气缸的结构及优化设计

在气动控制系统中，气动执行元件是一种将压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、摆动或者回转运动的传动装置。气动系统中常用的执行元件是气缸和气马达。气缸用于实现直线往复运动，气马达则用于实现连续回转运动。在YL-335B中只用到了气缸，图2-25所示为几种常见的气动执行元件实物图。

图2-25　几种常见的气动执行元件实物

（a）笔型普通气缸；（b）气动手爪；（c）无杆气缸；（d）薄型气缸；（e）气马达；（f）转动气缸

气缸是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。气缸主要由缸筒、活塞杆、前后端盖、磁环（有sensor的气缸）及密封件等组成，其内部结构如图2-26所示。

图2-26　普通气缸内部结构

1—缸体；2—密封圈；3—活塞杆；4—密封圈；5—活塞；6—磁环

1.缸筒(www.xing528.com)

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Ra0.8 μm。对于钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。

2.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和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和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，延长气缸的使用寿命。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，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸也有使用黄铜材料的。

3.活塞

活塞上设有密封圈，用来防止活塞两腔相互窜气。

活塞上还设有耐磨环，材质常使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂，用于提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗和摩擦阻力。

4.活塞杆

活塞杆是气缸中最重要的受力零件，通常使用高碳钢，表面镀硬铬处理；或使用不锈钢。