氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有作往復直線運動的和作往復擺動的兩類。作往復直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種。
①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。
②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。
③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封性能好，但行程短。
④沖擊氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速(10～20米/秒)運動的動能，借以作功。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。中蓋和活塞把氣缸分成儲氣腔、頭腔和尾腔三室。它廣泛用于下料、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸作擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進氣缸等。
氣缸作用：將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復運動、擺動和旋轉(zhuǎn)運動。
氣缸分類：直線運動往復運動的氣缸、擺動運動的擺動氣缸、氣爪等。
氣缸結(jié)構(gòu)：氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示： SMC氣缸原理圖
1）缸筒 缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應達到Ra0.8um。對鋼管缸筒，內(nèi)表面還應鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。 SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。 2）端蓋 端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設有緩沖機構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設有導向套，以提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。
SMC 氣缸所設緩沖裝置種類很多，上述只是其中之一，當然也可以在氣動回路上采取措施，達到緩沖目的。 組合組合氣缸一般指氣缸與液壓缸相組合形成的氣-液阻尼缸、氣-液增壓缸等。*，通常氣缸采用的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其特點是動作快，但速度不易控制，當載荷變化較大時，容易產(chǎn)生“爬行”或“自走”現(xiàn)象；而液壓缸采用的工作介質(zhì)是通常認為不可壓縮的液壓油，其特點是動作不如氣缸快，但速度易于控制，當載荷變化較大時，采用措施得當，一般不會產(chǎn)生“爬行”和“自走”現(xiàn)象。把氣缸與液壓缸巧妙組合起來，取長補短，即成為氣動系統(tǒng)中普遍采用的氣-液阻尼缸。氣-液阻尼缸工作原理見圖42.2-5。實際是氣缸與液壓缸串聯(lián)而成，兩活塞固定在同一活塞桿上。液壓缸不用泵供油，只要充滿油即可，其進出口間裝有液壓單向閥、節(jié)流閥及補油杯。當氣缸右端供氣時，氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞向左運動（氣缸左端排氣），此時液壓缸左端排油，單向閥關閉，油只能通過節(jié)流閥流入液壓缸右腔及油杯內(nèi)，這時若將節(jié)流閥閥口開大，則液壓缸左腔排油通暢，兩活塞運動速度就快，反之，若將節(jié)流閥閥口關小，液壓缸左腔排油受阻，兩活塞運動速度會減慢。這樣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，就能控制活塞的運動速度。可以看出，氣液阻尼缸的輸出力應是氣缸中壓縮空氣產(chǎn)生的力（推力或拉力）與液壓缸中油的阻尼力之差。
工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時應使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。在夾具設計時，應盡量采用增力機構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。 氣缸 下面是氣缸理論出力的計算公式： F：氣缸理論輸出力(kgf) F′：效率為85%時的輸出力(kgf)--(F′=F×85%） D：氣缸缸徑(mm) P：工作壓力(kgf/cm2) 例：直徑340mm的氣缸，工作壓力為3kgf/cm2時，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少? 將P、D連接，找出F、F′上的點，得： F=2800kgf；F′=2300kgf 在工程設計時選擇氣缸缸徑，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經(jīng)驗表1－1中查出。 例：有一氣缸其使用壓力為5kgf/cm2，在氣缸推出時其推力為132kgf，(氣缸效率為85%)問：該選擇多大的氣缸缸徑? 由氣缸的推力132kgf和氣缸的效率85%，可計算出氣缸的理論推力為F=F′/85%=155(kgf) 由使用壓力5kgf/cm2和氣缸的理論推力，查出選擇缸徑為?63的氣缸便可滿足使用要求。
SMC氣缸選型的資料，下面為大家分享下個人經(jīng)驗：
1、預選SMC氣缸的缸徑
依據(jù)SMC氣缸的負載狀況，斷定SMC氣缸的軸向負載力F。
依據(jù)負載的運動狀況，預選SMC氣缸的負載率η。
依據(jù)氣源供氣條件，斷定SMC氣缸的使用壓力P。P應小于減壓閥進口壓力的85%。
已知F，η和P，對單效果SMC氣缸，預設桿徑與缸徑之比d/D=0.5，依據(jù)前面所述SMC氣缸理論力的計算公式和負載率計算公式，便可選定缸徑D；對雙效果SMC氣缸，相同使用前面所述SMC氣缸理論力的計算公式和負載率計算公式，便可選定缸徑D。缸徑D的尺度應規(guī)范化。
