液压与气压传动教程 气动技术 第5章 气动执行元件(8)

(八)数字气缸

气缸活塞的位移是根据输入编码的数字信号来确定的。图5。23是数字气缸的结构原理图。气缸由缸筒、缸盖和若干个活塞组成。每个活塞的右端有T形头部伸出?左端有环形拉钩，左面活塞的T形头总是套在右面括塞的环形拉钩中。最左面的那个活塞是以缸盖的T形头为基准，而那个活塞的T形头又作为前一个活塞的基准面顺序联锁在一起，最右面的活塞则与活塞杆连在一起。各个活塞的单独位移量。a1、a2、…、an依次是一个以2为公比的几何级数。

气缸的工作原理：初始状态时，由于B腔已输入复位气压pb，则各个活塞都会自动退回零位。当有一个输入端输入信号气压时，如输入端2加入信号气压，则活塞杆向前伸出a2距离。同样，在气缸各输入端按要求加入信号气压时，使活塞杆移动所要求的距离。若数字气缸有几个活塞，则活塞杆有2n个输出位置。例如气缸有7个活塞，活塞杆就有128个输出位置。若各活塞的位移量依次是0.5、1、2、4、8、16、32mm时，则活塞杆就可以在0.5—63.5mm的行程中，实现以0.5mm为级差的等差数列中的任一数值的位移。

数字气缸主要用于一定范围内的多点位置控制。若要求执行机构推动工作部件达到平面上某一点(xi,yi)，可用两个数字气缸来完成。

（九）伺服气缸

伺服气缸主要用作伺服传动装置，它根据输入的气动仪表控制信号使活塞进行成比例的位移。适用于电站、化工、煤气、造纸及卷烟等行业连续生产过程的开环或闭环控制。

这种气缸有两种构成方法：一种是由一个低摩擦双作用普通气缸和整体安装的气动伺服阀构成；另一种是由一个低摩擦双作用普通气缸和位置定位器构成。．图5.24所示是用气动伺服阀构成的一种伺服气缸结构原理图。

这种伺服气缸是根据力平衡原理工作的。在初始工作状态时，在伺服气缸中通人0.3—0.7MPa的工作气压后，压缩空气分三路进入伺服阀：一路向右经节流气阻R、喷嘴流入大气，腔室E内无气压作用；一路向左流人腔室F，作用在膜片2上，把阀心推向右侧，打开第三路压缩空气至气缸腔室的通路，于是B腔进气，A腔排气，气缸活塞杆退回至零位。

若输入某定值的控制压力pc，则pc作用在信号腔膜片6(挡板)上，使膜片靠近喷嘴。背压室E的压力随膜片与喷嘴之间的距离减小而成比例增大。此时，由于喷嘴挡板的放大作用，且膜片4的有效面积大于膜片2的有效面积，把阀心推向左移，将气缸A口打开，B口关小，使气缸活塞杆向右位移，同时把反馈弹簧拉伸相应的长度。当气缸活塞杆达到与控制压力pc成比例的位置时，这时由反馈弹簧产生的力正好和控制压力pc作用在膜片2上的力相平衡。气缸活塞杆在全行程的每个位置上都保持在这种平衡状态。一旦控制压力pc降低，在此瞬间由弹簧产生的力就大于作用在膜片2上的气压力，阀心向右移动，A口关小，B口打开，活塞杆向左退回，直到弹簧力再次与作用在膜片2上的气压力相平衡为止。伺服气缸的主要性能如表5.9所示。

表5.9 伺服气缸的主要性能

（十）其它气缸

除了上述的普通气缸和特殊气缸外，还有适用于不同使用工作环境的气缸，如耐热气缸、耐酸气缸；多种功能的组合气缸；适于多方位安装的气缸以及各种专用气缸，如气动机械手用的气动手钳等等。

1．薄型气缸

图5.25所示为其结构原理图。这种气缸结 构紧凑，轴向尺寸较普通气缸短。如图所示，活塞 上采用组合0形密封圈密封，缸盖上没有空气缓冲机构，缸盖与缸筒之间采用弹簧卡环固定。这种气缸可利用外壳安装面直接安装。气缸行程较短，常用缸径为10～lOOmm，行程为50mm以下。这种气缸常用于固定夹具等。