液压与气压传动教程 气动技术 第5章 气动执行元件(6)

制动气缸的工作原理如图5.12b、c所示，在工作中其制动装置有两个工作状态，即放松状态和制动夹紧状态。

1) 放松状态 气缸运动时，在C口输入气压，使制动活塞受压右移，则制动机构处于放松状态，气缸活塞杆可以自由运动，如图5.12b所示。

2) 夹紧状态 当气缸由运动状态进入制动状态时，C口迅速排气，压缩弹簧迅速使制动活塞复位并压紧制动闸瓦。此时制动闸瓦紧抱活塞杆使之停止运动，如图5.12c所示。

由工作原理可知，制动装置是靠压缩弹簧力使活塞杆停在任意位置的。因此，在工作过程中即使动力气源出现故障，仍能锁定活塞杆不使其移动。这种制动气缸夹紧力大，动作可靠，如缸径为40mm的制动气缸，其夹紧力为1400N。为使制动气缸工作可靠，气缸的换向回路推荐使用如图5.13所示的平衡换向回路。回路中的减压阀用于调整气缸平衡。制动气缸在使用过程中制动动作和气缸的平衡是同时进行的，而制动的解除与气缸的再启动也是同时进行的。这样，制动夹紧力只要消除运动部件的惯性就可以了。

在气动系统中，采用三位阀能控制气缸活塞在中间任意位置停止。但在外界负载较大且有波动，或气缸竖直安装使用，及其定位精度与重复精度要求较高时，可选用制动气缸。

（六）磁性开关气缸

以往，气缸行程是靠在活塞杆上设置的挡块与行程开关配合进行检测的．这种方法给设计、制造和安装带来诸多不便。现在采用将信号开关直接安装在气缸上，同时在气缸活塞上设置永久磁性橡胶环，构成带磁性开关的气缸，从而使气缸行程检测方便，气缸结构更加紧凑。图5.14所示为磁性开关气缸的结构原理。

前述的普通气缸和多位气缸、串联气缸、气液阻尼缸、制动气缸等特殊气缸都能按要求构成磁性开关气缸。

1．结构、工作原理

磁性开关气缸的开关输出信号有电信号和气信号两种。图5.15所示为磁性开关动作原理。

1)电开关 如图5.15a所示，它是在气缸活塞上安装了永久磁环，在缸筒外壳上装有开关。开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等。均用树脂塑封在一个盒子内。当活塞移动使磁性环接近开关时。开关的舌簧被磁化相互吸合接触，则开关接通。当活塞离开，舌簧消磁，两簧片弹开，则开关断开。

电开关有触点开关和无触点开关两种。无触点开关由磁性电阻的桥式元件构成。当活塞磁环接近开关时，电阻的变化导致电压信号的变化，经放大器放大后控制开关电路。这种开关的特点是无机械触点，其开关性能、可靠性和寿命均优于触点开关。

2)气开关 气开关动作原理与气障一样，如图5.15b所示。在活塞磁环离开开关时，开关的舌簧关断P口输入的气流，使A口无输出信号。当活塞移动使磁环接近开关时，开关的舌簧被磁化吸合，喷嘴打开，使气流从P口流向A口输出。根据磁铁安装的位置不同可分为磁铁活塞式(磁铁安装在活塞上)和磁铁内藏式(磁铁安装在开关内)。 磁性开关气缸的缸筒必须采用铝合金和不锈钢等非导磁性材料制成。

2．开关特性

图5.16表示开关的特性。开关从接通状态至断开状态活塞移动的距离，称开关动作范围b。活塞朝一个方向移动使开关为接通状态后，再朝反方向移动使开关为断开状态，这两个状态之间的距离。称滞后范围H。

1) 两开关之间的最小距离 在一个磁性开关气缸上安装两个开关，其间的最小距离是Hmax+3mm，其中滞后范围Hmax由开关特性决定，3mm为安全余量。

2) 气缸最大速度 气缸行程中途能使开关正确动作的允许最大速度: