的燃烧冲程中,混合气体被点火燃烧。

当活塞接近上止点时,点火系统将点火火花发送到气缸中的混合气体中,引发燃烧。

燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动,同时释放出能量。

3. 排气冲程:在气缸的排气冲程中,燃烧产生的废气被排出。

当活塞向上移动时,废气通过排气口排出气缸。

这是通过打开排气门或排气阀来实现的,使废气从气缸中流出。

4. 进气冲程:在气缸的进气冲程中,新鲜空气被吸入。

当活塞接近下止点时,进气门或进气阀打开,允许新鲜空气进入气缸。

这样,气缸内的压力降低,形成负压,使空气被吸入。

以上是气缸的基本工作原理。

在实际应用中,气缸通常与其他机械装置配合使用,如活塞发动机、液压系统等。

不同类型的气缸有不同的结构和工作方式,但其基本原理都是利用气体的压力和容积变化来实现机械运动。

需要注意的是,气缸的工作原理中涉及到的压力、温度、容积等参数会受到多种因素的影响,如气缸的设计、材料、工作环境等。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行合理设计和调整,以确保气缸的正常工作和性能。

希望以上内容能够详细解答您关于气缸工作原理的疑问。

如有其他问题,请随时提问。

气缸的作用和原理

气缸的作用和原理

气缸的作用和原理气缸是很多机械设备、发动机中常见的部件,其作用是将压缩气体的能量转化为机械能,从而驱动其他部件运动。

气缸的原理主要包括气缸的工作过程、构造和压力作用等方面,下文将详细介绍。

1.转化能量:气缸通过将高压气体进行膨胀作功,将膨胀的功转化为机械能,从而为机械设备提供驱动力。

例如,在内燃发动机中,气缸将高压气体的能量转化为活塞的往复运动,进而带动曲轴旋转,实现引擎的工作。

2.控制物体运动:气缸可以通过控制进气和排气的开关,来控制活塞的运动,从而使被驱动物体实现特定的运动轨迹和速度。

在一些机械装置中,气缸可以将既定运动规律的压缩空气输出,实现物体的正反转、上下运动等。

3.压力传递:气缸可以提供较高的输出压力,用于推动和压实物体。

例如,气动锤、气动钻等工具常用气缸提供的高压气体驱动,通过敲击或旋转来完成特定的工作任务。

气缸的原理:气缸的工作原理主要体现在气体的压力作用、密封性以及活塞和气缸体的相对运动等方面。

1.压力作用:气缸内部通过压缩空气或其他气体,使气体处于一定的压力状态。

通过控制进气和排气的开关,可以调节气缸内气体的压力大小和变化规律。

在内燃发动机中,定期进行进气、压缩、点火和排气等工作过程,使气缸内的燃料和空气混合物爆炸产生高温高压气体。

2.密封性:为了保证气缸内部的压力不会泄漏,气缸需要具备良好的密封性。

气缸内设置了活塞和缸套,活塞与缸套之间形成间隙,通过气缸盖和活塞环等部件的密封,使压缩气体不会在活塞和缸套之间泄漏。

同时,气缸底部为了将活塞与销轴上的连杆连接,需设置气缸底面和连杆的连接孔,这种连接孔也需要具备较好的密封性。

3.活塞与气缸体的相对运动:气缸内部活塞可相对于气缸体实现往复直线运动。

活塞通过链接活塞销和连杆传递动力。

进气期和排气期,活塞位于上死点;压缩期和爆炸推动活塞向下运动,从而旋转曲轴。

在工作过程中,气缸不断地进行气体压缩和膨胀的往复运动。

当气缸处于膨胀状态时,气体推动活塞产生力,力通过连杆传递给被驱动物体;而当气缸处于压缩状态时,活塞由被驱动物体的力推动向气缸内压缩气体。

气缸的工作原理

气缸的工作原理

气缸的工作原理
气缸的工作原理是利用气体压力的变化来产生机械运动或者输出功。

气缸通常由筒体、活塞、活塞杆和气缸盖组成,其中筒体内部分为上下两个相对的腔室。

活塞紧密地安装在筒体内,活塞杆与活塞相连贯通整个气缸。

当压缩空气通过气缸进入下腔室时,它会推动活塞向上运动。

同时,上腔室的气体通过排气阀或排气孔排出。

通过改变进气和排气的位置,可以控制气体在气缸内部的流动方向和速度。

当气压作用在活塞上方时,由于活塞的面积较小,压力会产生一个向下的力,反过来推动活塞向下移动。

而当气压作用在活塞下方时,由于活塞的面积较大,压力会产生一个向上的力,推动活塞向上移动。

可以利用气缸的上下运动来驱动其他机械部件,如传动杆、连杆等。

这样,气缸可以产生直线运动,实现工作物体的推拉、举升、旋转等。

通过控制气体的进出和活塞的运动状态,可以实现气缸的工作效果的控制和调节。

气动气缸工作原理

气动气缸工作原理

气动气缸工作原理
气动气缸是一种将压缩空气能量转化为机械能的装置。

其工作原理主要涉及压缩空气的进入和排出以及活塞的运动。

