气缸是如何选型的?气缸的分类



做设备设计时,经常会用到气缸,气缸种类繁多,在选择气缸时要怎么选?气缸的选择无非涉及到两个方面:1.气缸种类的选择;2.气缸缸径以及行程的选择;

 

在讲解怎么选择之前先介绍一下气缸的种类:

 

从功能上来分(比较贴合设计情况),类型较多,如标准气缸、自由安装型气缸、薄型气缸、笔形气缸、双轴气缸、三轴气缸、滑台气缸、无杆气缸、旋转气缸、夹爪气缸等,这些类型的气缸比较常用。

 

从动作上分为单作用和双作用,前者又分弹簧压回(气缸的伸出靠气压压出,缩回靠弹簧的弹力)和压出(气缸的缩回靠气压压回,伸出靠弹簧的弹力)两种,一般用于行程短、对输出力和运动速度要求不高的场合(价格低、耗能少),双作用气缸(气缸的伸出和缩回都靠气压的压力)则更广泛应用。

 

我们在选型时要了解一些常用气缸的特性:

标准气缸:我们以标准气缸为标准的话,标准气缸本身形状是方的,体积比较大。

自由安装气缸:从名字来看就是安装的方式比较多,比较自由,且体积较小。

薄型气缸:比较薄,体积适中。

笔形气缸:形状圆形如笔,体积比较小。

双轴气缸:带有两根输出轴,输出力对比与单轴气缸有两倍的力输出,输出轴会有轻微的晃动。

三轴气缸:有一个力的输出轴,另外两根轴为导向轴,但是也有晃动。

滑台气缸:滑台气缸精度最高,一般为一个输出轴带两个导轨组成,精度高。

无杆气缸:无杆气缸与其他气缸相比,在相同的长度下,行程为其他气缸的两倍,运行为单轴,体积比较小,节省空间。

旋转气缸:输出的运动为旋转运动,旋转的角度一般在0-200度之间。

夹爪气缸:夹爪气缸就是输出的动作及夹紧以及张开的动作。

 

 

基于对气缸在动力特性或空间布局方面的应用特长,我们在实际选用气缸时,首先是确定一个合适的类别从三面考虑:

 

1. 功能要求

2. 空间要求

3. 精度要求

 

节省空间


指气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸的较大或较小的气缸,具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点,比如薄型气缸和自由安装型气缸

 



广泛应用的气缸具有节省空间特长的还有无杆气缸,形象地说,有杆气缸的安装空间约2.2倍行程的话,无杆气缸可以缩减到约1.2倍行程,一般需要和导引机构配套,定位精度也比较高。


磁偶式无杆气缸:活塞两侧受压面积相等,具有同样的推力,有利于提高定位精度,适合长行程,重量轻、结构简单、占用空间小,如图所示

 


机械式无杆气缸:“有较大的承载能力和抗力矩能力,适用缸径Φ10mm~Φ80mm,此外,同样希望节省空间兼顾导向精度要求时,往往会用到双杆气缸(相当于两个单杆气缸并联成一体)

 

精度要求

一般采用滑台气缸(将滑台与气缸紧凑组合的一体化的气动组件),也有各种细分的类型,工件可安装在滑台上,通过气缸推动滑台运动,适用于精密组装、定位、传送工件等。 

 

●摆动/旋转运动

 

遇到需要摆动或转动的场合,一般采用旋转气缸,主要有以下几类: 

叶片式旋转缸:用内部止动块或外部挡块来改变其摆动角度。止动块于缸体固定在一起,叶片于转轴连在一起。气压作用在叶片上,带动转轴回转,并输出力矩。叶片式摆缸由单片式和双片式。双片式的输出力矩比单片式大一倍,但转角小于180度。

齿轮式旋转缸:气压力推动活塞带动齿条作直线运动,齿条推动齿轮作回转运动,由齿轮轴输出力矩并带动外负载摆动。

 


转角下压气缸:也称回转夹紧气缸,旋转到一定角度后下压夹紧 

 

 


夹持/固定产品

 

一般用气动夹爪气缸(原理:开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构,驱动各个手爪同步做开、闭运动。),它可以用来抓取物体,实现机械手的各种动作,常应用在搬运、传送工件机构中抓取、拾放物体

 


其他场合

 

要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声,应选缓冲气缸;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的气缸;除活塞杆作直线往复运动外,还需缸体做摆动,可选耳轴式或耳环式安装方式的气缸等。

 

气缸的缸径和气缸的行程


确定了气缸的种类,那么我们就要确定气缸的缸径和气缸的行程。

根据实际的使用情况算出你所需要的行程L,和所需要带动负载的力F。

 

气缸的行程L1一般要比所需要的行程大一点,可以在机构上加上限位。

 

气缸的缸径D即是用我们所需要的负载力F计算的出

 

气缸的输出力F1一定要大于负载力F。即F1>F

 

气缸的气源压强P一般我们用的是0.4-0.6MPa 之间。

由P=F1/S   力的单位是牛N   面积的单位是㎡  压强的单位是P 帕斯卡

即F1=P x S =0.5x106  xπD2  /4=0.3925x106xD2

 

此时根据力的要求即可算出气缸的缸径D

 


end