气动执行器的工作原理

气动执行器通过压缩空气驱动机械运动，其具体的工作原理过程可分为以下三个阶段：

1. 气源能量输入

压缩空气（压力范围0.4-0.7MPa）经气动三联件（过滤器、减压阀、油雾器）净化后，通过电磁阀控制进入气缸。根据帕斯卡定律（P=F/A），气体压力作用于活塞或膜片有效作用面积，产生轴向推力。例如：0.6MPa气压作用在直径80mm活塞上时，理论推力可达3kN。

2. 机械运动转换

• 活塞式：压缩空气推动活塞（铝合金/不锈钢材质）在缸体内直线运动，聚四氟乙烯密封圈防止气体泄漏。活塞杆（表面硬铬处理）将直线位移传递至阀门，行程精度±0.5mm。

• 薄膜式：橡胶-纤维复合膜片在气压作用下形变，带动推杆运动，行程较短（<100mm）但响应速度<0.5秒。

3. 运动控制方式

• 单作用型：单侧进气推动活塞，复位弹簧提供回程力，结构简单但输出力不对称。

• 双作用型：通过换向阀切换进气方向，活塞两侧交替受压实现双向运动，推力均衡且定位精准。

推力计算公式：

F=P×A×η

（F：输出力，P：工作压力，A：有效面积，η：机械效率≈85-95%）

整个过程通过气压信号控制，实现阀门开度0-100%的线性调节或快速启闭动作，能量转换效率可达70%以上。