以下是气动气缸的工作原理:
1. 压缩空气的进入:气动气缸通常与压缩空气供应系统相连,通过阀门将压缩空气引入气缸内部。

当阀门打开时,压缩空气经过进气口进入气缸内。

2. 活塞运动:气缸内部有一个与气缸壁紧密配合的活塞。

当压缩空气进入气缸时,气体会推动活塞向前运动。

活塞通过与连杆的连接,将机械能传递给其他零部件或执行器。

3. 压缩空气的排出:当压缩空气推动活塞运动完成后,阀门关闭,阻止新的空气进入。

此时,通过排气口将气缸内的压缩空气排出。

排气过程中,活塞会向后运动,将气缸内部的空气排出。

4. 循环运行:气动气缸可以反复循环工作,通过控制压缩空气的进入和排出,控制活塞的运动。

通常通过气源系统中的电磁阀或手动控制阀来实现对气缸的操作。

总结起来,气动气缸工作原理是通过压缩空气的进入和排出,推动活塞的运动,将压缩空气能量转化为机械能。

这种装置在自动化控制系统和工业生产中得到广泛应用。

气缸工作原理

气缸工作原理

气缸工作原理
气缸工作是指通过气体的压缩和膨胀来产生动力的一种装置。

气缸通常由一个活塞和一个固定在气缸内的缸体组成。

工作原理如下:
1. 进气阶段:当气缸内的活塞向下移动时,气缸顶部的进气阀门打开,允许空气或混合气体进入气缸。

这个过程的目的是将可燃物质引入到气缸,为后续的燃烧提供燃料。

2. 压缩阶段:当活塞到达最低点后,开始上升。

上升过程中,进气阀门关闭,此时气缸内的容积减小,空气被压缩。

由于理想气体状态方程的作用,气体的压力会随着体积的减小而增加。

在这个过程中,压缩气体的温度也会增加。

3. 燃烧阶段:当活塞到达最高点时,进气和排气阀门同时关闭。

此时,一个火花塞产生的火花引燃压缩气体,引起爆炸。

爆炸产生的高温和高压气体推动活塞向下移动,并通过连杆传递动力。

4. 排气阶段:随着活塞向下移动,活塞下方的排气阀门打开,将燃烧产生的废气排出气缸。

排气完成后,活塞再次向上移动,进入下一个工作循环。

通过不断重复上述的工作循环,气缸能够不断地产生动力。

气缸广泛应用于内燃机、压缩机和液压系统等领域,是许多机械设备中不可或缺的重要部件。

气缸工作原理介绍_图文

气缸工作原理介绍_图文
排气的绝热压缩过程。整个冲击段时间很短,约几十毫秒。见图 10-c。
气缸的工作原理
图10 普通型冲击气缸的工作原理 1— 蓄气缸;2—中盖;3—排气孔;4—喷气口;5—活塞
气缸的工作原理
• 第四阶段:弹跳段。在冲击段之后,从能量观点来说,蓄气缸腔内压力
能转化成活塞动能,而活塞的部分动能又转化成有杆腔的压力能,结果造成有 杆腔压力比蓄气-无杆腔压力还高,即形成“气垫”,使活塞产生反向运动,结果 又会使蓄气-无杆腔压力增加,且又大于有杆腔压力。如此便出现活塞在缸体内 来回往复运动—即弹跳。直至活塞两侧压力差克服不了活塞阻力不能再发生弹 跳为止。待有杆腔气体由A排空后,活塞便下行至终点。
杆腔压力下降,直到下列力平衡方程成立时,活塞才开始移动。
气缸的工作原理
式中 d——中盖喷气口直径(m); p30——活塞开始移动瞬时蓄气缸腔内压力(绝对压力)(Pa); p20——活塞开始移动瞬时有杆腔内压力(绝对压力)(Pa); G——运动部件(活塞、活塞杆及锤头号模具等)所受的重力(N); D——活塞直径(m); d1——活塞杆直径(m); Fƒ0——活塞开始移动瞬时的密封摩擦力(N)。
图5并联型气-液阻尼缸 1—液压缸;2—气缸
气缸的工作原理
• 按调速特性可分为:
1)慢进慢退式; 2)慢进快退式; 3)快进慢进快退式。 其调速特性及应用见表1。 就气-液阻尼缸的结构而言,尚可分为多种形式:节流阀、单向阀单独设置或 装于缸盖上;单向阀装在活塞上(如挡板式单向阀);缸壁上开孔、开沟槽、 缸内滑柱式、机械浮动联结式、行程阀控制快速趋近式等。活塞上有挡板式单 向阀的气-液阻尼缸见图6。活塞上带有挡板式单向阀,活塞向右运动时,挡板离 开活塞,单向阀打开,液压缸右腔的油通过活塞上的孔(即挡板单向阀孔)流 至左腔,实现快退,用活塞上孔的多少和大小来控制快退时的速度。活塞向左 运动时,挡板挡住活塞上的孔,单向阀关闭,液压缸左腔的油经节流阀流至右 腔(经缸外管路)。调节节流阀的开度即可调节活塞慢进的速度。其结构较为
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气缸的工作原理1.2.1 单作用气缸单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动。

其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力,膜片张力,重力等。

