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气压传动 概论和 气体力 学 基础 1 气动元 、辅件 图形符 号 （见表 42 .1 - 1 ） 表 42.1 - 1 气动 元、辅 件 图形符号 类别 名称 符号 类别 名称 符号 连接管 路 交叉管 路 双向定量 气 马达 软性管 路 连续放 气 单向变量 气 马达 间断放 气 单向放 气 双向变量 气 马达 不带 连 接措 施 摆动气马 达 排 气 口 带连 接措 施 不带 单向 阀 单活 塞杆 气缸 快 换 接 头 带单 向阀 单通 路 单作 用气 缸 伸缩 缸 气路连接 及接头 旋 转 接 头 三通 路 单活 塞杆 气缸 气压源 气源、 电动 机、 气 马达 及气缸 电动机 气 源、 电动 机、 气马 达及 气缸 双作 用气 缸 双活 塞杆 气缸 原动机 （电 动 机除外） 不可 调单 向缓 冲缸 单向定 量气马 达 可调 单向 缓冲 缸 类别 名称 符号 类别 名称 符号 不可调 双 向缓 冲缸 单作 用 电 磁铁 可调双 向 缓冲 缸 双作 用 电 磁铁 双作用 伸缩缸 单作 用可 调电 磁操 纵 （比 例电 磁铁 等） 气 - 液 转换器 直线 运动 电气 控制 双作 用可 调电 磁操 纵 （力 矩马 达） 气源、 电动 机、 气 马达 及气缸 增压器 电气 控制 旋转 运动 电气 控制 电动 机 操 纵 一般手 控 加压 或泄 压控 制 人力控制 按钮式 压力 控制 阀 直接 压力 控制 差动 控制 拉钮式 内部 压 力 控制 按 - 拉式 外部 压力 控制 手柄式 气压 先导 控制 踏板式 气压 - 液压 先导 控制 双向踏 板式 顶杆式 先导 控制 （间 接压 力控 制） 电磁 气压 先导 控制 可变行 程控制 式 弹簧控 制式 直动 型减 压阀 （不 带溢 流） 滚轮式 单向滚 轮式 减压 阀 溢流 减 压 阀 类别 名称 符号 类别 名称 符号 内部 压 力控 制 压力控制 阀 顺 序 阀 外部 压 力控 制 方向 控制 阀 换向 阀 二位 三通 换向 阀 内部 压 力控 制 二位 四通 换向 阀 溢 流 阀 外部 压 力控 制 二位 五通 换向 阀 不可调 节流阀 三位 三通 换向 阀 可调节 流阀 三位 四通 换向 阀 可调单 向节流 阀 三位 五通 换向 阀 减速阀 三位 六通 换向 阀 详细符号 简化 符号 带消声 器 的节 流阀 无 弹 簧 流量控制 阀 截止阀 单 向 阀 非 弹 簧 常 闭 式 气控 单向 阀 （带 弹簧） 方向控制 阀 换 向 阀 二 位 二 通 阀 常 开 式 单向 型控 制 或门 型梭 阀 类别 名称 符号 类别 名称 符号 与门 型梭 阀 气罐 方向控制 阀 单 向 型 控 制 阀 快速 排气 阀 气源调节 装 置 人工 排出 压力 指示 器 压力 计 分 水 排 水 器 自动 排出 压差 计 人工 排出 压力 检测 器 脉冲 计数 器 流量 计 空 气 过 滤 器 自动 排出 流量 检测 器 累计 流量 计 转速仪 人工 排出 转矩仪 压力继电 器 除 油 器 自动 排出 行程开关 辅 件 及 其 它 装 置 空气干 燥器 辅件 及其 它装 置 模拟传感 器 油雾器 消声器 辅助气 瓶 报警器 气缸 1 概述 1.1 气缸 的分类 普通 气缸的 结构组 成 见图 42.2 - 1 。主 要由前 盖、后盖 9 、活 塞 6 、活 塞杆 4 、 缸筒 5 其他一 些 零件组成 。 气缸 的种类 很多。 一 般按压缩 空气作 用在活 塞 面上的方 向、结 构特征 和 安装方式 来分类 。气缸 的 类型及安 装 形式见表 42.2 - 1 、 2 。 图 42.2 - 1 普通气 缸 1 组合防 尘圈； 前端 盖； 3 轴 用 Y X 密封 圈； 4 活塞杆 ； 5 缸 筒； 6 活塞； 7 孔 用 Y X 密封 圈； 8 缓 冲调节 阀； 9 后端盖 表 42.2 - 1 气缸的 类型 类别 名称 简图 特点 柱塞式气 缸 压缩空 气只能 使柱塞 向 一个方向 运动； 借 助外力或 重力复 位 压缩空 气只能 使活塞 向 一个方向 运动； 借 助外力或 重力复 位 活塞式气 缸 压缩空 气只能 使活塞 向 一个方向 运动； 借 助弹簧力 复位； 用于行 程 较小场合 单作用气 缸 薄膜式气 缸 以膜片 代替活 塞的气 缸 。单向作 用；借 助 弹簧力复 位；行 程短； 结 构简单， 缸体内 壁 不须加工 ；须按 行程比 例 增大直径 。若无 弹 簧，用压 缩空气 复位， 即 为双向作 用薄膜 式 气缸。 行程较 长的薄 膜式 气缸膜片 受到滚 压， 常称滚压 （风箱 ）式气 缸 。 普通气缸 利用压 缩空气 使活塞 向 两个方向 运动， 活 塞行程可 根据实 际需要 选 定，双向 作用的 力 和速度不 同 双活塞杆 气缸 压缩空 气可使 活塞向 两 个方向运 动，且 其 速度和行 程都相 等 不可调缓 冲气缸 设有缓 冲装置 以使活 塞 临近行程 终点时 减 速，防止 冲击， 缓冲效 果 不可调整 双作用气 缸 可调缓冲 气缸 缓冲装 置的减 速和缓 冲 效果可根 据需要 调 整 差动气缸 气缸活 塞两端 有效面 积 差较大， 利用压 力 差原理使 活塞往 复运动 ， 工作时活 塞杆侧 始 终通以压 缩空气 双活塞气 缸 两个活 塞同时 向相反 方 向运动 多位气缸 活塞杆 沿行程 长度方 向 可在多个 位置停 留，图示 结构有 四个位 置 串联气缸 在一根 活塞杆 上串联 多 个活塞， 可获得 和 各活塞有 效面积 总和成 正 比的输出 力 冲击气缸 利用突 然大量 供气和 快 速排气相 结合的 方 法得到活 塞杆的 快速冲 击 运动，用 于切断 、 冲孔、打 入工件 等 数字气缸 将若干 个活塞 沿轴向 依 次装在一 起，每 个 活塞的行 程由小 到大， 按 几何级数 增加 回转气缸 进排气 导管和 导气头 固 定而气缸 本体可 相 对转动。 