一种快速气缸的设计

中图分 类号 ： Ｈ１８ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０ ５ （０ ０ ０ ．０ ９０ Ｔ ３ Ｂ １０ ４８ ８ ２ １ ）４（ ５ ＿３ ）
１ 引 言
坏 。因此 ， 速气 缸 由 ４个部 分 组成 ， 快 蓄气 缸 、 工作 缸 、 快排 阀和缓 冲垫装 置 ， 了适应 快速缸 的高速要 求 ， 为 在 快 速缸 的快 速 活 塞 密 封 上 采 用 了 Ｔ型特 康 格 来 圈 密 封 和特 开斯 来 圈导 向 ， 图 １ 示 。 如 所
２１ ０ ０年 第 ４期
液 压 与 气动
５ ９
一
种 快 速 气 缸 的 设 计
群 王 ， 键 ，张 家 易 ，单 东 升
谢
Ｄｅ ｉｎ ｏ Ｋｉ ｄ ｏ ｇ ｐ ｅ ｎ ｕ ｔ ｌ ｄ ｒ ｓｇ ｆＡ ｎ ｆＨｉ ｈ Ｓ ｅ ｄ Ｐ ｅ ｍａ ｉ Ｃｙ ｉ ｅ ｃ ｎ
某试 验机 是用 于对 工件 进行 高能 量 冲击试 验 的设 备， 它是 利用 高速旋 转 的冲击 装置 冲击 工件 ， 工件 击 将
出， 测试 工件性 能 。 因此 其 对 工 件 的切 人 有 很 高 的 要
求， 首先 需要 满足 快速切 人 的速度 要求 ， 同时还 要求 满 足从给 出信 号到 工件 到位 的时 间误差 要在 允许 的范 围 内， 否则 会 引起工 件 与高 速 旋 转 冲 击装 置 的碰 撞 而 引 发 事故 。试验 机 切 入 装 置要 求 将 质量 为 ２ 的 工件 在 ２ 内通过 ２ ０ｍｍ距离 ， ０ｍｓ ０ 即快 速输 送 机构 必须 以 １ ／ 的平均 速度 将工 件输 送 到 位 ， 求 时 间精 度 为 ０ｍ ｓ 要 ±１ｍｓ 。为 此 ， 我们 采 用 了 气 压传 动 来 实 现 工 件 的 快 速 切人 。该传 动装 置 主要包 括一个 快 速气 缸 和它 的控 制 阀部 分 。对 于快 速 缸 的设 计 ， 我们 主要 根 据 冲击 气
Ｘ Ｅ Ｑ ｎ ， Ｎ ｉｎ ， ＨＡ Ｇ Ｊ —ｉ，Ｓ Ａ ｏ ｇｓｅ ｇ Ｉ ｕ ＷＡ Ｇ Ｊ Ｚ Ｎ ｉ ｙ ａ ａ Ｈ Ｎ Ｄ ｎ — ｎ ｈ
（ ． 阳理工大学 机 械学院 ， 宁 沈阳 １沈 辽 １０ ６ ； ． 阳重型机械集 团有限责任公 司 ， 宁 沈 阳 １１８ ２ 沈 辽 １０ ２ ） １０ ５
ｄ Ｆｘ 孚（ ｄ （ 一 ａ Ｗ＝ ｄ ＝ Ｄ— ｚ ｐ Ｐ ）： ）
（） ６
：
行 到左端终点 时撞击缓 冲垫 ５ 止 ， 工件移送到位 ； 停 将 （ ）工 件 移 送 结 束 后 ， ３ 电磁 换 向 阀 Ｅ １电 磁 铁
１ Ａ通 电 ， 排 阀活 塞 右 移 ， 工 作 缸 快 排 口关 闭 。 Ｙ 快 将 电磁换 向阀 Ｅ ２电磁 铁 ２ Ａ通 电 ， 作缸 左 腔进 压 缩 Ｙ 工 空气 ， 右腔排气 ， 活塞 右移 回程 。回程 到终点 后活塞 杆 被卡住 ， 活塞 停 在 右 端 终 点 位 置 。１ Ａ断 电 ， 排 阀 Ｙ 快
