FESTO气缸活塞杆是气缸中总线重要的受力零件。通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种：整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，FESTO气缸以减少气缸的尺寸。
FESTO气缸的工作原理 1.2.1 单作用气缸 单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动.其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于 弹簧力,膜片张力,重力等. 其原理及结构 单作用气缸 1—缸体;2—活塞;3—弹簧;4—活塞杆; 单作用气缸的特点是: 1）仅一端进（排）气,结构简单,耗气量小. 2）用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输 出力. 3）缸内安装弹簧,膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些. 4）气缸复位弹簧,膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的. 由于以上特点,单作用活塞气缸多用于短行程.其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊,定位和夹紧 等装置上.单作用柱塞缸则不然,可用在长行程,高载荷的场合. 1.2.2 双作用气缸 双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸.其结构可分为双活塞杆式,单活塞杆式, 双活塞式,缓冲式和非缓冲式等.此类气缸使用. 1）双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种.其工作原理见图 42.2-3. 缸体固定时,其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气 另一腔排气） ,活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程 s 的 3 倍.安装所占空间大, 一般用于小型设备上. 活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷（工作台）连成一体,压缩空气从空心活 塞杆的左端或右端进入气缸两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程 s 的 2 倍.适用于中,大型设备. 图 42.2-3 双活塞杆双作用气缸 a）缸体固定;b）活塞杆固定 1—缸体;2—工作台;3—活塞;4—活塞杆;5—机架 双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受力面积相等.当输入压力,流量相同时,其往返运动 输出力及速度均相等. 2）缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力（能量）撞击端 盖,引起振动和损坏机件.为了使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击现象.在气缸两端加设缓冲装置, 一般称为缓冲气缸.缓冲气缸见图 42.2-4,主要由活塞杆 1,活塞 2,缓冲柱塞 3,单向阀 5,节流阀 6, 端盖 7 等组成.其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时,缸右腔的气体经柱塞孔 4 及缸盖上 的气孔 8 排出.在活塞运动接近行程末端时,活塞右侧的缓冲柱塞 3 将柱塞孔 4 堵死,活塞继续向右运动 时,封在气缸右腔内的剩余气体被压缩,缓慢地通过节流阀 6 及气孔 8 排出,被压缩的气体所产生的压力 能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡,即会取得缓冲效果,使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲 击.
德国FESTO气缸常见故障问题与原因
1、外泄漏：活塞杆端面漏气、缸筒与缸盖间漏气、缓冲调节处漏气。
原因分析：活塞杆安装偏心、润滑油供应不足、活塞密封圈磨损活塞杆轴承配合面有杂质、活塞有伤痕。
2、内泄漏：活塞两端串气、活塞密封圈损坏、润滑不良、活塞被卡住、活塞
配合面有缺陷、杂质挤入密封面。
3、输出力不足动作不平稳：润滑不良、活塞或活塞杆卡住、供气量不足、有冷凝水质。
德国FESTO气缸为例来说明，气缸典型结构如下图所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。
当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。
机械接触式无杆气缸的结构和工作原理
机械接触式无杆气缸，其结构如下图所示。在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。
这种气缸的特点是：1)与普通气缸相比，在同样行程下可缩小1/2安装位置；2)不需设置防转机构；3)适用于缸径10～80mm，大行程在缸径≥40mm时可达7m；4)速度高，标准型可达0.1～0.5m/s；高速型可达到0.3～3.0m/s。其缺点是：1)密封性能差，容易产生外泄漏。在使用三位阀时必须选用中压式；2)受负载力小，为了增加负载能力，必须增加导向机构。
德国FESTO气缸的结构和工作原理
活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如下图所示。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。
齿轮齿条式摆动气缸的结构和工作原理
齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构、工作原理如下图所示。活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。
叶片式摆动气缸的工作原理
单叶片式摆动气缸的结构原理如下图所示。它是由叶片轴转子(即输出轴)、定子、缸体和前后端盖等部分组成。定子和缸体固定在一起，叶片和转子联在一起。在定子上有两条气路，当左路进气时，右路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动。反之，作逆时针摆动。
德国FESTO气缸体积小，重量轻，但制造精度要求高，密封困难，泄漏是较大，而且动密封接触面积大，密封件的摩擦阻力损失较大，输出效率较低，小于80%。因此，在应用上受到限制，一般只用在安装位置受到限制的场合，如夹具的回转，阀门开闭及工作台转位等。
德国FESTO气缸——气动手爪的工作原理
德国FESTO气缸这种执行元件是一种变型气缸。它可以用来抓取物体，实现机械手各种动作。在自动化系统中，气动手爪常应用在搬运、传送工件机构中抓取、拾放物体。
德国FESTO气缸有平行开合手指，肘节摆动开合手爪、有两爪、三爪和四爪等类型，其中两爪中有平开式和支点开闭式驱动方式有直线式和旋转式。
德国FESTO气缸的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动。
德国FESTO气缸工作原理和结构
下图为膜片气缸的工作原理图。膜片有平膜片和盘形膜片两种一般用夹织物橡胶、钢片或磷青铜片制成，厚度为5～6mm(有用1～2mm厚膜片的)。
下图所示的膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单作用气缸，工作时，膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。它的优点是：结构简单、紧凑、体积小、重量轻、密封性好、不易漏气、加工简单、成本低、无磨损件、维修方便等，适用于行程短的场合。缺点是行程短，一般不趁过50mm。平膜片的行程更短，约为其直径的1/10。
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