SMC气缸执行元件技术课程(六).doc

SMC气动元件技术课程（六） 6、SMC執行元件 SMC氣動執行元件的工作是直線或回轉運動。由氣缸活塞得到直線運動，由葉片或齒條齒輪型的執行元件得到擺動運動，（擺動角度可連最大到270o）以及由氣動馬達得到連續轉動。 直線型氣缸 不同設計的氣缸是最普通的能量轉換的元件。應用於氣動控制回路中結構可分為兩種基本的型式： （a）帶一個進氣口的單作用氣缸，在一個方向上產生作動的行程。 （b）帶二個進氣口的雙作用氣缸，產生伸出和回縮作動的行程。不同的氣缸（執行元件）可用附錄中的圓形符號來表示。 單作用氣缸 單作用氣缸只利用在一個方向上的推力，活塞杆的回縮依靠裝入氣缸內的彈簧力，或者其他外部的方法如載荷或機械運動等等。 單作用氣缸有“推”或“拉”兩種型式。（圖6．1） 單作用氣缸用於壓緊、列印、出料等等。它的空氣耗氣量低於大小相當的雙作用氣缸。推出時由於要克服彈簧力所以會減低推力，因而需要較大的缸徑，而且為適合彈簧本身的長度，氣缸的總長相應加長，從而限制行程的長度。 雙作用氣缸 這種執行元件是利用空氣壓力交替作用於活塞的相對面上而產生這兩種伸出和回縮的力。由於有效活塞面積較小的緣故，所以推力在回縮行程時較弱。但只在氣缸“拉”相同負載時才考慮。 氣缸的結構 雙作用氣缸的結構見圖6．2所示。缸筒通常由無縫鋼管製成，工作面加工成高的光潔度和鍍有硬鉻，使摩擦和摩損成到最小值。端蓋由鋁合金或可鍛鑄鐵製成及用拉杆夾緊缸筒，或小型氣缸是用螺紋或碾邊固定缸筒。鋁合金、黃銅、青銅或不銹鋼製成的缸筒用於腐蝕性和不安全的環境中。 不同型式的密封件保證了氣缸的密封性。 緩衝 氣缸能有很高的速度，因此在行程的終端會產生很大的衝擊力。所以小氣缸也常常安裝緩衝，即用橡膠減震墊來吸收衝擊和預防氣缸內部故障。對於大氣缸，衝擊可用氣緩衝來減震，使活塞到達行程末端區域時降速。這種緩衝的吸收是靠行程的末端排出空氣到泄放通道，通過可調節流閥減慢活塞的運動速度。（圖6.4） 若緩衝活塞插入緩衝密封體時，排氣口正常排入大氣的空氣被封閉，只能通過可調節流口排出，抑制空氣被壓縮成相當高的壓力制動活塞的慣性。 當活塞反向時，緩衝密封件的作用如一個單向閥，允許空氣流向活塞。它由於會節流空氣流量和抑制活塞的加速，所以緩衝衝程越短越好。 減低載荷重或活塞速度高的氣缸的速度，就需要外加震動吸收器。當活塞速度超過500mm／s，雖然內部安裝緩衝器，但也還必須提供外部機械制動。  專用氣缸的選擇 雙活塞杆氣缸 圖6.6表示雙活塞杆氣缸用於長行程工作臺的裝置。用活塞杆的端部固定，氣缸的缸筒隨工作臺運動，因而得到導向和附加的剛性。 串聯氣缸 串聯氣缸是兩個雙作用氣缸活塞杆連接在一起成為一個單元。同時將壓力進入兩個氣缸腔內，輸出力幾乎是同樣大小的標準。 氣缸的兩倍。這種串聯氣缸具有一個氣缸直徑但有較大的輸出力，用於安裝位置有限的地方。 多位置氣缸 一個標準氣缸的兩個終端位置提供兩個固定的位置。如果需要大於兩個位置，可利用聯合兩個雙作用氣缸。 有兩種方法： 對於三個位置，組合成下列狀態，氣缸都固定。它非常適合垂直運動，例如輸送裝置。 第二種方法是將兩個獨立的氣缸安裝在一起，它們的缸蓋背靠著。就有4種不同的位置，但氣缸不能固定。同樣，用3個氣缸可組合成8個位置，4個氣缸為16個位置。 帶鎖（定位）氣缸 在標準氣缸的杆蓋端安裝了一個鎖緊頭，它能在任意位置握住活塞杆。鎖緊作用是機械式的。保證活塞杆安全可靠地夾持，在滿載荷下也不變。 氣缸的安裝 為了保證氣缸合適地安裝，製造者常常提供符合需要的安裝件以供選擇，包括鉸接式安裝能產生擺動運動。 浮動接頭 調節不可避免的氣缸活塞杆運動方向和設備的連接軸之間的“不同軸性”，就需要用浮動接頭安裝到活塞杆的頭部。 氣缸力 根據ISO4393和ISO497RlO推薦，直線型氣缸以缸徑表示為： 8，10，12，16，20，25，32，40，50，63，80，100，125，140，160，200，250，320毫米 氣缸產生的力是根據活塞直徑、操作壓力和摩擦阻力，對於穩定活塞的理論出力，用下列計算公式： 力（牛頓N）＝活塞的面積（平方米m2）×空氣的壓力（牛頓／平方米N／m2，）或者 力（磅Ibf）=活塞的面積（平方英寸in2）×空氣的壓力（磅／平方英寸Ibf/in2） 因而，對於雙作用氣缸： 推力行程：　　　　（D＝活塞直徑，Pg＝表壓） 拉力行程：(d=活塞杆直徑) 對於單作用氣缸： 推力行程：　　（＝行程終端的彈簧力） 例如：氣缸的操作壓力為6巴，產生的壓緊力1600N，求氣缸的理論直徑。 假定推力行程： 移項： 取氣缸直徑為63mm。較大直徑給予克服摩擦力的額外力。 比較實用的以圖