２ １ 第 ４期 ０ ０年
蓄气 缸压力作 用下左 移 ， 活塞离 开喷气 口后 ， 蓄气 缸压 力迅 速充满活 塞右腔 ， 由于压 缩空 气的作用 面积增 大 ， 使活塞受力突然增大 ， 活塞在很大 的气 压力作用 下迅速
加速 ， 活塞左 腔与大 气相通 几乎 没有 排气 阻力 ， 活塞 运
收 稿 日期 ：０ ９１ —８ ２０ —２１
高速 ， 活塞 杆直 径 减 小 以减 轻移 动 部 件 的 质 量 。 当 将 气 缸运 行接 近终 点时 ， 了避免 气缸 活塞 撞击 缸底 ， 为 设
计 了缓 冲垫 装置 ， 冲击力 通过 缓 冲垫传 递到 支架 上 ， 将
避免 了活塞 运行 终点 时 对 缸 底 的 冲击 ， 成气 缸 的损 造
２工作缸 ．
３蓄气缸 ．
４支架
（ ）准备工 作 ： １ 二位 五通 换 向控 制 阀 Ｅ ｌ和 Ｅ ２处 于原始位置 ， 快排阀 １ 活塞处于左端终点位置 ， 工作缸 ２快 速 排 气 口打 开 ， 蓄气 缸 ３中充 满 压 缩 空 气 。工 作 缸 活 塞杆 右端 伸 出 ， 利用 外部 卡紧 机构 卡住 ， 活塞 处 使
摘 要 ： 文介 绍 了一种 快速 气缸 的 工作原 理和 结构 设计 。经过计 算和试 验 证 明 ， 快速 气缸 的速度 比 该 该
普通 气缸 的速 度 大 １ 左右 。该 快速 气缸 方案 的提 出可以为 相 关设 计人 员提 供 参考 。 ０倍
关键词 ： 速 气缸 ； 气缸 ； 快 蓄 快排 阀
１ 斯来 圈 ．
ｌ ２
２ 格 来 圈 ．
图 １ 工 作 缸 活 塞 密 封 结 构 图
３ 快 速切入 装置 的工 作原 理
快 速切 入装 置 的工 作 原理 为 （ 见图 ２ ： ）
缸 的原 理设计 了气 缸 的结构 ， 用 气体 压 缩 产 生 的压 利 力 能膨 胀转 化为 动能 产 生所 需要 的高 速 ， 用 控 制 阀 利
控 制蓄 气缸 的充 气 、 作 缸 的运 动 和 快 排 阀 的 开关 。 工 经过计 算和试 验证 明 ， 快 速 气 缸 能够 满 足试 验 机 快 该
速 切人 工件 的要求 。
２ 快速 气缸 的结构 特 点
为 了使气 缸在 很 短 的 时 间 内获得 大 于 １ ／ 的 ０ｍ ｓ
速 度 ， 据快 排型 冲击气 缸 的原 理 ， 气缸 的设 计上 采 根 在 用 了在 普通气 缸结 构基 础上 增加 了蓄气缸 和快 排 阀装 置 。快 速前 进时 蓄气缸 往 工作缸 进气 腔充 气 ， 同时 ， 在
气 缸 的排气 腔直 接通 大气 以减小 排气 阻力 。为 了获得
１快 排 阀 ．
作者简介 ： 谢群 （ ９ ５ ） 女 ， 宁沈 阳人 ， １６ 一 ， 辽 副教授 ， 士 ， 硕 主
要 从 事 流 体 传 动 与 控 制 专 业 方 向 的教 学 与 研 究 工 作 。
液 压 与 气动
于右端终 点位置 ； （ ）工作 时 ： 作缸 活塞杆 被释放 ， ２ 工 工作缸 活塞在