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                                             SMC氣動(dòng)執(zhí)行元件　　

    氣動(dòng)執(zhí)行元件和控制元件氣動(dòng)執(zhí)行元件是一種能量轉(zhuǎn)換裝置, 它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng),旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或沖擊動(dòng)作.氣動(dòng)執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達(dá)兩大類. 氣缸用于提供直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng), 輸出力和直線速度或擺動(dòng)角位移. 氣馬達(dá)用于提供連續(xù) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速. 氣動(dòng)控制元件用來(lái)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力流量和方向等, 以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正 常進(jìn)行工作.氣動(dòng)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 一,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(dǎo)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(dòng)系統(tǒng)中zui常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來(lái)說(shuō)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(gè)腔.有活塞桿腔稱為有桿腔,無(wú)活塞桿腔稱為無(wú)桿腔. 當(dāng)從無(wú)桿腔輸入壓縮空氣時(shí), 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(fù)載推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng), 使活塞桿伸出; 當(dāng)有桿腔進(jìn)氣, 無(wú)桿腔排氣時(shí), 使活塞桿縮回. 若有桿腔和無(wú)桿腔交替進(jìn)氣和排氣,活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng). 2.氣缸的分類 氣缸的種類很多,一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征,功能,驅(qū)動(dòng)方式或安裝方法等進(jìn)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(yùn)動(dòng)形式分 為直線運(yùn)動(dòng)氣缸和擺動(dòng)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(jī)體上固定不動(dòng),有腳座式和法蘭式. 2）軸銷式氣缸 缸體圍繞固定軸可作一定角度的擺動(dòng),有 U 形鉤式和耳軸式. 3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上,可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).這種氣缸常 用于機(jī)床上氣動(dòng)卡盤中,以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)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(wú)特殊要求的場(chǎng)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),氣缸一般由缸筒,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(jìn)排氣通口,有的還設(shè)有氣緩沖機(jī)構(gòu).前缸蓋上,設(shè)有密封圈,防塵圈 3, 同時(shí)還設(shè)有導(dǎo)向套 4,以提高氣缸的導(dǎo)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(dǎo)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(shè)有緩沖柱塞,同時(shí)缸蓋上有緩沖節(jié)流閥和緩沖套,當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)到端頭時(shí), 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(dǎo)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(wú)桿 側(cè)端蓋 緩沖柱塞進(jìn)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(chǔ)上,通過(guò)改變或增加氣缸的部分結(jié)構(gòu),設(shè) 計(jì)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 一 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(fù)位的活塞式單作用氣缸, 工作時(shí), 膜片在 壓縮空氣作用下推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng).它的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,體積小,重量輕,密封性 好,不易漏氣,加工簡(jiǎn)單,成本低,無(wú)磨損件,維修方便等,適用于行程短的場(chǎng)合.缺點(diǎn)是 行程短,一般不趁過(guò) 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(lái)檢測(cè)氣缸行程的位置,控制氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng).因此,就不需要在缸筒 上安裝行程閥或行程開關(guān)來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置,也不需要在活塞桿上設(shè)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(hù)電路和動(dòng)作指示燈等,均用樹脂塑封在一個(gè)盒子內(nèi).當(dāng)裝有 *磁鐵的活塞運(yùn)動(dòng)到舌簧片附近,磁力線通過(guò)舌簧片使其磁化,兩個(gè)簧片被吸引接觸,則 開關(guān)接通.當(dāng)*磁鐵返回離開時(shí),磁場(chǎng)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(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng). 圖 13-4 磁性開關(guān)氣缸 1-動(dòng)作指示燈 2-保護(hù)電路 3-開關(guān)外殼 4-導(dǎo)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(cuò)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(fù)雜性 （3）帶閥氣缸 帶閥氣缸是由氣缸, 磁性開關(guān) 磁場(chǎng)變化 低 方便,不占位置 換向閥和速度控制 閥等組成的一種組 低 麻煩,占位置 合式氣動(dòng)執(zhí)行元件. 行程開關(guān) 機(jī)械觸點(diǎn) 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(diǎn). 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(jī)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(dāng)有電信號(hào)時(shí),則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動(dòng)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(dǎo)桿氣缸 圖 13-6 為帶導(dǎo)桿氣缸, 在缸筒兩側(cè)配導(dǎo)向用的滑動(dòng)軸承 （軸 瓦式或滾珠式）,因此導(dǎo)向精度高,承受橫向載荷能力強(qiáng). <![endif]> <![endif]> <![endif]> 13-6 典型帶導(dǎo)桿氣缸的結(jié)構(gòu) 13-6 典型帶導(dǎo)桿氣缸的結(jié)構(gòu) （5）無(wú)桿氣缸 無(wú)桿氣缸是指利用活塞直接或間 接方式連接外界執(zhí)行機(jī)構(gòu),并使其跟隨活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸.這種氣缸的zui 大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間. 1）磁性無(wú)桿氣缸 活塞通過(guò)磁力帶動(dòng)缸體外部的移動(dòng)體做同步移動(dòng),其結(jié)構(gòu)如 圖 13-7 所示.它的工作原理是:在活塞上安裝一組高強(qiáng)磁性的*磁環(huán),磁力 線通過(guò)薄壁缸筒與套在外面的另一組磁環(huán)作用,由于兩組磁環(huán)磁性相反,具有很 強(qiáng)的吸力.