气缸气缓冲特性
气缸工作原理介绍
⽓缸⼯作原理介绍
缸⼯作原理介绍
⼀、单作⽤⽓缸
单作⽤⽓缸只有⼀腔可输⼊压缩空⽓,实现⼀个⽅向运动。其活塞杆只能借助外⼒将其推回;通常借助于弹簧⼒,膜⽚张⼒,重⼒等。
单作⽤⽓缸的特点是:
1)仅⼀端进(排)⽓,结构简单,耗⽓量⼩。
2)⽤弹簧⼒或膜⽚⼒等复位,压缩空⽓能量的⼀部分⽤于克服弹簧⼒或膜⽚张⼒,因⽽减⼩了活塞杆的输出⼒。
3)缸内安装弹簧、膜⽚等,⼀般⾏程较短;与相同体积的双作⽤⽓缸相⽐,有效⾏程⼩⼀些。
4)⽓缸复位弹簧、膜⽚的张⼒均随变形⼤⼩变化,因⽽活塞杆的输出⼒在⾏进过程中是变化的。
由于以上特点,单作⽤活塞⽓缸多⽤于短⾏程。其推⼒及运动速度均要求不⾼场合,如⽓吊、定位和夹紧等装置上。单作⽤柱塞缸则不然,可⽤在长⾏程、⾼载荷的场合。
⼆、双作⽤⽓缸
双作⽤⽓缸指两腔可以分别输⼊压缩空⽓,实现双向运动的⽓缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和⾮缓冲式等。此类⽓缸使⽤最为⼴泛。
1)双活塞杆双作⽤⽓缸双活塞杆⽓缸有缸体固定和活塞杆固定两种。
缸体固定时,其所带载荷(如⼯作台)与⽓缸两活塞杆连成⼀体,压缩空⽓依次进⼊⽓缸两腔(⼀腔进⽓另⼀腔排⽓),活塞杆带动⼯作台左右运动,⼯作台运动范围等于其有效⾏程s的3倍。安装所占空间⼤,⼀般⽤于⼩型设备上。
活塞杆固定时,为管路连接⽅便,活塞杆制成空⼼,缸体与载荷(⼯作台)连成⼀体,压缩空⽓从空⼼活塞杆的左端或右端进⼊⽓缸两腔,使缸体带动⼯作台向左或向左运动,⼯作台的运动范围为其有效⾏程s的2倍。适⽤于中、⼤型设备。
双活塞杆⽓缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受⼒⾯积相等。当输⼊压⼒、流量相同时,其往返运动输出⼒及速度均相等。
气缸的工作特性及计算
3. 气缸的理论输出力
气缸理论输出力的计算公式和液压缸的相同。
液压与气压传动
第三章 执行元件
Part 3.6 气缸的工作特性及计算
4. 气缸的效率和负载率
气缸未加载时实际所能输出的力,受到 气缸活塞和缸筒之间的摩擦力、活塞杆 和前缸盖之间的摩擦力影响。摩擦力影 响程度用气缸效率η表示。如图3-34所示 为气缸效率η与气缸的缸径D和工作压力p 的关系曲线,缸径增大,工作压力提高, 则气缸效率η增加。
运动速度有关,见表3-6 。
表3-6 气缸的运动状态与负载率
阻性负载(静负载) β<0.8
<100mm/s ≤0.65
惯性负载的运动速度v
100~500mm/s
>500mm/s
≤0.5
≤0.3
由此就可以计算气缸的缸径,再依标准缸径进行圆整。
液压与气压传动
第三章 执行元件
Part 3.6 气缸的工作特性及计算
气缸负载率β 定义为:
气缸的实际负载F 100 %
气缸的理论输出力F0
(3-44)
液压与气压传动
第三章 执行元件
Part 3.6 气缸的工作特性及计算
4. 气缸的效率和负载率
气缸的实际负载(轴向负载)是由工况所决定的,若确定了气缸
负载率β,则由定义就能确定气缸的理论输出力F0,从而可以计 算气缸的缸径。气缸负载率β的选取与气缸的负载性质及气缸的
自动化知识—01气缸的工作原理及应用
F=
π 4
× 632 × 0.4
= 1246
12.3 气缸技术参数-效率
实际中,由于活塞等运动部件的惯性力以及密封等部 分的摩擦力,活塞杆的实际输出力小于理论推力,称这个 推力为气缸的实际输出力。气缸的效率是气缸的实际推力 和理论推力的比值。
气缸的效率取决于密封的种类,气缸内表面和活塞杆 加工的状态及润滑状态。此外,气缸的运动速度、排气腔 压力、外载荷状况及管道状态等都会对效率产生一定的影 响。
常用于活塞杆密封。
不加压时
加压时
7 密封的润滑
1)给油 由油雾器将润滑油混入压缩空气输送给气缸。 2)无给油(润滑脂) 使用润滑脂;铝基润滑脂
