一、气缸的简介
气缸(Air Cylinder)是将气压能量转换为直线运动的元件， 气缸是用途最为广泛的一种气动执行元件。
气缸的优点：能简单有效地将空气压力能量转换为直线运动（节约成本、简单易操作）。
气缸的缺点：因为气缸是使用空气这种具有压缩性的流体提供动力，所以较难实现精确的速度控制和位置控制，容易受负载的影响（精度较差、轻负载）。
但是现在自动化行业中，通过更多的技术改进，通过空气/液压转换等方式灵活应用在自动化设备中，并根据负载条件在元件及回路上下功夫，通过与电子技术组合等手段，气动方式的应用范围越来越广。
二、气缸的分类
1.按动作机构分类
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分类 |
特征 |
JIS符号图/构造 |
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单活塞杆双作用气缸 |
活塞两侧供给气压驱动，单活塞杆 |
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双活塞杆双作用气缸 |
活塞两侧供给气压驱动，双活塞杆 |
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单作用压出型气缸 |
活塞无杆侧供给气压驱动，外力或弹簧复位 |
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单作用缩出型气缸 |
活塞有杆侧供给气压驱动，外力或弹簧复位 |
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膜片式气缸 |
受压部为膜片或波纹管，行程短，但密封性好，低摩擦 |
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柱塞缸 |
活塞直径和杆直径相同的气缸，作为输出轴的活塞杆的强度要求高时，经 常使用此形式。 |
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2.按外形分类（我司气缸产品部分示例）
3.按结构分类
4. 按缸径分类
缸径2.5 ~ 6mm为微型气缸，8 ~ 25mm为小型气缸，32 ~ 320mm为中型气缸，大于320mm为大型气缸。
5.按安装形式分类
按气缸的安装件是否可拆卸，可分为可拆式和整体式气缸两种。
6.按缓冲形式分类
为防止气缸活塞在行程终端撞击缸盖，一般都设有缓冲装置。气缸内设有缓冲装置的，称缓冲气缸；否则，就是 无缓冲气缸。无缓冲气缸适用于微型气缸、小型单作用气缸和短行程汽缸。通常所说的“缓冲”汽缸是指气垫缓冲。
气缸的缓冲可分为弹性垫缓冲（一般为固定的）和气垫缓冲（一般为可调的）。弹性垫缓冲是在活塞两侧设置橡胶垫，或者在两端盖上设置橡胶垫，吸收动能，常用于缸径小于25mm的气缸。气垫缓冲是利用活塞在行程终端前封闭 的缓冲腔室所形成的气垫作用来吸收动能的，适用于大多数气缸的缓冲。
7.按驱动方式分类
驱动方式是指压缩空气作用在活塞端面上的方向，有单向作用气缸和双向作用气缸两种。
三、单/双作用气缸动作原理
单作用气缸动作原理
单作用气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出（或缩回），而另一端靠弹簧力、自重或其他外力等使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。
根据复位弹簧位置将作用气缸分为预缩型气缸和预伸型气缸。当弹簧装在有杆腔内时，由于弹簧的作用力而使气缸活塞杆初始位置处于缩回位置，我们将这种气缸称为预缩型单作用气缸；当弹簧装在无杆腔内时，气缸活塞杆初始位置为伸出位置的称为预伸型气缸。
双作用气缸动作原理
从无杆腔端的气口输入压缩空气时，若气压作用在活塞左端面上的力克服了运动摩擦力、负载等各种反作用力，则当活塞前进时，有杆腔内的空气经该端气口排出，使活塞杆伸出。同样，当有杆腔端气口输入压缩空气时，活塞杆缩回至初始位置。通过无杆腔和有杆腔交替进气和排气，活塞杆伸出和缩回，气缸实现往复直线运动。
五、气缸缸径计算讲解
① 气缸的理论输出力
普通双作用气缸的理论推力F=SP
其中S表示缸筒面积；P表示气缸的工作压力。
缸径D带入公式，S=π/4*D² 即为F=π/4*D²P;
理论拉力F1为F1=π/4*(D²-d²)p，其中d表示活塞杆直径，估算时可令d=0.3D
②气缸的负载率
气缸的负载率（η）伊塔是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比
η =F/F0X100%
气缸的实际负载是由工况所决定的，若确定了负载率β也就能确定气缸的
理论出力，负载率β的选取与气缸的负载性能及气缸的运动速度有关,
如下图所示，
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静负载（如夹紧、低速压铆） |
动载荷 |
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气缸速度 <100mm/s |
气缸速度 100~500mm/s |
气缸速度 >500mm/s |
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负载率（η） |
≦80% |
≦65% |
≦50% |
≦30% |
【例】用气缸水平推动台车，负载质量m=150kg，台车与床面间摩擦系数μ=0.3，气缸行程L=300 mm，要求气缸的动作时间t=0.8s，工作压力p=0.5MPa,试选定缸径。
解：轴向负载力为F=μmg=0.3×150×9.8=450 (N)
气缸的平均速度为v= =S/t=300/0.8=375(mm/s)
选取负载率为η=0.5
理论输出力为F0=F/η=450/0.5=900 (N)
由式(10-2)得双作用气缸缸径为
D= 
=
=47.9(mm)
故选取双作用缸的缸径为50mm。
