SMC气缸的选型步骤应根据工作要求和条件选型
smc气缸的选型步骤应根据工作要求和条件选型
⒈smc气缸是铸造而成的，气缸出厂后都要经过时效处理，使气缸在住铸造过程中所产生的内应力*消除。如果时效时间短，那么加工好的气缸在以后的运行中还会变形。
⒉smc气缸在运行时受力的情况很复杂，除了受气缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对气缸的作用力，在这些力的相互作用下，气缸易发生塑性变形造成泄漏。
⒊smc气缸的负荷增减过快，特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在气缸中和法兰上产生很大的热应力和热变形。
⒋smc气缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对气缸进行回火处理加以消除，致使气缸存在较大的残余应力，在运行中产生的变形。
⒌在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，使内缸、气缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使气缸变形。
⒍使用的smc气缸密封剂质量不好、杂质过多或是型号不对;气缸密封剂内若有坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合。
⒎smc气缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。气缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果气缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和气缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使气缸发生泄漏的现象。
⒏smc气缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的气缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧zui大处或是受力变形zui大的地方紧固，这样就会把变形zui大的处的间隙向气缸前后的自由端转移，zui后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧，间隙就会集中于中部，气缸结合面形成弓型间隙，引起蒸汽泄漏。
1)smc气缸的输出力 smc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smc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——smc气缸理论输出力(n) ; a1,a2——无杆腔,有杆腔活塞面积(m2) ; p — smc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smc气缸的实际输出力.
smc气缸的效率 η 是smc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) smc气缸的效率取决于密封的种类,smc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.
2) 负载率β 从对smc气缸运行特性的研究可知, 要确定smc气缸的实际输出力是困难的. 于是在研究smc气缸性能和确定smc气缸的出力时,常用到负载率的概念.smc气缸的负载率β定义为 β= smc气缸的实际负载 smc气缸的理论输出力 ft (l3-5) smc气缸的实际负载是由实际工况所决定的,若确定了smc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smc气缸的缸径. 对于阻性负载,如smc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smc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smc气缸低速运动,v <100 mm/s 时; β<0.5 当smc气缸中速运动,v=100～500 mm/s 时; β<0.35 当smc气缸高速运动,v >500 mm/s 时.
3)smc气缸耗气量 smc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,smc气缸的耗气量是指自由空气耗气量. 4)smc气缸的特性 smc气缸的特性分为静态特性和动态特性.smc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.smc气缸的动态特性 是指在smc气缸运动过程中smc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smc气缸的工作性能. 四,smc气缸的选型及计算 1.smc气缸的选型步骤 smc气缸的选型应根据工作要求和条件, 正确选择smc气缸的类型. 下面以单活塞杆双作用缸为 例介绍smc气缸的选型步骤. (1)smc气缸缸径.根据smc气缸负载力的大小来确定smc气缸的输出力,由此计算出smc气缸的缸径. (2)smc气缸的行程.smc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)smc气缸的强度和稳定性计算 (4)smc气缸的安装形式.smc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smc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smc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smc气缸.有特殊要求时,应选用相 应的特种smc气缸. (5)smc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smc气缸. (7)其它要求.如smc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smc气缸. 2.smc气缸直径计算
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⒈smc气缸是铸造而成的，气缸出厂后都要经过时效处理，使气缸在住铸造过程中所产生的内应力*消除。如果时效时间短，那么加工好的气缸在以后的运行中还会变形。
⒉smc气缸在运行时受力的情况很复杂，除了受气缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对气缸的作用力，在这些力的相互作用下，气缸易发生塑性变形造成泄漏。
⒊smc气缸的负荷增减过快，特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在气缸中和法兰上产生很大的热应力和热变形。
⒋smc气缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对气缸进行回火处理加以消除，致使气缸存在较大的残余应力，在运行中产生的变形。
⒌在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，使内缸、气缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使气缸变形。
⒍使用的smc气缸密封剂质量不好、杂质过多或是型号不对;气缸密封剂内若有坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合。
⒎smc气缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。气缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果气缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和气缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使气缸发生泄漏的现象。
⒏smc气缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的气缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧zui大处或是受力变形zui大的地方紧固，这样就会把变形zui大的处的间隙向气缸前后的自由端转移，zui后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧，间隙就会集中于中部，气缸结合面形成弓型间隙，引起蒸汽泄漏。
1)smc气缸的输出力 smc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smc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——smc气缸理论输出力(n) ; a1,a2——无杆腔,有杆腔活塞面积(m2) ; p — smc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smc气缸的实际输出力.
smc气缸的效率 η 是smc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) smc气缸的效率取决于密封的种类,smc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.
2) 负载率β 从对smc气缸运行特性的研究可知, 要确定smc气缸的实际输出力是困难的. 于是在研究smc气缸性能和确定smc气缸的出力时,常用到负载率的概念.smc气缸的负载率β定义为 β= smc气缸的实际负载 smc气缸的理论输出力 ft (l3-5) smc气缸的实际负载是由实际工况所决定的,若确定了smc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smc气缸的缸径. 对于阻性负载,如smc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smc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smc气缸低速运动,v <100 mm/s 时; β<0.5 当smc气缸中速运动,v=100～500 mm/s 时; β<0.35 当smc气缸高速运动,v >500 mm/s 时.
3)smc气缸耗气量 smc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,smc气缸的耗气量是指自由空气耗气量. 4)smc气缸的特性 smc气缸的特性分为静态特性和动态特性.smc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.smc气缸的动态特性 是指在smc气缸运动过程中smc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smc气缸的工作性能. 四,smc气缸的选型及计算 1.smc气缸的选型步骤 smc气缸的选型应根据工作要求和条件, 正确选择smc气缸的类型. 下面以单活塞杆双作用缸为 例介绍smc气缸的选型步骤. (1)smc气缸缸径.根据smc气缸负载力的大小来确定smc气缸的输出力,由此计算出smc气缸的缸径. (2)smc气缸的行程.smc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)smc气缸的强度和稳定性计算 (4)smc气缸的安装形式.smc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smc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smc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smc气缸.有特殊要求时,应选用相 应的特种smc气缸. (5)smc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smc气缸. (7)其它要求.如smc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smc气缸. 2.smc气缸直径计算
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