缸>@SMC氣缸<SMC/SMC氣缸資料

SMC氣缸>@SMC氣缸<SMC/SMC氣缸資料
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SMC氣缸-介紹
引導活塞在其中進行直線往復運動的圓筒形金屬機件。工質(zhì)在發(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能；氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。 　　氣缸的應用域：印刷（張力控制）、半導體（點焊機、芯片研磨）、自動化控制、機器人等等 　　英文名：cylinder
SMC氣缸-氣缸種類
氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有作往復直線運動的和作往復擺動的兩類（見圖）。作往復直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種?！　、賳巫饔脷飧祝簝H端有活塞桿，從活塞側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。 　　②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在個或兩個方向輸出力。 　　③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封好，但行程短。 　?、軟_擊氣缸：這是種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米／秒）運動的動能，借以作功。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。中蓋和活塞把氣缸分成儲氣腔、頭腔和尾腔三室。它廣泛用于下料、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸作擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進氣缸等。
SMC氣缸的作用：
將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復運動、擺動和旋轉(zhuǎn)運動。
SMC氣缸的分類：
直線運動往復運動的氣缸、擺動運動的擺動氣缸、氣爪等。
SMC氣缸的結(jié)構(gòu)：
SMC氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：SMC氣缸原理圖　　1）缸筒 　　缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應達到Ra0.8um。對鋼管缸筒，內(nèi)表面還應鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。 　　SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。 　　2）端蓋 　　端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設有緩沖機構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設有導向套，以提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。 　　3）活塞 　　活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定?；瑒硬糠痔?，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。 　　4）活塞桿 　　活塞桿是氣缸中zui重要的受力零件。通常使用高碳鋼，表面經(jīng)鍍硬鉻處理，或使用不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。 　　5）密封圈 　　回轉(zhuǎn)或往復運動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。 　　缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種： 　　整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。 　　6）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。
SMC氣缸-工作原理
