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客戶想知道SMC氣缸如何選型
點(diǎn)擊次數(shù):1243 更新時(shí)間:2018-11-09

氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。氣缸有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和作往復(fù)擺動(dòng)的兩類。作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種。
①單作用氣缸:僅一端有活塞桿,從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓,氣壓推動(dòng)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,在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。
③膜片式氣缸:用膜片代替活塞,只在一個(gè)方向輸出力,用彈簧復(fù)位。它的密封性能好,但行程短。
④沖擊氣缸:這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速(10~20米/秒)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(chǔ)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(fù)擺動(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng)角小于 280°。此外,還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等。
氣缸作用:將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
氣缸分類:直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸、氣爪等。
氣缸結(jié)構(gòu):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(fù)滑動(dòng),缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)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(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)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(shí)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(shè)有進(jìn)排氣通口,有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)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(shè)有導(dǎo)向套,以提高氣缸的導(dǎo)向精度,承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量,延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵,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。

SMC 氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多,上述只是其中之一,當(dāng)然也可以在氣動(dòng)回路上采取措施,達(dá)到緩沖目的。 組合組合氣缸一般指氣缸與液壓缸相組合形成的氣-液阻尼缸、氣-液增壓缸等。*,通常氣缸采用的工作介質(zhì)是壓縮空氣,其特點(diǎn)是動(dòng)作快,但速度不易控制,當(dāng)載荷變化較大時(shí),容易產(chǎn)生“爬行”或“自走”現(xiàn)象;而液壓缸采用的工作介質(zhì)是通常認(rèn)為不可壓縮的液壓油,其特點(diǎn)是動(dòng)作不如氣缸快,但速度易于控制,當(dāng)載荷變化較大時(shí),采用措施得當(dāng),一般不會(huì)產(chǎn)生“爬行”和“自走”現(xiàn)象。把氣缸與液壓缸巧妙組合起來(lái),取長(zhǎng)補(bǔ)短,即成為氣動(dòng)系統(tǒng)中普遍采用的氣-液阻尼缸。氣-液阻尼缸工作原理見(jiàn)圖42.2-5。實(shí)際是氣缸與液壓缸串聯(lián)而成,兩活塞固定在同一活塞桿上。液壓缸不用泵供油,只要充滿油即可,其進(jìn)出口間裝有液壓?jiǎn)蜗蜷y、節(jié)流閥及補(bǔ)油杯。當(dāng)氣缸右端供氣時(shí),氣缸克服載荷帶動(dòng)液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)(氣缸左端排氣),此時(shí)液壓缸左端排油,單向閥關(guān)閉,油只能通過(guò)節(jié)流閥流入液壓缸右腔及油杯內(nèi),這時(shí)若將節(jié)流閥閥口開(kāi)大,則液壓缸左腔排油通暢,兩活塞運(yùn)動(dòng)速度就快,反之,若將節(jié)流閥閥口關(guān)小,液壓缸左腔排油受阻,兩活塞運(yùn)動(dòng)速度會(huì)減慢。這樣,調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)口大小,就能控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度??梢钥闯觯瑲庖鹤枘岣椎妮敵隽?yīng)是氣缸中壓縮空氣產(chǎn)生的力(推力或拉力)與液壓缸中油的阻尼力之差。

