基于AMESIM的高速气缸新型缓冲装置缓冲性能研究

第36卷第21期振动与冲击

JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK Vol .36 No . 21 2017

基于AMESIM 的高速气缸新型缓冲装置缓冲性能研究

张日红$，2,杜群贵:

(1.仲恺农业工程学院机电工程学院，广州510225; 2.华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510641)

摘要：目前气动技术在现代工业技术发展过程中占有重要的地位，而作为执行元件的气缸的应用更是普遍，气

缸的工作速度逐步向高速方向发展，而性能良好的缓冲装置对于气缸以稳定而低速的状态停靠在行程终点具有极其重要的作用。通过仿真和实验分析发现基于压力释放阀缓冲调节阀在气缸缓冲性能调节方面存在调节范围小，容易引发气缸活塞速度的振荡，进一步提出了一种新型缓冲装置，该新型缓冲装置通过气缸缓冲腔余隙容积与压力调节阀的分段调节来实现气缸良好缓冲的调整。接下来在构建具有新型缓冲装置的高速气缸AMESIM 数值模型的基础上，对气缸活塞速度为3. 0 ~ 3. 7 rn/S ，气缸执行系统可移动部件质量为4 kg 工况条件下进行了仿真分析，分析结果显示了气缸速度在3. 0 ~ 3. 5变化时，通过调节气缸缓冲腔的余隙容积大小即可实现最佳缓冲，而气缸速度在3.5 ~ 3. 7 rn/S 变化时，则通过调节压力调节阀来实现最佳缓冲。通过仿真还得出了气缸实现良好缓冲的分段调节范围，稳定调节范围相比单纯基于压力释放阀的缓冲调节方式有了很好的提升。

关键词：高速气缸;新型缓冲装置'缓冲性能;AMESIM 建模

中图分类号：TH138.5;TH113.2 文献标志码：A DOI ：10. 13465/j. cnki. jvs. 2017.21.015

(1. College of Mechanical and Electrical Engineering，Zhongkai University of Agriculture and Engine

2. School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China)

Abstract ： Currently the pneum atic technology plays on im portant role in m odem industrial technologies ，pneum atic cylinders are more generally used as actuators ，and their operation speed is gradually good perform ance appear to be quite necessary for guaranteeing the pneum atic cylinder to be able to stop in a stable and slow speed status at the end of travel. Simulations and experim ental analyse have found that the pneum atic cylinders installed with the traditional pressure relief valvel can only m anually regulate the cushioning properties in a small

adjustm ent range ，

and may easily lead to the fluctuation of piston speed. A novel cushion device was proposed to achieve better cushioning properties ，in which the clearance volume of cushion cham ber and the spring compression regulating valve can be regulated according to the varation of piston speed. An AMESIM num erical model for a high speed pneum atic cylinder with the novel cushion device was developed to perform the simulation with the piston speed varying in 3.0-3.7 E s and the mass of tlie moving parts in the actuator system being 4 kg. The analysis results show that when the maximum piston speed varies in 3. 0-3. 5 m /s ，the optim um cushioning perform ance can be achieved by adjusting the clearance volume of c ushion cham ber ， while when the maximum piston s p e d varies in 3. 5-3. 7 m /s ，th e sp rin g compression of p ressure regulating valve can be regulated to achieve the optimum cushioning perform ance. A better cushion adjustm ent range of the novel cushion device was determ ined through the sim ulation ，c pressure relief valvet.Key words ： high speed pneum atic cylinder ; novel cushion device ; cushion perform ance ; AMESIM model Cushioning perform ance of a novel cushiondevice fo rh ig h sp e e d

pneum atic cylinders based on AM ESIM ZHANGRihong1,2 & DU Qungui2

省科技计划项目（2013B 010203016)

收稿日期：2016 -04 -29修改稿收到日期#2016 -06 -21

第一作者张日红男，博士，副教授，1980年5月生

通信作者杜群贵男，教授，博士，教授，1965年6月生基金项目：国家重点实验室开放课题项目（SKLMT -KFKT -201503);广东

气缸非常适合快速使负载质量加速至较高的速度，从目前的发展趋势看，通用型气缸将进一步保持低成本、高性能、多样化的特点。另一方面，特殊用途的气缸将继续向着高速化、高精度化、复合化以及追求平