根據(jù)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(gòu)，以減少氣缸的尺寸。 　　氣缸 　　下面是氣缸理論出力的計算公式： 　　F：氣缸理論輸出力（kgf） 　　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） 　　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? 　　將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(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經(jīng)驗表1－1中查出。 　　例：有氣缸其使用壓力為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，查出選擇缸徑為63的氣缸便可滿足使用要求。
氣動執(zhí)行元件和控制元件氣動執(zhí)行元件是種能量轉(zhuǎn)換裝置, 它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能, 驅(qū)動機構(gòu) 實現(xiàn)直線往復運動,擺動,旋轉(zhuǎn)運動或沖擊動作.氣動執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達兩大類. 氣缸用于提供直線往復運動或擺動, 輸出力和直線速度或擺動角位移. 氣馬達用于提供連續(xù) 回轉(zhuǎn)運動,輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速. 氣動控制元件用來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力流量和方向等, 以保證執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的程序正 常進行工作.氣動控制元件按功能可分為壓力控制閥,流量控制閥和方向控制閥. *節(jié) 氣缸,氣缸的工作原理,分類及安裝形式 氣缸的工作原理, 1 2 14 3 4 5 6 13 12 11 10 9 8 7 1.氣缸的典型結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 13-1 普通雙作用氣缸 1,3-緩沖柱塞 2-活塞 4-缸筒 5-導向套 6-防塵圈 7-前端蓋 8-氣口 9- 傳感器 10-活塞桿 11-耐磨環(huán) 12-密封圈 13-后端蓋 14-緩沖節(jié)流閥 以氣動系統(tǒng)中zui常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來說明,氣缸典型結(jié)構(gòu)如圖 13-1 所示.它由缸筒,活塞,活塞桿,前端蓋,后端蓋及密封件等組成.雙作用氣缸內(nèi)部被活塞 分成兩個腔.有活塞桿腔稱為有桿腔,無活塞桿腔稱為無桿腔. 當從無桿腔輸入壓縮空氣時, 有桿腔排氣, 氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力 克服阻力負載推動活塞運動, 使活塞桿伸出; 當有桿腔進氣, 無桿腔排氣時, 使活塞桿縮回. 若有桿腔和無桿腔交替進氣和排氣,活塞實現(xiàn)往復直線運動. 2.氣缸的分類 氣缸的種類很多,般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征,功能,驅(qū)動方式或安裝方法等進行分類.分 類的方法也不同.按結(jié)構(gòu)特征,氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種.按運動形式分 為直線運動氣缸和擺動氣缸兩類. 3.氣缸的安裝形式 氣缸的安裝形式可分為 1）固定式氣缸 氣缸安裝在機體上固定不動,有腳座式和法蘭式. 2）軸銷式氣缸 缸體圍繞固定軸可作定角度的擺動,有 U 形鉤式和耳軸式. 3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機床主軸上,可隨機床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運動.這種氣缸常 用于機床上氣動卡盤中,以實現(xiàn)工件的自動裝卡. 4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi). 二,常用氣缸的結(jié)構(gòu)原理 1.普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸.常用于無特殊要求的場合. 圖 13-2 為zui常用的單桿雙作用普通氣缸的基本結(jié)構(gòu),氣缸般由缸筒,前后缸蓋,活 塞,活塞桿,密封件和緊固件等零件組成. 