工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)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(guò)大,不僅使設(shè)備笨重、成本高,同時(shí)耗氣量增大,造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu),以減少氣缸的尺寸。 氣缸 下面是氣缸理論出力的計(jì)算公式: F:氣缸理論輸出力(kgf) F′:效率為85%時(shí)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(shí),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(diǎn),得: F=2800kgf;F′=2300kgf 在工程設(shè)計(jì)時(shí)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(yàn)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(shí)其推力為132kgf,(氣缸效率為85%)問(wèn):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(jì)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。
SMC氣缸選型的資料,下面為大家分享下個(gè)人經(jīng)驗(yàn):
1、預(yù)選SMC氣缸的缸徑
依據(jù)SMC氣缸的負(fù)載狀況,斷定SMC氣缸的軸向負(fù)載力F。
依據(jù)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)狀況,預(yù)選SMC氣缸的負(fù)載率η。
依據(jù)氣源供氣條件,斷定SMC氣缸的使用壓力P。P應(yīng)小于減壓閥進(jìn)口壓力的85%。
已知F,η和P,對(duì)單效果SMC氣缸,預(yù)設(shè)桿徑與缸徑之比d/D=0.5,依據(jù)前面所述SMC氣缸理論力的計(jì)算公式和負(fù)載率計(jì)算公式,便可選定缸徑D;對(duì)雙效果SMC氣缸,相同使用前面所述SMC氣缸理論力的計(jì)算公式和負(fù)載率計(jì)算公式,便可選定缸徑D。缸徑D的尺度應(yīng)規(guī)范化。
2、預(yù)選SMC氣缸行程
依據(jù)SMC氣缸的操作間隔及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程比來(lái)預(yù)選SMC氣缸的行程。為便于裝置調(diào)試,對(duì)計(jì)算出的行程要留有恰當(dāng)余量。應(yīng)盡量選為規(guī)范行程,可確保供貨速度,本錢(qián)下降。
3、挑選SMC氣缸的種類
依據(jù)SMC氣缸承當(dāng)使命的請(qǐng)求來(lái)挑選SMC氣缸的種類。例如請(qǐng)求SMC氣缸抵達(dá)行程終端無(wú)沖擊現(xiàn)象和碰擊噪聲,應(yīng)選緩沖SMC氣缸;如請(qǐng)求分量輕,應(yīng)選輕型缸;請(qǐng)求裝置空間窄且行程短,可選薄型缸;有橫向負(fù)載,可選帶導(dǎo)桿SMC氣缸;請(qǐng)求制動(dòng)精度高,應(yīng)選鎖緊SMC氣缸;不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),可選具有桿不反轉(zhuǎn)功用的SMC氣缸;除活塞桿作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)外,還需缸體做搖擺,可選耳軸式或耳環(huán)式裝置方法的SMC氣缸等。下圖是SMCSMC氣缸主要特征表,選型時(shí)能夠參照。
系列 驅(qū)動(dòng)方法 緩沖方法 結(jié)構(gòu)特征 
CJ1 繃簧牙壓回 無(wú)  極為細(xì)巧,裝置空間很小  
單桿雙效果 
CJP 繃簧牙壓回 無(wú) 軸向短,裝置空間小 
單桿雙效果 墊緩沖 
CJ2 單效果 墊緩沖 缸筒與缸蓋為壓鉚銜接。缸蓋銑成四個(gè)平面,便于裝置。結(jié)構(gòu)緊湊、輕?;钊麠U與導(dǎo)向套的空隙小,密封圈的耐磨性進(jìn)步,壽數(shù)是CJ1系列的1.5倍以上。SMC氣缸驅(qū)動(dòng)速度高。 
單桿雙效果
雙桿雙效果 墊緩沖
氣緩沖
C85
C95 單效果 墊緩沖 由于耳環(huán)上的軸承及活塞桿的導(dǎo)向精度高、耐磨性好,故活塞桿下垂小,SMC氣缸壽數(shù)長(zhǎng),能高速驅(qū)動(dòng),防塵效果好,防塵圈替換便利。外形輕巧,裝置簡(jiǎn)單、缸身耐沖擊 
單桿雙效果
雙桿雙效果
CM2 單效果 墊緩沖 缸筒為不銹鋼,耐外部沖擊。缸蓋與活塞用鋁合金,缸筒與端蓋為壓鉚銜接,端蓋外外表銑成四個(gè)平面,裝置空間小,裝置便利,分量輕。采用特別防塵圈,防塵好。導(dǎo)向套與活塞桿,缸筒與耐磨環(huán)空隙小,缸體與裝置腳座的裝置精度高,密封圈耐磨性好,壽數(shù)長(zhǎng),能高速驅(qū)動(dòng) 
單桿雙效果
雙桿雙效果 墊緩沖
氣緩沖
CG1 單效果 墊緩沖 缸筒與無(wú)桿側(cè)缸蓋壓成一體,缸筒與缸蓋為螺紋銜接,缸筒、缸蓋和活塞都采用鋁合金,軸向尺度短,分量比其它系列SMC氣缸輕10%~50%。裝置用附件的精度高。能高速驅(qū)動(dòng) 

氣缸常見(jiàn)問(wèn)題
⒈汽缸是鑄造而成的,汽缸出廠后都要經(jīng)過(guò)時(shí)效處理,使汽缸在鑄造過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力*消除。如果時(shí)效時(shí)間短,那么加工好的汽缸在以后的運(yùn)行中還會(huì)變形。