导向套 杆密封件
活塞密封件 缓冲密封件
缸筒・活塞杆・缓冲套
技术说明:密封件・垫片涂上润滑脂后组装
3)无润滑 使用自润滑材料。 效果理想但成本很高,并且不能完全密封。对空气质量要求也很高。
技术说明: 1)给油气缸请用透平1号油(ISOVG32号)进行给油润滑。 2)不给油气缸也可以作为给油气缸使用,但是注意给油也需要使用透平1号 油(ISOVG32号),并且必须持续给油不能中停止,否则会使以前的润滑剂消 失而引起动作不良。
8.1 缓冲方式-橡胶缓冲
技术说明: 1)缓冲能力固定不可变,缓冲能力小,多用于小型气缸,防止作动噪音。 2)需要注意橡胶老化而导致变形、剥落等现象。
各种类型气缸的原理
一.产品的性能及特点:
1.免润滑性:该产品采用含油自润滑轴承,使活塞杆无需加油润滑;
2.耐久性:气缸本体、采用优质不锈钢、硬质氧化铝合金材质,前后端盖经过阳极硬质氧化处理,不仅具有耐磨耐腐蚀性,而且更显外观小巧精美;
3.可调缓冲性:该产品除了带有固定缓冲外,气缸终端还带有可调缓冲,是气缸换向时平稳无冲击;
4.安装形式多样性:多种安装附件供客户根据使用要求来选择;
5.耐高温性:可采用耐高温密封材料,使气缸在180°C高温条件下正常工作(客户订货时需向本公司特殊说明订购);
6.附磁性:气缸活塞上装有一个永久磁铁,它可触发安装在气缸上的感应开关来感应气缸的运动位置(客户订货时需向本公司特殊说明订购);
7.行程可调性:活塞杆端配有一个可调螺母,是气缸在其行程范围内实现可调(推力F1=拉力F2);
8.派生多样性:可在原来的基础上派生出多样化的非标产品以此适合客户需要的各种使用要求。
气动执行元件和控制元件
气动执行元件是一种能量转换装置,它是将压缩空气的压力能转化为机械能,驱动机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件分为气缸和气马达两大类。气缸用于提供直线往复运动或摆动,输出力和直线速度或摆动角位移。气马达用于提供连续回转运动,输出转矩和转速。
气动控制元件用来调节压缩空气的压力流量和方向等,以保证执行机构按规定的程序正常进行工作。气动控制元件按功能可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
气缸
一、气缸的工作原理、分类及安装形式
1.气缸的典型结构和工作原理
图 1 普通双作用气缸
气缸分类
气缸分类
气缸的种类很多,分类的方法也不同,一般可按压缩空气作用在活塞端面上的方向、结构特征和安装形式来分类。具体分类如下:
一、从气缸活塞承受气体压力是单向还是双向进行分类:
1、单作用气缸:气缸的活塞只能单向受气压推动,反向时需要借助外力。
2、双作用气缸:气缸的活塞在正、反两个方向上都靠气压推动。
二、从气缸的安装形式进行分类:
1、固定式气缸:气缸缸体固定不动。
2、轴销式气缸:气缸缸体可围绕固定轴销在一定角度内摆动。
3、回转式气缸:气缸缸体通常固定在机床主轴上,可随机床主轴一同旋转,这种气缸常用于机床上的气动卡盘。
三、从气缸的功能及用途进行分类:
1、普通气缸:包括单作用和双作用气缸。在无特殊要求的情况下一般采用此类气缸。
2、缓冲气缸:气缸带有缓冲装置,可避免活塞运动到端部时发生强烈撞击。在压力较高和运动速度较高的工作场合,常采用此类气缸。
3、气液阻尼缸:气缸与液压缸串联,可以获得比较精确的运动速度,对调速要求较高的场合可采用此类气缸。
4、摆动气缸:气缸的动作作为绕轴心线作往复转动,可用于夹具转位、阀门开关等。
5、冲击气缸:是一种以活塞杆高速运动形成冲击力的高能缸,可用于冲压、切断等。
气缸缓冲调节螺丝原理
气缸缓冲调节螺丝原理
在机械系统中,气缸是一种常见的执行器。它通过压缩空气产生力,从而实现机械系统的运动。然而,由于气缸的运动速度较快,往往会产生冲击和振动,影响机械系统的稳定性和精度。为了解决这个问题,人们引入了气缸缓冲调节螺丝,通过调节螺丝的位置和力度,实现对气缸的缓冲控制,从而提高机械系统的稳定性和精度。
