德國費斯托FESTO氣缸的工作原理以及常見問題解決

     引導活塞在缸內進行直線往復運動的圓筒形金屬機件。空氣在發動機德國費斯托FESTO氣缸中通過膨脹將熱能轉化為機械能；氣體在壓縮機德國費斯托FESTO氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。

渦輪機、旋轉活塞式發動機等的殼體通常也稱“德國費斯托FESTO氣缸”。德國費斯托FESTO氣缸的應用領域：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。

德國費斯托FESTO氣缸的結構

德國費斯托FESTO氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成，其內部結構如圖所示：

1）缸筒

缸筒的內徑大小代表了德國費斯托FESTO氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內做平穩的往復滑動，缸筒內表面的表面粗糙度應達到Ra0.8μm。

CM2德國費斯托FESTO氣缸活塞上采用組合密封圈實現雙向密封，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，有的還在端蓋內設有緩沖機構。桿側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。桿側端蓋上設有導向套，以提高德國費斯托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，延長德國費斯托FESTO氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結含油合金、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

活塞是德國費斯托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。活塞上的耐磨環可提高德國費斯托FESTO氣缸的導向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定。滑動部分太短，易引起早期磨損和卡死。活塞的材質常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。

4）活塞桿

活塞桿是德國費斯托FESTO氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經鍍硬鉻處理、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、螺紋聯接型、法蘭型、拉桿型。

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

德國費斯托FESTO氣缸的工作原理

根據工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇德國費斯托FESTO氣缸時應使德國費斯托FESTO氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，德國費斯托FESTO氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。在夾具設計時，應盡量采用增力機構，以減少德國費斯托FESTO氣缸的尺寸。

下面是德國費斯托FESTO氣缸理論出力的計算公式：

F：德國費斯托FESTO氣缸理論輸出力（kgf)

F′：效率為85%時的輸出力（kgf）--（F′=F×85%）

D：德國費斯托FESTO氣缸缸徑（mm)

P：工作壓力（kgf/C㎡）

例：直徑340mm的德國費斯托FESTO氣缸，工作壓力為3kgf/cm2時，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少?

將P、D連接，找出F、F′上的點，得：

F=2800kgf；F′=2300kgf

在工程設計時選擇德國費斯托FESTO氣缸缸徑，可根據其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經驗表1－1中查出。

例：有一德國費斯托FESTO氣缸其使用壓力為5kgf/cm2，在德國費斯托FESTO氣缸推出時其推力為132kgf，（德國費斯托FESTO氣缸效率為85%）問：該選擇多大的德國費斯托FESTO氣缸缸徑?

●由德國費斯托FESTO氣缸的推力132kgf和德國費斯托FESTO氣缸的效率85%，可計算出德國費斯托FESTO氣缸的理論推力為F=F′/85%=155(kgf)

●由使用壓力5kgf/cm2和德國費斯托FESTO氣缸的理論推力，查出選擇缸徑為?63的德國費斯托FESTO氣缸便可滿足使用要求。

德國費斯托FESTO氣缸的常見故障問題及原因

⒈汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經過時效處理，使汽缸在住鑄造過程中所產生的內應力*消除。如果時效時間短，那么加工好的汽缸在以后的運行中還會變形。

⒉汽缸在運行時受力的情況很復雜，除了受汽缸內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下對汽缸的作用力，在這些力的相互作用下，汽缸易發生塑性變形造成泄漏。

⒊汽缸的負荷增減過快，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，在汽缸中和法蘭上產生很大的熱應力和熱變形。

⒋汽缸在機械加工的過程中或經過補焊后產生了應力，但沒有對汽缸進行回火處理加以消除，致使汽缸存在較大的殘余應力，在運行中產生的變形。

⒌在安裝或檢修的過程中，由于檢修工藝和檢修技術的原因，使內缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適，運行后產生巨大的膨脹力使汽缸變形。

⒍使用的汽缸密封劑質量不好、雜質過多或是型號不對；汽缸密封劑內若有堅硬的雜質顆粒就會使密封面難以緊密的結合。

⒎汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質不合格。汽缸結合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現的。機組的起停或是增減負荷時產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。如果汽缸的螺栓材質不好，螺栓在長時間的運行當中，在熱應力和汽缸膨脹力的作用下被拉長，發生塑性變形或斷裂，緊力就會不足，使汽缸發生泄漏的現象。

⒏汽缸螺栓緊固的順序不正確。一般的汽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汽缸前后的自由端轉移，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，汽缸結合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏。

德國費斯托FESTO氣缸出現內、外泄漏，一般是因活塞桿安裝偏心，潤滑油供應不足，密封圈和密封環磨損或損壞，德國費斯托FESTO氣缸內有雜質及活塞桿有傷痕等造成的。所以，當德國費斯托FESTO氣缸出現內、外泄漏時，應重新調整活塞桿的中心，以保證活塞桿與缸筒的同軸度；須經常檢查油霧器工作是否可靠，以保證執行元件潤滑良好；當密封圈和密封環出現磨損或損環時，須及時更換；若德國費斯托FESTO氣缸內存在雜質，應及時清除；活塞桿上有傷痕時，應換新。

德國費斯托FESTO氣缸的輸出力不足和動作不平穩，一般是因活塞或活塞桿被卡住、潤滑不良、供氣量不足，或缸內有冷凝水和雜質等原因造成的。對此，應調整活塞桿的中心；檢查油霧器的工作是否可靠；供氣管路是否被堵塞。當德國費斯托FESTO氣缸內存有冷凝水和雜質時，應及時清除。

德國費斯托FESTO氣缸的緩沖效果不良，一般是因緩沖密封圈磨損或調節螺釘損壞所致。此時，應更換密封圈和調節螺釘。

德國費斯托FESTO氣缸的活塞桿和缸蓋損壞，一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機構不起作用而造成的。對此，應調整活塞桿的中心位置；更換緩沖密封圈或調節螺釘。