一、氣缸-氣缸種類
氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件,。氣缸有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和作往復(fù)擺動(dòng)的兩類,。
①單作用氣缸:僅一端有活塞桿,從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓,,氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出,,靠彈簧或自重返回。
②雙作用氣缸:從活塞兩側(cè)交替供氣,,在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力,。
③膜片式氣缸:用膜片代替活塞,只在一個(gè)方向輸出力,,用彈簧復(fù)位,。它的密封性能好,但行程短,。
④沖擊氣缸:這是一種新型元件,。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速(10~20米/秒)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,借以作功,。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋,。中蓋和活塞把氣缸分成儲(chǔ)氣腔、頭腔和尾腔三室,。它廣泛用于下料,、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復(fù)擺動(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)氣缸,,由葉片將內(nèi)腔分隔為二,,向兩腔交替供氣,輸出軸作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),,擺動(dòng)角小于 280°,。此外,還有回轉(zhuǎn)氣缸,、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等,。
二、氣缸的作用:
將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
三,、氣缸的分類:
直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸,、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸、氣爪等,。
四,、氣缸的結(jié)構(gòu):
氣缸是由缸筒、端蓋,、活塞,、活塞桿和密封件組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示:
五 氣缸的緩沖裝置
氣缸也有一個(gè)問題,,如果不使用緩沖裝置,,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí),特別是行程長(zhǎng),、速度快的氣缸,,活塞撞擊端蓋的動(dòng)能就會(huì)很大,很容易損壞零件,,縮短氣缸的壽命,。
更何況,沖擊造成的噪音也相當(dāng)要命,。如果一臺(tái)沒有緩沖裝置的氣缸噪音是70dB,,那整個(gè)工廠的噪音會(huì)高達(dá)140dB,就像長(zhǎng)期處在噴氣式飛機(jī)的跑道上,。這已經(jīng)達(dá)到了人類無法忍受并痛苦難耐的極限,。
如何解決這些問題呢?
我們的設(shè)計(jì)人員為氣缸做了緩沖設(shè)計(jì),。
液壓緩沖:
第一種,也是最
玩笑歸玩笑,,我們還是要說點(diǎn)正經(jīng)話,,如下是液壓緩沖的工作原理圖:
通過獨(dú)特的阻尼孔設(shè)計(jì),使用礦物油作為介質(zhì),,來平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)從高速輕載到低速重載的轉(zhuǎn)變,。
特點(diǎn):從小能量到大能
橡膠緩沖:
為了在工廠更緊湊的安裝,,設(shè)計(jì)師們又想了方法,第二種方法:橡膠緩沖,。(活塞桿的兩端設(shè)置了緩沖墊)
注意事項(xiàng):
1)緩沖能力固定不可變,,緩沖能力小,多用于小型氣缸,,防止作動(dòng)噪音,。
2)需要注意橡膠老化而導(dǎo)致變形、剝落等現(xiàn)象,。
氣緩沖:
第三種方法:
緩沖腔內(nèi)的氣體只能通過緩沖閥排出。當(dāng)緩沖閥的開度很小時(shí),,腔內(nèi)壓力快速上升,,該壓力對(duì)于活塞產(chǎn)生反作用力,從而使活塞減速,,直至停止,。
注意事項(xiàng):
1)通過調(diào)節(jié)緩沖閥的開度,緩沖能力可調(diào),。開度越小,,緩沖力越大。
2)利用氣缸動(dòng)作時(shí)的背壓而實(shí)現(xiàn)緩沖,。氣缸背壓小,。緩沖能力也將變小。在使用時(shí),,須注意負(fù)載率和氣缸速度的控制方法,。
六 氣缸的電氣裝置
我們知道氣缸是如何自如
磁性開關(guān)——它是判斷氣缸是否運(yùn)行到位的反饋信號(hào),控制相應(yīng)的電磁閥完成切換動(dòng)作,。
原理:隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近或離開開關(guān),,開關(guān)中的簧片被磁化相互吸引或斷開,發(fā)出電信號(hào),。
特點(diǎn):
七,、SMC氣缸原理圖
(1)缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?;钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),,缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒,,內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻,,以減小摩擦阻力和磨損,并能防止銹蝕,。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外,,
SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封,,活塞與活塞桿用壓鉚鏈接,不用螺母,。
(2)端蓋
端蓋上設(shè)有