气缸气缓冲特性

第22卷　第3期2002年6月北京理工大学学报 Jou rnal of Beijing In stitu te of T echno logy V o l .22　N o.3Jun .2002 文章编号:100120645(2002)0320321204 气缸气缓冲特性的实验研究张百海,　贾媛媛,　柴森春,　江泽民 (北京理工大学自动控制系,北京　100081) 摘　要:研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统Ζ通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性Ζ实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况Ζ关键词:气缸;气缓冲特性;计算机辅助测试中图分类号:T P 274;TH 138151 文献标识码:A Exper i m en tal I nvestigation of A ir Cush ion Character istics i n Pneu matic Cyli nders ZHAN G B ai 2hai ,　J I A Yuan 2yuan ,　CHA I Sen 2chun ,　J I AN G Ze 2m in (D ep t .of A u tom atic Con tro l ,Beijing In stitu te of T echno logy ,Beijing 100081,Ch ina ) Abstract :A ir cu sh i on characteristics of p neum atic cylinders are studied exp eri m en tally .A com 2p u ter aided p neum atic cylinder testing system w as develop ed .P ressu res in the cu sh i on cham bers ,in in let and ou tlet p i p elines ,cylinder disp lacem en t and shock accelerati on w ere tested under dif 2feren t w o rk ing conditi on s by tun ing the sou rce p ressu re and op en ing of the cu sh i on needle valve .T yp ical air cu sh i on characteristics including over 2cu sh i on ing ,deficien t cu sh i on ing and op ti m um cu sh i on ing w ere analysed .It w as p roved that the m echan ical co llisi on betw een the p iston and the end cap w as the m ain cau se of shock ,and there ex isted m echan ical co llisi on s that w o rsen the cu sh i on p erfo rm ance in som e deficien t cu sh i on ings ,and air cu sh i on is on ly app licab le under cer 2tain w o rk ing conditi on s .Key words :p neum atic cylinder ;air cu sh i on characteristics ;CA T 收稿日期:20020117 基金项目:日本S M C 株式会社合作项目作者简介:张百海(1966-),男,博士,副教授Ζ 当气缸驱动较大质量且较快速度的工作部件, 运动状态突然停止或换向时,会产生很大的冲击和振动,因此必须设置缓冲装置Λ理想缓冲过程中,运动部件应按等减速规律减速,并在到达行程终点时速度刚好减到零Λ常用的气缸缓冲方式有气缓冲、液压缓冲和橡胶垫缓冲等[1],它们有各自的特点和使用场合Λ气缓冲气缸的结构如图1所示,如何调整缓冲针阀以适应不同工况的要求是用户经常提出的问题Λ文献[2]把气缓冲气缸的运动分为4个阶段:准备阶段、启动阶段、快速运动阶段和缓冲阶段,并分析了影响气缓冲气缸动态性能的几个主要因素Λ文献[3]建立了气缓冲气缸运动模型,并进行了仿真计

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。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。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

气缸常识

1.单作用与双作用气缸区别双作用气缸的开关动作都通过气源来驱动执行的；通气开，通气关，断气保持原位；单作用的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作是弹簧复位的；单作用分：常开型和常闭型。常开型：（通气关，断气开）；常闭型：（通气开，断气关）。单作用气缸与双作用气缸2009-09-04 12:25 A.M.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。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。 2 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。缓冲气缸主要由活塞杆1、活塞、缓冲柱塞、单向阀、节流阀、端盖等组成。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及缸盖上的气孔排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞将柱塞孔堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔内的剩余气体被压缩，缓慢地通过节流阀及气孔排出，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，从气孔输入压缩空气，可直接顶开单向阀，推动活塞向左运动。如节流阀阀口开度固定，不可调节，即称为不可调缓冲气缸。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