其原理及结构见图42.2-2。

图42.2-2 单作用气缸1—缸体;2—活塞;3—弹簧;4—活塞杆;单作用气缸的特点是:1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。

2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。

3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些。

4)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。

由于以上特点,单作用活塞气缸多用于短行程。

其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。

单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。

1.2.2 双作用气缸双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸。

其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。

此类气缸使用最为广泛。

1)双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。

其工作原理见图42.2-3。

缸体固定时,其所带载荷(如工作台)与气缸两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入气缸两腔(一腔进气另一腔排气),活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程s的3倍。

安装所占空间大,一般用于小型设备上。

活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷(工作台)连成一体,压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程s的2倍。

适用于中、大型设备。

图42.2-3 双活塞杆双作用气缸a)缸体固定;b)活塞杆固定1—缸体;2—工作台;3—活塞;4—活塞杆;5—机架双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受力面积相等。

当输入压力、流量相同时,其往返运动输出力及速度均相等。

2)缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件。

为了使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击现象。

在气缸两端加设缓冲装置,一般称为缓冲气缸。

缓冲气缸见图42.2-4,主要由活塞杆1、活塞2、缓冲柱塞3、单向阀5、节流阀6、端盖7等组成。

其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时,缸右腔的气体经柱塞孔4及缸盖上的气孔8排出。

在活塞运动接近行程末端时,活塞右侧的缓冲柱塞3将柱塞孔4堵死、活塞继续向右运动时,封在气缸右腔内的剩余气体被压缩,缓慢地通过节流阀6及气孔8排出,被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡,即会取得缓冲效果,使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击。

调节节流阀6阀口开度的大小,即可控制排气量的多少,从而决定了被压缩容积(称缓冲室)内压力的大小,以调节缓冲效果。

若令活塞反向运动时,从气孔8输入压缩空气,可直接顶开单向阀5,推动活塞向左运动。

如节流阀6阀口开度固定,不可调节,即称为不可调缓冲气缸。

图42.2-4 缓冲气缸1—活塞杆;2—活塞;3—缓冲柱塞;4—柱塞孔;5—单向阀6—节流阀;7—端盖;8—气孔气缸所设缓冲装置种类很多,上述只是其中之一,当然也可以在气动回路上采取措施,达到缓冲目的。

1.2.3 组合气缸组合气缸一般指气缸与液压缸相组合形成的气-液阻尼缸、气-液增压缸等。

众所周知,通常气缸采用的工作介质是压缩空气,其特点是动作快,但速度不易控制,当载荷变化较大时,容易产生“爬行”或“自走”现象;而液压缸采用的工作介质是通常认为不可压缩的液压油,其特点是动作不如气缸快,但速度易于控制,当载荷变化较大时,采用措施得当,一般不会产生“爬行”和“自走”现象。

