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1)气缸的输出力 气缸理论输出力的设计计算与液压缸类似,可参见液压缸的设计计 算.如双作用单活塞杆气缸推力计算如下: 理论推力(活塞杆伸出) Ft1=A1p (13-1) 理论拉力(活塞杆缩回) Ft2=A2p 式中 (13-2) Ft1,Ft2－－气缸理论输出力(N) ; A1,A2－－无杆腔,有杆腔活塞面积(m2) ; p - 气缸工作压力(Pa) . 实际中, 由于活塞等运动部件的惯性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞杆的实际输出力 小于理论推力,称这个推力为气缸的实际输出力.

气缸的效率 η 是气缸的实际推力和理论推力的比值,即 F η= Ft (13-3) 所以 F = η ( A1 p ) (13-4) 气缸的效率取决于密封的种类,气缸内表面和活塞杆加工的状态及润滑状态.此外,气 缸的运动速度,排气腔压力,外载荷状况及管道状态等都会对效率产生一定的影响.

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2) 负载率β 从对气缸运行特性的研究可知, 要确定气缸的实际输出力是困难的. 于是在研究气缸性能和确定气缸的出力时,常用到负载率的概念.气缸的负载率β定义为 β= 气缸的实际负载 F × 100 % 气缸的理论输出力 Ft (l3-5) 气缸的实际负载是由实际工况所决定的,若确定了气缸负载率 θ,则由定义就能确定气 缸的理论输出力,从而可以计算气缸的缸径. 对于阻性负载,如气缸用作气动夹具,负载不产生惯性力,一般选取负载率β为 0.8; 对于惯性负载,如气缸用来推送工件,负载将产生惯性力,负载率β的取值如下 β<0.65 当气缸低速运动,v <100 mm/s 时; β<0.5 当气缸中速运动,v=100~500 mm/s 时; β<0.35 当气缸高速运动,v >500 mm/s 时.

3)气缸耗气量 气缸的耗气量是活塞每分钟移动的容积,称这个容积为压缩空气耗气 量,一般情况下,气缸的耗气量是指自由空气耗气量. 4)气缸的特性 气缸的特性分为静态特性和动态特性.气缸的静态特性是指与缸的输 出力及耗气量密切相关的*低工作压力,*工作压力,摩擦阻力等参数.气缸的动态特性 是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力,温度,活塞速度,位移等参数随时间的变化情 况.它能真实地反映气缸的工作性能.

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气缸的选型及计算 1.气缸的选型步骤 气缸的选型应根据工作要求和条件, 正确选择气缸的类型. 下面以单活塞杆双作用缸为 例介绍气缸的选型步骤. (1)气缸缸径.根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力,由此计算出气缸的缸径. (2)气缸的行程.气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关,但一般不选用满行程. (3)气缸的强度和稳定性计算 (4)气缸的安装形式.气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定.一般情况 下,采用固定式气缸.在需要随工作机构连续回转时(如车床,磨床等) ,应选用回转气缸. 在活塞杆除直线运动外,还需作圆弧摆动时,则选用轴销式气缸.有特殊要求时,应选用相 应的特种气缸. (5)气缸的缓冲装置.根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置. (6)磁性开关.当气动系统采用电气控制方式时,可选用带磁性开关的气缸. (7)其它要求.如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下,需在活塞杆伸出端安装防尘罩. 要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸. 2.气缸直径计算 气缸直径的设计计算需根据其负载大小,

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运行速度和系统工作压力来决定.首先,根据 气缸安装及驱动负载的实际工况,分析计算出气缸轴向实际负载 F,再由气缸平均运行速度 来选定气缸的负载率 θ,初步选定气缸工作压力(一般为 0.4 MPa~0.6 MPa) ,再由 F/θ, 计算出气缸理论出力 Ft, *计算出缸径及杆径, 并按标准圆整得到实际所需的缸径和杆径. 例题 气缸推动工件在水平导轨上运动.已知工件等运动件质量为 m=250 kg,工件与 导轨间的摩擦系数 =0.25,气缸行程 s 为 400 mm,经 1.5 s 时间工件运动到位,系统 工作压力 p = 0.4 MPa,试选定气缸直径. 解:气缸实际轴向负载 F = mg =0.25 × 250 × 9.81=613.13 N 气缸平均速度 s 400 v= = ≈ 267 mm/s t 1.5 选定负载率 θ =0.5 则气缸理论输出力 F1 = F 双作用气缸理论推力 θ = 613.13 = 1226.6 N 0.5 1 F1 = πD 2 p 4 气缸直径 按标准选定气缸缸径为 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4