用于机 床夹具 和 线材卷曲 装置上 伺服气缸 将 输入的 气压信 号成比 例地转换 为活塞 杆 的机械位 移。用 于自动 调 节系统中 。 挠性气缸 缸筒由 挠性材 料制成 ， 由夹住缸 筒的滚 子 代替活塞 。用于 输出力 小 ，占地空 间小， 行 程较长的 场合， 缸筒可 适 当弯曲 特殊 气缸 钢索式气 缸 以钢丝 绳代替 刚性活 塞 杆的一种 气缸， 用 于小直径 ，特长 行程的 场 合 增压气缸 活塞杆 面积不 相等， 根 据力平衡 原理， 可 由小活塞 端输出 高压气 体 气 - 液增压 缸 液体是 不可压 缩的， 根 据力的平 衡原理 ， 利用两两 相连活 塞面积 的 不等，压 缩空气 驱 动大活塞 ，小活 塞便可 输 出相应比 例的高 压 液体 组合 气缸 气 - 液阻尼 缸 利用液 体不可 压缩的 性 能及液体 流量易 于 控制的优 点，获 得活塞 杆 的稳速运 动 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 构见图 4 2.2 - 2 。 图 42.2 - 2 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 最 为广泛。 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。 调 节节流阀 6 阀口 开度的 大 小，即可 控 制排气量 的多少 ，从而 决 定了被压 缩容积 （称缓 冲 室）内压 力的大 小，以 调 节缓冲效 果。若 令活塞 反 向运动时 ， 从气孔 8 输入压 缩空气 ， 可直接顶 开单向 阀 5 ， 推 动活塞向 左运动 。 如节 流 阀 6 阀口 开度固 定， 不 可 调节， 即 称为 不可调缓 冲气缸 。 图 42.2 - 4 缓冲 气缸 1 活塞杆 ； 2 活塞； 3 缓冲柱 塞； 4 柱塞孔 ； 5 单向 阀 6 节流阀 ； 7 端盖； 8 气孔 气缸 所设缓 冲装置 种 类很多， 上述只 是其中 之 一，当然 也可以 在气动 回 路上采取 措施， 达到缓 冲 目的。 1.2. 3 组 合气缸 组合 气缸一 般指气 缸 与液压缸 相组合 形成的 气 - 液阻尼缸 、气 - 液增压 缸 等。众所 周知， 通常气 缸 采用的工 作 介质是压 缩空气 ，其特 点 是动作快 ，但速 度不易 控 制，当载 荷变化 较大时 ， 容易产生 “ 爬行 ” 或 “ 自 走 ” 现象 ； 而液压缸 采用的 工作介 质 是通常认 为不可 压缩的 液 压油，其 特点是 动作不 如 气缸快， 但速度 易于控 制 ，当载荷 变 化较大时 ，采用 措施得 当 ，一般不 会产生 “ 爬行 ” 和 “ 自走 ” 现象 。把气 缸 与液压缸 巧妙组 合起来 ， 取长补短 ， 即成为气 动系统 中普遍 采 用的气 - 液 阻尼缸 。 气 - 液 阻尼缸 工作原 理见图 42 .2 - 5 。 实际 是气 缸与 液压 缸串联 而成， 两 活塞固定 在同一 活塞杆 上 。 液压缸 不用 泵供油， 只要充 满油即 可 ，其进出 口间装 有液压 单 向阀、节 流阀及 补油杯 。 当气缸右 端供气 时，气 缸 克服载荷 带 动液压缸 活塞向 左运动 （ 气缸左端 排气） ，此时 液 压缸左端 排油， 单向阀 关 闭，油只 能通过 节流阀 流 入液压缸 右 腔及油杯 内，这 时若将 节 流阀阀口 开大， 则液压 缸 左腔排油 通畅， 两活塞 运 动速度就 快，反 之，若 将 节流阀阀 口 关小，液 压缸左 腔排油 受 阻，两活 塞运动 速度会 减 慢。这样 ，调节 节流阀 开 口大小， 就能控 制活塞 的 运动速度 。 可以看出 ，气液 阻尼缸 的 输出力应 是气缸 中压缩 空 气产生的 力（推 力或拉 力 ） 与液压 缸中油 的阻尼 力 之差。 图 42.2 - 5 气 - 液 阻尼缸 1 节流阀 ； 2 油杯； 3 单向阀 ； 4 液 压缸； 5 气缸； 6 外载 荷 气 - 液 阻尼缸 的类型 有多种。 按气 缸与液 压缸的 连 接形式， 可分为 串联型 与 并联型两 种。前 面所述 为 串联型， 图 42.2 - 6 为并 联型气 - 液 阻 尼缸。串 联型缸 体较长 ； 加 工与安 装时对 同轴度 要 求较高； 有时两 缸间会 产 生窜气窜 油现象 。并联 型 缸体较短 、 结构紧凑 ；气、 液缸分 置 ，不会产 生窜气 窜油现 象 ；因液压 缸工作 压力可 以 相当高， 液压缸 可制成 相 当小的直 径 （不必与 气缸等 直径） ； 但因气、 液两缸 安装在 不 同轴线上 ，会产 生附加 力 矩，会增 加导轨 装置磨 损 ，也可能 产 生 “ 爬行 ” 现象 。 串联 型 气 - 液阻尼 缸还有 液压缸 在前或在 后之分 ， 液压 缸 在后参见 图 42.2 - 5 ， 液压 缸活塞两 端作 用面积不 等，工 作过程 中 需要储油 或补油 ，油杯 较 大。