把气缸与液压缸巧妙组合起来,取长补短,即成为气动系统中普遍采用的气-液阻尼缸。

气-液阻尼缸工作原理见图42.2-5。

实际是气缸与液压缸串联而成,两活塞固定在同一活塞杆上。

液压缸不用泵供油,只要充满油即可,其进出口间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。

当气缸右端供气时,气缸克服载荷带动液压缸活塞向左运动(气缸左端排气),此时液压缸左端排油,单向阀关闭,油只能通过节流阀流入液压缸右腔及油杯内,这时若将节流阀阀口开大,则液压缸左腔排油通畅,两活塞运动速度就快,反之,若将节流阀阀口关小,液压缸左腔排油受阻,两活塞运动速度会减慢。

这样,调节节流阀开口大小,就能控制活塞的运动速度。

可以看出,气液阻尼缸的输出力应是气缸中压缩空气产生的力(推力或拉力)与液压缸中油的阻尼力之差。

图42.2-5 气-液阻尼缸1—节流阀;2—油杯;3—单向阀;4—液压缸;5—气缸;6—外载荷气-液阻尼缸的类型有多种。

按气缸与液压缸的连接形式,可分为串联型与并联型两种。

前面所述为串联型,图42.2-6为并联型气-液阻尼缸。

串联型缸体较长;加工与安装时对同轴度要求较高;有时两缸间会产生窜气窜油现象。

并联型缸体较短、结构紧凑;气、液缸分置,不会产生窜气窜油现象;因液压缸工作压力可以相当高,液压缸可制成相当小的直径(不必与气缸等直径);但因气、液两缸安装在不同轴线上,会产生附加力矩,会增加导轨装置磨损,也可能产生“爬行”现象。

串联型气-液阻尼缸还有液压缸在前或在后之分,液压缸在后参见图42.2-5,液压缸活塞两端作用面积不等,工作过程中需要储油或补油,油杯较大。

如将液压缸放在前面(气缸在后面),则液压缸两端都有活塞杆,两端作用面积相等,除补充泄漏之外就不存在储油、补油问题,油杯可以很小。

图42.2-6 并联型气-液阻尼缸1—液压缸;2—气缸按调速特性可分为:1)慢进慢退式;2)慢进快退式;3)快进慢进快退式。

其调速特性及应用见表42.2-3。

就气-液阻尼缸的结构而言,尚可分为多种形式:节流阀、单向阀单独设置或装于缸盖上;单向阀装在活塞上(如挡板式单向阀);缸壁上开孔、开沟槽、缸内滑柱式、机械浮动联结式、行程阀控制快速趋近式等。

活塞上有挡板式单向阀的气-液阻尼缸见图42.2-7。

活塞上带有挡板式单向阀,活塞向右运动时,挡板离开活塞,单向阀打开,液压缸右腔的油通过活塞上的孔(即挡板单向阀孔)流至左腔,实现快退,用活塞上孔的多少和大小来控制快退时的速度。

活塞向左运动时,挡板挡住活塞上的孔,单向阀关闭,液压缸左腔的油经节流阀流至右腔(经缸外管路)。

调节节流阀的开度即可调节活塞慢进的速度。

其结构较为简单,制造加工较方便。

图42.2-8为采用机械浮动联接的快速趋近式气-液阻尼缸原理图。

靠液压缸活塞杆端部的T 形顶块与气缸活塞杆端部的拉钩间有一空行程s 1,实现空程快速趋近,然后再带动液压缸活塞,通过节流阻尼,实现慢进。

返程时也是先走空行程s 1,再与液压活塞一起运动,通过单向阀,实现快退。

调速方式 结构示意图 特性曲线 作用原理 应用双向节流调速在气-液阻尼缸的回油管路装设可调式节流阀,使活塞往复运动的速度可调并相同 适用于空行程及工作行程都较短的场合(s <20mm )单向节流调速 将一单向阀和一节流阀并联在调速油路中。

