气缸的结构原理和作用.docx

气缸的结构及基本原理一、气缸-气缸种类气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件气缸有作往 复直线运动的与作往复摆动的两类作往复直线运动的气缸又可分为单作用、双 作用、膜片式与冲击气缸 4 种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:这就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，借以作功冲击气缸增加了带有喷口与泄流口的中 盖中盖与活塞把气缸分成储气腔、头腔与尾腔三室它广泛用于下料、冲孔、 破碎与成型等多种作业作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,输出轴作摆动运动,摆动角小于 280°此外,还有回转气缸、气液 阻尼缸与步进气缸等二、 气缸的作用:将压缩空气的压力能转换为机械能,驱动机构作直线往复运动、摆动与旋转运 动三、 气缸的分类:直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等四、 气缸的结构:气缸就是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆与密封件组成,其内部结构如图所示:标准气缸五、SMC气缸原理图⑴缸筒缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。

活塞要在缸筒内做平稳的往复滑 动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到RaO、8um对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬, 以减小摩擦阻力与磨损，并能防止锈蚀缸筒材质除使用高碳钢管外，还就是用高 强度铝合金与黄铜小型气缸有使用不锈钢管的带磁性开关的气缸或在耐腐蚀 环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质SMC CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链 接，不用螺母⑵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 圈与防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气与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，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有 使用黄铜材料的⑶活塞活塞就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 尺寸与必要的滑动部分长度来决定。

滑动部分太短 ,易引起早期磨损与卡死活 塞的材质常用铝合金与铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的4) 活塞杆活塞杆就是气缸中最重要的受力零件通常使用高碳钢 ,表面经镀硬铬处理, 或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性5) 密封圈回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封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6) 气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑也有小部分免润滑气 缸六、气缸-工作原理根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力与拉力由此来选择气缸时应 使气缸的输出力稍有余量若缸径选小了,输出力不够,气缸不能正常工作;但缸径 过大,不仅使设备笨重、成本高,同时耗气量增大,造成能源浪费在夹具设计时, 应尽量采用增力机构,以减少气缸的尺寸气缸下面就是气缸理论出力的计算公式:F:气缸理论输出力(kgf)F':效率为85%时的输出力(kgf)— —(F' = Fx85%)D:气缸缸径(mm)P:工作压力(kgf/ cm2)例:直径 340mm 的气缸,工作压力为 3kgf／cm2 时,其理论输出力为多少?芽输出力就是多少 ?将P、D连接，找出F、F'上的点，得：F = 2800kgf;F' = 2300kgf在工程设计时选择气缸缸径,可根据其使用压力与理论推力或拉力的大小,从 经验表 1—1 中查出。

例:有一气缸其使用压力为5kgf / cm2，在气缸推出时其推力为132kgf,(气缸效 率为85%)问:该选择多大的气缸缸径？•由气缸的推力132kgf与气缸的效率85%,可计算出气缸的理论推力为F = Ff / 85% = 155(kgf)•由使用压力5kgf / cm2与气缸的理论推力，查出选择缸径为血63的气缸便可满 足使用要求七、原因分析在气缸运行过程中，气缸渗漏与气缸变形就是最为常见的设备问题，气缸结合 面的严密性直接影响机组的安全经济运行，检修研刮气缸的结合面，使其达到严密, 就是气缸检修的重要工作,在处理结合面漏气的过程中，要仔细分析形成的原因, 根据变形的程度与间隙的大小，可以综合的运用 各种方法,以达到结合面严密的 要求原因如下：1. 气缸就是铸造而成的，气缸出厂后都要经过时效处理,就就是要存放一些时 间,使气缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除如果时效时间短，那么加工 好的气缸在以后的运行中还会变形，这就就是为什么有的气缸在第一次泄漏处理 后还会在以后的运行中还有漏气发生因为气缸还在不断的变形2. 气缸在运行时受力的情况很复杂，除了受气缸内外气体的压力差与装在其 中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用 力，以及各种连接管道冷热状态下对气缸的作用力，在这些力的相互作用下，气缸 发生塑性变形造成泄漏。

3. 气缸的负荷增减过快，特别就是快速的启动、停机与工况变化时温度变化 大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在气缸中与发兰上产生 很大的热应力与热变形4. 气缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对气缸进行回 火处理加以消除，致使气缸存在较大的残余应力,在运行中产生永久的变形5. 在安装或检修的过程中，由于检修工艺与检修技术的原因，使内缸、气缸隔 板、隔板套及气封套的膨胀间隙不合适,或就是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行 后产生巨大的膨胀力使气缸变形6. 使用的气缸密封剂质量不好、杂质过多或就是型号不对;气缸密封剂内若有 坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合°VIF900高温气缸密封剂就是最新 汽轮机气缸密封材料,高、中、低压缸可通用,避免了型号选择不当而造成的气缸 泄漏7. 气缸螺栓的紧力不足或就是螺栓的材质不合格气缸结合面的严密性主要 靠螺栓的紧力来实现的机组的起停或就是增减负荷时产生的热应力与高温会造 成螺栓的应力松弛,如果应力不足,螺栓的预紧力就会逐渐减小如果气缸的螺栓 材质不好,螺栓在长时间的运行当中,在热应力与气缸膨胀力的作用下被拉长 ,发 生塑性变形或断裂,紧力就会不足,使气缸发生泄漏的现象。

