气缸用气量计算

气缸用气量计算

怎样计算气缸的耗气量，谢谢！！！

Qmax=0.047D*D*s(P+0.1)/0.1*1/t Qmax---最大耗气量L/min D--------缸经，cm

t---------气缸一次往返所需的时间，s

P-------工作压力，MPa

t---------气缸一次往返所需的时间，s 若是电磁阀控制，这个t 怎么确定呀？

可以计算平均耗气量

Q=0.00157ND*D*s(P+0.1)/0.1

Q---平均耗气量L/min D--------缸经，cm

N--------气缸每分钟的往返次数 P-------工作压力，MPa

是不是还应该与实际行程或活塞的平均速度有关系呀。

气动系统的设计

一．工作方式设计

1．运动一的工作顺序图（单个工作周期为19秒）

2．运动二的工作顺序图（单个工作周期为42秒）

3. 运动三的工作顺序图（单个工作周期为53.5秒）

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二．执行元件选择

1、执行元件耗气量计算：

查《机械设计手册》第5分册，可知伸缩型气缸的耗气量：

有活塞杆腔时，

无活塞杆腔时，

3

式中：q v1——缸前进时（杆伸出）无杆腔（包括柱塞缸）压缩空气消耗量(m /s) ；

q v2——缸后退时（杆缩回）有杆腔压缩空气消耗量(m 3/s) ； D ——气缸内径（柱塞缸的柱塞直径）(m ) d ——活塞杆直径 (m )

t 1——气缸前进（杆伸出）时完成全行程所需时间 (s )

t 2——气缸后退（杆缩回）时完成全行程所需时间 (s ) s ——缸的行程 (m )

查SMC 培训教材《现代实用气动技术》，可知摆动气缸的耗气量：

式中：q rH ——摆动气缸的最大耗气量；(L /min ) V ——摆动气缸的内部容积；(cm )

3

P ——使用压力，(MPa ) t ——摆动时间，(s ) ① 夹紧气缸：

已知气缸内径D =0.040(m ) ，行程s =0.04(m ) ，全行程所需的时间t 1=0.5(s ) 那么该气缸的耗气量：

② 伸缩气缸：

已知气缸内径D =0.032(m ) ，活塞杆直径d =0.012(m ) ，行程s =0.5(m ) ，全行程所需的时间

t 2=2(s )

那么该气缸的耗气量：

③ 手腕回转气缸：

已知气缸体积V =94.25(cm ) ，使用压力P =0.5(MPa ) ，摆动时间t =0.5(s )

3

那么该气缸的耗气量：

④ 手臂升降气缸：

已知气缸内径D =0.05(m ) ，活塞杆直径d =0.02(m ) ，行程s =0.3(m ) ，全行程所需的时间

t 2=1.5(s )

那么该气缸的耗气量：

⑤ 摆动气缸：

已知气缸体积V =1300(cm ) ，使用压力p =0.5(MPa ) ，摆动时间t =2(s )

3

那么该气缸的耗气量：

则，各执行元件的类型与主要尺寸参数如下表3-1

表3-1 各执行元件类型及尺寸参数

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三．控制元件选择

1. 类型初定

根据气动回路系统对控制元件的流量要求、工作压力、工作环境及工作可靠性，结合

气动回路原理图，初选各控制阀如下：

主控电磁换向阀：全部选用SMC 的VFS 系列，通径待定；单向节流阀：全部选用SMC 的AS 系列，通径待定。 2、选择主控电磁换向阀及气缸限流器

查《新编机械设计师手册》下册，当耗气量低于194 cm3/s时，电磁换向阀的通径可

选取3mm ，当耗气量低于696 cm3/s时，电磁换向阀的通径可选取6mm 。在上述五种，

除升降气缸和摆动气缸最大的耗气量在194cm 3/s以上外，其余气缸的耗气量均在194cm

3/s以下，为了尽量使元件型号统一，便于安装及维修时的更换，故电磁换向阀的通径选

取3 mm和4.5mm 两种。查SMC 公司的《五通先导式电磁阀VFS 系列金属密封闭元件手册》及《产品样本》第4版等资料，选得各气缸的电磁换向阀及气缸限流器，如下表3-2。

3、选择气源三大件

在气动系统中，将过滤器、减压阀及油雾分离器组合在一起统称为气源三大件。其作

用是清除压缩空气中的油污、水分各粉尘等；将较高的入口压力调节并降低到符合使用要

求的出口压力，并保证调节后出口压力的稳定；分离掉压缩空气中的0.3～5μm，气状溶

液油粒子及大于0.3μm的锈末、碳类微粒。

该原件的选择是根据气动系统的工作压力及流量要求，工作可靠性有关。因为各执行

元件因联锁关系不会同时工作特点，故选取该系统中压力、流量最大的执行元件——摆动

气缸来选择。工作压力：0.5MPa ，最大流量：391.3 cm3/s，查SMC 公司《产品样本》第

4版，选择AC2000-02空气过滤组合元件。

表3-1 各执行元件类型及尺寸参数

表3-2 电磁换向阀与气缸限流器型号表

4．确定管道直径、验算压力损失⑴选管道直径

根据管道内应遵循与电磁换向阀、气缸通径等相一致的原则，查《新编机械设计师手册》

可知，管道内径d ：

式中：Q ——压缩空气流量 v ——管内压缩空气流速

通常，一般管道应在25m/s以下

在该气压系统中最大的压缩空气流量为

4×10-4×3600

m 3/h。

那么，

为了使管道与电磁换向阀相匹配，取管道内径为6mm ，外径为8mm 。⑵验算压力损失

预设供气压力为0.7 MPa，压力损失为[ΔP]=50Kpa

查《机械设计手册》第5分册得知，对于管道长度不是特别长时（小于100m ）、气流流速v 不特别在的气动系统中，系统压力损失主要部分在于气流通过各个元件、

辅件时的压力损失Δpr2。对于不要求精确计算的系统，其压降验算可按下式进行，

式中，

——压缩空气流经气动元件的压降总和；

——系统容许的压降，取[ΔP]=50Kpa

——压降简化修正系数，K Δp=1.1

在所设计的系统中，减压阀及电磁换向阀的损失比较少，其主要的损失主要体现在气缸限流器及油雾器中。查《机械设计手册》第5分册，得知：

气缸限流器的ΔPr2：24.5KPa

油雾器的ΔPr2：14.7 KPa 那么，

说明所选的阀及管道通径均合格。

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