如将 液压缸 放在前 面 （气缸在 后面） ，则液 压 缸两端都 有 活塞杆， 两端作 用面积 相 等，除补 充泄漏 之 外就 不 存在储油 、补油 问题， 油 杯可以很 小。 图 42.2 - 6 并联 型气 - 液 阻尼缸 1 液压缸 ； 2 气缸 按调 速特性 可分为 ： 1 ）慢 进慢退 式； 2 ）慢 进快退 式； 3 ）快 进慢进 快退式 。 其调 速特性 及应用 见 表 42.2 - 3 。 就气 - 液阻尼 缸的结 构而言 ，尚可 分 为多 种形 式：节 流阀 、单向 阀单独 设置或装 于缸盖 上； 单向 阀装在活 塞上 （如挡板 式单向 阀）； 缸 壁上开孔 、开沟 槽、缸 内 滑柱式、 机械浮 动联结 式 、行程阀 控制快 速趋近 式 等。活塞 上 有挡板式 单向阀 的气 - 液 阻尼缸见 图 42.2 - 7 。 活 塞上带有 挡板式 单向阀 ， 活塞向右 运动时 ， 挡板 离 开活塞， 单向阀 打开，液 压缸右 腔的油 通 过活塞上 的孔（ 即挡板 单 向阀孔） 流至左 腔，实 现 快退，用 活塞上 孔的多 少 和大小来 控 制快退时 的速度 。活塞 向 左运动时 ，挡板 挡住活 塞 上的孔， 单向阀 关闭， 液 压缸左腔 的油经 节流阀 流 至右腔（ 经 缸外管路 ）。调 节节流 阀 的开度即 可调节 活塞慢 进 的速 度。 其结构 较为简 单 ，制造加 工较方 便。 图 42 .2 - 8 为 采用机 械浮动联 接的快 速趋近 式 气 - 液阻尼 缸原理 图。靠 液压缸活 塞杆端 部的 T 形 顶块与气 缸活 塞杆端部 的拉钩 间有一 空 行程 s 1 ， 实现空 程快速 趋 近，然后 再带动 液压缸 活 塞，通过 节流阻 尼，实 现 慢进。返 程 时也是先 走空行 程 s 1 ， 再 与液压活 塞一起 运动， 通 过单向阀 ，实现 快退。 表 42.2 - 3 气 - 液阻尼 缸 调速特性 及应用 调速方式 结构示意 图 特性曲线 作用原理 应用 双向节流 调速 在气 - 液 阻尼缸 的回油 管路 装设可调 式节流 阀， 使活 塞往 复运动的 速度可 调并相 同 适用于 空行程 及 工作行程 都较短 的 场合（ s 20mm ） 单向节流 调速 将一单 向阀和 一节流 阀 并 联在调速 油路中。 活塞向 右运 动时， 单向阀关 闭， 节流 慢进； 活塞向左 运动时 ， 单向 阀 打 开，不经 节流快 退。 适用于 空行程 较 短而工作 行程较 长 的场合 快速趋近 单 向节流调 速 将液压 缸的 点与 点用 管路相通， 活塞开 始向右 运动 时，右腔 油经由 fgea 回 路直 接流入 端实现 快速趋 近， 当活塞移 过 点， 油只能 经节 流阀流入 端， 实现慢 进， 活塞向左 运动时 ，单向 阀 打 开，实现 快退。 由于快 速趋近， 节 省了空程 时间， 提 高 了劳动生 产率。 是 各 种机床、 设 备最常 用 的方式 图 42.2 - 7 活塞 上有挡 板式单向 阀的气 - 液阻尼 缸 图 42.2 - 8 浮动 联接气 - 液阻尼缸 原理图 1 气缸； 2 顶 丝； 3 T 形顶块 ； 4 拉 钩； 5 液压缸 图 42 .2 - 9 是又一 种 浮动联接 气 - 液阻 尼缸。 与前者的 区别在 于： T 形 顶块和拉 钩装设 位置不 同 ，前者设 置在 缸外部。 后者设 置在气 缸 活塞杆内 ，结 构 紧凑但 不 易调整空 行程 s 1 （前者 调 节顶丝即 可方便 调节 s 1 的 大小）。 1.2.4 特 殊气缸 （ 1 ） 冲击气 缸 图 42.2 - 9 浮动 联接气 - 液阻尼缸 冲击 气缸是 把压缩 空 气的能量 转化为 活塞、 活 塞杆高速 运动的 能量， 利 用此动能 去做功 。 冲击 气缸分 普通型 和 快排型两 种。 1 ）普 通型冲 击气缸 普通型冲 击气缸 的结构 见 图 42.2 - 1 0 。与 普通气 缸 相比，此 种冲击 气缸增 设 了蓄气缸 1 和 带流线型 喷气口 4 及具 有 排气孔 3 的中盖 2 。其 工 作原理及 工作过 程可简 述 为如下五 个阶段 （见图 4 2.2 - 11 ） ： 第一 阶段： 复位段 。 见图 42.2 - 10 和 图 42.2 - 11a ，接通 气源， 换向阀 处复位状 态，孔 A 进气 ， 孔 B 排气 ，活 塞 5 在压 差的作 用下， 克 服密封阻 力及运 动部件 重 量而上移 ， 借助 活塞上 的 密封胶垫 封住中 盖上的 喷 气口 4 。 中盖 和活塞之 间的环 形空间 C 经过排气 小孔 3 与大气 相 通。最后 ，活塞 有杆腔 压 力升高至 气源压 力，蓄 气 缸内压 力 降 至大气压 力。 第二 阶段： 储能段 。 见图 42.2 - 10 和 图 42.2 - 11b ， 换 向阀换 向， B 孔进 气充入蓄 气缸腔 内， A 孔 排气。 由 于蓄 气缸腔内 压力作 用在活 塞 上的面积 只是喷 气口 4 的 面积，它 比有杆 腔压力 作 用在活塞 上的面 积要小 得 多，故只 有 待蓄气缸 内压力 上升， 有 杆腔压力 下降， 直到下 列 力平衡方 程成立 时，活 塞 才开始移 动。 式中 d 中盖 喷气口 直 径（ m ）； p 30 活塞 开始移 动瞬时蓄 气缸腔 内压力 （ 绝对压力 ）（ Pa ）； p 20 活塞 开始移 动瞬时有 杆腔内 压力（ 绝 对压力） （ Pa ） ； G 运动 部件（ 活 塞、活塞 杆及锤 头号模 具 等）所受 的重力 （ N ）； D 活塞 直径（ m ）； d 1 活塞 杆直径 （ m ）； F 0 活塞 开始移 动 瞬时的密 封摩擦 力（ N ） 。 