1、气缸的分类
1.1 按结构分类
1.2 按缸径分类
缸径2.5 ~ 6mm为微型气缸,8 ~ 25mm为小型气缸,32 ~ 320mm为中型气缸,大于320mm为大型气缸。
1.3 按安装形式分类
按气缸的安装件是否可拆卸,可分为可拆式和整体式气缸两种。
1.4 按缓冲形式分类
为防止气缸活塞在行程终端撞击缸盖,一般都设有缓冲装置。气缸内设有缓冲装置的,称缓冲气缸;否则,就是 无缓冲气缸。无缓冲气缸适用于微型气缸、小型单作用气缸和短行程汽缸。通常所说的“缓冲”汽缸是指气垫缓冲。
气缸的缓冲可分为弹性垫缓冲(一般为固定的)和气垫缓冲(一般为可调的)。弹性垫缓冲是在活塞两侧设置橡胶垫,或者在两端盖上设置橡胶垫,吸收动能,常用于缸径小于25mm的气缸。气垫缓冲是利用活塞在行程终端前封闭 的缓冲腔室所形成的气垫作用来吸收动能的,适用于大多数气缸的缓冲。
1.5 按驱动方式分类
驱动方式是指压缩空气作用在活塞端面上的方向,有单向作用气缸和双向作用气缸两种。
2、单/双作用气缸动作原理
单作用气缸动作原理
单作用气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出(或缩回),而另一端靠弹簧力、自重或其他外力等使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸只在动作方向需要压缩空气,故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。
根据复位弹簧位置将作用气缸分为预缩型气缸和预伸型气缸。当弹簧装在有杆腔内时,由于弹簧的作用力而使气缸活塞杆初始位置处于缩回位置,我们将这种气缸称为预缩型单作用气缸;当弹簧装在无杆腔内时,气缸活塞杆初始位置为伸出位置的称为预伸型气缸。
双作用气缸动作原理
从无杆腔端的气口输入压缩空气时,若气压作用在活塞左端面上的力克服了运动摩擦力、负载等各种反作用力,则当活塞前进时,有杆腔内的空气经该端气口排出,使活塞杆伸出。同样,当有杆腔端气口输入压缩空气时,活塞杆缩回至初始位置。通过无杆腔和有杆腔交替进气和排气,活塞杆伸出和缩回,气缸实现往复直线运动。
3、气缸缸径计算讲解
① 气缸的理论输出力
普通双作用气缸的理论推力F=SP
其中S表示缸筒面积;P表示气缸的工作压力。
缸径D带入公式,S=(π/4)D² 即为F=(π/4)D²P;
理论拉力F1为F1=(π/4)(D²-d²)p,其中d表示活塞杆直径,估算时可令d=0.3D
②气缸的负载率
气缸的负载率(η)伊塔是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比
η =(F/F0)X100%
气缸的实际负载是由工况所决定的,若确定了负载率β也就能确定气缸的
理论出力,负载率β的选取与气缸的负载性能及气缸的运动速度有关,
如下图所示
负载的运动状态 |
静负载 (如夹紧、低速压铆) |
动载荷 |
||
气缸速度 <100mm/s |
气缸速度 100~500mm/s |
气缸速度 >500mm/s |
||
负载率(η) |
≦80% |
≦65% |
≦50% |
≦30% |
【例】用气缸水平推动台车,负载质量m=150kg,台车与床面间摩擦系数μ=0.3,气缸行程L=300 mm,要求气缸的动作时间t=0.8s,工作压力p=0.5MPa,试选定缸径。
解:轴向负载力为F=μmg=0.3×150×9.8=450 (N)
气缸的平均速度为v=s/t =300/0.8 =375(mm/s)
选取负载率为μ=0.5
理论输出力为F0= F/ η=450/0.5 =900 (N)
由式(10-2)得双作用气缸缸径为
D=√4F0/πp=√(4*900)/(π*0.5) =47.9(mm)
故选取双作用缸的缸径为50mm。