費斯托氣缸,德國FESTO*

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    德國FESTO費斯托氣缸將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件

FESTO氣缸是指引導活塞在缸內(nèi)進行直線往復運動的圓筒形金屬機件?？諝庠诎l(fā)動機FESTO氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能；氣體在壓縮機FESTO氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。

渦輪機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“FESTO氣缸”。FESTO氣缸的應用領(lǐng)域：印刷（張力控制）、半導體（點焊機、芯片研磨）、自動化控制、機器人等等。

內(nèi)燃機缸體上安放活塞的空腔。是活塞運動的軌道，燃氣在其中燃燒及膨脹，通過FESTO氣缸壁還能散去一部分燃氣傳給的爆發(fā)余熱，使發(fā)動機保持正常的工作溫度。FESTO氣缸的型式有整體式和單鑄式。單鑄式又分為干式和濕式兩種。FESTO氣缸和缸體鑄成一個整體時稱整體式FESTO氣缸;FESTO氣缸和缸體分別鑄造時，單鑄的FESTO氣缸筒稱為FESTO氣缸套。FESTO氣缸套與冷卻水直接接觸的稱作濕式FESTO氣缸套;不與冷卻水直接接觸的稱作干式FESTO氣缸套。為了保持FESTO氣缸與活塞接觸的嚴密性，減少活塞在其中運動的摩擦損失，FESTO氣缸內(nèi)壁應有較高的加工精度和精確的形狀尺寸。

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。FESTO氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動兩種類型，如圖《FESTO氣缸》所示。做往復直線運動的FESTO氣缸又可分為單作用FESTO氣缸、雙作用FESTO氣缸、膜片式FESTO氣缸和沖擊FESTO氣缸4種。

①單作用FESTO氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。

②雙作用FESTO氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。

③膜片式FESTO氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封性能好，但行程短。

④沖擊FESTO氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米/秒）運動的動能，借以做功。

⑤無桿FESTO氣缸：沒有活塞桿的FESTO氣缸的總稱。有磁性FESTO氣缸，纜索FESTO氣缸兩大類。

做往復擺動的FESTO氣缸稱擺動FESTO氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)FESTO氣缸、氣液阻尼缸和步進FESTO氣缸等。

FESTO氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖《SMCFESTO氣缸原理圖》所示：

1）缸筒

缸筒的內(nèi)徑大小代表了FESTO氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應達到Ra0.8μm。

SMC、 CM2FESTO氣缸活塞上采用組合密封圈實現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。

2）端蓋

端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設有緩沖機構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設有導向套，以提高FESTO氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長FESTO氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。

3）活塞

活塞是FESTO氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高FESTO氣缸的導向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定?；瑒硬糠痔?，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。如圖2所示

4）活塞桿

活塞桿是FESTO氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理、或使用不銹鋼、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。

5）密封圈

回轉(zhuǎn)或往復運動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。

缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：

整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。

6）FESTO氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。也有小部分免潤滑FESTO氣缸。

FESTO氣缸是鑄造而成的，FESTO氣缸出廠后都要經(jīng)過時效處理，使FESTO氣缸在鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應力消除。如果時效時間短，那么加工好的FESTO氣缸在以后的運行中還會變形。

FESTO氣缸在運行時受力的情況很復雜，除了受FESTO氣缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對FESTO氣缸的作用力，在這些力的相互作用下，FESTO氣缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。

FESTO氣缸的負荷增減過快，特別是快速的啟動、停機和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機檢修時打開保溫層過早等，在FESTO氣缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形。

FESTO氣缸在機械加工的過程中或經(jīng)過補焊后產(chǎn)生了應力，但沒有對FESTO氣缸進行回火處理加以消除，致使FESTO氣缸存在較大的殘余應力，在運行中產(chǎn)生的變形。

在安裝或檢修的過程中，由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因，使內(nèi)缸、FESTO氣缸隔板、隔板套及氣封套的膨脹間隙不合適，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適，運行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使FESTO氣缸變形。

使用的FESTO氣缸密封劑質(zhì)量不好、雜質(zhì)過多或是型號不對；FESTO氣缸密封劑內(nèi)若有堅硬的雜質(zhì)顆粒就會使密封面難以緊密的結(jié)合。

FESTO氣缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。FESTO氣缸結(jié)合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機組的起?；蚴窃鰷p負荷時產(chǎn)生的熱應力和高溫會造成螺栓的應力松弛，如果應力不足，螺栓的預緊力就會逐漸減小。如果FESTO氣缸的螺栓材質(zhì)不好，螺栓在長時間的運行當中，在熱應力和FESTO氣缸膨脹力的作用下被拉長，發(fā)生塑性變形或斷裂，緊力就會不足，使FESTO氣缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

FESTO氣缸螺栓緊固的順序不正確。一般的FESTO氣缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固，這樣就會把變形最大的處的間隙向FESTO氣缸前后的自由端轉(zhuǎn)移，最后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會集中于中部，FESTO氣缸結(jié)合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏。