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講解常用ORIGA無桿氣缸組成與原理

更新時(shí)間:2024-02-26   點(diǎn)擊次數(shù):393次

  講解常用ORIGA無桿氣缸組成與原理

  “以氣動系統(tǒng)中最常使用的單活塞桿雙作用ORIGA無桿氣缸為例來說明,氣缸典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個(gè)腔。有活塞桿腔稱為有桿腔,無活塞桿腔稱為無桿腔。"

  我們首先講解下普通氣缸的基本組成和原理:

  氣缸的組成 : 缸體,活塞,密封圈,磁環(huán)(有傳感器的氣缸)

  原理 : 壓力空氣使活塞移動,通過改變進(jìn)氣方向,改變活塞桿的移動方向。

  失效形式 : 活塞卡死,不動作;氣缸無力,密封圈磨損,漏氣。

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  以氣動系統(tǒng)中最常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來說明,氣缸典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個(gè)腔。有活塞桿腔稱為有桿腔,無活塞桿腔稱為無桿腔。

  當(dāng)從無桿腔輸入壓縮空氣時(shí),有桿腔排氣,氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負(fù)載推動活塞運(yùn)動,使活塞桿伸出;當(dāng)有桿腔進(jìn)氣,無桿腔排氣時(shí),使活塞桿縮回。若有桿腔和無桿腔交替進(jìn)氣和排氣,活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動。  

  ORIGA無桿氣缸缸管軸向開有一條槽,活塞與滑塊在槽上部移動。為了防止泄漏及防塵需要,在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上,活塞架穿過槽,把活塞與滑塊連成一體?;钊c滑塊連接在一起,帶動固定在滑塊上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。

  這種氣缸的特點(diǎn)是:1) 與普通氣缸相比,在同樣行程下可縮小1/2安裝位置;2) 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);3) 適用于缸徑10~80mm,最大行程在缸徑≥40mm時(shí)可達(dá)7m;4) 速度高,標(biāo)準(zhǔn)型可達(dá)0.1~0.5m/s;高速型可達(dá)到0.3~3.0m/s。其缺點(diǎn)是:1) 密封性能差,容易產(chǎn)生外 泄漏。在使用三位閥時(shí)必須選用中壓式;2) 受負(fù)載力小,為了增加負(fù)載能力,必須增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  活塞通過磁力帶動缸體外部的移動體做同步移動,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。它的工作原理是:在活塞上安裝一組高強(qiáng)磁性的磁環(huán),磁力線通過薄壁缸筒與套在外面的另一組磁環(huán)作用,由于兩組磁環(huán)磁性相反,具有很強(qiáng)的吸力。當(dāng)活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動時(shí),則在磁力作用下,帶動缸筒外的磁環(huán)套一起移動。氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應(yīng)。

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  齒輪齒條式擺動氣缸是通過連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的一種擺動氣缸,其結(jié)構(gòu)原理如下圖5所示?;钊麅H作往復(fù)直線運(yùn)動,摩擦損失少,齒輪傳動的效率較高,此擺動氣缸效率可達(dá)到95%左右。

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖6所示。它是由葉片軸轉(zhuǎn)子(即輸出軸)、定子、缸體和前后端蓋等部分組成。定子和缸體固定在一起,葉片和轉(zhuǎn)子聯(lián)在一起。在定子上有兩條氣路,當(dāng)左路進(jìn)氣時(shí),右路排氣,壓縮空氣推動葉片帶動轉(zhuǎn)子順時(shí)針擺動。反之,作逆時(shí)針擺動。

  ORIGA無桿氣缸體積小,重量最輕,但制造精度要求高,密封困難,泄漏是較大,而且動密封接觸面積大,密封件的摩擦阻力損失較大,輸出效率較低,小于80%。因此,在應(yīng)用上受到限制,一般只用在安裝位置受到限制的場合,如夾具的回轉(zhuǎn),閥門開閉及工作臺轉(zhuǎn)位等。

  ORIGA無桿氣缸這種執(zhí)行元件是一種變型氣缸。它可以用來抓取物體,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手各種動作。在自動化系統(tǒng)中,氣動手爪常應(yīng)用在搬運(yùn)、傳送工件機(jī)構(gòu)中抓取、拾放物體。

  氣動手爪有平行開合手指(如圖所示)、肘節(jié)擺動開合手爪、有兩爪、三爪和四爪等類型,其中兩爪中有平開式和支點(diǎn)開閉式驅(qū)動方式有直線式和旋轉(zhuǎn)式。

  氣動手爪的開閉一般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運(yùn)動帶動與手爪相連的曲柄連桿、滾輪或齒輪等機(jī)構(gòu),驅(qū)動各個(gè)手爪同步做開、閉運(yùn)動。

  薄膜氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  下圖為膜片氣缸的工作原理圖。膜片有平膜片和盤形膜片兩種 一般用夾織物橡膠、鋼片或磷青銅片制成,厚度為 5~6mm (有用 1~2mm 厚膜片的)。

  下圖所示的膜片氣缸的功能類似于彈簧復(fù)位的活塞式單作用氣缸,工作時(shí),膜片在壓縮空氣作用下推動活塞桿運(yùn)動。它的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、重量輕、密封性好、不易漏氣、加工簡單、成本低、無磨損件、維修方便等,適用于行程短的場合。缺點(diǎn)是行程短,一般不趁過50mm。平膜片的行程更短,約為其直徑的1/10。

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  帶閥氣缸是由氣缸、換向閥和速度控制閥等組成的一種組合式氣動執(zhí)行元件。如下圖所示,它省去了連接管道和管接頭,減少了能量損耗,具有結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。帶閥氣缸的閥有電控、氣控、機(jī)控和手控等各種控制方式。閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部、上部等幾種。如下圖所示,電磁換向閥安裝在氣缸的上部,當(dāng)有電信號時(shí),則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動作

  ORIGA無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

  ORIGA無桿氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán),在缸筒上直接安裝磁性開關(guān),磁性開關(guān)用來檢測氣缸行程的位置,控制氣缸往復(fù)運(yùn)動。因此,就不需要在缸筒上安裝行程閥或行程開關(guān)來檢測氣缸活塞位置,也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊。

  ORIGA無桿氣缸活塞上安裝磁環(huán),在缸筒外殼上裝有舌簧開關(guān)。開關(guān)內(nèi)裝有舌簧片、保護(hù)電路和動作指示燈等,均用樹脂塑封在一個(gè)盒子內(nèi)。當(dāng)裝有磁鐵的活塞運(yùn)動到舌簧片附近,磁力線通過舌簧片使其磁化,兩個(gè)簧片被吸引接觸,則開關(guān)接通。當(dāng)磁鐵返回離開時(shí),磁場減弱,兩簧片彈開,則開關(guān)斷開。由于開關(guān)的接通或斷開,使電磁閥換向,從而實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動。


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