雙聯(lián)氣缸的選型是一個系統(tǒng)工程,絕非簡單的"按推力選缸徑"。一個正確選型能確保設備長期穩(wěn)定、精準運行,而錯誤的選型則會導致精度喪失、氣缸損壞甚至生產(chǎn)停滯。本文將通過一個清晰的"五步法",帶您完成雙聯(lián)氣缸的科學選型。
第一步:計算所需推力,初步確定缸徑
這是選型的基礎。您需要先計算出推動負載所需的理論推力。
計算理論推力 (F):
F = (負載質(zhì)量 m ×加速度 a) + 摩擦力 f + 外力 F_external
(注:若勻速運動或速度很低,加速度項可忽略)
選擇負載率 (η):
標準情況 (η≤50%):
這是最常用的情況,為氣缸的壽命和穩(wěn)定性提供了充足余量。
低速或勻速運動 (η≤70%): 若氣缸速度很慢(<100 mm/s)或為靜壓保持,可適當提高負載率以選用更小缸徑,但需謹慎。
計算氣缸理論輸出力并反推缸徑:
雙聯(lián)氣缸理論輸出力 F_氣缸 = P ×A ×2 (A為單缸截面積)
所需氣缸輸出力 F_所需 = F理論 / η
因此可得 A = F_所需 / (2 ×P),進而計算出最小缸徑D。
舉例:所需推力300N,工作壓力0.5MPa,負載率取0.5。
F_所需 = 300N / 0.5 = 600N
A = 600N / (2 ×5 bar ×10) ≈60 mm²(注:1MPa=10bar≈10N/mm²)
D = 2 ×sqrt(60/π) ≈8.74mm,則至少選擇標準缸徑10mm的氣缸。
第二步:校核橫向負載與彎矩
這是雙聯(lián)氣缸選型的核心環(huán)節(jié),直接關乎導向精度和壽命。雙聯(lián)氣缸雖能承受一定橫向負載,但絕不能超過其允許值。
方法:根據(jù)您初步選定的缸徑和實際行程,查閱該型號氣缸的 "最大集中負載"圖表(如原文圖5.4-26a)。
要求:氣缸工作時承受的實際橫向負載必須小于圖表中對應行程下的允許值。若超限,必須選擇更大缸徑或更強導向形式(如導桿氣缸)。
第三步:校驗動能,選擇緩沖類型
氣缸活塞在行程末端具有動能,若動能過大,會導致撞擊、振動和損壞。
計算動能 (E_k):
E_k = 1/2 ×m ×v²
(m為總負載質(zhì)量,v為最大沖擊速度)
校核:將計算出的動能與氣缸樣本中的 "允許動能"值(如原文圖5.4-26b)對比。
決策:
若 E_k <標準型允許動能:選擇墊緩沖或可調(diào)氣緩沖的基本型。
若 E_k 較大:必須選擇帶液壓緩沖器(如CXSL系列) 的型號,其吸收動能的能力是氣緩沖的2-3倍。
第四步:考慮安裝姿態(tài)與外伸負載
負載的安裝方式(水平/垂直)和外伸量(l)會產(chǎn)生額外的傾覆力矩,極大影響氣缸的壽命和選擇。
問題:如圖5.4-27a所示,外伸負載 m 在長度 l 上會產(chǎn)生力矩 M = m ×g ×l。
方法:必須根據(jù)安裝形式、行程、速度、外伸量l和負載質(zhì)量m,查閱廠商提供的專用選型圖(如原文圖5.4-27b)。
結(jié)論:該圖表會直接給出在特定工況下推薦的最小缸徑。例如,水平安裝、速度400mm/s、行程30mm、l=40mm、m=0.2kg時,圖表推薦選擇CXSW25(缸徑25mm)而非更小的型號。
第五步:確認系列與附加功能
最后,根據(jù)前述結(jié)果選擇具體的系列和選項:
CXS:基本型,墊緩沖或氣緩沖。
CXSL:帶液壓緩沖器,吸收動能能力強,用于中高速場合。
CXSW:雙出桿型,結(jié)構更對稱,剛性更好。
附加功能:是否需要帶磁環(huán)(用于安裝磁性開關做位置檢測)?是否需要安裝附件(腳座、法蘭等)?
? 推薦產(chǎn)品:Snway 雙聯(lián)氣缸 12-CXSL32-75-Y69BZ
Snway 雙聯(lián)氣缸 12-CXSL32-75-Y69BZ
此型號是遵循上述選型流程的一個典范結(jié)果:
缸徑32mm:提供了足夠大的推力和抗橫向負載能力,滿足大多數(shù)中負載應用。
CXSL系列:內(nèi)置液壓緩沖器,能有效吸收行程末端的沖擊,允許工作速度更高,運行更平穩(wěn),壽命更長。
行程75mm:屬于常用行程范圍,適合多數(shù)搬運和拾放作業(yè)。
高精度導向:雙活塞桿結(jié)構提供了優(yōu)于普通氣缸的抗彎矩能力,確保動作不回轉(zhuǎn),定位精準。
薄型緊湊:節(jié)省安裝空間,非常適合在自動化設備中進行高密度布局。
結(jié)論:如果您通過上述五步法計算后,發(fā)現(xiàn)需要一款缸徑在32mm左右、需要良好緩沖和高精度導向的薄型氣缸,那么12-CXSL32-75-Y69BZ無疑是一個經(jīng)過充分驗證的可靠選擇。