氣缸的工作原理.ppt

1、Page: 1，柱面工作原理和應(yīng)用入門培訓(xùn)cylinder work principle and application induction training，cylinder training manual，page 3360 2，課程目標(biāo)一般SMC掌握氣缸的一般故障判斷和基本維護(hù)技術(shù)。氣缸的一般技術(shù)參數(shù)和選擇要求，第：頁3，配置：氣缸，活塞，密封環(huán)，磁環(huán)(帶sensor的氣缸)，原理：壓力空氣使活塞運動，改變進(jìn)氣方向，從而改變活塞桿的運動方向。失敗形態(tài)：活塞卡死了，不動；汽缸沒有力，密封磨損，漏風(fēng)。以普通缸的基本組成和原理：Page: 4，普通缸的結(jié)構(gòu)和工作原理，普通雙作用缸1，3緩沖柱塞

2、2活塞4缸5導(dǎo)套6防塵環(huán)7前蓋8空氣通信端口9傳感器10活塞桿12環(huán)13后蓋14緩沖節(jié)流，氣動系統(tǒng)中最常用的單活塞桿雙作用缸為例。由氣缸、活塞、活塞桿、前蓋、后蓋和密封件組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個孔。有活塞桿腔稱為桿腔，沒有活塞桿腔稱為桿腔。在無桿腔中輸入壓縮空氣時，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用于活塞上形成的力，克服阻力載荷，推動活塞運動，從而拉伸活塞桿。桿室進(jìn)氣，桿腔排氣無，收縮活塞桿。當(dāng)封鋼和無封鋼交替吸入和排氣時，活塞實現(xiàn)往復(fù)直線運動。圖1，氣缸的基本組件和工作原理，Page: 5，機械接觸式無桿氣缸L節(jié)流2緩沖柱塞3緩沖柱塞3密封帶4防塵不銹鋼帶5活塞6滑球7活塞架，機械接

3、觸式無桿氣缸，結(jié)構(gòu)如下圖3所示。氣缸缸管軸上有一個開口，活塞和滑塊移動到槽上方。為防止泄漏和防止灰塵，在開口處固定聚氨酯密封帶和防灰塵不銹鋼帶，活塞架通過凹槽將活塞與滑塊連接起來?；钊c滑塊連接，以驅(qū)動滑塊上固定的執(zhí)行器，實現(xiàn)往復(fù)運動。牙齒圓柱體具有以下特征：1)與普通氣缸相比，可以在相同的行程下減少半安裝位置。2)不需要安裝防轉(zhuǎn)機構(gòu)。3)鏜孔直徑1080mm，應(yīng)用最大行程40mm至7m；4)速度，標(biāo)準(zhǔn)型最高0.10.5m/s:高速型可達(dá)0.33.0m/s。缺點是1)密封性能不好，容易發(fā)生外部泄漏。使用3位閥門時，必須使用中壓式。2)載荷力較小，因此必須增加導(dǎo)向機構(gòu)以增加載荷能力。機械接觸式無

4、桿圓筒的結(jié)構(gòu)和工作原理，氣缸的基本組件和工作原理，圖3，第：頁6，氣缸的基本組件和工作原理活塞上安裝高強度磁性永磁環(huán)是工作原理。磁力線通過薄壁圓筒與外部的另一個磁環(huán)作用，因為兩組磁環(huán)與徐璐相反，所以吸力很強。活塞在缸內(nèi)被氣壓推時，磁力的作用使缸外的磁環(huán)一起運動。(威廉莎士比亞、磁力、磁力、磁力、磁力、磁力、磁力)氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相匹配。磁性無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理，圖4，Page: 7，齒輪齒條擺動氣缸1齒條組件2彈簧銷3滑球4端蓋5氣缸6軸承7軸8活塞9齒輪，齒輪齒條擺動氣缸是通過連接活塞的齒條進(jìn)行齒輪旋轉(zhuǎn)的擺動氣缸。其結(jié)構(gòu)原理如圖7所示。活塞僅通過往復(fù)直線運動摩擦損失小，齒輪

5、傳動效率高，牙齒擺動氣缸的效率約可達(dá)95%。，齒輪齒條擺動氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理，氣缸的基本組件和工作原理，圖7，單齒條，雙齒條，頁面3360 8，單葉片擺動氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖1313所示。由葉片軸轉(zhuǎn)子(即輸出軸)、定子、氣缸體、前后端蓋等組成。精子和圓筒固定在一起，葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。精子有兩個氣道，左側(cè)吸入時，右側(cè)排氣，壓縮空氣推動機翼，使轉(zhuǎn)子順時針擺動。相反，逆時針擺動。葉片擺動氣缸體積小，重量最輕，但制造精度高，密封困難，泄漏大，動態(tài)密封接觸面積大，密封摩擦阻力損失大，輸出效率低，小于80%。因此，應(yīng)用有限制，通常僅在固定裝置的旋轉(zhuǎn)、閥門開閉、工作臺旋轉(zhuǎn)等安裝位置有限的情況下使用。葉片