若不计式 （ 42.2 - 1 ）中 G 和 F 0 项，且 令 d=d 1 ， ，则当 时，活塞 才开始 移动。 这 里的 p 20 、 p 30 均为绝 对压 力。可见 活塞开 始移动 瞬 时，蓄气 缸腔与 有杆腔 的 压力差很 大。 这一点很 明显地 与普通 气 缸不同。 图 42.2 - 1 0 普通 型冲击 气缸 第三 阶段： 冲击段 。 活塞开始 移动瞬 时，蓄 气 缸腔内压 力 p 30 可认 为已 达气源压 力 p s ， 同时， 容 积很小的 无杆 腔 （包括环 形空 间 C ） 通 过 排气孔 3 与大气 相通， 故 无杆腔压 力 p 10 等于 大气 压力 p a 。 由 于 p a /p s 大 于临 界压力比 0.52 8 ， 所以活塞 开始移 动后， 在 最小流通 截面处 （喷气 口 与活塞之 间的环 形面） 为 声速流动 ，使无 杆腔压 力 急剧增加 ， 直至与蓄 气缸腔 内压力 平 衡。该平 衡压力 略低于 气 源压力。 以上可 以称为 冲 击段的第 I 区段 。第 I 区 段的作用 时 间极短（ 只有几 毫秒） 。 在第 I 区 段，有 杆腔压 力 变化很小 ，故第 I 区段 末 ，无杆腔 压力 p 1 （作用 在 活塞全面 积 上）比有 杆腔压 力 p 2 （ 作 用在活塞 杆侧的 环状面 积 上）大得 多，活 塞在这 样 大的压差 力作用 下，获 得 很高的运 动 加速度， 使活塞 高速运 动 ，即进行 冲击。 在此过 程 B 口仍 在进气 ，蓄气 缸 腔至无杆 腔已连 通且压 力 相等，可 认为 蓄气 - 无杆 腔内为 略带充 气的绝热 膨 胀过 程。 同时 有杆腔排 气孔 A 通流面 积 有限， 活塞 高速冲 击势必 造成有杆 腔内 气体迅速 压缩（ 排气不 畅 ），有杆 腔压力 会迅速 升 高（可能 高于气 源压力 ） 这必将引 起活塞 减速， 直 至下降到 速 度为 0 。 以上可 称为冲 击 段的第 区段。 可认为 第 区段的 有杆腔 内为边 排 气的绝热 压缩过 程。 整 个 冲击段时 间很 短，约几 十毫秒 。见图 4 2.2 - 11c 。 图 42.2 - 1 1 普通 型冲击 气缸的工 作原理 1 蓄气 缸； 2 中盖 ； 3 排气孔 ； 4 喷气口 ； 5 活塞 第四 阶段： 弹跳段 。 在冲击段 之后， 从能量 观 点来说， 蓄气缸 腔内压 力 能转化成 活塞动 能，而 活 塞的部分 动 能又转化 成有杆 腔的压 力 能， 结果造 成有杆腔 压力 比蓄气 - 无 杆腔压 力还高 ， 即形成 “ 气垫 ” ， 使 活 塞产生反 向运 动，结果 又会使 蓄气 - 无 杆腔压力 增加， 且又大 于 有杆腔压 力。如 此便出 现 活塞在缸 体内来 回往复 运 动 即弹 跳。 直至活塞 两侧压 力差克 服 不了活塞 阻力不 能再发 生 弹跳为止 。待有 杆腔气 体 由 A 排空 后，活 塞便下 行 至终点 。 第五 阶段 ：耗能 段。 活塞下行 至终点 后， 如换 向阀不及 时复位 ，则 蓄气 - 无杆腔内 会继续 充气直 至达到气 源压 力。再复 位时， 充入的 这 部分气体 又需全 部排掉 。 可见这种 充气不 能作用 有 功，故称 之为耗 能段。 实 际使用时 应 避免此段 （令换 向阀及 时 换向返回 复位段 ）。 对内 径 D=90 mm 的气 缸，在气 源压力 0.65MP a 下进行实 验，所 得冲击 气 缸特性曲 线见图 42.2 - 1 2 。上述分 析基 本与特性 曲线相 符。 对冲 击段的 分析可 以 看出，很 大的运 动加速 使 活塞产生 很大的 运动速 度 ，但由于 必须克 服有杆 腔 不断增加 的 背压力及 摩擦力 ，则 活塞 速度又要 减慢 ，因此 ，在 某个冲程 处， 运动速 度必 达最大值 ，此 时的冲 击能 也达最大 值。 各种冲击 作业应 在这个 冲 程附近进 行（参 见图 42 . 2 - 11c ）。 冲击 气缸在 实际工 作 时，锤头 模具撞 击工件 作 完功，一 般就借 助行程 开 关发出信 号使换 向阀复 位 换向，缸 即 从冲击段 直接转 为复位 段 。这种状 态可认 为不存 在 弹跳段和 耗能段 。 2 ）快排 型冲击 气缸 由上述普 通型冲 击气缸 原 理可见 ，其一 部分能 量（ 有时是较 大部分 能量 ）被 消耗于克 服背 压（即 p 2 ）做功 ，因而 冲 击能没有 充分利 用。假 如 冲击一开 始，就 让有杆 腔 气体全排 空，即 使有杆 腔 压力降至 大 气压 力， 则冲击 过程中 ， 可节省大 量的能 量，而 使 冲击气缸 发挥更 大的作 用 ，输出更 大的冲 击能。 这 种在冲击 过 程中，有 杆腔压 力接近 于 大气压力 的冲击 气缸， 称 为快排型 冲击气 缸。其 结 构见图 42 .2 - 13a 。 快排 型冲击 气缸是 在 普通型冲 击气缸 的下部 增 加了 “ 快 排机构 ” 构成 。 快排机构 是由快 排导向 盖 1 、 快排缸体 4 、快排活 塞 3 、 密封胶 垫 2 等零 件组成 。 快排 型冲击 气缸的 气 控回路见 图 42.2 - 13b 。 接通气源 ，通过 阀 F 1 同时 向 K 1 、 K 3 充气 ， K 2 通大 气 。