康茂勝氣動(dòng)控制元件,康茂盛汽缸,康茂勝氣動(dòng)控制元件的特點(diǎn):
康茂勝氣動(dòng)元件通過(guò)氣體的壓強(qiáng)或膨脹產(chǎn)生的力來(lái)做功的元件,,即將壓縮空氣的彈性能量轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的機(jī)件,。如氣缸、氣動(dòng)馬達(dá),、蒸汽機(jī)等,。氣動(dòng)元件是一種動(dòng)力傳動(dòng)形式,亦為能量轉(zhuǎn)換裝置,,利用氣體壓力來(lái)傳遞能量
1,、康茂盛氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便,、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單,。介質(zhì)為空氣,較之液壓介質(zhì)來(lái)說(shuō)不易燃燒,,故使用安全,。
2、康茂勝氣動(dòng)控制元件,康茂盛汽缸工作介質(zhì)是取之不盡的空氣,、空氣本身不花錢,。排氣處理簡(jiǎn)單,不污染環(huán)境,,成本低,。
3、康茂勝氣動(dòng)控制元件,康茂盛汽缸輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易,。氣缸的動(dòng)作速度一般小于1M/S,,比液壓和電氣方式的動(dòng)作速度快。
4,、可靠性高,,使用壽命長(zhǎng)。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為百萬(wàn)次,而一般電磁閥的壽命大于3000萬(wàn)次,,某些質(zhì)量好的閥超過(guò)2億次,。
5、利用空氣的壓縮性,,可貯存能量,,實(shí)現(xiàn)集中供氣??啥虝r(shí)間釋放能量,,以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)??蓪?shí)現(xiàn)緩沖,。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下,,可使氣動(dòng)裝置有自保持能力,。
6、全氣動(dòng)控制具有防火,、防爆,、防潮的能力。與液壓方式相比,,氣動(dòng)方式可在高溫場(chǎng)合使用,。
7、由于空氣流動(dòng)損失小,,壓縮空氣可集中供應(yīng),,遠(yuǎn)距離輸送。
1,、由于空氣有壓縮性,,氣缸的動(dòng)作速度易受負(fù)載的變化而變化。采用氣液聯(lián)動(dòng)方式可以克服這一缺陷,。
2,、氣缸在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)候,由于摩擦力占推力的比例較大,,氣缸的低速穩(wěn)定性不如液壓缸,。
3,、雖然在許多應(yīng)用場(chǎng)合,,氣缸的輸出力能滿足工作要求,但其輸出力比液壓缸小,。
氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來(lái)傳動(dòng)和控制機(jī)械的一門專業(yè)技術(shù),。由于它具有節(jié)能、無(wú)污染、,、低成本,、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和生產(chǎn)線上,。過(guò)去汽車、拖拉機(jī)等生產(chǎn)線上的氣動(dòng)系統(tǒng)及其元件,,都由各廠自行設(shè)計(jì),、制造和維修。
氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用面的擴(kuò)大是氣動(dòng)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志,。氣動(dòng)元件的應(yīng)用主要為兩個(gè)方面:維修和配套,。過(guò)去國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件的銷售要用于維修,近幾年,,直接為主要配套的銷售份額逐年增加,。國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件的應(yīng)用,從價(jià)值數(shù)千萬(wàn)元的冶金設(shè)備到只有1~2百元的椅子,。鐵道扳岔,、機(jī)車輪軌潤(rùn)滑、列車的煞車,、街道清掃,、特種車間內(nèi)的起吊設(shè)備、軍事指揮車等都用上了專門開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件,。這說(shuō)明氣動(dòng)技術(shù)已“滲透”到各行各業(yè),,并且正在日益擴(kuò)大。
我國(guó)的氣動(dòng)工業(yè)雖然達(dá)到了一定規(guī)模與技術(shù)水平,,但是與較高水平相比,,差距甚大。我國(guó)氣動(dòng)產(chǎn)品產(chǎn)值只占世界總產(chǎn)值的1.3%,,僅為美國(guó)的1/21,,日本的1/15,德國(guó)的1/8,。這與10多億人口的大國(guó)很不相稱,。從品種上看,日本一家公司有6500個(gè)品種,,我國(guó)只有它的1/5,。產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平的差距也很大。