2、預選SMC氣缸行程
依據(jù)SMC氣缸的操作間隔及傳動機構(gòu)的行程比來預選SMC氣缸的行程。為便于裝置調(diào)試，對計算出的行程要留有恰當余量。應盡量選為規(guī)范行程，可確保供貨速度，本錢下降。
3、挑選SMC氣缸的種類
依據(jù)SMC氣缸承當使命的請求來挑選SMC氣缸的種類。例如請求SMC氣缸抵達行程終端無沖擊現(xiàn)象和碰擊噪聲，應選緩沖SMC氣缸；如請求分量輕，應選輕型缸；請求裝置空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負載，可選帶導桿SMC氣缸；請求制動精度高，應選鎖緊SMC氣缸；不允許活塞桿旋轉(zhuǎn)，可選具有桿不反轉(zhuǎn)功用的SMC氣缸；除活塞桿作直線往復運動外，還需缸體做搖擺，可選耳軸式或耳環(huán)式裝置方法的SMC氣缸等。下圖是SMCSMC氣缸主要特征表，選型時能夠參照。
系列 驅(qū)動方法 緩沖方法 結(jié)構(gòu)特征
CJ1 繃簧牙壓回 無 極為細巧，裝置空間很小
單桿雙效果
CJP 繃簧牙壓回 無 軸向短，裝置空間小
單桿雙效果 墊緩沖
CJ2 單效果 墊緩沖 缸筒與缸蓋為壓鉚銜接。缸蓋銑成四個平面，便于裝置。結(jié)構(gòu)緊湊、輕。活塞桿與導向套的空隙小，密封圈的耐磨性進步，壽數(shù)是CJ1系列的1.5倍以上。SMC氣缸驅(qū)動速度高。
單桿雙效果
雙桿雙效果 墊緩沖
氣緩沖
C85
C95 單效果 墊緩沖 由于耳環(huán)上的軸承及活塞桿的導向精度高、耐磨性好，故活塞桿下垂小，SMC氣缸壽數(shù)長，能高速驅(qū)動，防塵效果好，防塵圈替換便利。外形輕巧，裝置簡單、缸身耐沖擊
單桿雙效果
雙桿雙效果
CM2 單效果 墊緩沖 缸筒為不銹鋼，耐外部沖擊。缸蓋與活塞用鋁合金，缸筒與端蓋為壓鉚銜接，端蓋外外表銑成四個平面，裝置空間小，裝置便利，分量輕。采用特別防塵圈，防塵好。導向套與活塞桿，缸筒與耐磨環(huán)空隙小，缸體與裝置腳座的裝置精度高，密封圈耐磨性好，壽數(shù)長，能高速驅(qū)動
單桿雙效果
雙桿雙效果 墊緩沖
氣緩沖
CG1 單效果 墊緩沖 缸筒與無桿側(cè)缸蓋壓成一體，缸筒與缸蓋為螺紋銜接，缸筒、缸蓋和活塞都采用鋁合金，軸向尺度短，分量比其它系列SMC氣缸輕10%~50%。裝置用附件的精度高。能高速驅(qū)動 氣缸常見問題
⒈汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經(jīng)過時效處理，使汽缸在鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應力*消除。如果時效時間短，那么加工好的汽缸在以后的運行中還會變形。
⒉汽缸在運行時受力的情況很復雜，除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對汽缸的作用力，在這些力的相互作用下，汽缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。
⒊汽缸的負荷增減過快，特別是快速的啟動、停機和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機檢修時打開保溫層過早等，在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形。
⒋汽缸在機械加工的過程中或經(jīng)過補焊后產(chǎn)生了應力，但沒有對汽缸進行回火處理加以消除，致使汽缸存在較大的殘余應力，在運行中產(chǎn)生久的變形。
⒌在安裝或檢修的過程中，由于檢修工藝和檢修技術的原因，使內(nèi)缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適，運行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。
⒍使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好、雜質(zhì)過多或是型號不對；汽缸密封劑內(nèi)若有堅硬的雜質(zhì)顆粒就會使密封面難以緊密的結(jié)合。
⒎汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。汽缸結(jié)合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機組的起停或是增減負荷時產(chǎn)生的熱應力和高溫會造成螺栓的應力松弛，如果應力不足，螺栓的預緊力就會逐漸減小。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好，螺栓在長時間的運行當中，在熱應力和汽缸膨脹力的作用下被拉長，發(fā)生塑性變形或斷裂，緊力就會不足，使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。
⒏汽缸螺栓緊固的順序不正確。一般的汽缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固，這樣就會把變形大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移，后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會集中于中部，汽缸結(jié)合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏。
氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏，一般是因活塞桿安裝偏心，潤滑油供應不足，密封圈和密封環(huán)磨損或損壞，氣缸內(nèi)有雜質(zhì)及活塞桿有傷痕等造成的。所以，當氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏時，應重新調(diào)整活塞桿的中心，以保證活塞桿與缸筒的同軸度；須經(jīng)常檢查油霧器工作是否可靠，以保證執(zhí)行元件潤滑良好；當密封圈和密封環(huán)出現(xiàn)磨損或損環(huán)時，須及時更換；若氣缸內(nèi)存在雜質(zhì)，應及時清除；活塞桿上有傷痕時，應換新。