缸筒 7 與前后缸蓋固定連接.有活塞桿側(cè)的缸蓋 5 為前缸蓋,缸底側(cè)的缸蓋 14 為后缸 蓋.在缸蓋上開有進排氣通口,有的還設有氣緩沖機構(gòu).前缸蓋上,設有密封圈,防塵圈 3, 同時還設有導向套 4,以提高氣缸的導向精度.活塞桿 6 與活塞 9 緊固相連.活塞上除有密 封圈 10,11 防止活塞左右兩腔相互漏氣外,還有耐磨環(huán) 12 以提高氣缸的導向性;帶磁性開 關(guān)的氣缸,活塞上裝有磁環(huán).活塞兩側(cè)常裝有橡膠墊作為緩沖墊 8.如果是氣緩沖,則活塞 兩側(cè)沿軸線方向設有緩沖柱塞,同時缸蓋上有緩沖節(jié)流閥和緩沖套,當氣缸運動到端頭時, 圖 13-2 普通雙作用氣缸 1,13-彈簧擋圈 2-防塵圈壓板 3-防塵圈 4-導向套 5-桿側(cè)端蓋 6-活塞桿 7-缸筒 8-緩沖墊 9-活塞 10-活塞密封圈 11-密封圈 12-耐磨環(huán) 14-無桿 側(cè)端蓋 緩沖柱塞進入緩沖套,氣缸排氣需經(jīng)緩沖節(jié)流閥,排氣阻力增加,產(chǎn)生排氣背壓,形成緩沖 氣墊,起到緩沖作用. 2.特殊氣缸 圖 13-3 1-缸體 薄膜氣缸 4-活塞桿 2-膜片 3-膜盤 為了滿足不同的工作需要,在普通氣缸的基礎上,通過改變或增加氣缸的部分結(jié)構(gòu),設 計開發(fā)出多種特殊氣缸. （1） 薄膜式氣缸 圖 13-3 為膜片氣缸的工作原理圖. 膜片有平膜片和盤形膜片兩種 般用夾織物橡膠,鋼片或磷青銅片制成,厚度為 5～6mm （有用 1～2mm 厚膜片的） . 圖 13-3 所示的膜片氣缸的功能類似于彈簧復位的活塞式單作用氣缸, 工作時, 膜片在 壓縮空氣作用下推動活塞桿運動.它的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,體積小,重量輕,密封性 好,不易漏氣,加工簡單,成本低,無磨損件,維修方便等,適用于行程短的場合.缺點是 行程短,般不趁過 50mm.平膜片的行程更短,約為其直徑的 1/10. （2） 磁性開關(guān)氣缸 磁性開關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán), 在缸筒上直接安裝 磁性開關(guān),磁性開關(guān)用來檢測氣缸行程的位置,控制氣缸往復運動.因此,就不需要在缸筒 上安裝行程閥或行程開關(guān)來檢測氣缸活塞位置,也不需要在活塞桿上設置擋塊. 其工作原理如圖 13-4 所示. 它是在氣缸活塞上安裝*磁環(huán), 在缸筒外殼上裝有舌簧 開關(guān).開關(guān)內(nèi)裝有舌簧片,保護電路和動作指示燈等,均用樹脂塑封在個盒子內(nèi).當裝有 *磁鐵的活塞運動到舌簧片附近,磁力線通過舌簧片使其磁化,兩個簧片被吸引接觸,則 開關(guān)接通.當*磁鐵返回離開時,磁場減弱,兩簧片彈開,則開關(guān)斷開.由于開關(guān)的接通 或斷開,使電磁閥換向,從而實現(xiàn)氣缸的往復運動. 圖 13-4 磁性開關(guān)氣缸 1-動作指示燈 2-保護電路 3-開關(guān)外殼 4-導線 5-活塞 6-磁環(huán) 7-缸筒 8-舌簧開關(guān) 氣缸磁性開關(guān)與其它開關(guān)的比較見表 3-1. 表 3-錯誤!未定義書簽. 氣缸磁性開關(guān)與其它開關(guān)的比較 <![endif]> 開關(guān)形式 控制原理 成本 調(diào)整安裝復雜性 （3）帶閥氣缸 帶閥氣缸是由氣缸, 磁性開關(guān) 磁場變化 低 方便,不占位置 換向閥和速度控制 閥等組成的種組 低 麻煩,占位置 合式氣動執(zhí)行元件. 行程開關(guān) 機械觸點 它省去了連接管道 接近開關(guān) 阻抗變化 高 麻煩,占位置 和管接頭, 減少了能 量損耗, 具有結(jié)構(gòu)緊 湊,安裝方便等優(yōu) 點. 帶閥氣缸的閥有 光電開關(guān) 光的變化 高 麻煩,占位置 電控,氣控,機控和 手控等各種控制方 式.閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部,上部等幾種.如圖 13-5 所示,電磁換向閥安裝在氣 缸的上部,當有電信號時,則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動作. 圖 13-5 帶閥組合氣缸 1-管接頭 2-氣缸 3-氣管 4-電磁換向閥 5-換向閥底板 6-單向節(jié)流閥組合 件 7-密封圈. （4） 帶導桿氣缸 圖 13-6 為帶導桿氣缸, 在缸筒兩側(cè)配導向用的滑動軸承 （軸 瓦式或滾珠式）,因此導向精度高,承受橫向載荷能力強. <![endif]> <![endif]> <![endif]> 13-6 典型帶導桿氣缸的結(jié)構(gòu) 13-6 典型帶導桿氣缸的結(jié)構(gòu) （5）無桿氣缸 無桿氣缸是指利用活塞直接或間 接方式連接外界執(zhí)行機構(gòu),并使其跟隨活塞實現(xiàn)往復運動的氣缸.