气缸缸径和速度关系(谈一谈气缸选型)

Posted 2023-05-30

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气缸缸径和速度关系(谈一谈气缸选型)

气缸的理论输出力

普通双作用气缸的理论推力（N）为：

式中,D一缸径(mm)，p一气缸的工作压力(MPa)。

理论拉力(N)为：

式中,d一活塞杆直径（mm）时,估算时可令d=0.3D。

气缸的负载率

气缸的负载率：是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比。

负载力是选择气缸的重要因素。负载情况不同，作用在活塞轴上的实际负载力也不同。

气缸的实际负载是由工况所决定的，若确定了负载率η也就能确定气缸的理论出力，负载率η的选取与气缸的负载性能及气缸的运动速度有关（见下表）

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％

普通气缸的计算举例

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0.3，气缸行程L=300mm，要求气缸的动作时间t=0.8s，工作压力P=0.5Mpa。试选定缸径。

其中P1——气缸推力，P2——气缸拉力

其它方面的选择

1、类型的选择

根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。

2、安装形式

根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。

3、作用力的大小

即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。

4、活塞行程

与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加10～20㎜的余量。

5、活塞的运动速度

主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50～800㎜/s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气—液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。

气缸的选型步骤

程序1：根据操作形式选定气缸类型：

气缸操作方式有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式

程序2：选定其它参数：

1、选定气缸缸径大小根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定

2、选定气缸行程工件移动距离

3、选定气缸系列

4、选定气缸安装型式不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型

5、选定缓冲器无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、油压吸震器

6、选定磁感开关主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环

7、选定气缸配件包括相关接头

当然，现在有很多气缸的选型软件，可以实现选型功能，只需要输入相应参数即可。

Airtac气缸选型软件、亚德克AirTAC气动元件3d模型库（2018版本）

PositioningDrives 定位驱动系统气缸选型软件

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