阀 F 1 输出口 A 用直管 与 K 1 孔连通 ，而 用弯管与 K 3 孔连通， 弯管 气阻大于 直管气 阻。这 样 ，压缩空 气先经 K 1 使快排 活塞 3 推 到 上边，由 快排活 塞 3 与 密 封胶垫 2 一起切 断有杆 腔 与排气口 T 的通 道。然 后 经 K 3 孔向有杆 腔进气 ，蓄 气一无杆 腔 气体经 K 4 孔通 过阀 F 2 排 气，则活 塞上移 。当活 塞 封住中盖 喷气口 时，装 在 锤头上的 压块触 动推杆 6 ，切换阀 F 3 ， 发出信号 控制阀 F 2 使之切 换，这样 气源便 经阀 F 2 和 K 4 孔向蓄气 腔内充 气， 一直充至 气源压 力。 图 42.2 - 1 2 冲 击气缸 特 性曲线 图 42.2 - 1 3 快排 型冲击 气缸结构 及控制 回路 a ）结构图 ； b ） 控制回 路 1 快排导 向盖； 2 密 封 胶垫； 3 快排活 塞； 4 快排缸体 ； 5 中 盖 T 方孔 ； C 环 形空间 ； 6 推 杆； 7 气阻； 8 气容 冲击 工作 开 始时， 使 阀 F 1 切换， 则 K 2 进气， K 1 和 K 3 排气，快 排活塞 下移 ，有杆腔 的压缩 空气便 通 过快排导 向 盖 1 上的 多个圆 孔 （ 8 个 ） ， 再经 过快排 缸体 4 上 的多个方 孔 T （ 1 0 余个 ） 及 K 3 直接排至 大气中 。 因 为上述多 个圆 孔和方孔 的通流 面积远 远 大于 K 3 的通流 面积， 所以 有杆腔的 压力可 以在极 短 的时间内 降低到 接近于 大 气压力。 当 降到一定 压力时 ， 活塞 便 开始下移 。 锤头 上压块 便 离开行程 阀 F 3 的推 杆 6 ， 阀 3 在弹 簧的作 用下复 位 。 由于接 有气 阻 7 和气 容 8 ， 阀 3 虽 然 复位， 但 F 2 却延时复 位， 这就保证 了蓄气 缸腔内 的 压缩空气 用来完 成使活 塞 迅速向下 冲击 的工作。 否 则， 若 F 3 复位 ， F 2 同时复位 的话， 蓄气 缸腔内压 缩空气 就会在 锤 头没有运 动到行 程终点 之 前已经通 过 K 4 孔和阀 F 2 排气 了， 所 以 当锤头开 始冲击 后， F 2 的 复位动作 需延时 几十毫 秒 。 因所需 延时时 间不长 ， 冲击缸冲 击时 间又很短 ，往往 不用气 阻 、气容也 可以， 只要阀 F 2 的换向时 间比冲 击时间 长 就可以了 。 在活 塞向下 冲击的 过 程中，由 于有杆 腔气体 能 充分地被 排空， 故不存 在 普通型冲 击气缸 有杆腔 出 现的较大 背 压，因而 快排型 冲击气 缸 的冲击能 是同尺 寸的普 通 型冲击气 缸冲击 能的 3 4 倍。 （ 2 ） 数字气 缸 如图 42.2 - 1 4 所示 ， 它 由活塞 1 、缸 体 2 、活 塞杆 3 等 件组成 。活塞 的 右端有 T 字头， 活塞的 左 端有凹形 孔， 后面活塞 的 T 字 头装入 前 面活塞的 凹形孔 内， 由 于 缸体的限 制， T 字头只 能 在凹形孔 内沿缸 轴向运 动 ， 而两者 不能 脱开， 若干活塞 如此顺 序 串联置于 缸体内 ， T 字 头 在凹形孔 中左右 可移动 的 范围就是 此活塞 的行程 量 。 不同的 进气 孔 A 1 A i （ 可能是 A 1 ， 或 是 A 1 和 A 2 ， 或 A 1 、 A 2 和 A 3 ， 还可能 是 A 1 和 A 3 ， 或 A 2 和 A 3 等等） 输 入压缩 空气 （ 0.4 0.8 MPa ） 时，相应 的活塞 就会向 右 移动，每 个活塞 的向右 移 动都可推 动活塞 杆 3 向 右 移动，因 此，活 塞杆 3 每 次向右移 动 的 总距离 等于各 个活塞 行 程量的总 和。 这 里 B 孔 始 终与低压 气源相 通 （ 0. 05 0.1MPa ） ， 当 A 1 A i 孔排气时 ， 在低 压气的作 用下， 活塞 会自 动退回原 位。 各活塞 的行 程大小， 可 根据需要 的总 行程 s 按 几何级 数由小 到 大排列选 取。 设 s=35mm ，采用 3 个活 塞，则各 活塞的 行程分 别 取 1 =5mm ； 2 = 10mm ； 3 =20mm 。如 s=3 1.5mm ， 可用 6 个 活塞， 则 1 、 2 、 3 6 分别设计 为 0.5 、 1 、 2 、 4 、 8 、 16m m ，由 这些数 值 组合起来 ，就可 在 0.5 31.5mm 范 围内 得到 0.5m m 整数 倍的任 意 输出位移 量。而 这里的 1 、 2 、 3 i 可以 根据需要 设计成 各种不 同 数列，就 可以 得到各种 所需数 值的行 程 量。 （ 3 ） 回转气 缸 如图 42.2 - 1 5a 所示 ， 主要由 导气头、 缸体、 活塞、 活 塞杆组 成。 这种 气缸的缸 体 3 连 同缸盖 6 及导气头 芯 10 被其他动 力（ 如车床 主轴 ）携带 回转 ，活塞 4 及活 塞杆 1 只 能作往 复直线 运 动，导 气头体 9 外接 管路 ，固定 不动。 固转 气缸的 结构如 图 42.2 - 1 5b 所示 。 为增 大其输出 力采用 两个活 塞 串联在一 根活塞 杆上， 这 样其输出 力比单 活塞也增 大约一 倍， 且可 减小气缸 尺寸 ，导气 头体 与导气头 芯因需 相对转 动 ，装有 滚动 轴 承， 并以研 配间隙密 封， 应设油杯 润滑以 减少摩 擦 ，避免烧 损或卡 死。 回转 气缸主 要用于 机 床夹具和 线材卷 曲等装 置 上。 （ 4 ） 挠性气 缸 挠性 气缸是 以挠性 软 管作为缸 筒的气 缸。常 用 挠性气缸 有两种 。一种 是 普通挠性 气缸见 图 42.2 - 16 ，由活 塞 、 活塞杆及 挠性软 管缸筒 组 成。一般 都是单 作用活 塞 气缸，活 塞的回 程靠其 他 外力。其 特点是 安装空 间 小，行程 可 较长。 图 42.2 - 1 4 数 字气缸 1 活塞； 2 缸 体； 3 活塞杆 图 42.2 - 1 5 回转 气缸 a ）原理图 ； b ） 结构图 1 活塞杆 ； 2 、 5 密封 圈； 3 缸 体； 4 活塞 ； 6 缸盖； 7 、 8 轴承 9 导气头 体； 10 导气 头芯； 11 中盖 ； 1 2 螺 栓 图 42.2 - 1 6 普 通挠性 气 缸 第二 种挠性 气缸是 滚 子挠性气 缸见图 42.2 - 1 7 。 由夹 持滚子代 替活塞 及 活塞杆 ， 夹持滚 子设在 挠 性缸筒外 表面， A 端进气 时，左 端挠性 筒 膨胀， B 端排气 ，缸 左端 收缩， 夹持在 缸筒外 部的 滚子在膨 胀端的 作用下 ， 向右移动 ，滚 子夹带动 载荷运 动。可 称 为挠性筒 滚子气 缸。 这 种 气缸的特 点是所 占空间 小 ，输出力 较小， 载荷率 较 低，可实 现 双作用。 图 42.2 - 1 7 滚 子挠性 气 缸 （ 5 ） 钢索式 气缸 钢索 式气缸 见图 42 . 2 - 18 ， 是以柔软 的、 弯曲 性大的钢 丝绳代 替刚性 活 塞杆的一 种气缸 。 活塞 与 钢丝绳连 在一 起，活塞 在压缩 空气推 动 下往复运 动，钢 丝绳带 动 载荷运动 ，安 装 两个滑 轮 ，可使活 塞与载 荷的运 动 方向相反 。 这种 气缸的 特点是 可 制成行程 很长的 气缸， 如 制成直径 为 25mm ，行 程 为 6m 左右 的气缸 也不困 难。钢索 与导 向套间易 产生泄 漏。 图 42.2 - 1 8 钢 索式气 缸 气缸的安 装形式 表 42.2 - 2 气缸 的安装 形式 分类 简图 说明 轴向支座 MS1 式 支座式 切向支座 式 轴向支 座，支 座上承 受 力矩， 气缸直径 越大， 力矩越 大 前法兰 MF 1 式 前法兰 紧固 ， 安装 螺钉 受拉力 较大 后法兰 MF 2 式 后法兰 紧固 ， 安装 螺钉 受拉力 较小 固定式 气缸 法兰式 自配法兰 式 法兰由 使用单 位视安 装 条件 现配 单耳轴销 MP4 式 尾部轴 销式 双耳轴销 MP2 式 气缸可 绕尾轴 摆动 头部轴销 式 气缸可 绕头部 轴摆动 轴销式 气缸 中间轴销 MT4 式 气缸可 绕中间 轴摆动 气动系统 的设计 计算 气动 系统的 设计一 般 应包括： 1 ）回 路设计 ； 2 ）元 件、辅 件选用 ； 3 ）管 道选择 设计； 4 ）系 统压降 验算； 5 ）空 压机选 用； 6 ）经 济性与 可靠性 分析。 以上 各项中 ，回路 设 计是一个 “ 骨架 ” 基础 ， 本章着重 予以说 明，然 后 结合实例 对气对 系统的 设 计计算进 行综 合介绍。 1 气动回 路 1.1 气动 基本回 路 气动 基本回 路是气 动 回路的基 本组成 部分， 可 分为：压 力与力 控制回 路 、方向控 制（换 向）回 路 、速度控 制回 路、位置 控制回 路和基 本 逻辑回路 。 表 42.6 - 1 气动 压力与 力控制回 路及特 点说明 简图 说明 1. 压力控 制回路 一次压控 制回路 主要控 制气罐 ，使其 压 力不超过 规定压 力。常 采 用 外控式溢 流阀 1 来控制 ， 也可用带 电触点 的压力 表 1 ， 代 替溢流 阀 1 来 控 制压缩机 电动机 的启、 停 ， 从 而使气罐 内压力 保持在 规 定压力范 围内。 采用溢 流 阀 结构简单 、工作 可靠， 但 无功耗气 量大； 后者对 电 动 机及其控 制要求 较高 二次压控 制回路 二次压 控制主 要控制 气 动控制系 统的气 源压力 ， 其 原理是利 用溢流 式减压 阀 1 以实 现定压 控制 高低压控 制回路 气源供 给某一 压力， 经 二个调压 阀（减 压阀） 分 别 调到要求 的压力 图 a 利 用换向 阀进行 高 、低压切 换 图 b 同 时分别 输出高 低 压的情况 差压回路 此回路 适用于 双作用 缸 单向受载 荷的情 况，可 节 省 耗气 量 图 a 为 一般差 压回路 图 b 在 活塞杆 回程时 ， 排气通过 溢流阀 1 ，它 与 定 压减压阀 2 相配 合，控 制 气缸保持 一定推 力 2. 力控制 回路 串联气缸 增力回 路 三段活 塞缸串 联。工 作 行程（杆 推出） 时，操 纵 电 磁换向阀 使活塞 杆增力 推 出。复位 时，右 端的两 位 四 通阀进气 ，把杆 拉回 增力倍 数与串 联的缸 段 数成 正比 气液增压 缸增力 回路 利用气 液压缸 1 ，把 压 力较低的 气压变 为压力 较 高 的液压， 以提高 气液缸 2 的输出力 。应注 意活塞 与 缸 筒间的密 封，以 防空气 混 入油中 1.1.1 压 力与力 控制回 路 （见表 42 .6 - 1 ） 1.1.2 换 向回路 （见表 4 2 .6 - 2 ） 表 42.6 - 2 气动 换向回 路 及特点说 明 简图 说明 1. 单作用 气缸换 向回路 二位三通 电磁阀 控 制回路 图 a 为 常断二 位三通 电 磁阀控制 回路 。 通电 时活 塞杆上升 ，断电 时靠外 力 （如弹簧 力等） 返回 图 b 为 常通二 位三通 电 磁阀控制 回路 。 