這種氣缸的zui 大優(yōu)點是節(jié)省安裝空間. 1）磁性無桿氣缸 活塞通過磁力帶動缸體外部的移動體做同步移動,其結(jié)構(gòu)如 圖 13-7 所示.它的工作原理是:在活塞上安裝組高強磁性的*磁環(huán),磁力 線通過薄壁缸筒與套在外面的另組磁環(huán)作用,由于兩組磁環(huán)磁性相反,具有很 強的吸力.當活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動時,則在磁力作用下,帶動缸筒外的磁環(huán) 套起移動.氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應. 圖 13-7 磁性無桿氣缸 1-套筒 2-外磁環(huán) 3-外磁導板 4-內(nèi)磁環(huán) 5-內(nèi)磁導板 6-壓蓋 7-卡環(huán) 8 -活塞 9-活塞軸 10-緩沖柱塞 11-氣缸筒 12-端蓋 13-進,排氣口 2）機械接觸式無桿氣缸 稱機械接觸式無桿氣缸,其結(jié)構(gòu)如 13-8 所示.在氣 缸缸管軸向開有條槽,活塞與滑塊在槽上部移動. 為了防止泄漏及防塵需要, 在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩 端缸蓋上,活塞架穿過槽,把活塞與滑塊連成體.活塞與滑塊連接在起,帶 動固定在滑塊上的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)往復運動.這種氣缸的特點是:1） 與普通氣缸 相比,在同樣行程下可縮小 1/2 安裝位置;2） 不需設置防轉(zhuǎn)機構(gòu);3） 適用于缸 徑 10～80mm,zui大行程在缸徑≥40mm 時可達 7m;4） 速度高,標準型可達 0.1～ 0.5m/s;高速型可達到 0.3～3.0m/s.其缺點 圖 13-8 機械接觸式無桿氣缸 是:1） 密封差,容易產(chǎn)生外 泄漏.在使 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞架 用三位閥時必須選用中壓式;2） 受負載力小,為了增加負載能力,必須增加導 向機構(gòu). 圖 13-8 機械接觸式無桿氣缸 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞 架 （6）鎖緊氣缸 帶有鎖緊裝置的氣缸稱為鎖緊氣缸按鎖緊位置分為行程末端鎖 緊型和任意位置鎖緊型. 1）行程末端鎖緊型氣缸 如圖 13-9 所示,當活塞運動到行程末端,氣壓釋放后,鎖 定活塞 1 在彈簧力的作用下插入活塞桿的卡槽中,活塞桿被鎖定.供氣加壓時,鎖定活塞 1 縮回退出卡槽而開鎖,活塞桿便可運動. 圖 13-9 帶端鎖氣缸的結(jié)構(gòu)原理 a）手動解除非鎖式 b）手動解除鎖式. 1-鎖定活塞 2-橡膠帽 3,12-帽 4-緩沖墊圈 5-鎖用彈簧 6-密封件 7-導向套 8-螺釘 9-旋鈕 10-彈簧 11-限位環(huán) 2） 任意位置鎖緊型氣缸 按鎖緊方式可分為卡套錐面式, 彈簧式和偏心式等多種形式. 卡套錐面式鎖緊裝置由錐形制動活塞 6,制動瓦 1,制動臂 4 和制動彈簧 7 等構(gòu)成,其結(jié)構(gòu) 原理如圖 13-10 所示.作用在錐狀鎖緊活塞上的彈簧力由于楔的作用而被放大,再由杠桿 原理得到放大. 這個放大的作用力作用在制動瓦 1 上, 把活塞桿鎖緊. 要釋放對活塞的鎖緊, 向供氣口 A′供應壓縮空氣,把鎖緊彈簧力撤掉. 圖 13-10 制動氣缸制動裝置工作原理 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動瓦 2-制動瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動臂 5-壓輪 6-錐形制動活 塞 7-制動彈簧 （7）氣動手爪 氣動手爪這種執(zhí)行元件是種變型氣缸.它可以用來抓取物體, 實現(xiàn)機械手各種動作.在自動化系統(tǒng)中,氣動手 爪常應用在搬運,傳送工件機構(gòu)中抓取,拾放物體. 圖 13-10 制動氣缸制動裝置工作原理 圖 13-11 平行開合手指 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動瓦 2-制動瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動臂 5-壓輪 6-錐形制動活塞 7-制動彈簧 圖 13-11 平行開合手指 氣動手爪有平行開合手指（如圖 13-11 所示）,肘節(jié)擺動開合手爪,有兩爪, 三爪和四爪等類型, 其中兩爪中有平開式和支點開閉式驅(qū)動方式有直線式和旋轉(zhuǎn) 式. 