氣缸的種類及選型、計算

2021-01-09 SolidWorks非標自動化

一、氣缸型號分類

(1)從動作上分為單作用和雙作用,結構示意圖如圖所示,前者又分彈簧壓回和壓出兩種,一般用於行程短、對輸出力和運動速度要求不高的場合(價格低、耗能少),雙作用氣缸則更廣泛應用。(註:不要把單雙作用氣缸跟帶還是不帶磁環氣缸等同了)

(2)從功能上來分(比較貼合設計情況),類型較多,如標準氣缸、複合型氣缸、特殊氣缸、擺動氣缸、氣爪等,其中比較常用的為自由安裝型氣缸、薄型氣缸、筆形氣缸、雙杆氣缸、滑臺氣缸、無杆氣缸、旋轉氣缸、夾爪氣缸等,如圖所示,大家只要了解各種氣缸大致特性和對應型號,要用時調(標準件圖紙)出來即可!

基於對氣缸在動力特性或空間布局方面的應用特長,我們在實際選用氣缸時,首先是確定一個合適的類別從三面考慮:功能要求、空間要求,精度要求。

氣缸型號、氣缸種類、氣缸規格、最全面的氣缸大全選型介紹與分析

●節省空間

指氣缸的軸向或徑向尺寸比標準氣缸的較大或較小的氣缸,具有結構緊湊、重量輕、佔用空間小等優點,比如薄型氣缸(如SDA系列,缸徑=Φ12mm~Φ100mm,行程≤100mm)和自由安裝型氣缸(如CU系列,缸徑=Φ6mm~Φ32mm,行程≤100mm),如圖所示:

廣泛應用的氣缸具有節省空間特長的還有無杆氣缸,形象地說,有杆氣缸的安裝空間約2.2倍行程的話,無杆氣缸可以縮減到約1.2倍行程,一般需要和導引機構配套,定位精度也比較高。

磁偶式無杆氣缸:活塞兩側受壓面積相等,具有同樣的推力,有利於提高定位精度,適合長行程,重量輕、結構簡單、佔用空間小,如圖所示

機械式無杆氣缸:「有較大的承載能力和抗力矩能力,適用缸徑Φ10mm~Φ80mm,如圖所示

此外,同樣希望節省空間兼顧導向精度要求時,往往會用到雙杆氣缸(相當於兩個單杆氣缸並聯成一體),如圖所示。

●精度要求

一般採用滑臺氣缸(將滑臺與氣缸緊湊組合的一體化的氣動組件),也有各種細分的類型,工件可安裝在滑臺上,通過氣缸推動滑臺運動,適用於精密組裝、定位、傳送工件等。

●擺動/旋轉運動

遇到需要擺動或轉動的場合,一般採用旋轉氣缸,主要有以下幾類:

葉片式旋轉缸:用內部止動塊或外部擋塊來改變其擺動角度。止動塊於缸體固定在一起,葉片於轉軸連在一起。氣壓作用在葉片上,帶動轉軸迴轉,並輸出力矩。葉片式擺缸由單片式和雙片式。雙片式的輸出力矩比單片式大一倍,但轉角小於180度。

齒輪式旋轉缸:氣壓力推動活塞帶動齒條作直線運動,齒條推動齒輪作迴轉運動,由齒輪軸輸出力矩並帶動外負載擺動。齒輪齒條式擺缸有CRJ、CRJU(缸大小代號0.5、1mm),CRA1(缸徑30~100mm標準型)、CRQ2(缸徑10~40mm薄型)、MSQ(缸徑10~200mm擺動平臺)系列可供選擇。

轉角下壓氣缸:也稱迴轉夾緊氣缸,旋轉到一定角度後下壓夾緊

●夾持/固定產品

一般用氣動夾爪氣缸(原理:開閉一般是通過由氣缸活塞產生的往復直線運動帶動與手爪相連的曲柄連杆、滾輪或齒輪等機構,驅動各個手爪同步做開、閉運動。),它可以用來抓取物體,實現機械手的各種動作,常應用在搬運、傳送工件機構中抓取、拾放物體,內部結構示意圖如圖所示:

●其他場合

要求氣缸到達行程終端無衝擊現象和撞擊噪聲,應選緩衝氣缸;有橫向負載,可選帶導杆氣缸;要求制動精度高,應選鎖緊氣缸;不允許活塞杆旋轉,可選具有杆不迴轉功能的氣缸;除活塞杆作直線往復運動外,還需缸體做擺動,可選耳軸式或耳環式安裝方式的氣缸等。還比如超大行程,比如較大動力,比如空間極小……又分別應該用什麼類型的氣缸?請多翻閱型錄, 認真總結,這裡從略。

要提醒的是,只有建立在對種類繁多的氣缸有類似上述這些基本認識的前提下,我們才可能對氣缸的選型做到儘可能地合理、準確,因為實際選型過程,都是先根據工況去選擇哪類氣缸(對氣缸不熟悉就很難對應得上),進而再確認該類氣缸的各種參數和匹配附件。

注意:氣缸的選型在氣動使用中經常涉及到,那麼在做氣缸選型時需要注意什麼? 下面簡單介紹下氣缸

選型的方法和步驟。

氣缸選型一般是這樣:首先先根據你需要的出力換算出氣缸的活塞面積

F=n*P*S

公式中

F是所需要的輸出力,

P是系統壓力,

S就是活塞面積了,

n是安全係數,一般氣缸水平使用取0.7,垂直使用取0.5,

活塞面積出來了再換算成活塞直徑,一般氣缸使用直徑表示。

其次是根據運動的距離選擇氣缸的行程,如果需要壓緊,一般會吃進3~5mm。

然後根據安裝方式選擇你需要的安裝,是角座,法蘭還是耳環安裝。

最後選擇是否需要行程檢測開關等輔件就好了。

氣缸最主要的數據是缸徑和行程

我們以雙作用氣缸為例,介紹雙作用氣缸選型程序。

1.選定氣缸缸徑

根據氣缸的負載狀態,確定氣缸的軸向負載力F。

根據負載的運動狀態,預選氣缸的負載率η。

根據氣源供氣條件,確定氣缸的使用壓力P。P應小於減壓閥進口壓力的85%。

已知F,η和P,對單作用氣缸,預設杆徑與缸徑之比d/D=0.5,根據前面所述氣缸理論力的計算公式和負載率計算公式,便可選定缸徑D;對雙作用氣缸,同樣使用前面所述氣缸理論力的計算公式和負載率計算公式,便可選定缸徑D。缸徑D的尺寸應標準化。

2.選定氣缸行程

根據氣缸的操作距離及傳動機構的行程比來預選氣缸的行程。為便於安裝調試,對計算出的行程要留有適當餘量。應儘量選為標準行程,可保證供貨速度,成本降低。

3.選定氣缸品種

將使用目的及需要的缸徑及行程作為條件,從氣缸系列中選出所需的氣氣缸品種。

4.選定安裝形式

不同系列有不同的安裝形式,而各系列亦有多種安裝形式可供選擇,應根據氣缸的不同用途,來選擇安裝形式。

安裝形式有:基本型,腳座型,杆側法蘭型,無杆側法蘭型,單耳環型,雙耳環型,杆側耳軸型,無杆側耳軸型,中央耳軸型。

5.選定緩衝形式

按照用途所需,選擇出氣缸的緩衝形式。氣缸緩衝形式分為:無緩衝,橡膠緩衝,氣緩衝,液壓緩衝器。

6.磁性開關的選定

安裝於氣缸上的磁性開關,主要是作位置檢測之用。需要注意的是:氣缸內置磁環,是使用磁性開關的先決條件。磁性開關的安裝形式有:鋼帶安裝,軌道安裝,拉杆安裝,真接安裝。

以上就是關於氣缸選型的方法和步驟,希望在氣缸選型的時候可以幫助到大家

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