8. 气缸螺栓紧固的顺序不正确一般的气缸螺栓在紧固时就是从中间向两边 同时紧固,也就就是从垂弧最大处或就是受力变形最大的地方紧固,这样就会把变 形最大的处的间隙向汽缸前后的自由端转移,最后间隙渐渐消失如果就是从两 边向中间紧,间隙就会集中于中部,汽缸结合面形成弓型间隙,引起蒸汽泄漏八、处理方法气缸结合面产生变形与泄漏的原因不同,而且出现的部位与变形泄漏的程度 不也不同,首先要用长平尺与塞尺检查汽缸结合面的变形情况,在检修中要根据泄 漏的原因与变形程度采取相应的检修措施具体方法如下:1、气缸变形较大或漏汽严重的结合面,采用研刮结合面的方法如果上缸结合面变形在 0、05mm 范围内,以上缸结合面为基准面,在下缸结 合面涂红丹或就是压印蓝纸,根据痕迹研刮下缸如果上缸的结合面变形量大,在 上缸涂红丹,用大平尺研出痕迹,把上缸研平或就是采取机械加工的方法把上缸 结合面找平,再以上缸为基准研刮下缸结合面汽缸结合面的研刮一般有两种方 法:(1)就是不紧结合面的螺栓 ,用千斤顶微微推动上缸前后移动 ,根据下缸结合 面红丹的着色情况来研刮这种方法适合结构刚性强的高压缸2)就是紧结合面的螺栓,根据塞尺的检查结合面的严密性 ,测出数值及压出 的痕迹,修刮结合面,这种方法可以排除汽缸垂弧对间隙的影响。

2、 采用适当的汽缸密封材料汽轮机气缸密封剂产品质量参差不齐;在选择汽轮机气缸密封剂时,就要选在 行业内有口碑 ,产品质量有保证的正规生产厂家 ,以保证检修处理后汽缸的严密 性3、 局部补焊的方法由于气缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕,选用适当的焊条把沟痕添平,用平 板或平尺研出痕迹,研刮焊道与结合面在同一平面内汽缸结合面变形较大或就 是漏汽严重时,在下缸的结合面补焊一条或两条 10—20mm 宽的密消除间隙封带, 然后用平尺或就是扣上缸测量,并涂红丹研刮, 直到消除间隙此操作的工艺也很 简单，焊前预热汽缸至150°C,然后在室温下进行分段退焊或跳焊选用奥氏体焊 条，如A407、A412，焊后用石棉布覆盖保温缓冷待冷却室温后进行打磨修刮4. 汽缸结合面的涂镀或喷涂当气缸结合面大面积漏汽,间隙在 0、 50mm 左右时,为了减少研刮的工作量, 可用涂镀的工艺用气缸做阳极,涂具做阴极,在气缸的结合面上反复涂刷电解溶 液,涂层的厚度要根据气缸结合面间隙的大小而定,涂层的种类要根据气缸的材料 与修刮的工艺而定喷涂就就是用专用的高 温火焰喷枪把金属粉末加热至熔化 或达到塑性状态后喷射于处理过的汽缸表面 ,形成一层具有所需性能的涂层方 法。

其特点就就是设备简单,操作方便涂层牢固,喷涂 后汽缸温度仅为 70C—80C 不会使汽缸产生变形,而且可获得耐热,耐磨,抗腐蚀的涂层注意的就是在涂渡与 喷涂前都要对缸面进行打磨、除油、拉毛 ,在涂渡 与喷涂后要对涂层进行研刮 , 保证结合面的严密5. 结合面加垫的方法如果结合面的局部间隙泄漏不就是很大,可用 80—100 目的铜网经热处理使 其硬度降低,然后剪成适当的形状,铺在结合面的漏汽处,再配以汽缸密封剂如果 结合面的间隙较大,泄漏严重,可在上下结合面开宽 50mm 深 5mm 的槽,中间镶嵌 IGr18Ni9Ti 的齿形垫,齿形 垫的厚度一般比槽的深度大0 、 05—0、 08mm 左右,并 可用同等形状的不锈钢垫片做以调整6. 控制螺栓应力的方法如果气缸结合面的变形较小 ,而且很均匀,可在有间隙处更换新的螺栓 ,或就 是适当的加大螺栓的预紧力按从中间向两边同时紧固 ,也就就是从垂弧最大处 或就是受力变形最大的地方紧固螺栓理论上来说 ,控制螺栓的预紧力可用公式 d/L