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    氣缸的選定方法

    (1)氣缸作用力的大。

     

    根據工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時應使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了,輸出力不夠,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,以減少氣缸的尺寸。

     

    下面是氣缸理論出力的計算公式:

     

    F':效率為85%時的輸出力(kgf)--(F'=F×85%)

     

    D:氣缸缸徑(mm)

     

    P:工作壓力(kgf/cm2)

     

    通常在工程中確定輸出力的大小時,可直接查閱經驗圖1-1、圖1-2。

     

    1-1

     

    1-2

     

    例:直徑340mm的氣缸,工作壓力為3kgf/cm2時,其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少?

     

    P、D連接,找出F、F'上的點,得:

     

      F=2800kgf;F'=2300kgf

     

    在工程設計時選擇氣缸缸徑,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:有一氣缸其使用壓力為5kgf/cm2,在氣缸推出時其推力為132kgf,(氣缸效率為85%)問:該選擇多大的氣缸缸徑?

     

      ●由氣缸的推力132kgf和氣缸的效率85%,可計算出氣缸的理論推力為F=F'/85%=155(kgf)

     

      ●由使用壓力5kgf/cm2和氣缸的理論推力,從經驗表1-1中查出選擇缸徑為63的氣缸便可滿足使用要求。

     

    (2)氣缸行程的長短:

     

    氣缸的行程與使用場合和機構的行程比有關(圖1-3)。由圖1-3可看出,不同的安裝形式其氣缸的行程比不同。圖中活塞桿最大計算長度(L)可由經驗數據表3-2中查出。在工程設計中由作用力的大小選擇出氣缸缸徑。再根據使用場合的實際行程來驗算一下活塞桿的強度是否產生縱向彎曲。

     

    例:有一氣缸QGBQ125×4000,其負載為600kgf,由表1-2可查出活塞桿最大計算長度L=2300。

     

      ●氣缸內徑125,其活塞桿桿徑為35,其負載為600kgf時,由表1-2可查出活塞桿最大計算長度L=2300。

     

      ●在固定--(a)圖結構安裝形式下,其氣缸允許行程為2L=2×2300=4600。

     

      ●因為氣缸實際行程為4000<4600。

     

      ●所以氣缸不產生縱向彎曲。

     

    理論推力、拉力表

     

    1-1 單位:kgf

     

     

     

    1鉸鏈-鉸鏈 1鉸鏈-鉸鏈

     

     

    3固定-鉸鏈 4固定-固定

     

    (3)活塞(或缸)的運動速度:

     

    活塞運動速度與氣源壓力、負載、摩擦力、進排氣管接頭通徑等有密切關系。其中,以排氣速度影響最大。如果要求活塞桿高速運動時,應選用內徑較大的進、排氣口及導管、通常為了得到緩慢的、平穩的活塞桿運動速度,可選用帶節流裝置的或氣-液阻尼裝置的氣缸。節流調速的方式有:當水平安裝的氣缸去推負載時,推薦用排氣節流;如果用垂直安裝的氣缸舉升重物時,則選用帶緩沖裝置的氣缸。

     

    從下列的圖1-4,1-5“閥的有效截面積及氣缸速度”的關系里,可以根據氣缸的缸徑和使用速度來選擇用于控制氣缸的控制元件--閥的有效截面積,并由此來判斷閥的通徑大小。

     

    使用方法,縱軸上表示氣缸的速度,由此引出水平線,找出與計劃使用的氣缸尺寸的交點,由此交點引垂直線,便可從橫軸的交點上得知所需的有效截面積。根據有效載面積選擇較適合的閥。

     

    上述氣缸速度為僅考慮了電磁閥的有效截面積而計算出的數值。請注意這里未考慮調速器、配管、管接頭等回路因素和氣缸的負荷率等。

     

    活塞桿徑與活塞桿最大計算長度(L)之間的關系

     

     

    1-4 圖1-5

     

    (4)安裝形式的選擇:

     

    由安裝位置、使用目的等因素決定。在一般場合下,多用固定式氣缸。在需要隨同工作機構連續回轉時(如車床、磨床等)應選用回轉氣缸。在除要求活塞桿做直線運動外,又要求缸作較大的圓弧擺動時,則選用軸銷式氣缸。僅需要在360°或180°之內作往復擺動時,應選用單葉片或雙葉片擺動氣缸,另有特殊要求,應選用相適當的特種氣缸和組合式氣缸。

     

     

    空氣消耗量是操作費用的一部分,圖1-6系根據以下公式計算的空氣消耗。

     

    D:活塞或活塞桿直徑(mm)

     

    S:氣缸行程(此外為常數10mm)

     

    P:操作壓力(kgf/cm2)

     

    利用此公式計算的空氣消耗量為近似值,因為有時在氣缸室內的供應空氣,并不完全排放(特別是在高速狀態下),實際所需消耗量可能稍低于圖上所讀出的數據。

     

    例:氣缸QGBQ50×500,活塞直徑50mm,活塞桿徑20mm,行程500mm,操作壓力4.5bar。

     

    求:空氣消耗量。

     

    解:選出所給活塞直徑,定出該水平線與操作壓力線之交點,空氣消耗量隨即可從橫座標讀出,讀出之值再乘該氣壓缸之行程(cm)。上述步驟讀出之值給為0.091/cm行程,則單行程之空氣消耗量為4.51,對回程而言,活塞桿之體積必須扣除20mm直徑為0.0141/cm行程×50cm行程=0.71)因此回程空氣消耗量為3.8,來回行程之空氣消耗量為8.3。

     

    1-6

     

    二、氣缸的使用要求

     

    (1)氣缸正常的工作條件:介質、環境溫度一般為-20~80℃,工作壓力一般為0.1~1.0MPa。具體條件見各類氣缸技術參數表。

     

    (2)安裝前,應在1.5倍工作壓力下進行試驗,不應漏氣。

     

    (3)安裝的氣源進口處需設置油霧器,以利工作中潤滑。氣缸的合理潤滑極為重要,往往因潤滑不好而產生爬行,甚至不能正常工作。

     

    (4)安裝時,要注意動作方向,活塞桿不允許承受偏心負載或橫向負載。

     

    (5)負載在行程中有變化時,應使用有足夠輸出力的氣缸,并要附加緩沖裝置。

     

    (6)不使用滿行程,特別活塞桿伸出時,不要使活塞與缸蓋相碰擊。否則容易引起活塞和缸蓋等零件損壞。

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