氣動手爪的開閉般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復直線運動帶動與手爪相連的 曲柄連桿,滾輪或齒輪等機構(gòu),驅(qū)動各個手爪同步做開,閉運動. （8）氣液阻尼缸 氣缸以可壓縮空氣為工作介質(zhì),動作快,但速度穩(wěn)定性差,當負載變 化較大時,容易產(chǎn)生"爬行"或"自走"現(xiàn)象.另外,壓縮空氣的壓力較低,因而氣缸的輸 出力較小.為此,經(jīng)常采用氣缸和油缸相結(jié)合的方式,組成各種氣液組合式執(zhí)行元件,以達 到控制速度或增大輸出力的目的. 氣液阻尼缸是利用氣缸驅(qū)動油缸,油缸除起阻尼作用 圖 13-12 氣液阻尼缸 外,還能增加氣缸的剛性（因為油是不可壓縮的） ,發(fā)揮了 液壓傳動穩(wěn)定,傳動速度較均勻的優(yōu)點.常用于機床和切削 裝置的進給驅(qū)動裝置. 串聯(lián)式氣液阻尼缸的結(jié)構(gòu)如圖 13-12 所示.它采用根活塞桿將兩活塞串在起,油 缸和氣缸之間用隔板隔開, 防止氣體串入油缸中. 當氣缸左端進氣時, 氣缸將克服負載阻力, 帶動油缸向右運動,調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度就能改變阻尼缸活塞的運動速度 . 圖 13-13 單葉片式擺動氣缸 工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 圖 13-12 氣液阻尼缸 （10）擺動氣缸 擺動氣缸 是種在小于 360°角度范圍內(nèi)做往復擺動的氣 缸,它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能,輸出 力矩使 機構(gòu)實現(xiàn)往復擺動.擺動氣缸按結(jié)構(gòu)特點可分為葉片式和活塞式兩種. 1） 葉片式擺動氣缸 單葉片式擺動氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖 13-13 所示. 它是由葉片軸轉(zhuǎn) 子（即輸出軸） ,定子,缸體和前后端蓋等部分組成.定子和缸體固定在起,葉片和轉(zhuǎn)子 聯(lián)在起.在定子上有兩條氣路,當左路進氣時,右路排氣,壓縮空氣推動葉片帶動轉(zhuǎn)子順 時針擺動.反之,作逆時針擺動. 葉片式擺動氣缸體積小,重量zui輕,但制造精度要求高,密封困難,泄漏是較大,而且 動密封接觸面積大,密封件的摩擦阻力損失較大,輸出效率較低,小于 80%.因此,在應用 上受到限制,般只用在安裝位置受到限制的場合,如夾具的回轉(zhuǎn),閥門開閉及工作臺轉(zhuǎn)位 等. 圖 13-13 單葉片式擺動氣缸工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 2）活塞式擺動氣缸圖 13-14 活塞式擺動氣缸是將活塞的往復運動通過機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵?軸的擺動運動.按結(jié)構(gòu)不同可分為齒輪齒條 式, 齒輪齒條式擺動氣缸結(jié)構(gòu)原理 螺桿式和曲柄式等幾種. 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9-齒輪 圖 13-14 齒輪齒條式擺動氣缸結(jié)構(gòu)原理 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9- 齒輪 齒輪齒條式擺動氣缸是通過連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的種擺動氣缸, 其 結(jié)構(gòu)原理如圖 13-14 所示.活塞僅作往復直線運動, 摩擦損失少,齒輪傳動的效率較高,此擺動氣缸效率可達到 95%左右. 三,氣缸的技術(shù)參數(shù) 1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設計計算與液壓缸類似,可參見液壓缸的設計計 算.如雙作用單活塞桿氣缸推力計算如下: 理論推力（活塞桿伸出） Ft1=A1p （13-1） 理論拉力（活塞桿縮回） Ft2=A2p 式中 （13-2） Ft1,Ft2——氣缸理論輸出力（N） ; A1,A2——無桿腔,有桿腔活塞面積（m2） ; p — 氣缸工作壓力（Pa） . 實際中, 由于活塞等運動部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞桿的實際輸出力 小于理論推力,稱這個推力為氣缸的實際輸出力. 