气缸选型步骤及技巧

气缸选型步骤内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、气缸型号分类（1）从动作上分为单作用和双作用，结构示意图如图所示，前者又分弹簧压回和压出两种，一般用于行程短、对输出力和运动速度要求不高的场合（价格低、耗能少），双作用气缸则更广泛应用。（注：不要把单双作用气缸跟带还是不带磁环气缸等同了）（2）从功能上来分（比较贴合设计情况），类型较多，如标准气缸、复合型气缸、特殊气缸、摆动气缸、气爪等，其中比较常用的为自由安装型气缸、薄型气缸、笔形气缸、双杆气缸、滑台气缸、无杆气缸、旋转气缸、夹爪气缸等，如图所示，大家只要了解各种气缸大致特性和对应型号，要用时调（标准件图纸）出来即可！基于对气缸在动力特性或空间布局方面的应用特长，我们在实际选用气缸时，首先是确定一个合适的类别从三面考虑：功能要求、空间要求，精度要求。气缸型号、气缸种类、气缸规格、最全面的气缸大全选型介绍与分析 ●节省空间指气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸的较大或较小的气缸，具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点，比如薄型气缸（如SDA系列，缸径=Φ12mm～Φ100mm，行程≤100mm）和自由安装型气缸（如CU系列，缸径=Φ6mm～Φ32mm，行程≤100mm），如图所示：

广泛应用的气缸具有节省空间特长的还有无杆气缸，形象地说，有杆气缸的安装空间约2.2倍行程的话，无杆气缸可以缩减到约1.2倍行程，一般需要和导引机构配套，定位精度也比较高。磁偶式无杆气缸：活塞两侧受压面积相等,具有同样的推力,有利于提高定位精度,适合长行程，重量轻、结构简单、占用空间小，如图所示机械式无杆气缸：“有较大的承载能力和抗力矩能力，适用缸径Φ10mm～Φ80mm，此外，同样希望节省空间兼顾导向精度要求时，往往会用到双杆气缸（相当于两个单杆气缸并联成一体）。 ●精度要求一般采用滑台气缸（将滑台与气缸紧凑组合的一体化的气动组件），也有各种细分的类型，工件可安装在滑台上，通过气缸推动滑台运动，适用于精密组装、定位、传送工件等。 ●摆动/旋转运动遇到需要摆动或转动的场合，一般采用旋转气缸，主要有以下几类：叶片式旋转缸：用内部止动块或外部挡块来改变其摆动角度。止动块于缸体固定在一起，叶片于转轴连在一起。气压作用在叶片上，带动转轴回转，并输出力矩。叶片式摆缸由单片式和双片式。双片式的输出力矩比单片式大一倍，但转角小于180度。齿轮式旋转缸：气压力推动活塞带动齿条作直线运动，齿条推动齿轮作回转运动，由齿轮轴输出力矩并带动外负载摆动。齿轮齿条式摆缸有CRJ、CRJU（缸大小代号0.5、1mm），CRA1（缸径30~100mm标准型）、CRQ2（缸径10~40mm薄型）、MSQ（缸径10~200mm 摆动平台）系列可供选择。转角下压气缸：也称回转夹紧气缸，旋转到一定角度后下压夹紧 ●夹持/固定产品

气体气缸的工作原理

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

实际经验总结出来的选择气缸的技巧

实际经验总结出来的选择气缸的技巧 1、类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。 2、安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。 3、作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。 4、活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加10～20㎜的余量。 5、活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50～800㎜/s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气—液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。

气缸选择(实际经验总结)

如何选择合适的气缸（实际经验总结） 1、类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。 2、安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。 3、作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。 4、活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加10～20㎜的余量。 5、活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50～800㎜/s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气

管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气—液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。气缸的选型程序1：根据操作形式选定气缸类型：气缸操作方式有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式程序2：选定其它参数： 1、选定气缸缸径大小根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定 2、选定气缸行程工件移动距离 3、选定气缸系列 4、选定气缸安装型式不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型 5、选定缓冲器无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、油压吸震器 6、选定磁感开关主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环 7、选定气缸配件包括相关接头二、方向阀的选择 1、选用阀的适用范围应与使用现场的条件相一致。即应根据使用场合的气源压力大小、电源条件（交直流、电压大小及波动范围）、介质温度、湿度、环境温湿度、粉尘、振动等选用适合在此条件下可靠使用的阀。 2、选用阀的功能及控制方式应符合系统工作要求即应根据气动系统对元件的位置数、通路数、记忆性、静置时通断状态和控制方式等的要求选用符合所需功能及控制方式的阀。

