你知道吗？原来气缸还可以不用杠杆的
前 言目前在工程领域，气压传动的系统压力一般在0.4 ～0.7MPa的范围内。如此低的系统工作压力，往往会造成在要求输出力较大的场合，气压缸直径及整个装置的体积很庞大，让人无法接受。采用刚性好、空间利用率高的无杆活塞气压缸，并利用机械增力机构的力放大作用，对气缸活塞的输出力进行放大，可以在系统压力受限制及气缸直径一定的条件下，得到相对大得多的输出力，从而实现气压传动与机械传动技术上的优势互补 。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/647afd1e6e896460403b8928aea3a4d6x391x171x9.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图1 无杆气缸图一、无杆气缸的分类1、磁偶无杆气缸活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/de8743aad7b8791a2676d77e75b7c6d2x252x203x6.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图2 磁偶无杆气缸它的工作原理：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，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。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/464a00f8c8f6eb2ef2b779219d012d77x402x278x20.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图3 磁偶无杆气缸原理图1.缓冲密封圈 2.磁环 3.缓冲套 4.缸筒 5.导向套 6.防尘圈 7.前端盖 8.前气口 9.磁性开关 10.活塞杆 11.耐磨环 12.活塞密封圈 13.后端盖 14.缓冲调节螺栓SMC磁耦式无杆气缸（CY系列）是在气缸缸筒内组装强磁石的活塞动作，磁力吸引外部的滑块动作。气缸内外的磁石滑块磁力结合的关系，有必要注意使用压力。由于磁耦合式的缘故，没有外漏。使用速度在50～70mm/s到中速。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/f90e711d72cc584e3fc3a712922887e2x640x254x17.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图4 SMC磁耦式无杆气缸（CY系列）2、机械接触式无杆气缸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，在开口部采用不锈钢封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽地，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。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/bdd5d4db1045481feb1c1fe2bab3e4cdx555x297x12.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图5 机械接触式无杆气缸图SMC机械接合式无杆气缸（MY系列）是在气缸缸筒的一部分设置切口，外部的滑块和活塞接合动作。切口部分使用密封带，从内侧进行密封，构成气缸容器。滑块部分密封带向内弯曲，由于容易受周围环境的影响，密封带及活塞密封圈有必要进行保护，因此安装防尘密封条。由于在构造上无法完全密封，平时有微量的泄露。使用速度在80～100mm/s到高速，可以使用气缓冲或是液压缓冲器。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/9c0bf87a883e31e60e21b0551e03e295x640x151x13.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图6 SMC机械接触式无杆气缸原理图二、基于无杆活塞气压缸与杠杆斜楔串联力放大机构的夹紧装置可以看出，在气压缸的无杆活塞中间做出一个矩形孔1，与杠杆连接的滚轮1以适当的间隙嵌入矩形径向孔1中。当换向阀处于图示左位状态时，压缩空气进入气缸左腔，右腔内的压缩空气释放，无杆活塞向右运动，带动滚轮1向右运动，同时，滚轮2带动双面斜楔向右运动，从而推动右边的压紧斜楔夹紧右边的工件 。右边的工件被夹紧时，左边的压紧斜楔在复位弹簧的作用下，处于最高位置，即工件松开位置。所以，在对右边工件进行加工的过程中，可以对左边的工件进行装卸。而当右边的工件加工完毕后，使换向阀切换到右位工作状态，压缩空气进入气缸右腔，滚轮1向左运动，由滚轮2带动双面斜楔向左运动，推动左边的压紧斜楔夹紧左边的工件，同时松开了右边的工件。亦即，当对左边工件进行加工时，可以对右边的工件进行装卸。http://image.uc.cn/o/wemedia/s/upload/2018/a2c985f541b82fed7641dda38c1a4445x536x480x42.jpeg;,3,jpegx;3,700x.jpg 图7 夹具原理图由于装卸时间与加工时间重合 ，因而较一般的夹具明显提高了生产效率。若加工过程时间较长时，可将斜楔机构的楔角设计在自锁范围内，这样，在加工过程中可对气缸停止供给压缩空气，有利于延长气缸的使用寿命，以及进一步节能。结 语由无杆活塞式气压缸为驱动元件，利用杠杆一双面斜楔机构进行力放大的高效夹具 ，技术功能较为完善，绿色环保，高效节能，可以广泛应用于需要较大夹紧力且结构尺寸受限制的场合，并且能够克服气压传动系统压力低而导致夹紧力小的缺点，可代替容易产生污染的液压传动夹具，能较好地适应现代制造技术向绿色化与可持续方向发展的潮流。
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