气液增压缸的结构原理与应用

　　0引言

　　气液增压缸集气动与液压技术优点于一体，纯气动工作，采用0.4～0.8MPa的压缩空气驱动，气缸输出推力1～50t，需液压泵源与控制元件等装置。增压缸不仅克服了气动压力低及液压易漏油的缺点，而且还具有气动与液压两者的优点，输出力大、能耗低、工作效率高、耐磨损、低噪声、无油污染。增压缸科学地实现了将加工的工艺过程，依据外负载的变化合理地分为三个过程，并对不同过程的不同外负载分别施加不同的主动压力，因此该技术广泛应用于五金、电子、电器、汽车、机械、钟表、仪器等众多行业的装配、落料、切割、成型、翻边、压入、铆接、冲缝、校准和压印等工序。

　　1工作原理

　　增压缸是能将输入压力变换，以较高压力输出的液压元件。是将一液压缸与增压器作一体式相结合，利用增压器的大小不同受压截面面积之比，因为压力不变，当受压面积由大变小时，则压强也会随大小不同而变化的原理，从而达到将气压压力提高到数十倍的压力效果，以预压式增压缸为例：当工作气压压在液压油(或活塞)表面时，液压油会在压缩空气作用下流向预压行程腔，此时液压油会迅速推动工件作位移，当工作位移遇到阻力大于气压压力时缸则停止动作，此时，增压缸的增压腔因为电信号(或气动信号)动作，开始增压从而达到成型产品的目的。

　　如图1所示。压缩空气从气缸a口输入，推动活塞带动柱塞向前移动，当与负载平衡时，根据帕斯卡原理“封闭的液体能把外加压的压强大小不变地向各个方向传递”，如不计摩擦阻力，则由气缸活塞受力平衡求得输出油压力p₂:

　　式中p₁———输入气缸的空气压力，单位为MPa;

　　p₂———缸内的油压力，单位为MPa;

　　D———气缸活塞直径，单位为m;

　　d———气缸柱塞直径，单位为m。

称为增压比，由此可见液压缸的油压为气压的倍，越大，则增压比也越大。但由于刚度和强度的影响，液压缸直径不可能太小，一般取d=20～50mm，机械效率为80%～85%。

　　2气液增压缸的结构与特点

　　气液增压缸使用一般气压即能达成液压缸之高出力，不需要液压单元。其结构为：气缸+液压缸+空油转换筒+控制元件。

　　优点：①速度较快，且出力稳定;②装置简单，调整容易，保养方便;③出力大，可达到油压之高出力;④动力来源取得方便;⑤动作噪声小;⑥无液压系统升温之扰。