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第12课:气缸选型:气缸缸径与行程选择

2015年04月19日 [气动系统教程] 浏览:29732 评论:8

气缸的选型主要考虑三个方面。一,结构;二,缸径;三,行程。至于“结构”不是我们这里要讲的重点,但我会稍微提下。我们这篇教程主要讲“气缸缸径(气缸缸体的内径)”与“气缸行程(气缸活塞移动的最大距离)”的选型计算,以一个简单实例为基准。

在考虑气缸结构选型上,机械设计工程师网建议您先对气缸的种类作个简单的了解,即拿本气缸选型书看看有个印象即可,如知道气缸有标准气缸、滑台气缸、无杆气杆、双轴气缸等等。其次了解单作用气缸与双作用气缸的区别。那么气缸结构选型上就基本确定,然后根据成本比较,选择你最终的结构气缸即可。

既然谈到了单作用气缸与双作用气缸,我就顺便谈下,因为写教程就是写的时候,根本不知道会谈到这个,故我经常建议大家多写教程发给我,因为写教程就是对自己的积累,言归正传。假如气缸复位时没有负载,则可选择单作用气缸,否则就是双作用气缸(还跟时C/T有关,故单作用气缸用得相对较少)。

气缸的选择.jpg

如上图所示,显示的负载是40kg,设定提升行程是90mm。所以根据图中的气缸安装方式其回程推力应大于40kgf。而在实际工程应用中气缸的效率大约是85%,所以,而我们再乘以一个安全系数Sp,则实际要求的推力为:

F = (Fl X Sp) / 0.85

F1:负载

Sp: 气动产品安全系数1.25,此参数是一个工程经验值,根据各种应用场合不同可以适当做一些调整,无量纲常量。注意,我们在这里提到气缸的效率85%,是指气缸在低速运动的时候。通常如果气缸的运动速度在100-500mm/s范围时,效率会大幅下降至约50-60%。这个主要源于气体的可压缩性。显然,如果超过500mm/s的速度时,其效率会更低。

气缸作用力的计算公式为:

F = A X P

A: 压缩空气作用于活塞的运动方向的面积单位cm2

P: 气路供气压强单位kgf/cm2

F: 气缸作用力单位kgf根据以上公式可以得到:

A = F / P = 58.8 / 6 = 9.8 cm2

根据图示的安装方式,可以知道,气缸的回程方向为负载提升方向,所以,其气体作用于活塞的面积为:

A = 3.14 X (D/2)2 - 3.14 X (d/2)2

D: 气缸缸径单位cm

d: 气缸活塞杆直径单位cm

校验气缸:根据经验选择一个气缸,如气缸中40mm缸径的活塞杆直径为Φ16,所以实际回程时气体作用面积为:

A = 3.14 X (D/2)2 - 3.14 X (d/2)2 = 10.56 cm2 > 9.8 cm2

所以,缸径选择合适。

根据要求,提升行程90mm,则选取气缸标准行程为100mm(有指定行程气缸,一般我们选标准行程)。气缸两端或者单端加限位调整装置,调整到需要行程即可。注意,通常普通气缸的行程都会有+/-1mm 的误差,所以在需要精确定位的时候,需要选择气缸行程大于需要行程,而在定位处加设限位装置。 

(编辑:非标机械设计工程师网)

网友最新评论 (8)
  1. 老大
    请问,气路供气压强“6”是怎么来的?
    老大2017-07-28 10:08:05回复
  2. 访客
    3.14*(40)^2-3.14*(16)^2≠10.56呀
    访客2016-08-31 16:24:38回复
    • 访客
      嗯 是对的 半径 不是直径
      访客2016-09-01 12:39:33回复
      • 访客
        半径也不对,这公式得不出10.56吧,试了n遍,依然无法得出10.56
        访客2016-09-03 09:51:16回复
        • 访客1
          3.14*2*2-3.14*0.8*.08=10.5504,你不得先把单位换算成CM吗? 然后再算半径
          访客12016-09-29 10:51:30回复
  3. 丁丁
    管理员,可不可以举个水平方向上推力,气缸的选型实例,多谢!
    丁丁2016-05-20 10:23:10回复
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