(3)活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件,。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,設(shè)有活塞密封圈,?;钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性,減少活塞密封圈的磨耗,,減少摩擦阻力,。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯,、夾布合成樹脂等材料,。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動(dòng)部分長(zhǎng)度來決定,?;瑒?dòng)部分太短,易引起早期磨損和卡死,?;钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,小型缸的活塞
(4)活塞桿
活塞桿是氣缸中最重要的受力零件,。通常使用高碳鋼,表面經(jīng)鍍硬鉻處理,,或使用不銹鋼,,以防腐蝕,并提高密封圈的耐磨性,。
(5)密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封,,靜止
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種:
整體型,、鉚接型,、螺紋
(6)氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑,。也有小部分免
八,、氣缸-工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力,。由此來選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了,,輸出力不夠,,氣缸不能正常工作;但缸徑過大,,不僅使設(shè)備笨重,、成本高,同時(shí)耗氣量增大,,造成能源浪費(fèi),。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu),,以減少氣缸的尺寸,。
九、故障判斷和原因分析
在氣缸運(yùn)行過程中,,氣缸滲漏和氣缸變形是最為常見的設(shè)備問題,,氣缸結(jié)合面的嚴(yán)密性直接影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,檢修研刮氣缸的結(jié)合面,,使其達(dá)到嚴(yán)密,,是氣缸檢修的重要工作,在處理結(jié)合面漏氣的過程中,,要仔細(xì)分析形成的原因,,根據(jù)變形的程度和間隙的大小,可以綜合的運(yùn)用 各種方法,,以達(dá)到結(jié)合面嚴(yán)密的要求,。原因如下:
1.氣缸是鑄造而成的,氣缸出廠后都要經(jīng)過時(shí)效處理,,就是要存放一些時(shí)間,,使氣缸在住鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力完全消除。如果時(shí)效時(shí)間短,,那么加工好的氣缸在以后的運(yùn)行中還會(huì)變形,,這就是為什么有的氣缸在第一次泄漏處理后還會(huì)在以后的運(yùn)行中還有漏氣發(fā)生。因?yàn)闅飧走€在不斷的變形,。
2.氣缸在運(yùn)行時(shí)受力的情況很復(fù)雜,,除了受氣缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外,,還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力,以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對(duì)氣缸的作用力,,在這些力的相互作用下,,氣缸發(fā)生塑性變形造成泄漏。
3.氣缸的負(fù)荷增減過快,,特別是快速的啟動(dòng),、停機(jī)和工況變化時(shí)溫度變化大、暖缸的方式不正確,、停機(jī)檢修時(shí)打開保溫層過早等,,在氣缸中和發(fā)蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。
4.氣缸在機(jī)械加工的過程中或經(jīng)過補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,,但沒有對(duì)氣缸進(jìn)行回火處理加以消除,致使氣缸存在較大的殘余應(yīng)力,,在運(yùn)行中產(chǎn)生永久的變形,。
5.在安裝或檢修的過程中,由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因,,使內(nèi)缸,、氣缸隔板、隔板套及氣封套的膨脹間隙不合適,,或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適,,運(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使氣缸變形。
6.使用的氣缸密封劑質(zhì)量不好,、雜質(zhì)過多或是型號(hào)不對(duì),;氣缸密封劑內(nèi)若有堅(jiān)硬的雜質(zhì)顆粒就會(huì)使密封面難以緊密的結(jié)合。VIF900高溫氣缸密封劑是最新汽輪機(jī)氣缸密封材料,,高,、中、低壓缸可通用,,避免了型號(hào)選擇不當(dāng)而造成的氣缸泄漏,。
7.氣缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。氣缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實(shí)現(xiàn)的,。機(jī)組的起?;蚴窃鰷p負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會(huì)造成螺栓的應(yīng)力松弛,如果應(yīng)力不足,,螺栓的預(yù)緊力就會(huì)逐漸減小,。如果氣缸的螺栓材質(zhì)不好,螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行當(dāng)中,,在熱應(yīng)力和氣缸膨脹力的作用下被拉長(zhǎng),,發(fā)生塑性變形或斷裂,,緊力就會(huì)不足,使氣缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象,。
8.氣缸螺栓緊固的順序不正確,。一般的氣缸螺栓在緊固時(shí)是從中間向兩邊同時(shí)緊固,也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固,,這樣就會(huì)把變形最大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,,最后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊,,間隙就會(huì)集中于中部,,汽缸結(jié)合面形成弓型間隙,引起蒸汽泄漏