當(dāng)活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動(dòng)時(shí),則在磁力作用下,帶動(dòng)缸筒外的磁環(huán) 套一起移動(dòng).氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應(yīng). 圖 13-7 磁性無(wú)桿氣缸 1-套筒 2-外磁環(huán) 3-外磁導(dǎo)板 4-內(nèi)磁環(huán) 5-內(nèi)磁導(dǎo)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(jìn),排氣口 2）機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸 稱機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸,其結(jié)構(gòu)如 13-8 所示.在氣 缸缸管軸向開有一條槽,活塞與滑塊在槽上部移動(dòng). 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(guò)槽,把活塞與滑塊連成一體.活塞與滑塊連接在一起,帶 動(dòng)固定在滑塊上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng).這種氣缸的特點(diǎn)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(shè)置防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);3） 適用于缸 徑 10～80mm,zui大行程在缸徑≥40mm 時(shí)可達(dá) 7m;4） 速度高,標(biāo)準(zhǔn)型可達(dá) 0.1～ 0.5m/s;高速型可達(dá)到 0.3～3.0m/s.其缺點(diǎn) 圖 13-8 機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸 是:1） 密封性能差,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(shí)必須選用中壓式;2） 受負(fù)載力小,為了增加負(fù)載能力,必須增加導(dǎo) 向機(jī)構(gòu). 圖 13-8 機(jī)械接觸式無(wú)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(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)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(shí),鎖定活塞 1 縮回退出卡槽而開 鎖,活塞桿便可運(yùn)動(dòng). 圖 13-9 帶端鎖氣缸的結(jié)構(gòu)原理 a）手動(dòng)解除非鎖式 b）手動(dòng)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(dǎo)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(dòng)活塞 6,制動(dòng)瓦 1,制動(dòng)臂 4 和制動(dòng)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(gè)放大的作用力作用在制動(dòng)瓦 1 上, 把活塞桿鎖緊. 要釋放對(duì)活塞的鎖緊, 向供氣口 A′供應(yīng)壓縮空氣,把鎖緊彈簧力撤掉. 圖 13-10 制動(dòng)氣缸制動(dòng)裝置工作原理 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動(dòng)瓦 2-制動(dòng)瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動(dòng)臂 5-壓輪 6-錐形制動(dòng)活 塞 7-制動(dòng)彈簧 （7）氣動(dòng)手爪 氣動(dòng)手爪這種執(zhí)行元件是一種變型氣缸.它可以用來(lái)抓取物體, 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手各種動(dòng)作.在自動(dòng)化系統(tǒng)中,氣動(dòng)手 爪常應(yīng)用在搬運(yùn),傳送工件機(jī)構(gòu)中抓取,拾放物體. 圖 13-10 制動(dòng)氣缸制動(dòng)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(dòng)瓦 2-制動(dòng)瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動(dòng)臂 5-壓輪 6-錐形制動(dòng)活塞 7-制動(dòng)彈簧 圖 13-11 平行開合手指 氣動(dòng)手爪有平行開合手指（如圖 13-11 所示）,肘節(jié)擺動(dòng)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(diǎn)開閉式驅(qū)動(dòng)方式有直線式和旋轉(zhuǎn) 式. 氣動(dòng)手爪的開閉一般是通過(guò)由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手爪相連的 曲柄連桿,滾輪或齒輪等機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)各個(gè)手爪同步做開,閉運(yùn)動(dòng). （8）氣液阻尼缸 氣缸以可壓縮空氣為工作介質(zhì),動(dòng)作快,但速度穩(wěn)定性差,當(dāng)負(fù)載變 化較大時(shí),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(dá) 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(dòng)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?yàn)橛褪遣豢蓧嚎s的） ,發(fā)揮了 液壓傳動(dòng)穩(wěn)定,傳動(dòng)速度較均勻的優(yōu)點(diǎn).常用于機(jī)床和切削 裝置的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置. 串聯(lián)式氣液阻尼缸的結(jié)構(gòu)如圖 13-12 所示.它采用一根活塞桿將兩活塞串在一起,油 缸和氣缸之間用隔板隔開, 防止氣體串入油缸中. 當(dāng)氣缸左端進(jìn)氣時(shí), 氣缸將克服負(fù)載阻力, 帶動(dòng)油缸向右運(yùn)動(dòng),調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度就能改變阻尼缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度 . 圖 13-13 單葉片式擺動(dòng)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(dòng)氣缸 擺動(dòng)氣缸 是一種在小于 360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的氣 缸,它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,輸出 力矩使 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng).擺動(dòng)氣缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為葉片式和活塞式兩種. 1） 葉片式擺動(dòng)氣缸 單葉片式擺動(dòng)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.定子和缸體固定在一起,葉片和轉(zhuǎn)子 聯(lián)在一起.在定子上有兩條氣路,當(dāng)左路進(jìn)氣時(shí),右路排氣,壓縮空氣推動(dòng)葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子順 時(shí)針擺動(dòng).反之,作逆時(shí)針擺動(dòng). 葉片式擺動(dòng)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(dòng)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(yīng)用 上受到限制,一般只用在安裝位置受到限制的場(chǎng)合,如夾具的回轉(zhuǎn),閥門開閉及工作臺(tái)轉(zhuǎn)位 等. 圖 13-13 單葉片式擺動(dòng)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(dòng)氣缸 圖 13-14 活塞式擺動(dòng)氣缸是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵?軸的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng).按結(jié)構(gòu)不同可分為齒輪齒條 式, 齒輪齒條式擺動(dòng)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(dòng)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(dòng)氣缸是通過(guò)連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的一種擺動(dòng)氣缸, 其 結(jié)構(gòu)原理如圖 13-14 所示.活塞僅作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng), 摩擦損失少,齒輪傳動(dòng)的效率較高,此擺動(dòng)氣缸效率可達(dá)到 95%左右.

