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做往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴做摆动运动,摆动角小于 280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。
气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。
1)缸筒
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm。
SMC、 CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。
2)端盖
端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。
3)活塞
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。
4)活塞杆
活塞杆是气缸中重要的受力零件。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。
5)密封圈
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。
6)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。
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分体式半轴套管将半轴套管根据结构要素划分为半轴套管体和法兰盘两个元件,均采用回转加工成形,经机械加工后再将两者压装,焊接成整体结构。
整体式桥壳具有较大的强度和刚度,且便于主减速器的装配、调整和维修,因此普遍应用于各类汽车上。
整体式桥壳的中部是一个环形空心梁,用球墨铸铁铸成。两端压入钢制的半轴套管,并用止动螺钉限定位置;半轴套管外端用以安装轮毂轴承,凸缘盘用来固定制动底板。
整体式桥壳因制造方法不同又有多种形式,常见的有整体铸造、中段铸造两端压入钢管、钢板冲压焊接、钢管扩张成形等形式。整体铸造式桥壳为增加强度和刚度,两端压入无缝钢管制成的半轴套管。半轴套管压入后桥壳中。桥壳上有通气塞,保证高温下的通气,保持润滑油品质和使用周期。这种整体铸造桥壳刚度大、强度高、易铸成等强度梁形状;但因质量大,铸造质量不易保证,故适用于中重型汽车,更多是用于重型汽车上。
中段铸造两端压入钢管式桥壳质量较轻,工艺简单且便于变形,但刚度较差,适用于批量生产。
钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率高、抗冲击性能好以及成本低等优点,并适用于大量生产,其半轴套管与桥壳主件焊接在一起。
分段式桥壳中半轴套管的装配:分段式驱动桥壳一般分为两段,用螺栓将两端连成一体。它由主减速器壳、盖和两个半轴套管及凸缘等组成。分段式驱动桥壳比整体式驱动桥壳易于铸造,加工简便,但维修保养不便。对于分段式驱动桥壳,当拆检主减速器时,必须把整个驱动桥从汽车上拆卸下来,故目前已很少采用。
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气缸原理源于大炮。
1680年,荷兰科学家霍因斯受到大炮原理的启发,心想如将炮弹的强大力量用来推动其它机械不是挺好吗?他一开始仍用火药作燃烧爆炸物,将炮弹改成“活塞”,把炮筒作“气缸”,并开一个单向阀。他在气缸内注入火药,当点燃火药后,火药猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向上运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀,排出废气。而后,气缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,气缸外部的大气压又推动活塞向下运动,以准备进行下一次爆炸。当然,由于行程过长,效率太低,他终没有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了“内燃机”的设想,后人在此基础上才发明了汽车用的发动机。
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