气缸缓冲调节螺丝的原理很简单,就是通过调节螺丝的位置和力度,改变气缸的缓冲效果。具体来说,当气缸运动到末端时,它会产生高速撞击,从而产生冲击和振动。为了减少这种冲击和振动,人们在气缸末端安装了缓冲装置。这个缓冲装置就是由气缸缓冲调节螺丝和缓冲垫组成的。
气缸缓冲调节螺丝一般安装在气缸的末端,它是一种带有弹性的螺丝,可以通过旋转调节其位置和力度。当气缸运动到末端时,它会撞击到缓冲垫上,而缓冲垫则通过压缩和弹性回复来减缓气缸的冲击力。而气缸缓冲调节螺丝则是通过调节缓冲垫的压缩量和回弹力度,来改变气缸的缓冲效果。当调节螺丝的力度增加时,缓冲垫的压缩量会减少,回弹力度会增加,从而减少气缸的缓冲效果;反之,当调节螺丝的力度减小时,缓冲垫的压缩量会增加,回弹力度会减小,从而增加气缸的缓冲效果。
气缸缓冲调节螺丝的优点是显而易见的。它可以通过简单的调节来改变气缸的缓冲效果,从而适应不同的工作环境和需求。同时,它还可以减少机械系统的冲击和振动,提高机械系统的稳定性和精度。
此外,气缸缓冲调节螺丝还具有结构简单、安装方便、成本低廉等优点。
然而,气缸缓冲调节螺丝也存在一些局限性。首先,它只能对气缸的缓冲效果进行粗略的调节,无法实现精细的控制。其次,它的调节范围有限,只能在一定范围内进行调节。最后,它的调节需要人工干预,无法自动化控制,对生产效率和工作效率会产生一定影响。
气缸缓冲特性的研究
气缸气缓冲特性的实验研究
摘要:研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统。通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性。实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况。关键词:气缸;气缓冲特性;计算机辅助测试
当气缸驱动较大质量且较快速度的工作部件,运动状态突然停止或换向时,会产生很大的冲击和振动,因此必须设置缓冲装置。理想缓冲过程中,运动部件应按等减速规律减速,并在到达行程终点时速度刚好减到零L常用的气缸缓冲方式有气缓冲、液压缓冲和橡胶垫缓冲等[ 1 ] ,它们有各自的特点和使用场合L 气缓冲气缸的结构如图1 所示,如何调整缓冲针阀以适应不同工况的要求是用户经常提出的问题。文献[2 ]把气缓冲气缸的运动分为4 个阶段:准备阶段、启动阶段、快速运动阶段和缓冲阶段,并分析了影响气缓冲气缸动态性能的几个主要因素。文献[3 ]建立了气缓冲气缸运动模型,并进行了仿真计算和实验验证。
图1气缓冲气缸示意图
作者建立了气缸缓冲特性计算机辅助测试系统,使用该系统对气缸在不同工况下的气缓冲特性进行了实验,总结出了几种典型的气缓冲特性,并分别进行了分析。
1 计算机辅助测试系统的构成
图2 为测试系统的硬件构成示意图,它由气动系统、传感器和数据采集系统组成L被测气缸为气缓冲型气缸,由二位五通电磁换向阀SY524025LOU控制气缸的运动方向,用调速阀A S2051F 调整气缸运动速度,并用导轨支撑的砝码块模拟惯性负载,用气缸上的缓冲针阀调节气缓冲性能。用美国国家仪器公司(National Instruments) 的多功能数据采集卡PC I26024E 控制实验过程的电磁阀动作并完成压力、拉2压力、位移、振动加速度的采集和测量。
气缸的速度特性
气缸的速度特性
活塞在整个运动过程中,其速度是变化的。速度的最大值称为最大速度,记为um。对非气缓冲气缸,最大速度通常在行程末端。对气缓冲气缸,最大速度通常在进入缓冲前的行程位置。
气缸没有外负载力,并假定气缸排气侧为声速排气,且气源压力不太低的情况下,求出的气缸速度称为理论基准速度。u0=1920*S/A
其中,u0为理论基准速度
