第十一章 氣 缸.習(xí)題及參考答案

   11.1  簡(jiǎn)述常見氣缸的類型、功能和用途。

   11.2  試述氣—液阻尼缸的工作原理和特點(diǎn)。

   11.3  簡(jiǎn)述沖擊氣缸是如何工作的。

   11.4  選擇氣缸應(yīng)注意哪些要素？
   11.5  某機(jī)構(gòu)需要的工作推力，擬采用氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸效率暫定為0.7，試初步確定該氣缸的內(nèi)徑。

     【參考答案】

    11.1  答：

      從氣缸活塞承受氣體壓力是單向還是雙向進(jìn)行分類,

  單作用氣缸：氣缸的活塞只能單向受氣壓推動(dòng)，反向時(shí)需要借助外力。

  雙作用氣缸：氣缸的活塞在正、反兩個(gè)方向上都靠氣壓推動(dòng)。

     從氣缸的安裝形式進(jìn)行分類,
  固定式氣缸：氣缸缸體固定不動(dòng)。

  軸銷式氣缸：氣缸缸體可圍繞固定軸銷在一定角度內(nèi)擺動(dòng)。

  回轉(zhuǎn)式氣缸：氣缸缸體通常固定在機(jī)床主軸上，可隨機(jī)床主軸一同旋轉(zhuǎn)，這種氣缸常用于機(jī)床上的氣動(dòng)卡盤。

    從氣缸的功能及用途進(jìn)行分類
  普通氣缸：包括單作用和雙作用氣缸。在無(wú)特殊要求的情況下一般采用此類氣缸。

  緩沖氣缸：氣缸帶有緩沖裝置，可避免活塞運(yùn)動(dòng)到端部時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈撞擊。在壓力較高和運(yùn)動(dòng)速度較高的工作場(chǎng)合，常采用此類氣缸。

  氣--液阻尼缸：氣缸與液壓缸串聯(lián)，可以獲得比較精確的運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)調(diào)速要求較高的場(chǎng)合可采用此類氣缸。

  擺動(dòng)氣缸：氣缸的動(dòng)作作為繞軸心線作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可用于夾具轉(zhuǎn)位、閥門開關(guān)等。

  沖擊氣缸：是一種以活塞桿高速運(yùn)動(dòng)形成沖擊力的高能缸，可用于沖壓、切斷等。

   11.2  答：

    工作原理：左半部為氣缸，右半部為油缸。氣缸活塞與油缸活塞通過一個(gè)根活塞桿連成一體。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入氣缸右腔，推動(dòng)活塞左行，液壓缸左腔液壓油流出，經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入油缸右腔，節(jié)流閥對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼作用，調(diào)節(jié)節(jié)流閥即可改變阻尼缸的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入氣缸左腔，活塞右行，液壓缸右腔排油，頂開單向閥，油液快速流回油缸左腔，沒有阻尼作用，阻尼缸即可快速返回。

  特點(diǎn)：氣—液阻尼缸利用了氣動(dòng)與液壓各自的優(yōu)點(diǎn)。它速度穩(wěn)定、調(diào)速準(zhǔn)確、以氣源為動(dòng)力，省去了液壓源，經(jīng)濟(jì)性好。

   11.3  答：沖擊氣缸在結(jié)構(gòu)上包括頭腔、尾腔和儲(chǔ)能腔三個(gè)工作腔，具有一個(gè)帶噴嘴和排氣小孔的中蓋。它的工作過程可分為三個(gè)階段：

   第一階段：壓縮空氣進(jìn)入沖擊氣缸頭腔，儲(chǔ)能腔與尾腔通大氣，活塞上移至上限位置，封住中蓋上的噴嘴口，中蓋于活塞間的環(huán)形空間經(jīng)排氣小孔與大氣相通。

   第二階段：儲(chǔ)能腔進(jìn)氣，其壓力逐漸上升，在與中蓋噴嘴口相密封接觸的活塞面（通常設(shè)計(jì)為活塞面積的1/9）上，其承受的向下推力也逐漸增大。與此同時(shí)頭腔排氣，其壓力逐漸降低，使作用在頭腔側(cè)活塞面上的力逐漸減小。

   第三階段：當(dāng)活塞上側(cè)推力大于其下側(cè)推力時(shí)，活塞即離開噴嘴口向下運(yùn)動(dòng)，在噴嘴打開的瞬間，尾腔與儲(chǔ)能腔立刻連通，活塞上端的承壓面突然增大為整個(gè)活塞平面，于是活塞在很大的壓力差作用下加速向下運(yùn)動(dòng)，是活塞、活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在瞬間加速達(dá)到很高的速度，在沖程達(dá)到一定時(shí)，獲得最大沖擊速度和能量。

   11.4  答：在選擇氣缸時(shí)，要考慮許多要素三，主要為：
  安裝形式：由安裝位置、使用目的等因素決定。

  氣缸內(nèi)徑：根據(jù)負(fù)載確定活塞桿上的推力和拉力。

  氣缸的行程：與使用場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程比有關(guān)，并受加工和結(jié)構(gòu)的限制。

  排氣口、管道內(nèi)徑及相關(guān)形式：氣缸排氣口、管路內(nèi)徑及氣路結(jié)構(gòu)直接影響氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。

   11.5  解:
      設(shè)氣缸內(nèi)徑為：D.    氣缸工作壓力為：P=0.6MPa.
      
      將已知數(shù)值代入上式，可得：
          D＝67mm