6、擺動氣缸和工作原理，單葉片擺動氣缸1刀片2次電子3定子4缸，氣缸的基本組件和工作原理，第3360頁9頁，氣缸的基本組件和工作原理，氣動爪氣動爪執(zhí)行元件是變形缸。它可以用于抓住物體，實現(xiàn)機械手的各種動作。在自動化系統(tǒng)中，氣動爪經(jīng)常用于搬運和傳輸工作機構(gòu)，用于抓取和撿起物體。氣動爪有平行開閉手指(見圖1311)、肘關(guān)節(jié)擺動開閉爪、雙爪、三爪、四爪等。牙齒中，雙腳有平面開閉式和樞軸開閉式驅(qū)動方式是直線型和旋轉(zhuǎn)式。氣動爪的開閉通常通過圓柱活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運動驅(qū)動與爪相連的曲柄連桿、滾子或齒輪等機構(gòu)，同時驅(qū)動每個爪，進(jìn)行開放、封閉運動。氣動爪，頁面： 10，薄膜圓柱的結(jié)構(gòu)和工作原理，薄膜圓柱1塊2膜3

7、膜圓盤4活塞桿，下面的圖2是膜片圓柱的工作結(jié)構(gòu)圖。膜片有平面膜片和圓盤膜片。通常由夾織物橡膠、鋼片或磷青銅片制成，厚度為56mm(具有12mm厚的膜片)。下圖2所示的膜片缸的功能類似于彈簧復(fù)位的活塞單作用缸，在工作時膜片在壓縮空氣作用下推動活塞桿運動。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，體積小，重量輕，密封性好，空氣不漏，加工簡單，成本低，無磨損，維修方便，適用于行程短的情況。缺點是短行程，通常不使用50mm。扁平膜片的行程長度約為直徑的1/10，較短。圖2，氣缸的基本組件和工作原理，Page: 11，閥門組合氣缸1耦合缸2缸3機構(gòu)4電磁方向閥5向閥背板6單向節(jié)流部件7環(huán)。圖6，閥組合缸的結(jié)構(gòu)和工作原理

8、，閥缸是由缸、方向閥、速度控制閥等組成的組合氣動執(zhí)行元件。如下圖6所示，消除了連接管道和卡箍，減少了能量損失，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點。帶閥缸的閥有電氣控制、空氣控制、機械控制、手控制等多種控制方式。閥門的安裝形式有幾種，安裝在氣缸尾部、上部等。如下圖4所示，電磁方向閥安裝在氣缸頂部，當(dāng)有傳記信號時，螺線管閥切換，輸出壓力可以直接控制氣缸運動、氣缸的基本組成和工作原理。Page: 12、磁開關(guān)氣缸1動作指示燈2保護(hù)電路3開關(guān)外殼4導(dǎo)線5磁環(huán)6磁環(huán)7缸8舌彈簧開關(guān)、磁開關(guān)氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理，因此，無需在氣缸上安裝行程閥或行程開關(guān)以檢測氣缸活塞位置，也無需在活塞桿上設(shè)置塊。工作原理如下圖5所

9、示。在氣缸活塞上安裝永久磁環(huán)，在氣缸殼上安裝舌簧開關(guān)。開關(guān)里有舌簧、保護(hù)電路、動作指示燈等，都用樹脂密封在一個箱子里。裝有永磁體的活塞移動到舌簧附近時，磁力線通過舌簧磁化，當(dāng)兩個簧片接觸時，開關(guān)打開。當(dāng)永久磁鐵返回時，磁場變?nèi)?，?dāng)兩個彈簧彈回時，開關(guān)就斷了。由于開關(guān)的連接或分離，螺線管閥改變方向，實現(xiàn)汽缸的往復(fù)運動。圖5，圓柱體的基本組件和工作原理，Page: 13，SMC圓柱體型號表示的一般方法，SMC超薄圓柱體CQ2系列(32 100)，1500號砂紙，卡彈簧卡箍，密封環(huán)，SMC潤滑油，氣缸通用故障判斷和基本維修技術(shù)，一般維修工具，頁面3360 16推桿，堵住氣孔，用手按推桿時也有很大的反

10、轉(zhuǎn)力，如果松開，活塞將自動彈回到位。壞氣缸：在拉動時阻力或力小，松開時活塞沒有運動或運動緩慢，拉動時有反作用力，但在連續(xù)拉動時慢慢減少。受到壓力的時候壓力或壓力少，有壓力，但壓力越小，就越小。氣孔，氣缸通用故障判斷和基本維護(hù)技術(shù)，通用故障判斷，第3360 17，1頁。找到與圓柱匹配的密封，2 .卸下外蓋，3 .移除卡彈簧，4 .卸下推桿，5 .移除密封墊。將新密封件按正確的方向安裝，并在表面涂上潤滑油。氣缸的一般故障判斷和基本維護(hù)技術(shù)，一般故障維護(hù)階段2，頁面3360 19，按照拆卸階段組裝氣缸，檢查氣缸的密封性，注意事項：需要評估氣缸拆卸后部件的維修價值。推桿或氣缸槽太深，磨損嚴(yán)重的話，更換

