氣壓缸 - 中文百科知識

它結構簡單、工作可靠。

用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，並且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的氣壓系統中 ... 氣壓缸 將氣壓能轉變為直線運動機械功的一種能量轉換的氣壓執行元件。

氣壓缸是將氣壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的氣壓執行元件。

它結構簡單、工作可靠。

用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，並且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的氣壓系統中得到廣泛套用。

氣壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；氣壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩衝裝置與排氣裝置組成。

緩衝裝置與排氣裝置視具體套用場合而定，其他裝置則必不可少。

科技名定義中文名稱：氣壓缸英文名稱：pneumaticcylinder定義：將氣壓能轉變為直線運動機械功的一種能量轉換的氣壓執行元件。

氣壓缸是將氣壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的氣壓執行元件。

它結構簡單、工作可靠。

用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，並且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的氣壓系統中得到廣泛套用。

氣壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；氣壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩衝裝置與排氣裝置組成。

緩衝裝置與排氣裝置視具體套用場合而定，其他裝置則必不可少。

氣壓缸的類型根據常用氣壓缸的結構形式，可將其分為四種類型：氣壓缸1.活塞式單活塞桿氣壓缸只有一端有活塞桿。

如圖所示是一種單活塞氣壓缸。

其兩端進出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實現雙向運動，故稱為雙作用缸。

2.柱塞式（1）柱塞式氣壓缸是一種單作用式氣壓缸，靠氣壓力只能實現一個方向的運動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（2）柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適於做長行程氣壓缸；（3）工作時柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；（4）柱塞重量往往較大，水平放置時容易因自重而下垂，造成密封件和導向單邊磨損，故其垂直使用更有利。

3.伸縮式伸縮式氣壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式氣壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。

伸縮缸可實現較長的行程，而縮回時長度較短，結構較為緊湊。

此種氣壓缸常用於工程機械和農業機械上。

4.擺動式擺動式氣壓缸是輸出扭矩並實現往復運動的執行元件，也稱擺動式氣壓馬達。

有單葉片和雙葉片兩種形式。

定子塊固定在缸體上，而葉片和轉子連線在一起。

根據進油方向，葉片將帶動轉子作往復擺動。

氣壓缸加工缸筒作為氣壓缸、礦用單體支柱、氣壓支架、炮管等產品的主要部件，其加工質量的好壞直接影響整個產品的壽命和可靠性。

缸筒加工要求高，其內表面粗糙度要求為Ra0.4～0.8µm，對同軸度、耐磨性要求嚴格。

缸筒的基本特徵是深孔加工，其加工一直困擾加工人員。

採用滾壓加工，由於表面層留有表面殘餘壓應力，有助於表面微小裂紋的封閉，阻礙侵蝕作用的擴展。

從而提高表面抗腐蝕能力，並能延緩疲勞裂紋的產生或擴大，因而提高缸筒疲勞強度。

通過滾壓成型，滾壓表面形成一層冷作硬化層，減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了缸筒內壁的耐磨性，同時避免了因磨削引起的燒傷。

滾壓後，表面粗糙度值的減小，可提高配合性質。

油缸是工程機械最主要部件，傳統的加工方法是：拉削缸體——精鏜缸體——磨削缸體。

採用滾壓方法是：拉削缸體——精鏜缸體——滾壓缸體，工序是3部分，但時間上對比：磨削缸體1米大概在1-2天的時間，滾壓缸體1米大概在10-30分鐘的時間。

投入對比：磨床或絎磨機（幾萬——幾百萬），滾壓刀（1仟——幾萬）。

滾壓後，孔表面粗糙度由幢滾前Ra3.2～6.3µm減小為Ra0.4～0.8µm，孔的表面硬度提高約30%，缸筒內表面疲勞強度提高25%。

油缸使用壽命若只考慮缸筒影響，提高2～3倍，鏜削滾壓工藝較磨削工藝效率提高3倍左右。

以上數據說明，滾壓工藝是高效的，能大大提高缸筒的表面質量。

油缸經過滾壓後，表面沒有鋒利的微小刃口，長時間的運動摩擦也不會損傷密封圈或密封件，這點在氣壓行業特別重要。

缸筒滾壓後的好處氣壓缸金屬工件在表面滾壓加工後，表層得到強化極限強度和屈服點增大，工件的使用性能、抗疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性都有明顯的提高。

