如何選擇氣缸,氣缸的選擇因素是什么?
氣缸在于其簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、成本效益高以及易于安裝和維護(hù)。它們?cè)趶V泛的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生巨大的力,長(zhǎng)時(shí)間保持高速運(yùn)行而不會(huì)過(guò)熱,并且在失速時(shí)不會(huì)受到損壞。最重要的是,氣缸足夠堅(jiān)固,可以在骯臟和多塵的環(huán)境、高壓沖洗、高濕度和易爆區(qū)域等極端條件下工作。但是,這種多功能性可能會(huì)使您很難為您的特定應(yīng)用確定正確類(lèi)型的執(zhí)行器。必須考慮到一些關(guān)鍵因素。
1、風(fēng)格:
選擇氣缸設(shè)計(jì)時(shí)的第一個(gè)區(qū)別是選擇無(wú)桿還是活塞桿驅(qū)動(dòng)。在單作用桿型中,通過(guò)氣缸一端的端口進(jìn)入的壓縮空氣移動(dòng)活塞桿,一個(gè)沖程移動(dòng)負(fù)載,一個(gè)排氣口將空氣排出。桿移動(dòng)的速度取決于空氣排出的速度。雙作用氣缸也將桿再次向后驅(qū)動(dòng),允許推拉負(fù)載運(yùn)動(dòng),而單作用氣缸使用復(fù)位彈簧。
桿式氣缸可以進(jìn)一步細(xì)分為不同的類(lèi)型:
·緊湊,適用于更小的空間和短行程操作。多為單作用。
·可維修,適用于嚴(yán)苛的任務(wù)和更長(zhǎng)的使用壽命
·一次性的,用于輕型作業(yè)且無(wú)維修潛力
·導(dǎo)向,用于受控、精確的直線運(yùn)動(dòng)和高側(cè)載荷
·齒輪齒條,將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為角旋轉(zhuǎn)
無(wú)桿氣缸可以是波紋管類(lèi)型,具有單作用可充氣彈性管,可產(chǎn)生高力并在任何方向彎曲;或線性滑塊,帶有托架安裝或電纜和滑輪負(fù)載。還有磁耦合致動(dòng)器和導(dǎo)向線性滑軌。無(wú)桿氣缸是高力矩負(fù)載或需要長(zhǎng)行程的應(yīng)用的理想選擇,并通過(guò)將行程動(dòng)作包含在整個(gè)包絡(luò)內(nèi)來(lái)節(jié)省空間。
2、類(lèi)型:
確定沖程長(zhǎng)度也將縮小所需的氣缸類(lèi)型。筆畫(huà)長(zhǎng)度取決于工作,可能會(huì)出現(xiàn)重疊,但一般分類(lèi)為:
·短行程,用于緊湊型氣缸,小至1/16"
·中間行程,用于輕型自動(dòng)化,最長(zhǎng)3英尺
·長(zhǎng)行程,用于(例如)自動(dòng)門(mén),40-99"
·特殊沖程,使用電纜和夾具拉動(dòng)活塞,15-25英尺或更多
電纜筒可以遠(yuǎn)程放置,因?yàn)殡娎|可以是適合應(yīng)用和安裝要求的任何長(zhǎng)度。
3、力量:
選擇氣缸的另一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)是您需要?dú)飧桩a(chǎn)生多少力才能運(yùn)行您的應(yīng)用程序。這可以通過(guò)計(jì)算氣缸的內(nèi)部尺寸或孔徑以及氣壓來(lái)確定推力。計(jì)算拉力時(shí),孔徑會(huì)因活塞桿的橫截面而減小。
因此,理論推力是一個(gè)方程:
力=(氣壓)x(孔徑)
功率因數(shù)=力÷(可用壓力)
并且應(yīng)該包括安全邊際,對(duì)于50%的安全系數(shù),我們需要將氣缸功率因數(shù)乘以1.5,并使用此結(jié)果來(lái)找到所需的氣缸孔。
(孔徑)x 1.5=π(孔徑)2÷4。
一個(gè)常見(jiàn)的經(jīng)驗(yàn)法則是,對(duì)于高摩擦和垂直應(yīng)用,所需的力將是負(fù)載的兩倍,但有時(shí)需要額外的力來(lái)補(bǔ)償過(guò)度摩擦。計(jì)算也可能因涉及彈簧復(fù)位的推拉因素而變得復(fù)雜,但幸運(yùn)的是,制造商的目錄提供了便于參考的表格。
4、速度:
速度會(huì)影響負(fù)載的控制程度,以及氣缸的使用壽命和生產(chǎn)率。氣缸的行程速度可以使用以下公式計(jì)算:
s=28.8 q/A,其中
·s=速度,以英寸/秒為單位
·q=每分鐘標(biāo)準(zhǔn)立方英尺的氣流
·A=活塞面積,以平方英寸為單位
速度還可能受到其他因素的影響,包括端口、軟管或管道的尺寸,以及通過(guò)控制閥的進(jìn)氣和排氣流速。有時(shí)會(huì)發(fā)生瓶頸,限制空氣流入或流出氣缸,而受限的氣壓會(huì)使氣缸減速。
5、耗氣量:
通常需要仔細(xì)計(jì)算氣缸的空氣消耗量,以確保有足夠的空氣可用,尤其是在快速循環(huán)應(yīng)用中。確保壓縮機(jī)即使在最壞的情況下也有能力為您的氣動(dòng)設(shè)備供電,因?yàn)樵陉P(guān)鍵時(shí)刻空氣不足會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生不利影響。
6、安裝:
安裝配置定義了氣缸如何連接到設(shè)備上。許多安裝件都是標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的,包括剛性和鉸接式,這使得更容易滿足您應(yīng)用的特定運(yùn)動(dòng)要求。如果您想要的氣缸樣式?jīng)]有合適的硬件來(lái)匹配您想要的安裝位置,可以對(duì)其進(jìn)行修改,但調(diào)試獨(dú)特的硬件會(huì)導(dǎo)致延遲并增加成本。
7、材料:
氣缸通常由黃銅、鋼、不銹鋼、鋁、工程聚合物或多種材料的組合制成。您選擇哪種材料取決于其對(duì)操作環(huán)境的適用性。密封材料也是如此,但可以指定替代品用于危險(xiǎn)環(huán)境中的操作。
8、定制:
有時(shí)標(biāo)準(zhǔn)組件無(wú)法勝任,您需要定制設(shè)計(jì)。這可能意味著為標(biāo)準(zhǔn)和/或修改的組件設(shè)計(jì)新的配置,或發(fā)明一個(gè)全新的單元。如果您正在尋找高水平的效率、復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制或目前不適合標(biāo)準(zhǔn)組合的組件,您可以考慮這個(gè)選項(xiàng)。如今,智能設(shè)計(jì)更能整合專(zhuān)業(yè)配置,并將創(chuàng)建精確滿足您要求的定制產(chǎn)品。