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气压传动知识(二),全面实用

气压传动的发展应用

01

目前气动控制装置在下述几方面有普遍的应用:

1.机械制造业

其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送,铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。

2.电子IC及电器行业

如用于硅片的搬运,元器件的插装与锡焊,家用电器的组装等。

3.石油、化工业

用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。

4.轻工食品包装业

其中包括各种半自动或全自动包装生产线,例如:酒类、油类、煤气罐装,各种食品的包装等。

5.机器人

例如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。

6.其它

如车辆刹车装置,车门开闭装置,颗粒物质的筛选,鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用,也是气动技术应用的一个组成部分。

气动产品的发展趋势主要体现在以下方面:

1.小型化、集成化

气动元件有些使用场合,有限的空间要求气动元件外形尺寸尽量小,小型化是主要发展趋势。

2.组合化、智能化

最常见的组合是带阀、带开关气缸。在物料搬运中,还使用了气缸、摆动气缸、气动夹头和真空吸盘的组合体,同时配有电磁阀、程控器,结构紧凑,占用空间小,行程可调。

3.精密化

目前开发了非圆活塞气缸、带导杆气缸等可减小普通气缸活塞杆工作时的摆转;为了使气缸精确定位开发了制动气缸等。为了使气缸的定位更精确,使用了传感器、比例阀等实现反馈控制,定位精度达0.01 mm。在精密气缸方面已开发了0.3 mm/s低速气缸和0.01N微小载荷气缸。在气源处理中,过滤精度0.01mm,过滤效率为99.9999%的过滤器和灵敏度0.001 MPa的减压阀业已开发出来。

4.高速化

目前气缸的活塞速度范围为50~750mm/s。为了提高生产率,自动化的节拍正在加快。今后要求气缸的活塞速度提高到5~10m/s。与此相应,阀的响应速度也将加快,要求由现在的1/100秒级提高到1/1000秒级。

5.无油、无味、无菌化

由于人类对环境的要求越来越高,不希望气动元件排放的废气带油雾污染环境,因此无油润滑的气动元件将会普及。还有些特殊行业,如食品、饮料、制药、电子等,对空气的要求更为严格,除无油外,还要求无味、无菌等,这类特殊要求的过滤器将被不断开发出来。

6.高寿命、高可靠性和智能诊断功能

气动元件大多用于自动化生产中,元件的故障往往会影响设备的运行,使生产线停止工作,造成严重的经济损失,因此,对气动元件的工程可靠性提出了更高的要求。

7.节能、低功耗

气动元件的低功耗能够节约能源,并能更好地与微电子技术相结合。功耗≤0.5W的电磁阀已开发和商品化,可由计算机直接控制。

8.机电一体化

为了精确达到预定的控制目标,应采用闭路反馈控制方式。为了实现这种控制方式要解决计算机的数字信号,传感器反馈模拟信号和气动控制气压或气流量三者之间的相互转换问题。

9.应用新技术、新工艺、新材料

在气动元件制造中,型材挤压、铸件浸渗和模块拼装等技术已在国内广泛应用;压铸新技术(液压抽芯、真空压铸等)目前已在国内逐步推广;压电技术、总线技术,新型软磁材料、透析滤膜等正在被应用。

气缸的选择

01

1、类型的选择

根据工作要求和条件,正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸;要求重量轻,应选轻型缸;

要求安装空间窄且行程短,可选薄型缸;有横向负载,可选带导杆气缸;要求制动精度高,应选锁紧气缸;不允许活塞杆旋转,可选具有杆不回转功能气缸;高温环境下需选用耐热缸;在有腐蚀环境下,需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下,需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。

02

2、安装形式

根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下,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。在要求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,应选择相应的特殊气缸。

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3、作用力的大小

即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力,根据不同速度选择不同的负载率,使气缸输出力稍有余量。缸径过小,输出力不够,但缸径过大,使设备笨重,成本提高,又增加耗气量,浪费能源。在夹具设计时,应尽量采用扩力机构,以减小气缸的外形尺寸。

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4、活塞行程

与使用的场合和机构的行程有关,但一般不选满行程,防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等,应按计算所需的行程增加10~20㎜的余量。

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5、活塞的运动速度

主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50~800㎜/s。

对高速运动气缸,应选择大内径的进气管道;对于负载有变化的情况,为了得到缓慢而平稳的运动速度,可选用带节流装置或气—液阻尼缸,则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意:水平安装的气缸推动负载时,推荐用排气节流调速;垂直安装的气缸举升负载时,推荐用进气节流调速;要求行程末端运动平稳避免冲击时,应选用带缓冲装置的气缸。

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