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气缸如何选型及其性能特点?

发布者:admin 时间:2019-12-20 10:31:00
气动实行元件是一种能量转换装置,它是将压缩空气的压力能转化为机械能,驱动机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动实行元件分为气缸和气马达两大类。气缸用于提供直线往复运动或摆动,输出力和直线速度或摆动角位移。气马达用于提供连续回转运动,输出转矩和转速。气动控制元件用来调节压缩空气的压力流量和方向等,以保证实行机构按规定的程序正常进行工作。气动控制元件按功能可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

一、气缸的性能及特点:

1. 免润滑性:该产品采用含油自润滑轴承,使活塞杆无需加油润滑;

2. 耐久性:气缸本体、采用优质不锈钢、硬质氧化铝合金材质,前后端盖经过阳极硬质氧化处理,不仅具有耐磨耐腐蚀性,而且更显外观小巧精美;

3. 可调缓冲性:该产品除了带有固定缓冲外,气缸终端还带有可调缓冲,是气缸换向时平稳无冲击;

4. 安装形式多样性:多种安装附件供客户根据使用要求来选择;

5. 耐高温性:可采用耐高温密封材料,使气缸在180°C 高温条件下正常工作(客户订货时需向本企业特殊说明订购);

6. 附磁性:气缸活塞上装有一个永久磁铁,它可触发安装在气缸上的感应开关来感应气缸的运动位置(客户订货时需向本企业特殊说明订购);

7. 行程可调性:活塞杆端配有一个可调螺母,是气缸在其行程范围内实现可调(推力 F1= 拉力F2 );

8. 派生多样性:可在原来的基础上派生出多样化的非标产品以此适合客户需要的各种使用要求 ;

二、气缸的选型及计算

 1.气缸的选型步骤

 气缸的选型应根据工作要求和条件,正确选择气缸的类型。下面以单活塞杆双作用缸为例先容气缸的选型步骤。

(1)气缸缸径。根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力,由此计算出气缸的缸径。

(2)气缸的行程。气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关,但一般不选用满行程。

(3)气缸的强度和稳定性计算

(4)气缸的安装形式。气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。一般情况下,采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时(如车床、磨床等),应选用回转气缸。在活塞杆除直线运动外,还需作圆弧摆动时,则选用轴销式气缸。有特殊要求时,应选用相应的特种气缸。

(5)气缸的缓冲装置。根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置。

(6)磁性开关。当气动系统采用电气控制方式时,可选用带磁性开关的气缸。

(7)其它要求。如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下,需在活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸。

2.气缸直径计算

 气缸直径的设计计算需根据其负载大小、运行速度和系统工作压力来决定。首先,根据气缸安装及驱动负载的实际工况,分析计算出气缸轴向实际负载F,再由气缸平均运行速度来选定气缸的负载率,初步选定气缸工作压力(一般为0.4MPa~0.6MPa),再由F/L,计算出气缸理论出力Ft,后计算出缸径及杆径,并按标准圆整得到实际所需的缸径和杆径。

三、气缸的技术参数

1)气缸的输出力 气缸理论输出力的设计计算与液压缸类似,可参见液压缸的设计计算;

2)气缸的负载率 β从对气缸运行特性的研究可知,要精确确定气缸的实际输出力是困难的。于是在研究气缸性能和确定气缸的出力时,常用到负载率的概念;

3)气缸耗气量 气缸的耗气量是活塞每分钟移动的容积,称这个容积为压缩空气耗气量,一般情况下,气缸的耗气量是指自由空气耗气量。

4)气缸的特性 气缸的特性分为静态特性和动态特性。气缸的静态特性是指与缸的输出力及耗气量密切相关的低工作压力、高工作压力、摩擦阻力等参数。气缸的动态特性是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力,温度,活塞速度、位移等参数随时间的变化情况。它能真实地反映气缸的工作性能。

四、气缸的分类及安装形式

1.气缸的典型结构和工作原理

  以气动系统中常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明,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。

2.气缸的分类

  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。分类的方法也不同。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。

3.气缸的安装形式

 气缸的安装形式可分为 1)固定式气缸 气缸安装在机体上固定不动,有脚座式和法兰式;2)轴销式气缸 缸体围绕固定轴可作一定角度的摆动,有U形钩式和耳轴式;3)回转式气缸 缸体固定在机床主轴上,可随机床主轴作高速旋转运动。这种气缸常用于机床上气动卡盘中,以实现工件的自动装卡。4)嵌入式气缸 气缸缸筒直接制作在夹具体内。

 五、普通气缸的结构原理

 包括单作用式和双作用式气缸。常用于无特殊要求的场合。为常用的单杆双作用普通气缸的基本结构,气缸一般由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件等零件组成。缸筒与前后缸盖固定连接。有活塞杆侧的缸盖为前缸盖,缸底侧的缸盖为后缸盖。在缸盖上开有进排气通口,有的还设有气缓冲机构。前缸盖上,设有密封圈、防尘圈,同时还设有导向套,以提高气缸的导向精度。活塞杆与活塞紧固相连。活塞上除有密封圈,防止活塞左右两腔相互漏气外,还有耐磨环以提高气缸的导向性;带磁性开关的气缸,活塞上装有磁环。活塞两侧常装有橡胶垫作为缓冲垫。如果是气缓冲,则活塞两侧沿轴线方向设有缓冲柱塞,同时缸盖上有缓冲节流阀和缓冲套,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。

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