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氣缸常見(jiàn)的技術(shù)參數(shù)及選型要求

氣缸的常見(jiàn)技術(shù)參數(shù)1

1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設(shè)計(jì)計(jì)算與液壓缸類似，可參見(jiàn)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算。如雙作用單活塞桿 氣缸推力計(jì)算如下：

理論推力（活塞桿伸出）

Ft1＝A1p               

理論拉力（活塞桿縮回）

Ft2＝A2p                 

式中  Ft1、Ft2——?dú)飧桌碚撦敵隽Γ∟）；

A1、A2——無(wú)桿腔、有桿腔活塞面積（m2）；

    p — 氣缸工作壓力（Pa）。

實(shí)際中，由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力，活塞桿的實(shí)際輸出力小于理論推力，稱這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力。氣缸的效率 n是氣缸的實(shí)際推力和理論推力的比值，即

所以 

氣缸的效率取決于密封的種類，氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤(rùn)滑狀態(tài)。此外，氣缸的運(yùn)動(dòng)速度、排氣腔壓力、外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響。

氣缸的常見(jiàn)技術(shù)參數(shù)2

2）負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知，要精確確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的。于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時(shí)，常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率β定義為

氣缸的實(shí)際負(fù)載是由實(shí)際工況所決定的，若確定了氣缸負(fù)載率?，則由定義就能確定氣缸的理論輸出力，從而可以計(jì)算氣缸的缸徑。

對(duì)于阻性負(fù)載，如氣缸用作氣動(dòng)夾具，負(fù)載不產(chǎn)生慣性力，一般選取負(fù)載率β為0.8；對(duì)于慣性負(fù)載，如氣缸用來(lái)推送工件，負(fù)載將產(chǎn)生慣性力，負(fù)載率β的取值如下

β＜0.65 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng)，v ＜100 mm/s時(shí)；

β＜0.5 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng)，v＝100～500 mm/s時(shí)；

β＜0.35 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng)，v ＞500 mm/s時(shí)。

3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積，稱這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣量，一般情況下，氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量。

氣缸的技術(shù)參數(shù)3

4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動(dòng)態(tài)特性是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力，溫度，活塞速度、位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能。

氣缸的選型及計(jì)算1

1.氣缸的選型步驟

氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。下面以單活塞桿雙作用缸為例介紹氣缸的選型步驟。

（1）氣缸缸徑。根據(jù)氣缸負(fù)載力的大小來(lái)確定氣缸的輸出力，由此計(jì)算出氣缸的缸徑。

（2）氣缸的行程。氣缸的行程與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選用滿行程。

（3）氣缸的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算

（4）氣缸的安裝形式。氣缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和使用目的等因素決定。一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)（如車床、磨床等），應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外，還需作圓弧擺動(dòng)時(shí)，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)的特種氣缸。

（5）氣缸的緩沖裝置。根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置。

（6）磁性開關(guān)。當(dāng)氣動(dòng)系統(tǒng)采用電氣控制方式時(shí)，可選用帶磁性開關(guān)的氣缸。

（7）其它要求。如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需在活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無(wú)污染時(shí)需選用無(wú)給油或無(wú)油潤(rùn)滑氣缸。

氣缸的選型及計(jì)算2

2.氣缸直徑計(jì)算

氣缸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算需根據(jù)其負(fù)載大小、運(yùn)行速度和系統(tǒng)工作壓力來(lái)決定。首先，根據(jù)氣缸安裝及驅(qū)動(dòng)負(fù)載的實(shí)際工況，分析計(jì)算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載F，再由氣缸平均運(yùn)行速度來(lái)選定氣缸的負(fù)載率θ，初步選定氣缸工作壓力（一般為0.4 MPa～0.6 MPa），再由 F／θ，計(jì)算出氣缸理論出力Ft，最后計(jì)算出缸徑及桿徑，并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實(shí)際所需的缸徑和桿徑。

例題 氣缸推動(dòng)工件在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。已知工件等運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量為 m＝250 kg，工件與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)u＝0.25，氣缸行程 s為 400 mm，經(jīng)1.5 s時(shí)間工件運(yùn)動(dòng)到位，系統(tǒng)工作壓力p = 0.4 MPa，試選定氣缸直徑。

解：氣缸實(shí)際軸向負(fù)載

F ＝ mg ＝0.25 x 250 x 9.81＝613.13 N

氣缸平均速度

選定負(fù)載率   θ＝0.5

則氣缸理論輸出力

雙作用氣缸理論推力

氣缸直徑

六、氣缸不動(dòng)

原因：1、無(wú)工作氣壓或供氣壓力不足

2、換向閥不換向

3、輸氣管路堵塞

4、氣缸漏氣嚴(yán)重

5、活塞桿發(fā)卡，不能作動(dòng)

七、輸出力不足

 原因：1、供氣壓力不足

2、氣缸漏氣嚴(yán)重

3、活塞桿動(dòng)作不順暢

4、負(fù)載力大于氣缸作用力

對(duì)策：重新安裝調(diào)整，消除偏心橫向負(fù)荷。加大連接或管接頭口徑，注意用凈化干燥壓縮空氣，防止水凝結(jié)。

八、磁感應(yīng)開關(guān)無(wú)感應(yīng)（附磁氣缸）

原因：1、磁石磁場(chǎng)強(qiáng)度不足

2、磁簧開關(guān)靈敏度偏低

3、磁感應(yīng)開關(guān)與氣缸不配

4、感應(yīng)開關(guān)指示燈壞

5、開關(guān)線路接觸不良或斷裂

6、無(wú)開關(guān)電壓