⒉汽缸在運(yùn)行時(shí)受力的情況很復(fù)雜,除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外,還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力,以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對(duì)汽缸的作用力,在這些力的相互作用下,汽缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。
⒊汽缸的負(fù)荷增減過(guò)快,特別是快速的啟動(dòng)、停機(jī)和工況變化時(shí)溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機(jī)檢修時(shí)打開(kāi)保溫層過(guò)早等,在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。
⒋汽缸在機(jī)械加工的過(guò)程中或經(jīng)過(guò)補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,但沒(méi)有對(duì)汽缸進(jìn)行回火處理加以消除,致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力,在運(yùn)行中產(chǎn)生久的變形。
⒌在安裝或檢修的過(guò)程中,由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因,使內(nèi)缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適,或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適,運(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。
⒍使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好、雜質(zhì)過(guò)多或是型號(hào)不對(duì);汽缸密封劑內(nèi)若有堅(jiān)硬的雜質(zhì)顆粒就會(huì)使密封面難以緊密的結(jié)合。
⒎汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)組的起停或是增減負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會(huì)造成螺栓的應(yīng)力松弛,如果應(yīng)力不足,螺栓的預(yù)緊力就會(huì)逐漸減小。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好,螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行當(dāng)中,在熱應(yīng)力和汽缸膨脹力的作用下被拉長(zhǎng),發(fā)生塑性變形或斷裂,緊力就會(huì)不足,使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。
⒏汽缸螺栓緊固的順序不正確。一般的汽缸螺栓在緊固時(shí)是從中間向兩邊同時(shí)緊固,也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固,這樣就會(huì)把變形大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊,間隙就會(huì)集中于中部,汽缸結(jié)合面形成弓型間隙,引起蒸汽泄漏。
氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏,一般是因活塞桿安裝偏心,潤(rùn)滑油供應(yīng)不足,密封圈和密封環(huán)磨損或損壞,氣缸內(nèi)有雜質(zhì)及活塞桿有傷痕等造成的。所以,當(dāng)氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏時(shí),應(yīng)重新調(diào)整活塞桿的中心,以保證活塞桿與缸筒的同軸度;須經(jīng)常檢查油霧器工作是否可靠,以保證執(zhí)行元件潤(rùn)滑良好;當(dāng)密封圈和密封環(huán)出現(xiàn)磨損或損環(huán)時(shí),須及時(shí)更換;若氣缸內(nèi)存在雜質(zhì),應(yīng)及時(shí)清除;活塞桿上有傷痕時(shí),應(yīng)換新。
氣缸的輸出力不足和動(dòng)作不平穩(wěn),一般是因活塞或活塞桿被卡住、潤(rùn)滑不良、供氣量不足,或缸內(nèi)有冷凝水和雜質(zhì)等原因造成的。對(duì)此,應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心;檢查油霧器的工作是否可靠;供氣管路是否被堵塞。當(dāng)氣缸內(nèi)存有冷凝水和雜質(zhì)時(shí),應(yīng)及時(shí)清除。
氣缸的緩沖效果不良,一般是因緩沖密封圈磨損或調(diào)節(jié)螺釘損壞所致。此時(shí),應(yīng)更換密封圈和調(diào)節(jié)螺釘。
氣缸的活塞桿和缸蓋損壞,一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機(jī)構(gòu)不起作用而造成的。對(duì)此,應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心位置;更換緩沖密封圈或調(diào)節(jié)螺釘。
解決方案
⒈汽缸變形較大或漏汽嚴(yán)重的結(jié)合面,采用研刮結(jié)合面的方法
如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi),以上缸結(jié)合面為基準(zhǔn)面,在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍(lán)紙,根據(jù)痕跡研刮下缸。如果上缸的結(jié)合面變形量大,在上缸涂紅丹,用大平尺研出痕跡,把上缸研平?;蚴遣扇C(jī)械加工的方法把上缸結(jié)合面找平,再以上缸為基準(zhǔn)研刮下缸結(jié)合面。汽缸結(jié)合面的研刮一般有兩種方法:
