标准气缸怎么选择,标准气缸的选型指南

  • 藤仓自动化
  • 2021-05-14 16:52
  标准气动缸有数千种变化。这儿介绍了不同的类型,怎么计算力,速度和空气耗费,可用选项以及何时考虑特殊规划。气动缸被广泛用于在各种OEM设备上发生力和运动。他们能够经过推动,拉动,提高,降低或旋转来直接或间接移动产品,并能够经过将其夹紧在适当的方位来防止其移动。
  气缸的简单,经济,耐用和易于安装的特点在很大程度上得到了广泛的承受。它们能够在广泛的速度范围内发生数千磅的力;高速循环而不会过热;并在没有内部损坏的情况下失速。而且它们很简单承受恶劣的条件,例如高湿度,多尘的环境以及重复性的高压冲洗。气动执行器有数千种样式,尺寸和装备。这种多样性使更多的创新设备成为可能,但为使用挑选出最佳的气缸可能会有些让人不知所措。以下是一些要害注意事项。
 
  1、气缸设计
 
  基本的杆式工业气缸由端盖密封的管组成。附接到内部活塞的杆穿过端部之一中的密封开口延伸。气缸安装在机器上,活塞杆作用在负载上。
 
  气缸一端的端口将压缩空气供应到活塞的一侧,从而使压缩空气(和活塞杆)运动。另一端的端口可让活塞另一侧的空气逸出-通常排到大气中。颠倒两个端口的作用,会使活塞和活塞杆朝相反的方向运动。
 
  杆式气缸有两种作用方式:
 
  双作用气缸使用压缩空气来驱动伸出和缩回冲程,从而使活塞前后移动。这种布置使其成为推拉货物的理想选择。控制排气速度决定杆速。
 
  单作用气缸的压缩空气仅供应到活塞的一侧。另一侧通向大气。取决于是否将空气输送到盖或杆端,确定杆是伸出还是缩回。最常见的类型是压力扩展,当空气排出时,内部弹簧将活塞返回到其原始位置。在其他设计中,重力或外部弹簧为回程提供动力。
 
  2、杆式气缸有多种设计:
 
  可维修的气缸可以拆卸以更换密封件和其他内部组件。这延长了汽缸的寿命。这些耐用的气缸通常用于坚固耐用的应用中。
 
  终生密封或“一次性”气缸的端盖机械地压接到管子上。内部组件在组装前已预润滑。尽管它们的制造成本不及可比较的可修复气缸,但在不破坏外壳的情况下,无法将它们拆开进行修复。这些气缸通常用于轻型应用,并且在出现故障时必须更换。
 
  3、紧凑型气缸可安装在较小的空间中,仅需要较短的行程。由于杆在其上滑动,轴承表面较小,因此可用于轻型应用。它们主要有单作用版本,但也有双作用样式。
 
  4、导向缸具有平行于活塞杆或双活塞杆安装的导向杆和导向块。它们可以防止活塞旋转,并提供精确,受控的线性运动-尤其是在设备承受高侧向载荷的情况下。在这种情况下,导向装置可减少杆和活塞的弯曲以及不均匀的密封件磨损。建议将它们用于具有较大偏移载荷的应用中,或者要求将载荷引导,例如沿着传送带向下引导。
 
  5、齿条齿轮单元将气缸的线性运动转换为可以超过360°的角旋转。旋转执行器-齿条安装在杆上-在过程工业中通常用于操作直角回转阀。
 
  除杆式气缸外,其他设计还包括:
 
  6、波纹管是耐用的单作用执行器,具有柔性的,增强的弹性壁和金属端板。由于其直径大,它们在充气时会伸展并产生很大的力。圆柱形状使它们可以在任何方向上弯曲,从而使它们在负载方向可能弯曲的地方很有用。请注意,应使用外部约束来限制最大伸展和压缩。不受限制的延伸可能会吹散端板,而没有约束的排气会使负载压坏侧壁。
 
  顾名思义,无杆气缸没有杆穿过端盖。取而代之的是,外部滑架在试管上来回滑动。负载安装在此滑架上。在许多设计中,内部活塞通过气缸壁上的密封纵向狭槽机械地连接至滑架。气缸管内外的长密封条可防止空气泄漏以及灰尘和污垢进入。其他变化形式包括电缆和皮带轮装置以及磁耦合的活塞和滑架。
 
  7、无杆气缸非常适合长行程或高力矩负载的应用。因为行程包含在气缸的整体外壳内,所以它们节省了空间。大多数制造商提供几种托架设计。最常见的三种是内部引导,外部引导和精密滚子引导。
 
  8、力输出
 
  另一个关键的选择标准是汽缸产生多少力。根据气压和缸径(气缸ID)确定。一般经验法则是,对于垂直和高摩擦力应用,所需的力应为要移动的载荷的两倍。在某些情况下,需要附加力来补偿摩擦。设计人员可以通过将有效活塞面积乘以工作压力来计算缸力。推力的有效面积是气缸孔。对于拉力,它是孔面积减去活塞杆的横截面面积。因此,理论推力为:
 
  ˚F=π(d 2/4-d 2/4)P其中˚F=力,磅;D=缸孔,英寸。和P=压力,psi。理论拉力是:˚F=π(d 2/4-d 2/4)P,其中d=活塞杆直径,英寸
 
  带弹簧的单作用气缸的力计算变得更加复杂。随着行程的进行,与推或拉相反的力会增加。实际上,制造商的产品目录经常列出双作用气缸和单作用气缸的推拉值,从而简化了用户的计算。
 
  估算具有不同孔径的气缸的相对力时,请记住,推力随直径的平方增加。换句话说,将孔加倍将使推力增加四倍。
 
  9、速度
 
  速度会影响生产率,寿命和可控性。通过以下方式计算气缸的冲程速度:
 
  s=28.8 q/A
 
  s=速度,ips;q=气流,以标准立方英尺/分钟为单位;A=活塞面积in.2
 
  其他可能影响速度的因素包括端口尺寸,通过控制阀的进气和排气流量以及软管或管道的尺寸(如果它们产生了限制进出气缸的气流的瓶颈)。同样,勉强能够移动负载的气压也会影响速度。
 
  对于阀门,气缸,压力和负载的任何固定组合,通常需要对气缸速度进行可调节的控制。气缸端口的流量控制使用户可以根据自己的应用调整速度。
 
  对于大多数应用,安装单向流量调节器以限制从气缸流出的流量并允许自由流入,以达到最佳效果。杆端端口中的调节器控制伸出速度,而盖端端口中的一个调节器控制缩回。
 
  10、耗气量
 
  在快速循环设备上,通常需要计算气缸的空气消耗量,以确保有足够的供应空气。气缸空气消耗分为两部分。一种是活塞的排量。另一个是端盖腔,气缸端口,连接管和阀门的未清扫体积。未扫描的部分可能只占总数的一小部分,并将随安装情况而变化。
 
  最好确保压缩机在“最坏情况”下具有足够的能力为气动设备提供动力。否则,关键时刻的空气不足会导致性能下降。
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