S为排气回路的合成有效截面积
A为排气侧活塞的有效截面积。
理论速度与无负载时气缸的最大速度非常接近,故令无负载时气缸的最大速度等于u0。.随着负载的加大,气缸的最大速度um将减小。
气缸的平均速度v是气缸的运动行程L除以气缸的动作时间(通常按到达时间计算)t。通常所说的气缸的速度都是指平均速度。在粗略计算时,气缸的最大速度一般取平均速度1.4倍。
标准气缸的使用速度范围大多是50~500mm/s。当速度小于50mm/s时,由于气缸摩擦阻力的影响增大,加上气体的可压缩性,不能保证活塞作平稳移动,会出现时走时停的现象,称为“爬行”。当速度高于500mm/s时,气缸密封圈的摩擦生热加剧,加速密封件磨损,造成漏气,寿命缩短,还会加大行程末端的冲击力,影响到机械寿命。要想气缸在低速度下工作,宜使用气液阻尼缸,或通过气液转换器,利用气液联用缸进行低速控制。要想在更高速下工作,需加长缸筒长度、提高气缸筒的加工精度,改善密封圈材质以减小摩擦阻力,改善缓冲性能等。
气缸使用注意事项
气缸使用注意事项
气缸是气动系统中的执行元件,气缸质量将直接影响所配套的设备的工作性能,因此,我们在选用气缸时应注意以下几个方面:1.选择厂家知名度较高、质量和服务信誉较好的生产企业。2.检查企业生产气缸所采用的标准,如是企业标准,应与行业标准进行比较。3.对气缸的外观、内外泄漏以及空载性能进行考察:a. 外观:气缸缸筒和活塞杆表面应无划伤,端盖处无气孔和沙眼。b.内、外泄漏:气缸除出杆端外不允许有外泄漏,内泄漏和出杆端的外泄漏应分别小于(3+0.15D)ml/min和(3+0.15d)ml/min。c.空载性能:将气缸处于无负载装态,使其处于低速运行时,看其无爬行时的速度是多少,速度越低越好。4.注意气缸的安装形式和尺寸,安装尺寸可以在向厂家定货时提出,气缸一般没有现货,尽量采用标准型,这样可以缩短交货时间。气缸使用上的注意事项
使用前
1、为除去配管中的锈、异物和废水,请尽可能靠近方向控制阀安装过滤器。
2、请使用镀锌管、尼龙管、橡胶管等耐腐蚀的配管材料。
3、对于气缸和方向控制阀之间的配管,请确认其截面是否拥有所规定的活塞速度所必须的有效截面积。
4、配管前为除去管中的异物、切屑等,请用压缩空气进行清除。
5、与元件产品相联时,请不要混入密封带、粘着剂等异物。
6、加在活塞杆上的负载请一直保持作用在轴向状态。
使用后
1、使用气缸的最合适温度为5-60℃,温度超过60℃时,请考虑密封件的材质;若温度低于5℃时,由于回路中的水分冻结,可能会发生事故,请考虑防止冻结。
2、请不要在有腐蚀危险的环境中使用气缸,否则会造成损伤或运转不良,如果一定要在这样的环境中使用,请和本公司商洽。
气缓冲气缸和液压缓冲气缸的区别
缓冲气缸产生的原因:
对于接近行程末端时速度较高的气缸,活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件,如果不采取措施,气缸的寿命就会迅速减短,增加设备使用成本。所以需要采取缓冲措施。
气缓冲气缸和液压缓冲气缸的区别:通过两种气缸的优势即可比对出他们之间的区别。
气缓冲气缸的优势和特点:
这种缓冲方式当缓冲行程较小时,缓冲力就较大,调节合理可以不存在反弹现象,但因缓冲腔容积不大,又由于强度限制,缓冲腔室的高压力不宜太大,则大缓冲力也不会太大,故气缓冲气缸只能吸收较小的能量。
液压缓冲气缸的优势:
可在很短行程内,使缓冲力达到大值,设计合理的话,在行程范围内,可保持缓冲力基本不变,由于液压缓冲器在高压下工作,很小直径的缓冲器便可得到较大的缓冲力,故能吸收大的冲击能。由于所吸收能量都转化成热能,不会出现反弹现象。
缓冲气缸工作原理
缓冲气缸工作原理
缓冲气缸是一种常见的气动元件,它能将气源压力通过气控阀进行调节,实现缓冲运动的目的。缓冲气缸的工作原理如下:
1. 气源供给:缓冲气缸通过气管连接到气源系统,气源系统提供压缩空气作为动力源。通常,气源系统中有一个压缩机和调压阀来维持气源的压力。
