《液压与气压传动技术》气缸（二）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练

《液压与气压传动技术》气缸（二）-讲义

1.了解气动多执行件控制回路的工作原理。

2.能够识读气动控制元件原理图。

知识点一  无杆气缸

一、基本概念：

1.定义：无杆气缸是一种无刚性活塞杆的气动执行元件，通过活塞直接或间接驱动负载完成往复运动。

2.核心特点：省去传统气缸的活塞杆结构，利用磁力、机械耦合等方式传递动力。

二、主要类型：

1.机械接触式无杆气缸：

（1）通过机械结构（如滑块、密封带）传递动力，存在物理接触，可能产生摩擦和磨损。

（2）典型应用：对精度要求较低、负载较轻的场合。

2.磁性耦合式无杆气缸：

（1）利用磁力实现非接触式动力传递，无机械摩擦，寿命长。

（2）典型应用：洁净环境、高精度或需防泄漏的场合。

三、磁性耦合气缸结构与原理：

    如图1所示为磁性耦合气缸。

1.结构组成：

（1）缸筒：由非导磁金属材料（如铝合金、不锈钢）制成，允许磁力线穿透。

（2）活塞：内置多组高磁性稀土永磁环（如钕铁硼磁钢），形成强磁场。

（3）负载连接套：外部组件，内置对应磁环，与活塞磁环通过磁力耦合。

（4）密封与导向：活塞与缸筒间采用密封圈，负载连接套通过导轨或滑块导向。

2.工作原理：

（1）气动驱动：压缩空气推动活塞在缸筒内移动。

（2）磁力传递：活塞上的磁环与负载连接套的磁环通过磁场耦合，带动外部负载同步运动。

（3）非接触特性：磁力线穿透非导磁缸筒，实现动力传递，无物理接触。

四、核心优点：

1.节省空间：无活塞杆结构，适合长行程（可达数十米）且安装空间受限的场合。

2.高精度与低摩擦：磁性耦合式无机械接触，减少磨损，延长使用寿命。

3.密封性好：活塞与缸筒间密封严实，适用于防尘、防泄漏环境。

4.轻量化：负载直接连接外部滑块，减少运动部件质量。

图1 磁性耦合气缸

 

在洁净度要求高的半导体生产线上，需长行程且无泄漏的气缸，应选择（    ）

1. 机械接触式无杆气缸                   B. 磁性耦合式无杆气缸

C. 普通双作用气缸                       D. 膜片式气缸

【答案】B

【解析】磁性耦合式无杆气缸通过非接触磁力传递动力，无机械摩擦和泄漏风险，符合洁净环境需求；机械接触式存在摩擦和磨损，普通气缸和膜片式气缸无法满足长行程且需防泄漏的要求。

1.无杆气缸的核心创新点是（    ）

A. 提高输出力        B. 省去活塞杆          C. 降低成本          D. 增加行程

【答案】B

【解析】无杆气缸通过活塞直接或间接驱动负载，完全取消了传统气缸的刚性活塞杆结构。更加节省空间，无活塞杆占用，适合长行程且安装空间受限的场景；消除活塞杆缺陷，避免活塞杆弯曲变形、密封泄漏和运动卡滞问题。

2.磁性耦合式无杆气缸的缸筒材料是（    ）

A. 碳钢（导磁）                            B. 铜合金

C. 铝合金（非导磁）                        D. 塑料

【答案】C

【解析】磁性耦合式气缸的缸筒必须使用非导磁材料（如铝合金、不锈钢），以允许活塞与负载磁环的磁力线穿透；若使用导磁材料（如碳钢），磁力线会被缸筒屏蔽，导致内外磁环无法耦合。

3. 机械接触式无杆气缸的动力传递方式是（    ）

A. 机械滑块         B. 磁力耦合        C. 液压油          D. 皮带传动 

【答案】A

【解析】机械接触式无杆气缸通过滑块与活塞的物理接触传递动力。活塞在缸筒内移动时，通过滑块与外部负载直接连接；缸筒侧面开有长槽，滑块穿过槽口驱动负载。

 

1.无杆气缸的行程限制主要取决于（    ）

A. 活塞杆长度        B. 缸筒长度        C. 气源压力         D. 负载重量

【答案】B

【解析】无杆气缸无活塞杆，行程仅受缸筒长度限制，理论上可延伸至数十米。普通气缸的行程受活塞杆