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氣液壓學 第三章 氣壓元件介紹及實習（ 1）-A 3-1氣壓缸之種類、構造及作用原理 凡是能將壓縮空氣的壓力能轉換為直線或迴轉等機械運動 的氣壓元件，稱為氣壓驅動器 。氣壓驅動器的種類繁多， 大致上可區分為氣壓缸、迴轉缸、及氣壓馬達 三種。 3-1-1氣壓缸的種類 一、單動氣壓缸 單動氣壓缸只能活塞之單側施加氣壓空氣，當外力消失 後，活塞的反向運動可利用其內裝的彈簧，外力或自重復 位 。主要使用在夾緊、退料、壓入、進給等操作， 依活塞之構造可區分為活塞式、膜片式、滾捲膜片式三 種。 （一）活塞式單動氣壓缸 如圖3-1所示，係利用 柔性材 料嵌裝於 金屬或塑膠活塞上 執行壓縮空氣的密封作業。 行程長度皆在 100 mm以內。 （二）膜片式氣壓缸 以橡膠、塑膠及金屬製 成的膜片取代活塞，並 以連接在膜片中央的壓 力板取代活塞桿。 由於此種氣壓缸僅具有 極短的行程，約 2 mm （三）滾捲式膜片氣缸 當壓縮空氣進入氣壓缸內 時，膜片沿著氣缸內壁滾 捲並促使活塞桿向外伸出 此種氣壓缸幾乎不會產生 任何摩擦，而且密封性良 好，行程比膜片式氣缸長 約50-80 mm 。 二、雙動氣壓缸 可分別由活塞兩側供 壓，同時藉由 方向閥改變 壓縮空氣的流向，可促使 氣壓缸產生往復運動。 （一）單桿雙動氣壓缸 如圖 3-5所示，因為只在 活塞單側有活塞桿伸出， 所以活塞兩側的有效斷面 積不同 ，故由推力及拉力 公式F ＝P×A得知活塞兩 側的出力不同。 在工業界此種型式的氣壓 缸符合大部份需求。 （二）緩衝氣壓缸 為了防止其因為產生劇烈碰撞而損壞機件，所以當活塞到達 端點前必須妥為緩衝。 緩衝原理乃活塞到達端點位置前，其正常排氣被裝設在活塞 桿上的緩衝套及端蓋上的緩衝環所阻斷，此時氣壓缸內尚未 排放的空氣由於被壓縮，致使壓力升高並形成一股背壓 （氣 墊）與氣壓缸之運動產生制衡，迫使氣壓缸減速。 同時高壓的餘氣從端 蓋內設的可調節小孔 慢慢逸去，故可使活 塞緩緩移動到達端點 位置。 （三）感應式氣壓缸 如圖 3-7所示，除了活塞上安裝一環狀永久磁鐵外，與傳 統常用的氣壓缸並無不同之處。 磁簧片接點型磁簧開關安裝在氣壓缸上的固定方式如圖 3- 8 ，有軌道式 、鋼帶夾緊式及安裝固定式三種。而氣壓缸 往復端點之控制可由磁簧開關之位置獲得 。 圖 3-9 為磁簧開關的作動原理及迴路圖。注意避免在具強 大磁場的場合使用此種開關，如電阻焊接設備。 （四）雙桿式氣壓缸 活塞兩側的有效斷面積皆一樣，所以氣壓缸往復的出力均 相同。 （五）短行程氣壓缸 此種氣壓壓缸由於其超薄型的設計，故重量輕。安裝空間 小，約為一般傳統氣壓缸的30％左右。 三、不旋轉缸 所謂不旋轉缸即活塞桿不旋轉的氣壓缸 。依其構造之不同可 區分為下列幾種。 （一）六角形活塞桿 由於其活塞桿為六角形，因此心軸不會迴轉，一般活塞行程 約在100 mm以內。 （二）活塞桿三角形 如圖3-13所示，此種氣壓缸為活塞桿三角形的雙動氣壓缸， 故心軸亦不會迴轉。 （三）雙軸氣壓缸 如圖3-14所示，此種單支氣壓缸在活塞之單側有 兩支活塞桿 伸出，並使用固定塊連結兩支活塞桿，故其抗旋轉、扭立即 側向負荷均較單桿式氣壓缸佳。 （四）雙軸氣壓缸 如圖3-15所示， 兩支氣壓缸並 列，故可產生兩倍的出力。 其抗旋轉、扭力及側向負荷 的能力亦佳。 （五）導桿氣缸 利用一般傳統氣壓缸並配合週邊設備組合而成，其抗旋轉、 扭力及側向負荷的能力比上述任一種不旋轉缸均佳。 導桿 四、特殊用途設計的氣壓缸 （一）並連式氣壓缸 並連式氣壓缸係利用兩支行程長度不同的氣壓缸組合而成， 如圖3-17所示，只要分別從氣缸的進氣口加壓，即可獲得四 個位置的組合。 （二）串連式氣壓缸 串連式氣壓缸如圖 3-18所示，依構造之不同可區分為兩種功 能不同之氣壓缸，即（ a ）倍力缸（b ）多位置缸 （三）無桿式氣壓缸 無桿式氣壓缸是沒有活塞桿，最大行程可達10000 mm