2. 气控阀控制:气源通过气控阀进入缓冲气缸。气控阀根据控制信号的输入来控制气缸的工作状态。通常,气控阀有两种工作方式:单向控制和双向控制。单向控制时,气缸只能在一个方向上运动;双向控制时,气缸可以在两个方向上运动。
3. 缓冲作用:当气源进入气缸后,气缸将气源压力转化为机械能。气源进入气缸后,气缸内的活塞开始运动。活塞运动过程中,气缸内的缓冲装置会对活塞的运动进行缓冲和减震。
4. 空气排放:当气源停止供给时,气缸内的气体需要排出。通过气控阀的控制,将气缸内的气体排放至大气中。
总的来说,缓冲气缸通过控制气源的供给和排放,通过气压来驱动活塞运动,并通过缓冲装置实现对活塞运动的缓冲和减震作用。这样可以实现气缸的缓冲运动。
气缸缓冲调节螺丝原理
气缸缓冲调节螺丝原理
气缸缓冲调节螺丝是一种用于调节气缸缓冲力的装置。在机械设备中,气缸缓冲力的调节是非常重要的,因为它直接影响到机械设备的稳定性和安全性。本文将介绍气缸缓冲调节螺丝的原理、结构和应用。
一、气缸缓冲调节螺丝的原理
气缸是一种常用的执行器,它通过气体压力产生的力来完成机械运动。气缸在机械设备中的使用非常广泛,它可以用于传送物料、控制机械运动、完成自动化生产线等任务。但是,气缸在工作时会产生冲击力,这种冲击力会对机械设备产生不良影响,例如振动、噪音、磨损等。因此,需要对气缸的冲击力进行缓冲调节,以提高机械设备的稳定性和安全性。
气缸缓冲调节螺丝是一种用于调节气缸缓冲力的装置。它的原理是通过调节螺丝的位置,改变气缸缓冲器的缓冲力大小。气缸缓冲器是一种能够吸收气缸冲击力的装置,它通常由缓冲弹簧和缓冲垫组成。当气缸运动到末端时,缓冲垫会与气缸接触,从而吸收气缸的冲击力。而缓冲弹簧则可以根据需要进行调节,以改变缓冲力大小。
在气缸缓冲调节螺丝中,螺丝的位置决定了缓冲弹簧的压缩程度,从而影响了缓冲力的大小。当螺丝位置较低时,缓冲弹簧的压缩程度较小,缓冲力也较小;而当螺丝位置较高时,缓冲弹簧的压缩程度较大,缓冲力也较大。因此,通过调节螺丝的位置,可以实现对气缸缓冲力的精确调节。
二、气缸缓冲调节螺丝的结构
气缸缓冲调节螺丝通常由螺丝、弹簧和调节环组成。其中,螺丝是最重要的部件,它决定了缓冲力的大小。弹簧则用于吸收气缸的冲击力,从而保护机械设备。调节环则用于固定螺丝的位置,以保证缓冲力的稳定性。
气缸压力调节方法
气缸压力调节方法
以气缸压力调节方法为标题,本文将介绍气缸压力调节的几种常见方法。
一、气缸压力调节的重要性
气缸压力调节是保证气缸正常工作的关键步骤。合理调节气缸压力可以确保气缸在工作时保持稳定的输出力和速度,提高气缸的工作效率和精度。
1. 调节进气压力
气缸压力的大小与进气压力有直接关系。通过调节进气压力,可以改变气缸的输出力和速度。一般情况下,增加进气压力可以增大气缸的输出力和速度,减小进气压力则会降低气缸的输出力和速度。
2. 使用减压阀进行调节
减压阀是一种常用的气缸压力调节装置。通过调节减压阀的开启度,可以控制气缸的输出压力。当减压阀开启度增大时,气缸的输出压力会减小;当减压阀开启度减小时,气缸的输出压力会增大。减压阀通常可通过手动或自动控制来实现压力的调节。
3. 使用调压阀进行调节
调压阀是一种常见的气缸压力调节装置,适用于对气缸压力进行精确调节的场合。调压阀通过调节阀芯的位置,控制气缸的输出压力。当阀芯向开口方向移动时,气缸的输出压力会增大;当阀芯向关闭
方向移动时,气缸的输出压力会减小。调压阀一般可以通过手动或自动控制来实现精确的压力调节。
4. 使用气缸缓冲器进行调节
气缸缓冲器是一种常用的气缸压力调节装置,用于调节气缸的输出速度和减小气缸的冲击力。气缸缓冲器通过调节缓冲器的开口大小和缓冲器内的油液流动阻力,控制气缸的输出速度和减小气缸的冲击力。一般来说,增加缓冲器的开口大小可以提高气缸的输出速度,减小气缸的冲击力;减小缓冲器的开口大小则会使气缸的输出速度变慢,冲击力增大。
