派克气缸
仪器信息网 · 2013-02-01 09:02 · 41347 次点击
派克气缸
引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机派克气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机派克气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“派克气缸”。派克气缸的应用领域:印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等等。英文名:cylinder
派克气缸种类
气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。派克气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类(见图)。做往复直线运动的派克气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击派克气缸4种。
①单作用派克气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。
②双作用派克气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。
③膜片式派克气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。
④冲击派克气缸:这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动的动能,借以做功。冲击派克气缸增加了带有喷口和泄流口的中盖。中盖和活塞把派克气缸分成储气腔、头腔和尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎和成型等多种作业。做往复摆动的派克气缸称摆动派克气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴做摆动运动,摆动角小于280°。此外,还有回转派克气缸、气液阻尼缸和步进派克气缸等。
派克气缸作用
将压缩空气的压力能转换为机械能,驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。
派克气缸分类
直线运动往复运动的派克气缸、摆动运动的摆动派克气缸、气爪等。
派克气缸结构
派克气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成,其内部结构如下:
1)缸筒
缸筒的内径大小代表了派克气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm。对钢管缸筒,内表面还应镀硬铬,以减小摩擦阻力和磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还是用高强度铝合金和黄铜。小型派克气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的派克气缸或在耐腐蚀环境中使用的派克气缸,缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。
SMCCM2派克气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。
2)端盖
端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高派克气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长派克气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,现在为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。
3)活塞
活塞是派克气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高派克气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。
4)活塞杆
活塞杆是派克气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢,表面经镀硬铬处理,或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。
5)密封圈
回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。
缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种:
整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。
6)派克气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑派克气缸。
工作原理
根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择派克气缸时应使派克气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了,输出力不够,派克气缸不能正常工作;但缸径过大,不仅使设备笨重、成本高,同时耗气量增大,造成能源浪费。在夹具设计时,应尽量采用增力机构,以减少派克气缸的尺寸。
派克气缸
下面是派克气缸理论出力的计算公式:
F:派克气缸理论输出力(kgf)
F′:效率为85%时的输出力(kgf)--(F′=F×85%)
D:派克气缸缸径(mm)
P:工作压力(kgf/cm2)
例:直径340mm的派克气缸,工作压力为3kgf/cm2时,其理论输出力为多少?芽输出力是多少?
将P、D连接,找出F、F′上的点,得:
F=2800kgf;F′=2300kgf
在工程设计时选择派克气缸缸径,可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小,从经验表1-1中查出。
例:有一派克气缸其使用压力为5kgf/cm2,在派克气缸推出时其推力为132kgf,(派克气缸效率为85%)问:该选择多大的派克气缸缸径?
●由派克气缸的推力132kgf和派克气缸的效率85%,可计算出派克气缸的理论推力为F=F′/85%=155(kgf)
●由使用压力5kgf/cm2和派克气缸的理论推力,查出选择缸径为?63的派克气缸便可满足使用要求。
应用领域
印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等等。