在本期栏目中,整理了设计LCA(低成本自动化)时进行气缸选型的要点。
(1)气缸选型的检查项目
检查项目 | 选型项目 | |
1 | 驱动方向为 | 单动型、双作用型 |
2 | 是直线运动还是摆动 | 选择支撑类型(U形夹、法兰等) |
3 | 移动负载所需的推力为 | 气缸直径(推力计算 )、使用压力 |
4 | 负载的移动距离 | 气缸行程(取决于气缸受屈服强度限制的行程) |
5 | 负载移动速度 | 阀门尺寸、配管尺寸 |
6 | 气缸末端的冲击力 | 缓冲(确认缓冲效果) |
7 | 使用温度范围(是否处于5~60℃以内) | 垫圈材质 |
8 | 周边环境(灰尘、切屑、工作液等) | 防尘盖 |
9 | 是否可能发生腐蚀 | 耐腐蚀气缸(表面处理气缸,耐腐蚀材料) |
推力由气缸直径、活塞杆直径和使用的气压决定。(参考【图1】)
(2)气缸的推力计算
(甲)气缸选型的检查项目——使用双作用型气缸时
推力由气缸直径、活塞杆直径和使用的气压决定。(参考【图1】)
■气缸的实际推力 FA=F・μ=(A・P)×μ FA:实际推力 [N] F :理论推力 [N] P:使用压力 [MPa] A:活塞受压面积 [mm2] μ:气缸推力效率 [%] |
(乙)单动型气缸时
这是为了让气缸复位而让内置弹簧的力(增压力或减压力)作用于双作用气缸推力时的值。
■常入型单动气缸(参见【图2】)的推力 推力FPUSH=(π/4)×(D2・P・μ)−(活塞的复位力) D:气缸直径 [mm] |
■伸缩式单动气缸的推力 推力FPULL=(π/4)×((D2—d2)·P·μ)−(弹簧的弹力) d:活塞杆直径 |
(3)气缸的效率
由于气缸内部结构的摩擦阻力,气压产生的推力低于理论推力。工作压力为0.3MPa以上时,按照气缸推力效率:μ=50%左右进行计算并相应进行气缸选型。
(4)允许横向载荷
当活塞杆承受横向载荷时,与缸盖衬套和缸筒内壁的接触压力增加,从而导致磨损。横向载荷极限由最大气缸推力的大约1/20(μ=100%)计算得出。