3.1 气缸（课件）高一《气动与液压传动》同步精品课堂（机工版·第2版）

《气动与液压传动》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第三章 气动执行元件 3.1气缸 知识目标 1.了解气缸的工作原理，包括压缩、燃烧、排气等过程。 2.了解气缸的结构，包括缸体、活塞、连杆等部件。 3.了解气缸的分类，包括水冷气缸、空冷气缸、铸铁气缸等。 能力目标 1.掌握气缸的组装和拆卸技巧，能够熟练操作气缸。 2.能够准确诊断气缸故障，并进行有效的维修。 情感目标 1.培养学生对汽车维修的兴趣和爱好，增强其对汽车技术的认识和理解。 2.培养学生对工具和材料的爱护意识，养成规范的工作习惯。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是一个气缸的实际应用案例 新知学习 02 一、气缸的分类 气缸是气压传动中使用的执行元件。其结构、形状有多种形式，分类方法也很多，常用的有以下几种: 1) 按压缩空气作用在活塞端面上的方向，可分为单作用气缸和双作用气缸。单作用气缸只有一个方向的运动是靠气压传动，活塞的复位靠弹簧力或重力;双作用气缸活塞的往返全都靠压缩空气来完成。 2) 按结构特点可分为活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸、气液阻尼缸等。 3)按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式和凸缘式。 4)按气缸的功能可分: 1.普通气缸。主要指活塞式单作用气缸和双作用气缸。 2. 特殊气缸。包括气液阻尼缸、薄膜式气缸、冲击式气缸、增压气缸、步进气缸、回转气缸等。 新知学习 02 1.单作用气缸 如图3-1 所示，单作用气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气，并推动活塞运动，而活塞的返回则是借助于其他外力，如重力、弹簧力等。 二、几种常见气缸的工作原理和用途 新知学习 02 这种气缸的特点是: 1) 由于单边进气，所以结构简单，耗气量小。 2) 由于用弹簧复位，使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧的反力，因而减小了活塞杆的输出推力。 3)缸体内因安装弹簧而减小了空间，缩短了活塞的有效行程。 4) 气缸复位弹簧的弹力是随其变形大小而变化的，因此活塞杆的推力和运动速度在行 因此，单作用气缸多用于短行程及对活塞杆推力、运动速度要求不高的场合，如用于定程中是变化的。位和夹紧等。 二、几种常见气缸的工作原理和用途 切削运动分析： 新知学习 02 气缸工作时，活塞杆上输出的推力必须克服弹簧的弹力及各种阻力，可用下式计算 （3-1） 式中 F---活塞杆上的推力; D--活塞直径; p一气缸工作压力; Fs-弹簧力; nc一-气缸的效率，一般取 0.7 ~ 0.8，当活塞运动速度 < 0.2m/s 时取大值=0.2m/s时取小值。 二、几种常见气缸的工作原理和用途 切削运动分析： 新知学习 02 气缸工作时的总阻力包括运动部件的惯性力和各密封处的摩擦阻力等，它与多种因素有关。综合考虑以后，以效率nc 的形式计人式 (3-1)。 气缸广泛应用于各种内燃机系统中，包括汽车发动机、摩托车发动机、船舶发动机、飞机发动机等。它的主要用途如下： 发动机：气缸作为内燃机的核心部件，承担着将燃油燃烧产生的高温高压气体转化为机械能的功能。在发动机工作过程中，气缸负责容纳活塞和气缸盖，形成密闭的燃烧室，并通过活塞的往复运动，实现气体压缩、燃烧和排气等工作循环。 压缩机：气缸也用于压缩机系统中，将气体压缩成高压气体。在空气压缩机、制冷压缩机、工业压缩机等系统中，气缸通过活塞的升降循环，将进气气体压缩为高压气体，供给其他设备或工艺使用。 液压机械：在某些液压系统中，气缸被用于将液压能转化为机械能。通过将压力传递到气缸内部，使活塞受力并产生往复运动，从而推动机械装置的工作，如液压千斤顶、液压机床等。 二、几种常见气缸的工作原理和用途 切削运动分析： 新知学习 02 2.双作用气缸 双作用气缸活塞的往返运动是靠气缸两腔交替进气和排气来实现的。 图 3-2 所示为单杆双作用气缸，其是使用最广泛的一种普通气红，这种气缸工作时活塞杆上的输出力用下式计算