5. 使用电子调压器进行调节
气缸的详细分类介绍
气缸的认真分类介绍
无杆气缸只是气缸系列的一种。气缸的种类繁多,分类的方法也不同。一般按工业上依照压缩空气作用在活塞端面上的方向分类:
1、单作用气缸压缩空气只从一腔进入气缸推动活塞运动,而活塞的返回是靠弹簧、膜片张力、自重或其他外力的作用。
2、双作用气缸气缸活塞的往复运动均由压缩空气来推动。
按气缸的结构特征分类:
1、活塞式气缸如美登MEDAN无杆气缸
2、膜片式气缸如费斯托FESTO无杆气缸,他们的无杆气缸内外带都是膜片式的。
按气缸的功能分类:
1、无缓冲气缸(一般气缸)用于无特别使用要求的场合。
2、缓冲气缸气缸一端或两端设有缓冲装置,可减小活塞运动到行程末端时对缸盖的撞击。
3、耐热气缸用于环境温度120~150℃,其气缸密封圈、活塞上导向环和缓冲垫等均需用耐热材料,如密封圈和缓冲垫用氟橡胶,导向环用聚四氟就乙烯。
4、耐腐蚀性气缸用于有腐蚀性环境下工作。其气缸外露表面的零件均需用防腐性材料,如缸筒、活塞杆、端盖和拉杆等选用不同的耐腐蚀性材料。
5、低摩擦气缸气缸内系统摩擦力的大小会直接影响气缸运动的稳定性。减不摩擦力的措施一般有:降低缸筒内表面和活塞杆外表面等滑动表面的粗糙度值;减小密封圈的接触面积;采纳低摩擦系数的材料等。
6、增压缸增压缸可分为气增压和气液增压两种:
1.增压气缸。气缸有截面大小不同的两个活塞,利用压力与面积乘积不变的原理,使输入压力增大。
2.气液增压缸。由气缸和液压缸构成,将低压空气转换为高压油,获得高的输出力
还有高速气缸、摇摆气缸、多位气缸、锁紧气缸、回转气缸、冲击气缸、步进气缸、可调行程气缸、防回气缸、防落气缸、气液阻尼缸等均属于按气缸的功能分类。
缓冲气缸原理
缓冲气缸原理
缓冲气缸是一种常用的气动执行元件,它在工业自动化控制系统中起着重要作用。缓冲气缸的原理是利用气体的压力来控制活塞的运动,从而实现对工件的缓冲作用。本文将从缓冲气缸的工作原理、结构特点和应用领域等方面进行介绍。
首先,缓冲气缸的工作原理是利用气体的良好弹性来实现对活塞的缓冲作用。
当气体进入气缸内部时,活塞会受到气体的压力作用而产生运动。在活塞运动到末端时,气体的压力会起到缓冲作用,从而减缓活塞的速度,使得工件可以得到平稳的停止。这种工作原理使得缓冲气缸在工业生产中得到了广泛的应用。
其次,缓冲气缸的结构特点主要包括气缸体、活塞、密封件和缓冲装置等部分。气缸体是缓冲气缸的主体部分,它通常由铝合金或不锈钢等材料制成,具有良好的耐压性能。活塞是气缸内部的运动部件,它与气缸体之间通过密封件进行密封,从而保证了气缸内部的气体不会泄漏。缓冲装置则是实现缓冲作用的关键部分,它通常由缓冲垫和缓冲阀组成,通过对气体流动的控制来实现缓冲效果。
此外,缓冲气缸在工业自动化控制系统中具有广泛的应用领域。例如,在自动
化装配线上,缓冲气缸可以用于对工件的缓冲作用,从而保证了装配过程的稳定性和安全性。在冲压设备中,缓冲气缸可以用于对冲压机的冲击力进行缓冲,从而延长了设备的使用寿命。在物流输送系统中,缓冲气缸可以用于对货物的缓冲作用,从而保证了货物的安全运输。
综上所述,缓冲气缸作为一种重要的气动执行元件,在工业自动化控制系统中
发挥着重要作用。它利用气体的压力来实现对活塞的缓冲作用,具有结构简单、使用方便、缓冲效果好等特点,广泛应用于自动化装配线、冲压设备、物流输送系统等领域。随着工业自动化水平的不断提高,缓冲气缸的应用前景将更加广阔。
高速气缸缓冲腔系统缓冲能力研究
度 、 动 质 量 变化 的规 律性 认 识 , 研 制 对 高速 气 缸 活 塞速 度 变 化 有 自适 应 能 力 的 压 力 反 馈 式 缓 冲 阀奠 定 了 必 要 的 理 论 驱 为
基 础。
关键 词 : 速 气 缸 ; 塞 速 度 ; 冲 能 力 高 活 缓
中图分类号 : TH1 89 3 .