断电 时常 通气流使 活塞杆 伸出， 通 电时靠外 力返回 三位三通 电磁阀 控 制回路 控制气 缸的换 向阀带 有 全封闭形 中间位 置， 理论 上可使气 缸活塞 在任意 位 置停止 ； 但实 际上由 于漏 损（即使 微量） 而降低 了 定位精度 此三位 三通阀 可用三 位 五通阀代 替 二位三通 阀代用 回 路 用两个 二位二 通电磁 阀 代替二位 三通阀 以控制 单作用缸 工作。 图 示位置 为活塞杆 缩回位 置； 需要 活塞杆伸 出时 ， 必须 两个 二位二通 阀同时 通电换 向 2. 双作用 气缸换 向回路 二位五通 单电 （ 气） 控阀控制 回路 图 a 为 单电磁 控制阀 控 制回路 。 电 磁 阀通电 时换 向， 使活塞 杆伸出 。 断电 时， 阀芯靠 弹簧复 位， 使 活塞杆收 回 图 b 为 单气控 换向阀 控 制回路 。 切换 二位三 通阀 时相应切 换主气 控阀， 使 活塞杆伸 出。 二位 三通阀 复位后主 气控阀 也复位 ， 活塞杆缩 回 二位五通 阀代用 回 路 用两个 二位三 通电磁 阀 代替上述 二位五 通阀的 控制回路 中， 两个阀 一为 常通， 另一为 常断 ， 且两 阀应同时 动作， 才能使 活 塞杆换向 二位五通 双电 （ 气） 控阀控制 回路 图 a 为 双电控 双作用 缸 换向回路 图 b 为 双气控 双作用 缸 换向回路 。 主 控阀两 则的 两个二位 三通阀 可作远 距 离控制用 ， 但 两阀必 须协 调动作， 不能同 时接通 气 源 三位五通 双电控 阀 控制回路 此回路 除可控 制双作 用 缸换向外 ， 气 缸可以 在中 间位置停 留 1.1.3 速 度控制 回路（ 见 表 42.6 - 3 ） 表 42.6 - 3 气动 速度控 制 回路及特 点说明 简图 说明 1. 单作用 缸速度 控制回 路 调速回路 图 a 为 采用节 流阀的 回 路 图 b 为 采用单 向节流 阀 的回路。 两单向 节流阀 分别控制 活塞杆 进退速 度 快速返回 回路 活塞返 回时， 气缸无 活 塞杆腔由 于经快 速排气 阀直接排 气，就 使活塞 杆 快速返回 2. 双作用 气缸速 度控制 回 路 调 速回路 图 a 为 采用单 向节流 阀 的调速回 路 图 b 为 采用节 流阀的 调 速回路 图 a 、 b 都是 排气节 流 调速回路 。 对于 气动， 采 用排气节 流较进 气节流 效 果好。因 为，前 者可使 进气阻力 小；且 活塞在 有 背压情况 下向前 运动， 运动较平 稳，受 外载变 化 的影响较 小 缓冲回路 缓冲回 路即为 行程末 端 变速回路 图 a 当 活塞返 回到行 程 末端时， 其左腔 压力已 下降到打 不开溢 流阀 2 ， 因此残气 只能通 过节流 阀 1 缓冲 排出， 节流阀 3 开度较大 ，不影 响末端 行程前的 正常排 气。它 常 用于行程 长、速 度快的 场合 图 b 当 活塞杆 伸出至 撞 块切换二 通阀时 开始缓 冲。根据 缓冲要 求，可 改 变二通阀 的安装 位置， 达到良好 的缓冲 效果。 此 回路适用 于气缸 惯性力 大 的场合 3. 气液联 动速度 控制回 路 调速回路 此回路 通过改 变油路 中 节流开度 来达到 两个运 动 方向的无 级调速 。它要 求 气液传送 器 T 的 油量大 于 液压缸的 容积， 并有一 定 余量，同 时须注 意气、 油 间的密封 、以防 气体混 入 油中 气液 传送 器 变速回路 （快 进 - 慢进 - 快 退） 当活塞 杆伸出 至撞块 切 换二通行 程阀后 ，活塞 运 动开始从 快进变 为慢进 。 改变单向 节流阀 节流开 度 ， 可获任意 低速 气液 传动 缸 调速回路 该回路 通过调 节两只 速 度控制阀 2 的节 流开度 来 分别获得 二个运 动方向 的 无级调速 。油杯 3 起补 充 漏油的作 用 图中 1 为气液 传动缸 变速回路 之一 （快进 - 慢 进 - 快退） 图 a 回 路为液 压缸结 构 变速回路 ：当活 塞右行 至 封住 s 孔 开始， 液压缸 右 腔油液只 能被迫 从 t 孔 经 节流阀至 其左腔 ，这时 快 进变为慢 进 。此 回路变 速 位置不能 改变 图 b 回 路为用 行程阀 变 速的回路 ：当活 塞右行 至 撞块 1 碰 到行程 阀后开 始 作慢速进 给。此 回路只 要 改变撞块 安装位 置即可 改 变开始变 速的位 置 变速回路 之二 （快进 - 慢 进 - 慢退 - 快退 ） 图 a 回 路为液 压缸结 构 变速回路 ：当活 塞右行 至 超过 s 孔 时，开 始从快 进 变为慢进 。而当 活塞左 行 时， 由于 其左腔 油液只 能 被迫从 s 孔经 节流阀 至 其右腔， 故为慢 退，直 至 活塞左行 到超过 s 孔时 ， 才开始从 慢退变 为快退 图 b 回 路为采 用行程 阀 的回路。 慢退的 实现是 由 于它比采 用行程 阀的快 进 慢进 快退回 路少了 一 只单向阀 ，活塞 开始左 行 时其左腔 的油液 只能经 节 流阀流至 其右腔 变速回路 之三 （中间位 置停 止） 回 路中 ，阻尼 缸与气 缸 并联，液 压缸流 量由单 向 节流阀来 控制， 可得平 稳 而一定的 速度。 弹簧式 蓄 能器 2 能 调节阻 尼缸中 油 量变化， 且有补 偿少量 漏 油作用。 借助阻 尼缸活 塞 杆上的调 节螺母 1 ，可 使 气缸开始 时快速 动作， 当 碰到螺母 后，就 由阻尼 缸 来控制， 变为慢 速前进 。 