SMC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(shè)計(jì)計(jì)算與液壓缸類似,可參見液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì) 算.如雙作用單活塞桿氣缸推力計(jì)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(wú)桿腔,有桿腔活塞面積（m2） ; p — 氣缸工作壓力（Pa） . 實(shí)際中, 由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞桿的實(shí)際輸出力 小于理論推力,稱這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力.

　　氣缸的效率 η 是氣缸的實(shí)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(rùn)滑狀態(tài).此外,氣 缸的運(yùn)動(dòng)速度,排氣腔壓力,外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響.

　　2） 負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知, 要確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的. 于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時(shí),常用到負(fù)載率的概念.氣缸的負(fù)載率β定義為 β= 氣缸的實(shí)際負(fù)載 F × 100 % 氣缸的理論輸出力 Ft （l3-5） 氣缸的實(shí)際負(fù)載是由實(shí)際工況所決定的,若確定了氣缸負(fù)載率 θ,則由定義就能確定氣 缸的理論輸出力,從而可以計(jì)算氣缸的缸徑. 對(duì)于阻性負(fù)載,如氣缸用作氣動(dòng)夾具,負(fù)載不產(chǎn)生慣性力,一般選取負(fù)載率β為 0.8; 對(duì)于慣性負(fù)載,如氣缸用來(lái)推送工件,負(fù)載將產(chǎn)生慣性力,負(fù)載率β的取值如下 β<0.65 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng),v <100 mm/s 時(shí); β<0.5 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng),v=100～500 mm/s 時(shí); β<0.35 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng),v >500 mm/s 時(shí).

　　3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積,稱這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣 量,一般情況下,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(dòng)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(dòng)態(tài)特性 是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)間的變化情 況.它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能. 四,氣缸的選型及計(jì)算 1.氣缸的選型步驟 氣缸的選型應(yīng)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(fù)載力的大小來(lái)確定氣缸的輸出力,由此計(jì)算出氣缸的缸徑. （2）氣缸的行程.氣缸的行程與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但一般不選用滿行程. （3）氣缸的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)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.一般情況 下,采用固定式氣缸.在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)（如車床,磨床等） ,應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸. 在活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外,還需作圓弧擺動(dòng)時(shí),則選用軸銷式氣缸.有特殊要求時(shí),應(yīng)選用相 應(yīng)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(yīng)采用緩沖裝置. （6）磁性開關(guān).當(dāng)氣動(dòng)系統(tǒng)采用電氣控制方式時(shí),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(wú)污染時(shí)需選用無(wú)給油或無(wú)油潤(rùn)滑氣缸. 2.氣缸直徑計(jì)算 氣缸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算需根據(jù)其負(fù)載大小,運(yùn)行速度和系統(tǒng)工作壓力來(lái)決定.首先,根據(jù) 氣缸安裝及驅(qū)動(dòng)負(fù)載的實(shí)際工況,分析計(jì)算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載 F,再由氣缸平均運(yùn)行速度 來(lái)選定氣缸的負(fù)載率 θ,初步選定氣缸工作壓力（一般為 0.4 MPa～0.6 MPa） ,再由 F/θ, 計(jì)算出氣缸理論出力 Ft, zui后計(jì)算出缸徑及桿徑, 并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實(shí)際所需的缸徑和桿徑. 例題 氣缸推動(dòng)工件在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng).已知工件等運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量為 m=250 kg,工件與 導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù) =0.25,氣缸行程 s 為 400 mm,經(jīng) 1.5 s 時(shí)間工件運(yùn)動(dòng)到位,系統(tǒng) 工作壓力 p = 0.4 MPa,試選定氣缸直徑. 解:氣缸實(shí)際軸向負(fù)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)選定氣缸缸徑為 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4