题, 设计 了 有 自适 应 能 力 的压 力 反 馈 式 缓 冲 阀 , 结 构 原 理 如 图 其
1所 示 。
收 稿 日期 : 0 60 — 2 0 — 3 1 6
作 者 简 介 : 哲 ( 9 1) 男 , 龙 江 省 哈 尔 滨 市 人 , 七 , 要 从 事 气 压 李 16 , 黑 博 主
ve o ih s e dc l d rwi h au s e do itn2 s h l cu t no p e 0 ,terg lrt nc s inc — iw fhg p e yi e t t ed tm p e fpso m/ ,t ef t ai fs e d1 n h u o h e ua i o u ho a y
1 引言
高 速 气 缸 缓 冲是 保 证 运 动 速 度 超 过 2 m/ 的 活 塞 在 其 行 程 s 终 点 平 稳 的停 止 。现 有 的 高 速气 缸 缓 冲方 法 均 是 针 对 某 一 固定
工 况 , 当驱 动 质 量 、 塞速 度 等 工 况 条 件 发 生 不 可 避 免 的变 化 而 活 时, 有时 会 出 现 活 塞 撞 击 端 盖 或 活 塞 反 弹 现 象 , 重 影 响 气 缸 寿 严 命 和 工 作 可 靠 性 。 为 了解 决 工 况 条 件 变 化 时 高 速 气 缸 的 缓 冲 问
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第22卷 第3期2002年6月北京理工大学学报
Jou rnal of Beijing In stitu te of T echno logy
V o l .22 N o.3Jun .2002
文章编号:100120645(2002)0320321204
气缸气缓冲特性的实验研究
张百海, 贾媛媛, 柴森春, 江泽民
(北京理工大学自动控制系,北京 100081)
摘 要:研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统Ζ通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性Ζ实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况Ζ关键词:气缸;气缓冲特性;计算机辅助测试
中图分类号:T P 274;TH 138151 文献标识码:A
Exper i m en tal I nvestigation of A ir Cush ion Character istics
i n Pneu matic Cyli nders
ZHAN G B ai 2hai , J I A Yuan 2yuan , CHA I Sen 2chun , J I AN G Ze 2m in
(D ep t .of A u tom atic Con tro l ,Beijing In stitu te of T echno logy ,Beijing 100081,Ch ina )
Abstract :A ir cu sh i on characteristics of p neum atic cylinders are studied exp eri m en tally .A com 2p u ter aided p neum atic cylinder testing system w as develop ed .P ressu res in the cu sh i on cham bers ,in in let and ou tlet p i p elines ,cylinder disp lacem en t and shock accelerati on w ere tested under dif 2feren t w o rk ing conditi on s by tun ing the sou rce p ressu re and op en ing of the cu sh i on needle valve .T yp ical air cu sh i on characteristics including over 2cu sh i on ing ,deficien t cu sh i on ing and op ti m um cu sh i on ing w ere analysed .It w as p roved that the m echan ical co llisi on betw een the p iston and the end cap w as the m ain cau se of shock ,and there ex isted m echan ical co llisi on s that w o rsen the cu sh i on p erfo rm ance in som e deficien t cu sh i on ings ,and air cu sh i on is on ly app licab le under cer 2tain w o rk ing conditi on s