同时，由 于主控 阀采用 了 中间泄压 式三位 五通阀 ， 所以当主 控阀在 中间位 置 时，油阻 尼缸回 路被二 位 二通阀 3 切断， 活塞就 停 止在该位 置上； 当主阀 被 切换到任 何一侧 ，压缩 空 气就输入 气缸， 同时经 梭 阀使阀 3 换向， 使液压 回 路接通阻 尼缸起 调速作 用 。并联活 塞杆工 作时由 于 产生附加 弯矩， 故应考 虑 设导向装 置 1.1.4 位 置控制 回路（ 见 表 42.6 - 4 ） 表 42.6 - 4 气动 位置控 制 回路及特 点说明 简图 说明 1. 有限（ 选定） 位置控 制 回路 缓冲挡块 定位控制 当执行 元件 （ 如气缸 活 塞杆） 把 工件推 到缓冲 器 1 上时， 使活塞杆 缓冲行 进一小 段 后， 小 车碰到 定位块 上， 使小车 强迫停止 气控机械 定位机构 水平缸 活塞杆 前端联 接 齿轮齿条 机构。 当活 塞杆 及其上 齿条 1 往 复动作 时， 推动 齿轮 3 往 复摆动 以带动 齿 轮上棘 爪摆动 ， 推动 棘轮作 单向 间歇转动 ， 从 而带动 与棘 轮同轴 的工作转 台作间 歇转动 。 工作台下 带有凹 槽缸口 ， 当水平 缸活塞杆 回程时 ， 即 齿条 脱开行程 开关 2 时， 使垂 直缸电 磁阀 4 切 换， 垂 直缸活 塞 杆伸出， 进 入该 凹槽缺 口 ， 使工 作转台正 确定位 多位缸 位置控 制回路 的 特点是控 制多位 缸的活 塞 杆按 设计要求 ，部分 或全部 伸 出或缩回 ，以获 得多个 位 置 图 a 利 用三位 六通阀 的 回路： 当阀处 于位置 I 时 ， 气缸 处于图示 位置 （ 两端活 塞 杆处于收 缩状态 ） ； 阀处 于位置 时，孔 2 、 3 进 气，右 活塞杆伸 出；阀 处于位 置 时， 两端活塞 杆全部 伸出 图 b 由 二位三 通阀 1 、 2 、 3 控制 两个换 向阀 4 、 5 ，使 气缸两活 塞杆处 于所要 求 位置： 阀 1 动 作时， 两活 塞杆均 收进； 阀 2 动作时， 两杆 一伸一缩； 阀 3 动 作时， 两杆全 部伸出 图 c 四 位置定 位控制 回 路。图示 位置为 按动手 控 阀 1 时， 压缩 空气通 过手控 阀 1 ， 分两 路分别 由梭阀 1 、 4 控制两个 二位五 通阀使 主 气源进入 多位缸 而得到 位 置 I 。 当推动手 控阀 2 、 3 或 4 时，可相 应得到 位置 、 或 多位缸位 置 控制 图 d 为 A 、 B 两 缸串列 实现三位 定位控 制的回 路 。图示 位置为 A 、 B 两缸 的活塞 杆均处于 收进状 态。当 左 阀 2 如 图示状态 而右阀 1 通电 换 向时，由 于 A 缸 活塞面 积 较 B 缸为大 ， 故 A 缸活塞 杆向 左推动 B 缸活塞 杆， 其行 程长为 - 。反 之，当 阀 1 如 图示状态 而阀 2 通电切 换 时，缸 B 活塞杆 杆端由 位置 继 续前进到 （因 缸 B 行 程 长为 - ）。 此外， 可在两 缸端盖上 处与 活塞杆 平 行安装 调节螺钉 ，可微 调行程 位 置 1. 有限选 定控制 回路 多位缸位 置 控制 图 e 不 三柱塞 数字缸 位 置控制回 路。 A 、 B 、 C 、 D 为气 缸的四个 通口： A 、 B 、 C 供正常工 作压力 p 1 ， 通 口 D 供低 压， 以控 制各柱 塞复位或 停于某个 需要位 置。 1 、 2 、 3 为 三个柱塞 。 当 控制不 同换 向阀工作 时， 可得到 包括 原始位 置在内的 活塞杆 的八个 位 置： 1 、 2 、 3 三个柱 塞各 自分别 伸出时可 相应得 到三个 不 同位置； 1 、 2 同 时伸出 ， 2 、 3 同时伸出 或 1 、 3 同时 伸 出时又可 得三个 不同位 置 ； 1 、 2 、 3 全部伸 出为此 数字缸 最 大行程位 置； 1 、 2 、 3 均 收进为 图示原始 位置 2. 任意位 置停止 控制回 路 三位阀位 置 控制回路 用三位 三通阀 或三位 、 五通阀控 制普通气 缸位置 （参阅 表 42.6 - 2 中 的有关回 路） 三位三 通阀控 制普通 单 作用气缸， 三 位五通 阀控 制普通 双作用气 缸 这类位 置控制 回路由 于 要求气动 系统， 主要 是缸 与阀元 件的密封 性很严 ， 否 则不 易正确控 制位置 ， 对 于要 求保持 一定时间 的中停 位置更 为 困难。 所以这 类回路 可用 于不严 格要求位 置精度 的场合 气液联动 控 制位置回 路 图 a 由 于采用 了气液 传 送器 2 、 3 ，所以 与上述 普通气 缸的位置 控制回 路的精 度 要高得多。 缸 的活塞 杆伸 出端装 有单向节 流阀 4 以控制 回 程速度； 缸的 另一端 装有 两位两 通换向阀 6 ，需 要在中 间 位置停止 时，将 液压回 路 切断， 迅速地使 活塞停 留在所 要 求的位置 上 图 b 为 采用气 液阻尼 缸 的气液联 动位置 控制回 路 。 换向 阀 1 为中 泄式三 位五通 阀 。 图示 位置时 ， 气液 缸的 气缸部 分排空； 而液压 缸部分 由 于两位两 通阀 3 处于封 闭 位置， 回路断开 ，故可 保持活 塞 杆停在该 位置。 当阀 1 切 换时， 由于压缩 空气除 进入气 缸 外，还可 经梭阀 2 而切 换 阀 3 ， 使气液阻 尼缸的 阻尼油 路 通， 即可由气 缸推动 液压 缸工作 1.1.5 基 本逻辑 回路（ 见