氣缸的輸出力不足和動作不平穩(wěn)，一般是因活塞或活塞桿被卡住、潤滑不良、供氣量不足，或缸內(nèi)有冷凝水和雜質(zhì)等原因造成的。對此，應調(diào)整活塞桿的中心；檢查油霧器的工作是否可靠；供氣管路是否被堵塞。當氣缸內(nèi)存有冷凝水和雜質(zhì)時，應及時清除。
氣缸的緩沖效果不良，一般是因緩沖密封圈磨損或調(diào)節(jié)螺釘損壞所致。此時，應更換密封圈和調(diào)節(jié)螺釘。
氣缸的活塞桿和缸蓋損壞，一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機構(gòu)不起作用而造成的。對此，應調(diào)整活塞桿的中心位置；更換緩沖密封圈或調(diào)節(jié)螺釘。
解決方案
⒈汽缸變形較大或漏汽嚴重的結(jié)合面，采用研刮結(jié)合面的方法
如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi)，以上缸結(jié)合面為基準面，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍紙，根據(jù)痕跡研刮下缸。如果上缸的結(jié)合面變形量大，在上缸涂紅丹，用大平尺研出痕跡，把上缸研平。或是采取機械加工的方法把上缸結(jié)合面找平，再以上缸為基準研刮下缸結(jié)合面。汽缸結(jié)合面的研刮一般有兩種方法：
⑴是不緊結(jié)合面的螺栓，用千斤頂微微推動上缸前后移動，根據(jù)下缸結(jié)合面紅丹的著色況來研刮。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強的高壓缸。
⑵是緊結(jié)合面的螺栓，根據(jù)塞尺的檢查結(jié)合面的嚴密性，測出數(shù)值及壓出的痕跡，修刮結(jié)合面，這種方法可以排除汽缸垂弧對間隙的影響。
⒉采用適當?shù)钠酌芊獠牧?br />因汽輪機汽缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標準和行業(yè)標準，制作原料和配方也各不相同，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊；在選擇汽輪機汽缸密封劑時，就要選在行業(yè)內(nèi)有口碑，產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家，以保證檢修處理后汽缸的嚴密性。
⒊局部補焊的方法
由于汽缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕，選用適當?shù)暮笚l把溝痕添平，用平板或平尺研出痕跡，研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi)。汽缸結(jié)合面變形較大或是漏汽嚴重時，在下缸的結(jié)合面補焊一條或兩條10—20mm寬的密消除間隙封帶，然后用平尺或是扣上缸測量，并涂紅丹研刮，直到消除間隙。此操作的工藝也很簡單，焊前預熱汽缸至150℃，然后在室溫下進行分段退焊或跳焊。選用奧氏體焊條，如A407、A412，焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷。待冷卻室溫后進行打磨修刮。
⒋汽缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂
當汽缸結(jié)合面大面積漏汽，間隙在0.50mm左右時，為了減少研刮的工作量，可用涂鍍的工藝。用汽缸做陽極，涂具做陰極，在汽缸的結(jié)合面上反復涂刷電解溶液，涂層的厚度要根據(jù)汽缸結(jié)合面間隙的大小而定，涂層的種類要根據(jù)汽缸的材料和修刮的工藝而定。噴涂就是用的高溫火焰噴槍把金屬粉末加熱至熔化或達到塑性狀態(tài)后噴射于處理過的汽缸表面，形成一層具有所需性能的涂層方法。其特點就是設備簡單，操作方便涂層牢固，噴涂后汽缸溫度僅為70℃—80℃不會使汽缸產(chǎn)生變形，而且可獲得耐熱，耐磨，抗腐蝕的涂層。注意的是在涂渡和噴涂前都要對缸面進行打磨、除油、拉毛，在涂渡和噴涂后要對涂層進行研刮，保證結(jié)合面的嚴密。
⒌結(jié)合面加墊的方法
如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大，可用80—100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低，然后剪成適當?shù)男螤睿佋诮Y(jié)合面的漏汽處，再配以汽缸密封劑。如果結(jié)合面的間隙較大，泄漏嚴重，可在上下結(jié)合面開寬50mm深5mm的槽，中間鑲嵌IGr18Ni9Ti的齒形墊，齒形墊的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右，并可用同等形狀的不銹鋼墊片做以調(diào)整。
⒍控制螺栓應力的方法
如果汽缸結(jié)合面的變形較小，而且很均勻，可在有間隙處更換新的螺栓，或是適當?shù)募哟舐菟ǖ念A緊力。按從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固螺栓。理論上來說，控制螺栓的預緊力可用公式d/L≤A來計算，但由于此計算的數(shù)據(jù)與測量的手段還在研究當中，沒有達到推廣，多在螺栓的允許的大應力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗而定。
⒎新時期采用的高分子材料方法
隨著技術的進一步發(fā)展，高分子復合材料逐漸在氣缸維護中取得了成功的應用。相對于傳統(tǒng)手段相比，高分子復合材料具有較為優(yōu)異的耐溫性能，良好的耐壓性能，以及更為出色的密封性能，且具有良好的塑變性，受熱不會固化，密封膜不會被破壞，從而保證了機件密封面的密封；加之易于清除，使用過的密封面可以用無水乙醇或丙酮輕易的擦去，而不會附著于密封面；由于其優(yōu)異的性能，逐漸受到越來越多氣缸企業(yè)的青睞。
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