.Key words :p neum atic cylinder ;air cu sh i on characteristics ;CA T
收稿日期:20020117
基金项目:日本S M C 株式会社合作项目
作者简介:张百海(1966-),男,博士,副教授Ζ
当气缸驱动较大质量且较快速度的工作部件,
运动状态突然停止或换向时,会产生很大的冲击和振动,因此必须设置缓冲装置Λ理想缓冲过程中,运动部件应按等减速规律减速,并在到达行程终点时速度刚好减到零Λ常用的气缸缓冲方式有气缓冲、液压缓冲和橡胶垫缓冲等[1],它们有各自的特点和使
用场合Λ气缓冲气缸的结构如图1所示,如何调整缓冲针阀以适应不同工况的要求是用户经常提出的问题Λ文献[2]把气缓冲气缸的运动分为4个阶段:准备阶段、启动阶段、快速运动阶段和缓冲阶段,并分析了影响气缓冲气缸动态性能的几个主要因素Λ文献[3]建立了气缓冲气缸运动模型,并进行了仿真计
算和实验验证
Λ
图1 气缓冲气缸示意图
F ig .1 Structure of pneum atic cylinder w ith air cush i on
作者建立了气缸缓冲特性计算机辅助测试系
统,使用该系统对气缸在不同工况下的气缓冲特性进行了实验,总结出了几种典型的气缓冲特性,并分别进行了分析Λ
1 计算机辅助测试系统的构成
图2为测试系统的硬件构成示意图,它由气动
系统、传感器和数据采集系统组成Λ被测气缸为气缓冲型气缸,由二位五通电磁换向阀SY 524025
LOU 控制气缸的运动方向,用调速阀A S 2051F 调整气缸运动速度,并用导轨支撑的砝码块模拟惯性负载,用气缸上的缓冲针阀调节气缓冲性能Λ用美国国家仪器公司(N ati onal In strum en ts )的多功能数据采集卡PC I 26024E 控制实验过程的电磁阀动作并完成压力、拉2压力、位移、振动加速度的采集和测量Λ
111 压力测试
气缸内需要测量压力的4个腔是:气缸的右缓冲腔、右主气路、左缓冲腔和左主气路,其压力分别用p 1,p 2,p 3,p 4表示,如图1所示Λ将测量p 2和p 4的压力传感器与气缸两端的进排气口相连Λ在气缸两端各加上一个与缓冲腔相通的测压接口,用来连接测量缓冲腔压力p 1,p 3的压力传感器Λ压力传感器输出的弱电压信号经放大器变换成-5~5V 的电压信号,由数据采集卡PC I 26024E 进行采集Λ
112 输出力与振动加速度测试
为了测量气缸的输出力F ,在气缸的活塞杆和加载砝码之间安装拉2压力传感器,其测量范围为0~1960N ,输出信号为0~5V Λ振动加速度是表
征气缓冲效果的重要指标,采用北京测振仪器厂生产的YD 系列压电式加速度传感器获得气缸活塞的振动加速度a ,输出信号为0~5V ,由数据采集卡
PC I 26024E 进行采集Λ113 位移测试
采用北京昆仑海岸传感技术中心生产的I W HR 型位移传感器测量气缸行程信号,输出0~5V 的电压信号,由数据采集卡PC I 26024E 进行采集Λ114 电磁换向阀的控制
用PC I 26024E 的2路数字量输出控制双电控两位五通阀SY 524025LOU ,从而控制气缸运动的方向ΛPC I 26024E 的数字量输出是T TL 电平,考虑到T TL 电平的驱动能力,自行设计了一块与接线端子板CB 268L P 相匹配的电磁阀驱动接口板,用于控制电磁阀的通断Λ
115 计算机辅助测试系统的软件结构
使用图形化编程语言L abV IE W 设计气缸气缓冲特性测试系统的软件部分[4,5]Λ
总共有7路模拟量需要采集:4腔压力p 1,p 2,
p 3,p 4,气缸输出力F ,振动加速度a ,位移s ,分别从
数据采集卡的A CH 0~A CH 6通道输入Λ采集到的数据分别是7个传感器的电压值,对这些传感器进行标定,将标定结果放到L abV IE W 相应的函数中
进行处理,得到实际物理量,实验数据存入文本文档,并在L abV IE W 的前面板实时显示实验结果的波形Λ为了抑制噪声干扰信号,选频装置采用4阶巴特沃斯低通滤波器[6]Λ
用L abV IE W 可以进行多线程编程,电磁阀换向控制、模拟量采集程序模块是平行结构Λ程序开始
运行时,一方面PC 机立即采集数据;另一方面,执行电磁阀换向控制结构,即等待20m s ,然后根据前面板的左右选择开关,控制电磁阀向左或向右驱动气缸Λ令电磁阀在采集开始20m s 后动作,是为了使系统有充分的准备时间,可以获得更完整的数据Λ
2 实验结果及分析
211 典型的缓冲情况
实验条件为:被试气缸采用某公司生产的气缓
223北京理工大学学报第22卷