各种气缸工作原理

气缸工作原理一、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，耗气量小一、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、双作用气缸工作原理图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。三、缓冲气缸图缓冲气缸 1—活塞杆；2—活塞；3—缓冲柱塞；4—柱塞孔；5—单向密封圈；6—节流阀；7—端盖；8—气孔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。缓冲气缸见上图，主要由活塞杆1、活塞2、缓冲柱塞3、单向密封圈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

气缓冲气缸

神威气动https://www.360docs.net/doc/f211681037.html, 文档标题：气缓冲气缸一、气缓冲气缸的介绍：引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。二、气缸种类： ①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：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。 ④冲击气缸：这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（10～20米/秒）运动的动能，借以做功。 ⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280°。此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。三、气缸结构：气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示： 2：端盖端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。 3：活塞活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。

SMC气缸缓冲阀的作用及分类

SMC气缸缓冲阀的作用及分类 SMC气缸想必气动行业的朋友们都有结束到，也有些客户想使用中会遇到各种各样的小问题，那么今天给您大家解释下什么是气缸缓冲阀，气缸缓冲阀又起到什么作用呢? 问题1：气缸的缓冲气缸有一个问题，如果不使用缓冲装置，当活塞运动到终端时，特别是行程长、速度快的气缸，活塞撞击端盖的动能就会很大，很容易损坏零件，缩短气缸的寿命。更何况，冲击造成的噪音也相当要命。如果一台没有缓冲装置的气缸噪音是70dB，那整个工厂的噪音会高达140dB，就像长期处在喷气式飞机的跑道上。这已经达到了人类无法忍受并痛苦难耐的极限。液压缓冲

种，也是简单气缸缓冲的方法：在气缸前端安装液压缓冲器。玩笑归玩笑，我们还是要说点正经话，如下是液压缓冲的工作原理图：通过独特的阻尼孔设计，使用矿物油作为介质，来平稳实现从高速轻载到低速重载的转变。橡胶缓冲为了在工厂更紧凑的安装，设计师们又想了方法，第二种方法：橡胶缓冲。（活塞杆的两端设置了缓冲垫）气缓冲第三种方法：气缓冲。（通过活塞运动时，缓冲套及密封圈共同作用在一侧形成一个封闭的气室/缓冲腔，来实现缓冲。）目前来说常见的有三种，第一是气缸缸径比较小的采用硬缓冲，就是在气缸缸盖处加防撞垫，有铁质的和塑料的可以选择；第二是气缓冲，就是在进气口附近打螺纹孔，通入气缸内部，可以调节，利用排气时流量的大小来调节气缸缓冲的大小，现在的气缸多是采用这种；第三是采用油压缓冲器就是减震器，在气缸快要

达到终点时利用油压缓冲器来进行缓冲，这种缓冲形式比较精确有效，成本也较高一些缓冲阀起到什么作用呢？缓冲阀是吸收行程终端产生的动能时调整封闭气体的释放流量的阀。行程末端前，由于缓冲套和缓冲密封圈接触导致排气封闭、压力上升，吸收冲击。压力上升的排气侧的压缩空气通过设置在端盖上的孔口排气，气缸全行程动作。调整方法为：安全起见，请从缓冲阀全闭状态开始，慢慢的放松进行调整。

气缸选择(实际经验总结)

气缸缓冲结构

SooPAT 气缸缓冲结构申请号：201220157492.1 申请日：2012-04-16 申请(专利权)人宁波亚德客自动化工业有限公司地址315500 浙江省宁波市奉化市高新技术园区四明东路88号发明(设计)人王世忠杨作起王建峰杜辉谢舟飞杨楚陈早阳主分类号F15B15/22(2006.01)I 分类号F15B15/22(2006.01)I 公开(公告)号202545418U 公开(公告)日2012-11-21 专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 代理人尉伟敏