氣缸的效率 η 是氣缸的實際推力和理論推力的比值,即 F η= Ft （13-3） 所以 F = η （ A1 p ） （13-4） 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)及潤滑狀態(tài).此外,氣 缸的運動速度,排氣腔壓力,外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會對效率產(chǎn)生定的影響. 2） 負載率β 從對氣缸運行特性的研究可知, 要確定氣缸的實際輸出力是困難的. 于是在研究氣缸和確定氣缸的出力時,常用到負載率的概念.氣缸的負載率β定義為 β= 氣缸的實際負載 F × 100 % 氣缸的理論輸出力 Ft （l3-5） 氣缸的實際負載是由實際工況所決定的,若確定了氣缸負載率 θ,則由定義就能確定氣 缸的理論輸出力,從而可以計算氣缸的缸徑. 對于阻性負載,如氣缸用作氣動夾具,負載不產(chǎn)生慣性力,般選取負載率β為 0.8; 對于慣性負載,如氣缸用來推送工件,負載將產(chǎn)生慣性力,負載率β的取值如下 β<0.65 當氣缸低速運動,v <100 mm/s 時; β<0.5 當氣缸中速運動,v=100～500 mm/s 時; β<0.35 當氣缸高速運動,v >500 mm/s 時. 3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動的容積,稱這個容積為壓縮空氣耗氣 量,般情況下,氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量. 4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動態(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zui低工作壓力,zui高工作壓力,摩擦阻力等參數(shù).氣缸的動態(tài)特性 是指在氣缸運動過程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力,溫度,活塞速度,位移等參數(shù)隨時間的變化情 況.它能真實地反映氣缸的工作. 四,氣缸的選型及計算 1.氣缸的選型步驟 氣缸的選型應根據(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)氣缸負載力的大小來確定氣缸的輸出力,由此計算出氣缸的缸徑. （2）氣缸的行程.氣缸的行程與使用的場合和機構(gòu)的行程有關(guān),但般不選用滿行程. （3）氣缸的強度和穩(wěn)定性計算 （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.般情況 下,采用固定式氣缸.在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床,磨床等） ,應選用回轉(zhuǎn)氣缸. 在活塞桿除直線運動外,還需作圓弧擺動時,則選用軸銷式氣缸.有特殊要求時,應選用相 應的特種氣缸. （5）氣缸的緩沖裝置.根據(jù)活塞的速度決定是否應采用緩沖裝置. （6）磁性開關(guān).當氣動系統(tǒng)采用電氣控制方式時,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. 要求無污染時需選用無給油或無油潤滑氣缸. 2.氣缸直徑計算 氣缸直徑的設計計算需根據(jù)其負載大小,運行速度和系統(tǒng)工作壓力來決定.,根據(jù) 氣缸安裝及驅(qū)動負載的實際工況,分析計算出氣缸軸向?qū)嶋H負載 F,再由氣缸平均運行速度 來選定氣缸的負載率 θ,初步選定氣缸工作壓力（般為 0.4 MPa～0.6 MPa） ,再由 F/θ, 計算出氣缸理論出力 Ft, zui后計算出缸徑及桿徑, 并按標準圓整得到實際所需的缸徑和桿徑. 例題 氣缸推動工件在水平導軌上運動.已知工件等運動件為 m=250 kg,工件與 導軌間的摩擦系數(shù) =0.25,氣缸行程 s 為 400 mm,經(jīng) 1.5 s 時間工件運動到位,系統(tǒng) 工作壓力 p = 0.4 MPa,試選定氣缸直徑. 解:氣缸實際軸向負載 F = mg =0.25 × 250 × 9.81=613.13 N 氣缸平均速度 s 400 v= = ≈ 267 mm/s t 1.5 選定負載率 θ =0.5 則氣缸理論輸出力 F1 = F 雙作用氣缸理論推力 θ = 613.13 = 1226.6 N 0.5 1 F1 = πD 2 p 4 氣缸直徑 按標準選定氣缸缸徑為 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4