由于氣動(dòng)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于各行業(yè)的自動(dòng)裝配和自動(dòng)加工小件,、特殊物品的設(shè)備上,,原有傳統(tǒng)的氣動(dòng)元件性能正在不斷提高,,同時(shí)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)要求的新產(chǎn)品,使氣動(dòng)元件的品種日益增加,,其發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:
體積更小,,重量更輕,功耗更低.在電子元件,、藥品等制造行業(yè)中,,由于被加工件體積很小,勢(shì)必限制了氣動(dòng)元件的尺寸,,小型化,、輕型化是氣動(dòng)元件的*個(gè)發(fā)展方向。國(guó)外已開(kāi)發(fā)了僅大拇指大小,、有效截面積為0.2mm2的超小型電磁閥,。能開(kāi)發(fā)出外形尺寸小而流量較大的元件更為理想。為此,,相同外形尺寸的閥,,流量已提高2~3.3倍。有一種系列的小型電磁閥,,其閥體寬僅10mm,,有效面積可達(dá)5mm2;寬15mm,有效面積達(dá)10mm2等。
國(guó)外電磁閥的功耗已達(dá)0.5W,,還將進(jìn)一步降低,,以適應(yīng)與微電子相結(jié)合。
氣源處理組合件,,國(guó)內(nèi)外大多采用了積木式的砌塊結(jié)構(gòu),,不僅尺寸緊湊,而且結(jié)合,、維修都很方便,。
執(zhí)行元件的定位精度提高,剛度增加,,活塞桿不回轉(zhuǎn),,使用更方便.為了提高氣缸的定位精度,附帶制動(dòng)機(jī)構(gòu)和伺服系統(tǒng)的氣缸應(yīng)用越來(lái)越普遍,。帶伺服系統(tǒng)的氣缸,,即使供氣壓力和所負(fù)的載荷變化,仍可獲得±0.1mm的定位精度,。
在展覽會(huì)上,,各種異型截面缸筒和活塞桿的氣缸甚多,這類氣缸由于活塞桿不會(huì)回轉(zhuǎn),,應(yīng)用在主機(jī)上時(shí),,無(wú)須附加導(dǎo)向裝置即可保持一定精度。此外還開(kāi)發(fā)了不少帶各種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的氣缸和氣缸滑動(dòng)組件,,例如具有兩根導(dǎo)向桿的氣缸,、雙活塞桿雙缸筒氣缸等。
筒外形已不限于圓形,、而是方形,、米字形或其它形狀,在型材上開(kāi)了導(dǎo)向槽,、傳感器和開(kāi)關(guān)的安裝槽等,,讓用戶安裝使用更方便。
多功能化,,復(fù)合化.為了方便用戶,,適應(yīng)市場(chǎng)的需要開(kāi)發(fā)了各種由多只氣動(dòng)元件組合并配有控制裝置的小型氣動(dòng)系統(tǒng)。如用于移動(dòng)小件物品的組件,,是將帶導(dǎo)向器的兩只氣缸分別按X軸和Z軸組合而成,。該組件可搬動(dòng)3kg重物,配有電磁閥,、程控器,,結(jié)構(gòu)緊湊,占有空間小,,行程可調(diào)整,。又如一種上、下料模塊,,有七種不同功能的模塊形式,,能完成精密裝配線上的上、下料作業(yè),,可按作業(yè)內(nèi)容將不同模塊任意組合,。還有一種機(jī)械手是由外形小并能改變擺動(dòng)角度的擺動(dòng)氣缸與夾頭的組合件,夾頭部位有若干種夾頭可選配,。
與電子技術(shù)結(jié)合,,大量使用傳感器,氣動(dòng)元件智能化.帶開(kāi)關(guān)的氣缸國(guó)內(nèi)已普遍使用,,開(kāi)關(guān)體積將更小,,性能更高,可嵌入氣缸缸體,;有些還帶雙色顯示,,可顯示出位置誤差,使系統(tǒng)更可靠,。用傳感器代替流量計(jì),、壓力表,、能自動(dòng)控制壓縮空氣的流量、壓力,,可以節(jié)能并保證使用裝置正常運(yùn)行,。氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)已有產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。該系統(tǒng)采用三位五通氣動(dòng)伺服閥,,將預(yù)定的定位目標(biāo)與位置傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,,實(shí)施負(fù)反饋控制。氣缸zui大速度達(dá)2m/s,、行程300mm時(shí),,系統(tǒng)定位精度±0.1mm。日本試制成功一種新型智能電磁閥,,這種閥配帶有傳感器的邏輯回路,,是氣動(dòng)元件與光電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它能直接接受傳感器的信號(hào),,當(dāng)信號(hào)滿足條件時(shí),,不必通過(guò)外部控制器,即可自行完成動(dòng)作,,達(dá)到控制目的,。它已經(jīng)應(yīng)用在物體的傳送帶上,能識(shí)別搬運(yùn)物體的大小,,使大件直接下送,,小件分流。
更高的安全性和可靠性.從近幾年的氣動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知,,標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了互換性要求,,并且強(qiáng)調(diào)了安全性。管接頭,、氣源處理外殼等耐壓試驗(yàn)的壓力提高到使用壓力的4~5倍,,耐壓時(shí)間增加到5~15min,還要在高,、低溫度下進(jìn)行試驗(yàn),。如果貫徹這些標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)的缸筒,、端蓋,、氣源處理鑄件和管接頭等都難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。除耐壓試驗(yàn)處,,結(jié)構(gòu)上也作了某些規(guī)定,,如氣源處理的透明殼外部規(guī)定要加金屬防護(hù)罩。
