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什么是单作用气缸?

发布时间:2021-08-06 点击量:222

气缸,也称为气缸、气动执行器或气动驱动器,是一种相对简单的机械装置,它利用压缩空气的能量并将其转化为直线运动。与液压或电动气缸相比,气动气缸重量轻且维护成本低,通常以较低的速度和较小的力运行,但对于许多工业环境中的可靠线性运动而言,它是一种清洁且具有成本效益的选择。最常见的设计包括一个两端密封的圆柱体或管子,一端带有盖子,另一端带有头部。气缸包含一个活塞,该活塞连接到一根杆上。杆在压缩空气的驱动下进出管的一端。存在两种主要类型:单作用和双作用。

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气缸的设计

在单作用气缸中,空气通过一个端口供应到活塞的一侧,使活塞杆向一个方向延伸,以完成诸如举起物体之类的任务。另一侧将空气排放到环境中。相反方向的运动最常通过机械弹簧发生,它使活塞杆返回其原始位置或基本位置。一些单作用气缸使用重力、重量、机械运动或外部安装的弹簧来为回程提供动力,尽管这些设计不太常见。相比之下,双作用气缸具有两个端口,可提供压缩空气以延伸和缩回活塞杆。双作用设计在整个行业中更为典型,估计有 95% 的应用使用这种气缸类型。然而,在某些应用中,单作用气缸是最具成本效益和合适的解决方案。

在单作用气缸中,设计可以是“基位减"带弹簧复位,或“基位加"带弹簧伸展。这取决于压缩空气是用于为外冲程还是内冲程提供动力。考虑这两个选项的另一种方法是推和拉。在推动设计中,气压产生推力,推动活塞。采用拉力设计,气压会产生拉动活塞的推力。最广泛的类型是压力扩展型,当空气排出时,它使用内部弹簧将活塞返回到其基本位置。单作用设计的一个优点是,在动力或压力损失的情况下,活塞会自动返回其基本位置。这种类型的缺点是由于相反的弹簧力,在全行程期间输出力有些不一致。行程长度还受到压缩弹簧所需空间以及可用弹簧长度的限制。

单作用气缸 ISO 符号

对于位置检测,可以在气缸活塞上安装磁铁。然后安装在气缸体上的传感器可以从磁铁收集信息并确定活塞位置。霍尔效应传感器和簧片开关通常用于此目的。另一个需要考虑的气缸组件涉及缓冲。当压缩空气进入气缸时,活塞会快速移动,并可能对头部或端盖造成强烈冲击。为避免对气缸组件施加压力并将振动传递到机器的其余部分,可以在气缸的末端使用缓冲。对于许多单作用气缸往往是较小的气缸,通常使用由聚氨酯弹性体制成的柔性减震器。这些缓冲器安装在头部和端盖上或集成到活塞本身中。

关于尺寸,重要的是要记住气缸直径与它可以从输入气压中产生的力的大小成正比。以下公式很有用:

F = (P x A) – f

F 是气缸的力(N); P为气压(MPa); A为活塞面积(mm2); f 是摩擦阻力 (N)。

还要记住,对于单作用气缸,由于相反的弹簧力,一些功会丢失。在确定这种气缸类型的尺寸时,必须考虑这种力的减少。直径和行程是尺寸计算过程中要考虑的最重要的因素。直径是指活塞直径,它定义了相对于气压的力。可用的气缸直径由气缸类型和 ISO 或其他标准定义。行程定义活塞和活塞杆可以移动多少毫米。一般规则是缸径越大,输出的力就越大。典型的气缸孔尺寸范围为 8 至 320 毫米。

最后要考虑的是安装方式。根据制造商的不同,有许多配置可用。一些最常见的包括脚安装、尾部安装、后枢轴安装和耳轴安装。最佳选择将由特定应用程序和其他系统组件决定。


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