活塞向右运动时,单向阀关闭,节流慢进;活塞向左运动时,单向阀打开,不经节流快退。

适用于空行程较短而工作行程较长的场合快速趋近单向节流调速将液压缸的ƒ点与α点用管路相通,活塞开始向右运动时,右腔油经由fgea 回路直接流入α端实现快速趋近,当活塞移过ƒ点,油只能经节流阀流入α端,实现慢进,活塞向左运动时,单向阀打开,实现快退。

由于快速趋近,节省了空程时间,提高了劳动生产率。

是各种机床、设备最常用的方式图42.2-7 活塞上有挡板式单向阀的气-液阻尼缸图42.2-8 浮动联接气-液阻尼缸原理图1—气缸;2—顶丝;3—T 形顶块;4—拉钩;5—液压缸图42.2-9 是又一种浮动联接气-液阻尼缸。

与前者的区别在于:T 形顶块和拉钩装设位置不同,前者设置在缸外部。

后者设置在气缸活塞杆内,结构紧凑但不易调整空行程s 1(前者调节顶丝即可方便调节s 1的大小)。

1.2.4 特殊气缸(1)冲击气缸图42.2-9 浮动联接气-液阻尼缸冲击气缸是把压缩空气的能量转化为活塞、活塞杆高速运动的能量,利用此动能去做功。

冲击气缸分普通型和快排型两种。

1)普通型冲击气缸普通型冲击气缸的结构见图42.2-10。

与普通气缸相比,此种冲击气缸增设了蓄气缸1和带流线型喷气口4及具有排气孔3的中盖2。

其工作原理及工作过程可简述为如下五个阶段(见图42.2-11):第一阶段:复位段。

见图42.2-10和图42.2-11a ,接通气源,换向阀处复位状态,孔A 进气,孔B 排气,活塞5在压差的作用下,克服密封阻力及运动部件重量而上移,借助活塞上的密封胶垫封住中盖上的喷气口4。

中盖和活塞之间的环形空间C 经过排气小孔3与大气相通。

最后,活塞有杆腔压力升高至气源压力,蓄气缸内压力降至大气压力。

第二阶段:储能段。

见图42.2-10和图42.2-11b ,换向阀换向,B 孔进气充入蓄气缸腔内,A 孔排气。

由于蓄气缸腔内压力作用在活塞上的面积只是喷气口4的面积,它比有杆腔压力作用在活塞上的面积要小得多,故只有待蓄气缸内压力上升,有杆腔压力下降,直到下列力平衡方程成立时,活塞才开始移动。

式中 d ——中盖喷气口直径(m );p 30——活塞开始移动瞬时蓄气缸腔内压力(绝对压力)(Pa );p20——活塞开始移动瞬时有杆腔内压力(绝对压力)(Pa);G——运动部件(活塞、活塞杆及锤头号模具等)所受的重力(N);D——活塞直径(m);d1——活塞杆直径(m);Fƒ0——活塞开始移动瞬时的密封摩擦力(N)。

若不计式(42.2-1)中G和Fƒ0项,且令d=d1,,则当时,活塞才开始移动。

这里的p20、p30均为绝对压力。

可见活塞开始移动瞬时,蓄气缸腔与有杆腔的压力差很大。

这一点很明显地与普通气缸不同。

图42.2-10 普通型冲击气缸第三阶段:冲击段。

活塞开始移动瞬时,蓄气缸腔内压力p30可认为已达气源压力p s,同时,容积很小的无杆腔(包括环形空间C)通过排气孔3与大气相通,故无杆腔压力p10等于大气压力p a。

由于p a/p s大于临界压力比0.528,所以活塞开始移动后,在最小流通截面处(喷气口与活塞之间的环形面)为声速流动,使无杆腔压力急剧增加,直至与蓄气缸腔内压力平衡。

该平衡压力略低于气源压力。

以上可以称为冲击段的第I区段。

第I区段的作用时间极短(只有几毫秒)。

在第I区段,有杆腔压力变化很小,故第I区段末,无杆腔压力p1(作用在活塞全面积上)比有杆腔压力p2(作用在活塞杆侧的环状面积上)大得多,活塞在这样大的压差力作用下,获得很高的运动加速度,使活塞高速运动,即进行冲击。

在此过程B口仍在进气,蓄气缸腔至无杆腔已连通且压力相等,可认为蓄气-无杆腔内为略带充气的绝热膨胀过程。

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