(10)授权公告号 CN 202545418 U (45)授权公告日 2012.11.21C N 202545418 U *CN202545418U* (21)申请号 201220157492.1 (22)申请日 2012.04.16 F15B 15/22(2006.01) (73)专利权人宁波亚德客自动化工业有限公司地址315500 浙江省宁波市奉化市高新技术园区四明东路88号 (72)发明人王世忠杨作起王建峰杜辉谢舟飞杨楚陈早阳 (74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 代理人尉伟敏 (54)实用新型名称气缸缓冲结构 (57)摘要本实用新型涉及一种气缸缓冲结构，其目的在于提供一种制造成本低的气缸缓冲结构。该气缸缓冲结构，包括气缸本体，所述气缸本体内设有滑动的活塞杆以及由该活塞杆滑动至气缸本体一端时而形成的气室，所述气缸本体外壁上设有排气口，该排气口与气室通过缓冲通道连通，所述缓冲通道的侧向设有用于控制所述缓冲通道流量的调节螺丝，所述排气口与气室之间还设有由活塞杆滑动而控制开闭的排气通道。本实用新型的有益效果是：不需要加工精度要求较高的密封圈槽和活塞杆端部，对制造上的要求较低，降低了成本，适用于活塞杆不旋转式气缸。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页说明书2页附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页说明书 2 页附图 1 页

气缸的工作原理及性能【详解】

气缸的工作原理及性能内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、气缸简介气缸：引导活塞在其中进行直线往复运动的圆简形金属机件，例：工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能，气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机，旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域：印刷(张力控制)，半导体(点焊机，芯片研磨)，自动化控制，机器人等。气缸结构：气缸是由缸筒，端盖，活塞，活塞杆和密封件等组成。缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种：整体型，铆接型，螺纹联接型，法兰型，拉杆型。二、气缸运动类型气缸有往复直线运动和往复摆动两种类型： 1、直线运动气缸又分为：单作用气缸，双作用气缸，膜片式气缸和冲击气缸，无杠气缸。

①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：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。 ④冲击气缸：这是一种新型组件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10-20米/秒)运动的动能，借以做功。 ⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。 2、做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280度。此外，还有回转气缸，气液阻尼缸和步进气缸等。

气缸常见问题

气缸常见的问题一.漏气（泄漏） 1.内泄漏：产生在气缸体内部前腔与后腔之间的泄漏，称为内漏，也称“串气”。原因：1.活塞密封圈位置泄漏，有破损或划伤。 2.缸筒内壁有磨损、划伤损坏。 3.轴心密封圈损伤，或装配不良。 4.活塞密封圈损伤，磁铁座与活塞装配前有划伤损坏或缺陷。 2.外泄漏：工作空气由气缸体内部向外部泄漏，出现的漏气，称为外漏。原因：1.防尘密封圈位置泄漏，密封圈有破损或划伤。 2.轴心表面附有杂质或划伤。 3.管壁密封圈有划伤或装配不良。 4. 密封圈型号不符，装配错误。 5.缸筒或端盖密封位置变形。解决对策：对上述原因分析，准确判断问题点，对损坏部件可以更换，且有维修价值的产品，进行维修；损伤严重无维修价值产品，报废处理。二.运动不畅原因：1、轴心弯曲变形 2、轴心与负载连接不在同一直线

3、轴心与轴心、前盖或缸筒装配时有不同轴 4、缸筒变形 5、活塞或活塞密封圈与缸筒内径配合过盈量过大三.缓冲不良原因： 1、缓冲密封圈有破损或磨损、变形 2、缓冲密封圈装反 3、缓冲体表面损伤或磨损 4、缓冲调节螺丝锥面（密封面）不光滑 5、缓冲调节孔锥面有不光滑或滑痕 6、轴心、缓冲体、端盖缓冲孔同心度偏差较大 7、缓冲通气孔堵塞对策：更换密封圈，更换调节螺钉，注意缓冲机构是否适合。四.活塞杆弯曲、断裂原因：1、缓冲密封圈有破损或磨损、变形 2、缓冲密封圈装反 3、缓冲体表面损伤或磨损 4、缓冲调节螺丝锥面（密封面）不光滑 5、缓冲调节孔锥面有不光滑或滑痕 6、轴心、缓冲体、端盖缓冲孔同心度偏差较大 7、缓冲通气孔堵塞五.气缸不同步原因： 1、输出管路不一样长 2、气缸的摩擦系数有不同 3、没有安装调速节流阀 4、多个换向阀控制时响应频率不同六.气缸不动原因：1、无工作气压或供气压力不足 2、换向阀不换向 3、输气管路堵塞

气缸的作用和原理

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。其原理及结构见下图图：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。