康茂勝氣動(dòng)控制元件的許多使用場(chǎng)合,,如軋鋼機(jī),、紡織流水線等,,在工作時(shí)間內(nèi)不能因?yàn)闅鈩?dòng)元件的質(zhì)量問(wèn)題而中斷,否則會(huì)造成巨大損失,,因此氣動(dòng)元件的工作可靠性顯得非常重要,。在航海輪船上,使用的氣動(dòng)元件不少,,但能打進(jìn)這個(gè)領(lǐng)域的氣動(dòng)元件廠不多,,原因是其對(duì)氣動(dòng)元件的可靠性要求特別高,,必須通過(guò)有關(guān)機(jī)械的認(rèn)證,。
向高速、高頻,、高響應(yīng),、高壽命方向發(fā)展.為了提高生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率,提高執(zhí)行元件的工作速度勢(shì)在必行?,F(xiàn)在我國(guó)的氣缸工作速度一般在0.5m/s以下,。根據(jù)日本專家預(yù)測(cè),五年以后大部分的氣缸工作速度將提高到1~2m/s,,有的要求達(dá)5m/s,。氣缸工作速度的提高,不僅要求氣缸的質(zhì)量提高,,而且結(jié)構(gòu)上也要相應(yīng)改進(jìn),,例如要配置油壓吸震器以增加緩沖效果等。電磁閥的響應(yīng)時(shí)間將小于10ms,,壽命提高到5000萬(wàn)次以上,。美國(guó)有一種間隙密封的閥,由于閥芯懸浮在閥體內(nèi),,相互不接觸,,在無(wú)需潤(rùn)滑下,壽命高達(dá)2億次,。
普遍使用無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù),,滿足某些特殊要求.由于環(huán)境污染以及電子、醫(yī)療,、食品等行業(yè)的要求,,環(huán)境中不允許有油,因此無(wú)油潤(rùn)滑是氣動(dòng)元件的發(fā)展趨向,,同時(shí)無(wú)油潤(rùn)滑可使系統(tǒng)簡(jiǎn)化,。歐洲市場(chǎng)上油霧器已屬淘汰的產(chǎn)品,普遍做到了無(wú)油潤(rùn)滑,。此外,,為了滿足某些
特殊要求,,除臭、除菌和精密過(guò)濾器正在不斷開(kāi)發(fā),,過(guò)濾精度已達(dá)0.1~0.3μm,,過(guò)濾效率已達(dá)99.9999%。
針對(duì)某些特殊要求,,改進(jìn)和開(kāi)發(fā)氣動(dòng)產(chǎn)品,,即可占領(lǐng)一塊市場(chǎng),獲得不小的經(jīng)濟(jì)效益,,這已被大家共識(shí),。濟(jì)南華能氣動(dòng)元器件公司為鐵路編組和輪軌潤(rùn)滑的特殊要求開(kāi)發(fā)了氣缸和閥,受到了鐵道部門的關(guān)注,。
使用新材料,,與新技術(shù)相結(jié)合.國(guó)外開(kāi)發(fā)了膜式干燥器,該干燥器利用高科技的反滲析薄膜濾去壓縮空氣中的水分,,有節(jié)能,、壽命長(zhǎng)、可靠性高,、體積小,、重量輕等特點(diǎn)、適用于流量不大的場(chǎng)合,。
以聚四氟乙烯為主體的復(fù)合材料制造的氣動(dòng)密封件能耐熱(260℃),,耐寒(-55℃)和耐磨,其使用場(chǎng)合越來(lái)越多,。
為了提高質(zhì)量,,真空壓鑄、氫氧爆炸去毛刺等新技術(shù)正在氣動(dòng)元件制造中逐步推廣,。
便于保養(yǎng),、維修和使用.國(guó)外正在研究使用傳感器實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)元件及系統(tǒng)具有故障預(yù)報(bào)和自診斷功能。
從上述的氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展方向可知,,在氣動(dòng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上我們有許多工作可做,。任何一個(gè)氣動(dòng)元件廠,即使其規(guī)模不大,,只要突破一個(gè)方面,,并保持技術(shù),就可以在市場(chǎng)上占一席之地,,在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存和發(fā)展,。
的工作原理 1.2.1 單作用氣缸 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣,實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng).其活塞桿只能借助外力將其推回;通常借助于 彈簧力,膜片張力,重力等. 其原理及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 42.2-2. 圖 42.2-2 單作用氣缸 1—缸體;2—活塞;3—彈簧;4—活塞桿; 單作用的特點(diǎn)是: 1)僅一端進(jìn)(排)氣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,耗氣量小. 2)用彈簧力或膜片力等復(fù)位,壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力,因而減小了活塞桿的輸 出力. 3)缸內(nèi)安裝彈簧,膜片等,一般行程較短;與相同體積的雙作用氣缸相比,有效行程小一些. 4)氣缸復(fù)位彈簧,膜片的張力均隨變形大小變化,因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過(guò)程中是變化的. 由于以上特點(diǎn),單作用活塞氣缸多用于短行程.