第十一章 气 缸.习题及参考答案

   11.1  简述常见气缸的类型、功能和用途。

   11.2  试述气—液阻尼缸的工作原理和特点。

   11.3  简述冲击气缸是如何工作的。

   11.4  选择气缸应注意哪些要素？
   11.5  某机构需要的工作推力，拟采用气缸驱动，气缸效率暂定为0.7，试初步确定该气缸的内径。

     【参考答案】

    11.1  答：

      从气缸活塞承受气体压力是单向还是双向进行分类,

  单作用气缸：气缸的活塞只能单向受气压推动，反向时需要借助外力。

  双作用气缸：气缸的活塞在正、反两个方向上都靠气压推动。

     从气缸的安装形式进行分类,
  固定式气缸：气缸缸体固定不动。

  轴销式气缸：气缸缸体可围绕固定轴销在一定角度内摆动。

  回转式气缸：气缸缸体通常固定在机床主轴上，可随机床主轴一同旋转，这种气缸常用于机床上的气动卡盘。

    从气缸的功能及用途进行分类
  普通气缸：包括单作用和双作用气缸。在无特殊要求的情况下一般采用此类气缸。

  缓冲气缸：气缸带有缓冲装置，可避免活塞运动到端部时发生强烈撞击。在压力较高和运动速度较高的工作场合，常采用此类气缸。

  气--液阻尼缸：气缸与液压缸串联，可以获得比较精确的运动速度，对调速要求较高的场合可采用此类气缸。

  摆动气缸：气缸的动作作为绕轴心线作往复转动，可用于夹具转位、阀门开关等。

  冲击气缸：是一种以活塞杆高速运动形成冲击力的高能缸，可用于冲压、切断等。

   11.2  答：

    工作原理：左半部为气缸，右半部为油缸。气缸活塞与油缸活塞通过一个根活塞杆连成一体。当压缩空气进入气缸右腔，推动活塞左行，液压缸左腔液压油流出，经节流阀进入油缸右腔，节流阀对活塞的运动产生阻尼作用，调节节流阀即可改变阻尼缸的运动速度。当压缩空气进入气缸左腔，活塞右行，液压缸右腔排油，顶开单向阀，油液快速流回油缸左腔，没有阻尼作用，阻尼缸即可快速返回。

  特点：气—液阻尼缸利用了气动与液压各自的优点。它速度稳定、调速准确、以气源为动力，省去了液压源，经济性好。

   11.3  答：冲击气缸在结构上包括头腔、尾腔和储能腔三个工作腔，具有一个带喷嘴和排气小孔的中盖。它的工作过程可分为三个阶段：

   第一阶段：压缩空气进入冲击气缸头腔，储能腔与尾腔通大气，活塞上移至上限位置，封住中盖上的喷嘴口，中盖于活塞间的环形空间经排气小孔与大气相通。

   第二阶段：储能腔进气，其压力逐渐上升，在与中盖喷嘴口相密封接触的活塞面（通常设计为活塞面积的1/9）上，其承受的向下推力也逐渐增大。与此同时头腔排气，其压力逐渐降低，使作用在头腔侧活塞面上的力逐渐减小。

   第三阶段：当活塞上侧推力大于其下侧推力时，活塞即离开喷嘴口向下运动，在喷嘴打开的瞬间，尾腔与储能腔立刻连通，活塞上端的承压面突然增大为整个活塞平面，于是活塞在很大的压力差作用下加速向下运动，是活塞、活塞杆等运动部件在瞬间加速达到很高的速度，在冲程达到一定时，获得最大冲击速度和能量。

   11.4  答：在选择气缸时，要考虑许多要素三，主要为：
  安装形式：由安装位置、使用目的等因素决定。

  气缸内径：根据负载确定活塞杆上的推力和拉力。

  气缸的行程：与使用场合和机构的行程比有关，并受加工和结构的限制。

  排气口、管道内径及相关形式：气缸排气口、管路内径及气路结构直接影响气缸的运动速度。

   11.5  解:
      设气缸内径为：D.    气缸工作压力为：P=0.6MPa.
      
      将已知数值代入上式，可得：
          D＝67mm