11、新密封件也沒有用，氣缸通用故障判斷和基本維修技術(shù)，一般故障維修步驟3，PAGE 3360 20，氣缸在運動中不能將身體的任何部分放在行程范圍內(nèi)，可以通過煤氣源調(diào)試連接煤氣源時，首先慢慢進(jìn)入部分機體，將氣缸沖到原始位置，然后插入接頭，氣缸通用故障判斷和基本維修技術(shù)(威廉莎士比亞，Northern Exposure(美國電視電視劇)，氣缸通用故障判斷和基本維護(hù)技術(shù)，SMC密封識別要領(lǐng)，Page: 22，氣缸通用技術(shù)參數(shù)1)氣缸輸出力圓柱理論輸出力的設(shè)計計算類似于液壓缸，請參閱“液壓缸的設(shè)計計算”。雙作用單活塞桿圓柱推力計算如下：理論推力(活塞桿拉伸)Ft1A1p理論拉力(活塞桿收縮)Ft2A2p式

12、Ft1，F(xiàn)t2圓柱理論輸出力(N)；A1、A2無桿型腔，桿型腔活塞區(qū)域(m2)；p圓柱工作壓力(Pa)。實際上，由于活塞等運動部件的慣性力和密封等摩擦力，活塞桿的實際輸出力小于理論推力，因此牙齒推力稱為圓柱的實際輸出力。圓柱體的效率是圓柱體實際推力與理論推力的比率。即，圓柱的效率取決于密封類型、圓柱內(nèi)部表面和活塞桿加工的狀態(tài)和潤滑狀態(tài)。此外，氣缸的運動速度、排氣壓力、外部載荷狀態(tài)和管道狀態(tài)等對效率有一定的影響。圓柱的一般技術(shù)參數(shù)和選擇要求、頁面： 23、圓柱的一般技術(shù)參數(shù)和選擇要求、圓柱的一般技術(shù)參數(shù)2)載荷率可以從圓柱工作特性的研究中了解。因此，在研究氣缸性能和確定氣缸力時，經(jīng)常使用負(fù)載率的

13、概念。圓柱的負(fù)載率由實際工作條件確定，如果確定了圓柱負(fù)載率，則定義確定了圓柱的理論輸出力，從而可以計算圓柱內(nèi)鏜孔的直徑。對于用作氣動夾具的氣缸等阻力載荷，載荷為慣性力，常規(guī)選擇載荷率為0.8。對于慣性負(fù)載(例如圓柱用于推進(jìn)工件的慣性負(fù)載)，負(fù)載會產(chǎn)生設(shè)為0.65的慣性力、汽缸低速運動、v 100 mm/s，如下所示：0.5缸中速運動，v 100500mm/s；0.35圓柱體高速移動時為v 500 mm/s。3)氣缸消耗量汽缸的消耗量是活塞每分鐘移動的體積，牙齒體積稱為壓縮空氣消耗量，一般來說，汽缸的消耗量是指自由空氣消耗量，PAGE 3360 24，4)汽缸的特性汽缸的特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特

14、性。圓柱的靜態(tài)特性與圓柱的輸出力和消耗密切相關(guān)的最小工作壓力、最大工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。圓柱的動態(tài)特性是指圓柱運動過程中圓柱陽江內(nèi)空氣壓力、溫度、活塞速度、變位等參數(shù)的變化。它能真實地反映圓柱的工作性能。氣缸的技術(shù)參數(shù)3，1。氣缸選擇階段氣缸選擇必須根據(jù)工作要求和條件正確選擇氣缸類型。以下以單活塞桿雙作用氣缸為例，介紹了氣缸的選擇步驟。(1)圓柱內(nèi)孔直徑。根據(jù)圓柱負(fù)載力的大小確定圓柱的輸出力，以計算圓柱的圓柱直徑。(2)圓柱體的行程。圓柱體的行程使用場所和器官的行程，但通常不使用整個行程。(3)圓柱的強度和穩(wěn)定性計算(4)圓柱的安裝形式。圓柱體的安裝格式取決于安裝位置和使用目的等。通常使用剛性圓柱體。如果需要與工作機構(gòu)一起連續(xù)旋轉(zhuǎn)，例如車床、研磨機等，則必須使用旋轉(zhuǎn)圓柱?；钊麠U在需要圓弧擺動的情況下使用軸銷圓柱，而不是直線運動。如果有特殊要求，必須使用相應(yīng)的特殊氣缸。(5)氣缸緩沖裝置。根據(jù)活塞的速度確定是否需要使用緩沖。(6)磁開關(guān)。氣動系統(tǒng)采用傳記控制方法時，可以選擇帶磁開關(guān)的氣缸。(7)其他要求。如果氣缸在灰塵等惡劣環(huán)境下工作，則必須在活塞桿擴(kuò)展端安裝防塵罩。要要求無污染，必須使用無油或無油潤滑缸。圓柱體選擇和計算1，圓柱體的一般技術(shù)參數(shù)和選擇要求，PAGE 3360 25，2。計算圓柱直徑圓柱直徑的設(shè)計計算由負(fù)載大小、作業(yè)速度和