气缸与气液阻尼缸的工作原理及无杆气缸结构图

气缸的种类很多，普通气缸的工作原理及功能与液压缸类似，在此不再赘述，下面仅介绍几种特殊气缸。

1.薄膜式气缸

薄膜式气缸是以薄膜取代活塞带动活塞杆运动的气缸。其结构常为盘状，有单作用式与双作用式之分。单作用气缸带有复位弹簧，如图10.2.1（a）所示。双作用气缸见图10.2.1（b），依靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆运动。

薄膜式气缸能在很小的行程内产生很大的力，又称推进器。其最大行程约为气缸直径的1/3，理论推力为空气压力与薄膜有效面积的乘积。这种缸结构简单、紧凑，制造容易、成本低、泄漏少、维修方便。但因膜片变形量有限，行程小，仅适用于气动夹具及行程短的工作场合。

图10.2.1　薄膜式气缸结构图

（a）单作用；（b）双作用
1—膜盘；2—膜片；3—活塞杆；4—缸体；a，b—进/出气口

2.气液阻尼缸

因气体有较大的可压缩性，一般气缸在负载较大时，会出现“爬行”或“自走”的现象，运动平稳性较差。若要提高其运动平稳性，可采用气液阻尼缸。气液阻尼缸由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空气为动力源，利用油液的可压缩性小和流量容易控制的特点，达到运动平稳和速度可调的目的。

图10.2.2为串联式气液阻尼缸的工作原理图。气缸活塞的右行速度可由节流阀4来调节，补油箱5和单向阀3起补油作用。在这里，气缸只提供驱动力，靠液压缸的阻尼调节作用获得平稳的运动。它不需要液压源，经济性好，同时具有气动和液压的优点，因而获得广泛的应用。

图10.2.2　气液阻尼缸工作原理图

1—气缸；2—液压缸；3—单向阀；4—节流阀；5—补油箱

3.无杆气缸

无杆气缸适用于行程较长的场合。(www.xing528.com)

图10.2.3（a）为无杆气缸结构图。在气缸筒内沿轴向方向开有一条槽，为防止内部压缩空气泄漏和外界杂物侵入，槽的内外装有防尘密封件1和4，且两密封件相互夹持，如图10.2.3（b）所示，其动密封性能良好。无杆活塞5通过销与缸筒内的传动舌片3下部相嵌接，传动舌片又与导架相连。活塞两端分别进、排气时，活塞将在缸筒内往复运动，该运动通过传动舌片带动与负载相连的导架一起移动。此时，传动舌片将防尘密封件1和4组成的密封带撑开，但它们在缸筒的两端仍然是互相夹持的，因此传动舌片与活塞导架组件在气缸上移动时无空气泄漏。值得一提的是，无杆气缸不仅行程长，且导架还能承受轴向载荷。

图10.2.3　无杆气缸

（a）结构图；（b）密封件布置
1，4—防尘密封件；2—导架；3—传动舌片；5—无杆活塞；6—缸筒

4.冲击气缸

冲击气缸是将压缩空气的压力能瞬间转化为活塞高速动能的一种气缸，活塞速度可达每秒十几米，以适应冲击性工作场合，如锻造、冲孔、下料、铆接和破碎等多种作业。

冲击气缸的结构示意及工作过程如图10.2.4所示，它是在普通气缸中间增加一个带有喷嘴D和泄气口E的中盖3，中盖与缸体固接在一起，中盖和活塞把气缸分成3个腔室，即活塞杆腔A、无杆腔B和蓄能腔C。其工作过程可简单地分为3个阶段。

（1）复位段如图10.2.4（a）所示，活塞杆腔A进气时，蓄能腔C排气，活塞2上移，直至活上的密封垫封住中盖3上的喷嘴口D。活塞腔2经泄气口E与大气相通，使活塞杆腔压力升至气源压力，蓄能腔压力减至大气压力。

（2）储能段如图10.2.4（b）所示，压缩空气进入蓄能腔C，其压力只能通过喷嘴口的小面积作用在活塞上，不能克服活塞杆腔的排气压力所产生的向上推力及活塞与缸体间的摩擦力，喷嘴仍处于关闭状态，蓄能腔的压力将逐渐升高。

（3）冲击段如图10.2.4（c）所示，当蓄能腔的压力与活塞杆腔压力的比值大于活塞杆腔作用面积与喷嘴面积之比时，活塞下移，使喷嘴口开启，聚集在蓄能腔中的压缩空气通过喷嘴口突然作用于活塞的全面积上。此时，活塞一侧的压力可达活塞杆一侧压力的几倍至几十倍，使活塞上作用着很大的向下推力。活塞在此推力作用下迅速加速，在很短的时间内以极高的速度向下冲击，从而获得很大的动能。

图10.2.4　冲击气缸

（a）复位段；（b）储能段；（c）冲击段
1—缸筒；2—活塞；3—中盖；4—控制阀；5—活塞杆；
A—活塞杆腔；B—无杆腔；C—蓄能腔；D—喷嘴口；E—泄气口