⑴是不緊結(jié)合面的螺栓,用千斤頂微微推動(dòng)上缸前后移動(dòng),根據(jù)下缸結(jié)合面紅丹的著色況來(lái)研刮。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)的高壓缸。
⑵是緊結(jié)合面的螺栓,根據(jù)塞尺的檢查結(jié)合面的嚴(yán)密性,測(cè)出數(shù)值及壓出的痕跡,修刮結(jié)合面,這種方法可以排除汽缸垂弧對(duì)間隙的影響。
⒉采用適當(dāng)?shù)钠酌芊獠牧?br />因汽輪機(jī)汽缸密封劑還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),制作原料和配方也各不相同,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊;在選擇汽輪機(jī)汽缸密封劑時(shí),就要選在行業(yè)內(nèi)有口碑,產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家,以保證檢修處理后汽缸的嚴(yán)密性。
⒊局部補(bǔ)焊的方法
由于汽缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕,選用適當(dāng)?shù)暮笚l把溝痕添平,用平板或平尺研出痕跡,研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi)。汽缸結(jié)合面變形較大或是漏汽嚴(yán)重時(shí),在下缸的結(jié)合面補(bǔ)焊一條或兩條10—20mm寬的密消除間隙封帶,然后用平尺或是扣上缸測(cè)量,并涂紅丹研刮,直到消除間隙。此操作的工藝也很簡(jiǎn)單,焊前預(yù)熱汽缸至150℃,然后在室溫下進(jìn)行分段退焊或跳焊。選用奧氏體焊條,如A407、A412,焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷。待冷卻室溫后進(jìn)行打磨修刮。
⒋汽缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂
當(dāng)汽缸結(jié)合面大面積漏汽,間隙在0.50mm左右時(shí),為了減少研刮的工作量,可用涂鍍的工藝。用汽缸做陽(yáng)極,涂具做陰極,在汽缸的結(jié)合面上反復(fù)涂刷電解溶液,涂層的厚度要根據(jù)汽缸結(jié)合面間隙的大小而定,涂層的種類要根據(jù)汽缸的材料和修刮的工藝而定。噴涂就是用的高溫火焰噴槍把金屬粉末加熱至熔化或達(dá)到塑性狀態(tài)后噴射于處理過(guò)的汽缸表面,形成一層具有所需性能的涂層方法。其特點(diǎn)就是設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便涂層牢固,噴涂后汽缸溫度僅為70℃—80℃不會(huì)使汽缸產(chǎn)生變形,而且可獲得耐熱,耐磨,抗腐蝕的涂層。注意的是在涂渡和噴涂前都要對(duì)缸面進(jìn)行打磨、除油、拉毛,在涂渡和噴涂后要對(duì)涂層進(jìn)行研刮,保證結(jié)合面的嚴(yán)密。
⒌結(jié)合面加墊的方法
如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大,可用80—100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低,然后剪成適當(dāng)?shù)男螤睿佋诮Y(jié)合面的漏汽處,再配以汽缸密封劑。如果結(jié)合面的間隙較大,泄漏嚴(yán)重,可在上下結(jié)合面開(kāi)寬50mm深5mm的槽,中間鑲嵌IGr18Ni9Ti的齒形墊,齒形墊的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右,并可用同等形狀的不銹鋼墊片做以調(diào)整。
⒍控制螺栓應(yīng)力的方法
如果汽缸結(jié)合面的變形較小,而且很均勻,可在有間隙處更換新的螺栓,或是適當(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力。按從中間向兩邊同時(shí)緊固,也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固螺栓。理論上來(lái)說(shuō),控制螺栓的預(yù)緊力可用公式d/L≤A來(lái)計(jì)算,但由于此計(jì)算的數(shù)據(jù)與測(cè)量的手段還在研究當(dāng)中,沒(méi)有達(dá)到推廣,多在螺栓的允許的大應(yīng)力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。
⒎新時(shí)期采用的高分子材料方法
隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,高分子復(fù)合材料逐漸在氣缸維護(hù)中取得了成功的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)手段相比,高分子復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的耐溫性能,良好的耐壓性能,以及更為出色的密封性能,且具有良好的塑變性,受熱不會(huì)固化,密封膜不會(huì)被破壞,從而保證了機(jī)件密封面的密封;加之易于清除,使用過(guò)的密封面可以用無(wú)水乙醇或丙酮輕易的擦去,而不會(huì)附著于密封面;由于其優(yōu)異的性能,逐漸受到越來(lái)越多氣缸企業(yè)的青睞。
 

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