气缸的种类很多，一般按气缸的结构特征、功能、驱动方式或安装方法等进行分类。按结构特征，气缸主要分为活塞式气缸和膜片式气缸两种；按运动形式分为直线运动气缸和摆动气缸两类。接下来贤集网小编详细介绍各类气缸的工作原理，其中包括：普通气缸的基本组成和原理、典型气缸的结构和工作原理、机械接触式无杆气缸的结构和工作原理、磁性无杆气缸的结构和工作原理、齿轮齿条式摆动气缸的结构和工作原理、叶片式摆动气缸和工作原理、变形气缸气动手爪的工作原理、薄膜气缸的结构和工作原理、带阀组合气缸的结构和工作原理磁性开关气缸的结构和工作原理。

详细介绍气缸运动类型：
气缸有往复直线运动和往复摆动两种类型：
1、直线运动气缸又分为：单作用气缸，双作用气缸，膜片式气缸和冲击气缸。
①单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
②双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。
③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。
④冲击气缸：这是一种新型组件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10-20米/秒)运动的动能，借以做功。
⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。
2、做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280度。此外，还有回转气缸，气液阻尼缸和步进气缸等。
气缸的结构组成部分：
1）缸筒
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。
2）端盖
端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈6，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套5，以提高气缸的导向精度。
3）活塞
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈12。还设有耐磨环11以提高气缸的导向性。
4）活塞杆
活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。
5）缓冲柱塞、缓冲节流阀
活塞两侧沿轴线方向设有缓冲柱塞1、3，同时缸盖上有缓冲节流阀14和缓冲套15，当气缸运动到端头时，缓冲柱塞进入缓冲套，气缸排气需经缓冲节流阀，排气阻力增加，产生排气背压，形成缓冲气垫，起到缓冲作用。
普通气缸原理与基本组成
组成:缸体，活塞，密封圈，磁环（有sensor的气缸）
原理:压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。
失效形式:活塞卡死，不动作；气缸无力，密封圈磨损，漏气。
典型气缸工作原理和结构
以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明，气缸典型结构如下图所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。
当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。
机械接触式无杆气缸的结构和工作原理
机械接触式无杆气缸，其结构如下图所示。在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。
这种气缸的特点是：1)与普通气缸相比，在同样行程下可缩小1/2安装位置；2)不需设置防转机构；3)适用于缸径10～80mm，最大行程在缸径≥40mm时可达7m；4)速度高，标准型可达0.1～0.5m/s；高速型可达到0.3～3.0m/s。其缺点是：1)密封性能差，容易产生外泄漏。在使用三位阀时必须选用中压式；2)受负载力小，为了增加负载能力，必须增加导向机构。
磁性无杆气缸的结构和工作原理
活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如下图所示。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。
齿轮齿条式摆动气缸的结构和工作原理
齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构、工作原理如下图所示。活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。
叶片式摆动气缸的工作原理
单叶片式摆动气缸的结构原理如下图所示。它是由叶片轴转子（即输出轴）、定子、缸体和前后端盖等部分组成。定子和缸体固定在一起，叶片和转子联在一起。在定子上有两条气路，当左路进气时，右路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动。反之，作逆时针摆动。
叶片式摆动气缸体积小，重量最轻，但制造精度要求高，密封困难，泄漏是较大，而且动密封接触面积大，密封件的摩擦阻力损失较大，输出效率较低，小于80%。因此，在应用上受到限制，一般只用在安装位置受到限制的场合，如夹具的回转，阀门开闭及工作台转位等。
变型气缸——气动手爪的工作原理
气动手爪气动手爪这种执行元件是一种变型气缸。它可以用来抓取物体，实现机械手各种动作。在自动化系统中，气动手爪常应用在搬运、传送工件机构中抓取、拾放物体。
气动手爪有平行开合手指，肘节摆动开合手爪、有两爪、三爪和四爪等类型，其中两爪中有平开式和支点开闭式驱动方式有直线式和旋转式。
气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动。
薄膜气缸工作原理和结构
下图为膜片气缸的工作原理图。膜片有平膜片和盘形膜片两种一般用夹织物橡胶、钢片或磷青铜片制成，厚度为5～6mm（有用1～2mm厚膜片的）。
下图所示的膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单作用气缸，工作时，膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。它的优点是：结构简单、紧凑、体积小、重量轻、密封性好、不易漏气、加工简单、成本低、无磨损件、维修方便等，适用于行程短的场合。缺点是行程短，一般不趁过50mm。平膜片的行程更短，约为其直径的1/10。
带阀组合气缸的结构和工作原理
带阀气缸是由气缸、换向阀和速度控制阀等组成的一种组合式气动执行元件。如下图所示,它省去了连接管道和管接头，减少了能量损耗，具有结构紧凑，安装方便等优点。带阀气缸的阀有电控、气控、机控和手控等各种控制方式。阀的安装形式有安装在气缸尾部、上部等几种。如下图4所示，电磁换向阀安装在气缸的上部，当有电信号时，则电磁阀被切换，输出气压可直接控制气缸动作。
磁性开关气缸的结构和工作原理
磁性开关气缸是指在气缸的活塞上安装有磁环，在缸筒上直接安装磁性开关，磁性开关用来检测气缸行程的位置，控制气缸往复运动。因此，就不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块。
磁性开关气缸工作原理：它是在气缸活塞上安装永久磁环，在缸筒外壳上装有舌簧开关。开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等，均用树脂塑封在一个盒子内。当装有永久磁铁的活塞运动到舌簧片附近，磁力线通过舌簧片使其磁化，两个簧片被吸引接触，则开关接通。当永久磁铁返回离开时，磁场减弱，两簧片弹开，则开关断开。由于开关的接通或断开，使电磁阀换向，从而实现气缸的往复运动。
三、气缸常见故障问题与原因
1、外泄漏：活塞杆端面漏气、缸筒与缸盖间漏气、缓冲调节处漏气。
原因分析：活塞杆安装偏心、润滑油供应不足、活塞密封圈磨损活塞杆轴承配合面有杂质、活塞有伤痕。
2、内泄漏：活塞两端串气、活塞密封圈损坏、润滑不良、活塞被卡住、活塞
配合面有缺陷、杂质挤入密封面。
3、输出力不足动作不平稳：润滑不良、活塞或活塞杆卡住、供气量不足、有冷凝水质。
4、缓冲效果不良：缓冲密封圈磨损、调节螺钉损坏、汽缸速度太快。
以上就是关于各类气缸工作原理、结构的介绍，其中也包括了几种无杆气缸工作原理的讲解。希望对大家有所帮助。