费斯托气缸，FESTO气缸，费斯托气缸，FESTO气缸/39529839/39529830
费斯托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。
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。费斯托气缸，FESTO气缸，费斯托气缸，FESTO气缸/39529839/39529830
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s1，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s1，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费斯托气缸，FESTO气缸，费斯托气缸，FESTO气缸/39529839/39529830
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ƒ点与α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α端实现快速趋近，当活塞移过ƒ点，油只能经节流阀流入α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，提高了劳动率。是各种机床、设备常用的方式
普通型冲击气缸普通型冲击气缸的结构见图42.2-10。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42.2-11）：
**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。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。
**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，
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，运动速度必达值，此时的冲击能也达值。各种冲击作业应在这个冲程附近进行。
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p2）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f1同时向k1、k3充气，k2通大气。阀f1输出口a用直管与k1孔连通，而用弯管与k3孔连通，弯管气阻大于直管气阻。这样，压缩空气先经k1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k3孔向有杆腔进气，蓄气一无杆腔气体经k4孔通过阀f2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f3，发出信号控制阀f2使之切换，这样气源便经阀f2和k4孔向蓄气腔内充气，一直充至气源压力。
冲击工作开始时，使阀f1切换，则k2进气，k1和k3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（10余个）及k3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k3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f3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f2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f3复位，f2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k4孔和阀f2排气了，所以当锤头开始冲击后，f2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f2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
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a1～ai（可能是a1，或是a1和a2，或a1、a2和a3，还可能是a1和a3，或a2和a3等等）输入压缩空气（0.4～0.8mpa）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a1～ai孔排气时，在低压气的作用下，
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