經過滾壓後，硬度可提高15～30%，而耐磨性提高15%。

滾壓加工可以使表面粗糙度從Ra6.3提高到Ra2.4～Ra0.2。

並且有較高的生產效率，有些工件可在數分或數秒鐘內完成。

滾壓加工能解決目前某些工藝方法不易實現的關鍵問題。

例如對特大形缸體的加工。

同時它也適用於特小孔的精整加工或某些特殊材料的精整加工。

滾壓加工使用範圍廣，在各大、中及小型工廠均能使用。

不論是從加工質量、生產效率，生產成本等方面來看，滾壓加工都是一項比較優越的加工方法。

在某些方面，它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。

目前，按外力傳遞到滾壓工具的加工方法可分為機械式、滾壓式和彈簧式三類。

按加工性質，可分為光精加工、強化加工兩類。

故障診斷氣壓缸是氣壓系統中將氣壓能轉換為機械能的執行元件。

其故障可基本歸納為氣壓缸誤動作、無力推動負載以及活塞滑移或爬行等。

由於氣壓缸出現故障而導致設備停機的現象屢見不鮮，因此，應重視氣壓缸的故障診斷與使用維護工作。

故障診斷及處理1.氣壓缸誤動作或動作失靈原因和處理方法有以下幾種：氣壓缸(1)閥芯卡住或閥孔堵塞。

當流量閥或方向閥閥芯卡住或閥孔堵塞時，氣壓缸易發生誤動作或動作失靈。

此時應檢查油氣的污染情況；檢查髒物或膠質沉澱物是否卡住閥芯或堵塞閥孔；檢查閥體的磨損情況。

(2)活塞桿與缸筒卡住或氣壓缸堵塞。

此時無論如何操縱，氣壓缸都不動作或動作甚微。

這時應檢查活塞及活塞桿密封是否太緊，是否進入髒物及膠質沉澱物：活塞桿與缸筒的軸心線是否對中，易損件和密封件是否失效。

(3)氣壓系統控制壓力太低。

控制管路中節流阻力可能過大，流量閥調節不當，控制壓力不合適，壓力源受到干擾。

此時應檢查控制壓力源，保證壓力調節到系統的規定值。

(4)氣壓系統中進入空氣。

主要是因為系統中有泄漏發生。

此時應檢查氣壓油箱的氣位，氣壓泵吸油側的密封件和管接頭，吸油粗濾器是否太髒。

若如此，應補充氣壓油，處理密封及管接頭，清洗或更換粗濾芯。

(5)氣壓缸初始動作緩慢。

在溫度較低的情況下，氣壓油黏度大，流動性差，導致氣壓缸動作緩慢。

改善方法是，更換黏溫性能較好的氣壓油，在低溫下可藉助加熱器或用機器自身加熱以提升啟動時的油溫。

2.氣壓缸工作時不能驅動負載主要表現為活塞桿停位不準、推力不足、速度下降、工作不穩定等其原因是(1)氣壓缸內部泄漏。

氣壓缸內部泄漏包括氣壓缸體密封、活塞桿與密封蓋密封及活塞密封均磨損過量等引起的泄漏。

活塞桿與密封蓋密封泄漏的原因是，密封件折皺、擠壓、撕裂、磨損、老化、變質、變形等，此時應更換新的密封件。

活塞密封過量磨損的主要原因是速度控制閥調節不當，造成過高的背壓以及密封件安裝不當或氣壓油污染。

其次是裝配時有異物進入及密封材料質量不好。

其後果是動作緩慢、無力，嚴重時還會造成活塞及缸筒的損壞，出現“拉缸”現象。

處理方法是調整速度控制閥，對照安裝說明應做必要的操作和改進；清洗過濾器或更換濾芯、氣壓油。

(2)氣壓迴路泄漏。

包括閥及氣壓管路的泄漏。

檢修方法是通過操縱換向閥檢查並消除氣壓連線管路的泄漏。

(3)氣壓油經溢流閥旁通回油箱。

若溢流閥進入髒物卡住閥芯，使溢流閥常開，氣壓油會經溢流閥旁通直接流回油箱，導致氣壓缸沒油進入。

若負載過大，溢流閥的調節壓力雖已達到最大額定值，但氣壓缸仍得不到連續動作所需的推力而不動作。

若調節壓力較低，則因壓力不足達不到仍載所需的椎力，表現為推力不夠。

此時應檢查並調整溢流閥。

3.氣壓缸活塞滑移或爬行氣壓缸活塞滑移或爬行將使氣壓缸工作不穩定。

主要原因如下：(1)氣壓缸內部澀滯。

氣壓缸內部零件裝配不當、零件變形、磨損或形位公差超限，動作阻力過大，使氣壓缸活塞速度隨著行程位置的不同而變化，出現滑移或爬行。

原因大多是由於零件裝配質量差，表面有傷痕或燒結產生的鐵屑，使阻力增大，速度下降。

例如：活塞與活塞桿不同心或活塞桿彎曲，氣壓缸或活塞桿對導軌安裝位置偏移，密封環裝得過緊或過松等。

解決方法是重新修理或調整，更換損傷的零件及清除鐵屑。

(2)潤滑不良或氣壓缸孔徑加工超差。

因為活塞與缸筒、導軌與活塞桿等均有相對運動，如果潤滑不良或氣壓缸孔徑超差，就會加劇磨損，使缸筒中心線直線性降低。

這樣，活塞在氣壓缸內工作時，摩擦阻力會時大時小，產生滑移或爬行。

排除辦法是先修磨氣壓缸，再按配合要求配製活塞，修磨活塞桿，配置導向套。

(3)氣壓泵或氣壓缸進入空氣。

空氣壓縮或膨脹會造成活塞滑移或爬行。

排除措施是檢查氣壓泵，設定專門的排氣裝置，快速操作全行程往返數次排氣。

(4)密封件質量與滑移或爬行有直接關係。

O形密封圈在低壓下使用時，與U形密封圈比較，由於面壓較高、動靜摩擦阻力之差較大，容易產生滑移或爬行；U型密封圈的面壓隨著壓力的提高而增大，雖然密封效果也相應提高，但動靜摩擦阻力之差也變大，內壓增加，影響橡膠彈性，由於唇緣的接觸阻力增大，密封圈將會傾翻及唇緣伸長，也容易引起滑移或爬行，為防止其傾翻可採用支承環保持其穩定。

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3.注意增壓缸的工作環境。

6.注意保養，經常檢查增壓缸運轉。

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