气缸的种类特点及缓冲机构设计原理

杰呈

气缸作为气动系统中的核心执行部件，能够将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工作机构做直线往复运动、摆动或旋转运动。由于不同的工作场景对气缸的性能要求各异，因此出现了多种类型的气缸。同时，气缸在运行过程中，活塞运动到行程末端时会产生较大的冲击力，这不仅会影响气缸的使用寿命，还会对周围设备和工作环境造成不良影响。为了解决这一问题，缓冲机构被应用于气缸中。深入了解气缸的种类特点及缓冲机构设计原理，对于合理选型和优化设计气缸具有重要意义。

常见气缸的种类及特点按结构形式分类活塞式气缸

• 单作用活塞式气缸：仅一端有活塞杆，压缩空气仅在一个方向上推动活塞运动，返回行程则依靠弹簧力、自重或其他外力。其结构简单、成本低，但行程较短，一般适用于行程较小、推力要求不高的场合，如气动夹具的夹紧和松开。
• 双作用活塞式气缸：两端都有活塞杆，压缩空气可在两个方向上交替进入气缸，推动活塞做往复直线运动。它具有推力大、行程长、运动平稳等优点，广泛应用于各种需要较大推力和较长行程的自动化设备中，如冲压机床、注塑机等。
  

薄膜式气缸

以压缩空气为动力，通过薄膜的变形来推动活塞运动。其结构紧凑、重量轻、成本低，但行程较短，一般适用于行程较小、负载较轻的场合，如小型仪表的指示、调节等。

摆动气缸

能够实现输出轴在一定角度范围内的摆动运动，通常用于需要实现旋转运动的场合，如机器人的关节、阀门控制等。摆动气缸可分为叶片式和齿轮齿条式两种。叶片式摆动气缸结构简单、体积小，但输出扭矩较小；齿轮齿条式摆动气缸输出扭矩大、摆动角度范围广。

按安装形式分类固定式气缸

气缸的缸体固定在机座上，活塞杆与工作机构相连，实现直线往复运动。这种安装方式结构简单、安装方便，适用于大多数常规的气动应用场合。

轴销式气缸

气缸的缸体可以绕轴销做一定角度的摆动，能够适应工作机构在一定角度范围内的运动要求。常用于需要改变运动方向的场合，如机械手的摆动关节等。

嵌入式气缸

气缸可以直接嵌入到工作机构中，节省安装空间，使设备结构更加紧凑。适用于对安装空间要求严格的场合，如电子设备、精密仪器等。

按功能用途分类普通气缸

满足一般的气动传动需求，具有基本的直线往复运动功能，广泛应用于各种自动化生产线、机械加工设备等。

缓冲气缸

在气缸内部设置了缓冲机构，能够有效减小活塞运动到行程末端时的冲击力，提高气缸运行的平稳性和可靠性，延长气缸的使用寿命。适用于对运动平稳性要求较高的场合，如数控机床、机器人等。

磁性气缸

在活塞上安装有磁环，通过磁性开关可以检测活塞的位置，实现对气缸运动的精确控制。常用于需要精确位置控制的自动化设备中，如自动包装机、印刷机等。