FESTO氣缸的選用,是氣動元件選型的重中之重
FESTO氣缸的選用,是氣動元件選型的重中之重
初學(xué)者經(jīng)驗(yàn)不足,或者希望通過前期的計算校核提升設(shè)計的“感覺"。
比如上下運(yùn)動FESTO氣缸,要承擔(dān)的輸出力主要是兩部分,一個是整個移動模組的重量G,一個是裁斷端子的剪切力F,兩部分大概算一下,看看要多大的力。至于機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程,還要克服的其他阻力,比如插端子工藝,由于產(chǎn)品產(chǎn)品端子與塑膠干涉力遠(yuǎn)比裁切成片的力小,所以我們一般可以忽略;比如克服導(dǎo)軌的摩擦阻力也是一樣,都比較小,小到多小呢,普通的導(dǎo)軌摩擦系數(shù)是幾個μ,乘于正壓力(或重量),大概就能估算個粗略值......基于這樣的分析得到一個實(shí)際需要的動力,然后再按部就班去計算或查表,也就是“有理有據(jù)"的設(shè)計,做得多了,后面就可以把這些功夫“省掉"。
為什么說FESTO氣缸確定“機(jī)構(gòu)或工藝到底需要多大的動力"關(guān)鍵的呢?因?yàn)榉菢?biāo)工況比較龐雜,初學(xué)者往往就卡在這一步,不知道當(dāng)前這個機(jī)構(gòu)或工藝到底需要多大的動力,這一步?jīng)]完成,往下都白搭。
FESTO氣缸設(shè)備跟液動、電動設(shè)備(馬達(dá)驅(qū)動)不一樣,很多場合是難以量化的,所以不用太糾結(jié)太依賴于計算分析,比如做個上料機(jī)構(gòu),從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行速度,就不是靠計算能算出來的,那么量化不了但又要求苛刻時怎么辦,那就改用其他方式(比如電動)啊。
氣缸的行程與使用的場合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),注意三個設(shè)計要點(diǎn):
●一般不選滿行程,防止活塞和缸蓋相碰,如用于夾緊機(jī)構(gòu)等,應(yīng)按計算所需的行程增加1~2㎜的余量,換言之,機(jī)構(gòu)本身有限位功能。
●限位要平衡穩(wěn)當(dāng),所謂平衡,就是不要讓氣缸“憋著"或“懸著",所謂穩(wěn)當(dāng),就是要足夠力量阻擋“來勢洶洶"的活動部分,并且沒有搖動、晃動或有松脫趨勢現(xiàn)象(比如氣缸運(yùn)動方向垂直于固定螺絲徑向,后者就容易受循環(huán)載荷而慢慢松動,應(yīng)該與螺絲軸向平行)
●應(yīng)盡量選為標(biāo)準(zhǔn)行程,可供貨速度,成本降低。
?、購膭幼魃戏譃閱巫饔煤碗p作用,前者又分彈簧壓回和壓出兩種,一般用于行程短、對輸出力和運(yùn)動速度要求不高的場合(價格低、耗能少),雙作用氣缸則更廣泛應(yīng)用。(注:不要把單雙作用氣缸跟帶還是不帶磁環(huán)氣缸等同了)
②從功能上來分(比較貼合設(shè)計情況),類型較多,如標(biāo)準(zhǔn)氣缸、復(fù)合型氣缸、特殊氣缸、擺動氣缸、氣爪等,其中比較常用的為自由安裝型氣缸、薄型氣缸、筆形氣缸、雙桿氣缸、滑臺氣缸、無桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾爪氣缸等,大家只要了解各種氣缸大致特性和對應(yīng)型號,要用時調(diào)(標(biāo)準(zhǔn)件圖紙)出來即可!
基于對FESTO氣缸在動力特性或空間布局方面的應(yīng)用特長,我們在實(shí)際選用氣缸時,首先是確定一個合適的類別。
●節(jié)省空間
指FESTO氣缸的軸向或徑向尺寸比標(biāo)準(zhǔn)氣缸的較大或較小的氣缸,具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、占用空間小等,比如薄型氣缸(如CQ系列,缸徑=Φ12mm~Φ100mm,行程≤100mm)和自由安裝型氣缸(如CU系列,缸徑=Φ6mm~Φ32mm,行程≤100mm),如圖所示。
具有節(jié)省空間特長的還有無桿氣缸,形象地說,有桿氣缸的安裝空間約2.2倍行程的話,無桿氣缸可以縮減到約1.2倍行程,一般需要和導(dǎo)引機(jī)構(gòu)配套,定位精度也比較高。無桿氣缸有磁性偶合式(CYI)和機(jī)械式接觸式(MY1)兩種。
根據(jù)工作要求和條件,正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸;要求重量輕,應(yīng)選擇輕型缸;要求安裝空間窄且行程短,可選擇薄型缸;有橫向負(fù)載的,可選擇帶導(dǎo)桿氣缸;要求制動精度高,應(yīng)選擇鎖緊氣缸;不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),可選擇具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸;高溫環(huán)境下需選用耐熱缸;在有腐蝕環(huán)境下,需選用耐腐蝕氣缸;在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需要活塞桿伸出端安裝防塵罩;要求無污染時需選用無給油或無油潤滑氣缸等。
安裝形式
根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下,采用固定式氣缸,在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(如車床、磨床等),應(yīng)選擇回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運(yùn)動外,還需要做圓弧擺動時,則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時,應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。
作用力的大小
即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力,根據(jù)不同速度選擇不同的的負(fù)載率,使氣缸輸出力留有余量。缸徑過小,輸出力不夠,但缸徑過大,使設(shè)備笨重,成本提高,且增加耗氣量。在夾具設(shè)計時,應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu),以減小氣缸的外形尺寸。其中P1--氣缸推力,P2--氣缸拉力
FESTO氣缸行程
與使用場合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但一般不選滿行程,防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等,應(yīng)按計算所需的行程增加10-20mm的余量。