其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場(chǎng)合,如氣吊,定位和夾緊 等裝置上.單作用柱塞缸則不然,可用在長(zhǎng)行程,高載荷的場(chǎng)合. 1.2.2 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣,實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸.其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式,單活塞桿式, 雙活塞式,緩沖式和非緩沖式等.此類氣缸使用. 1)雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種.其工作原理見(jiàn)圖 42.2-3. 缸體固定時(shí),其所帶載荷(如工作臺(tái))與氣缸兩活塞桿連成一體,壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔(一腔進(jìn)氣 另一腔排氣) ,活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其有效行程 s 的 3 倍.安裝所占空間大, 一般用于小型設(shè)備上. 活塞桿固定時(shí),為管路連接方便,活塞桿制成空心,缸體與載荷(工作臺(tái))連成一體,壓縮空氣從空心活 塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔,使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程 s 的 2 倍.適用于中,大型設(shè)備. 圖 42.2-3 雙活塞桿雙作用氣缸 a)缸體固定;b)活塞桿固定 1—缸體;2—工作臺(tái);3—活塞;4—活塞桿;5—機(jī)架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等,故活塞兩側(cè)受力面積相等.當(dāng)輸入壓力,流量相同時(shí),其往返運(yùn)動(dòng) 輸出力及速度均相等. 2)緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸,不采取必要措施,活塞就會(huì)以很大的力(能量)撞擊端 蓋,引起振動(dòng)和損壞機(jī)件.為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象.在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置, 一般稱為緩沖氣缸.緩沖氣缸見(jiàn)圖 42.2-4,主要由活塞桿 1,活塞 2,緩沖柱塞 3,單向閥 5,節(jié)流閥 6, 端蓋 7 等組成.其工作原理是:當(dāng)活塞在壓縮空氣推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔 4 及缸蓋上 的氣孔 8 排出.在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí),活塞右側(cè)的緩沖柱塞 3 將柱塞孔 4 堵死,活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮,緩慢地通過(guò)節(jié)流閥 6 及氣孔 8 排出,被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡,即會(huì)取得緩沖效果,使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖 擊.調(diào)節(jié)節(jié)流閥 6 閥口開(kāi)度的大小,即可控制排氣量的多少,從而決定了被壓縮容積(稱緩沖室)內(nèi)壓力 的大小,以調(diào)節(jié)緩沖效果.若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),從氣孔 8 輸入壓縮空氣,可直接頂開(kāi)單向閥 5,推動(dòng)活 塞向左運(yùn)動(dòng).如節(jié)流閥 6 閥口開(kāi)度固定,不可調(diào)節(jié),即稱為不可調(diào)緩沖氣缸. 圖 42.2-4 緩沖氣缸 1—活塞桿;2—活塞;3—緩沖柱塞;4—柱塞孔;5—單向閥 6—節(jié)流閥;7—端蓋;8—氣孔氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多,上述只是其中之一,當(dāng)然也可以在氣動(dòng)回路上采取措施,達(dá)到緩沖目的. 1.2.3,組合氣缸 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(diǎn)是動(dòng)作快,但速度不易控制,當(dāng)載荷變化較大時(shí),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(rèn)為不可壓縮的液壓油,其特點(diǎn)是動(dòng)作不如氣缸快,但速度易于控制,當(dāng)載荷變化較大時(shí),采用措施得當(dāng),一般不會(huì)產(chǎn)生"爬行"和"自走"現(xiàn)象.把氣缸與液壓缸巧妙組合起來(lái),取長(zhǎng) 補(bǔ)短,即成為氣動(dòng)系統(tǒng)中普遍采用的氣-液阻尼缸. 氣-液阻尼缸工作原理見(jiàn)圖 42.2-5.實(shí)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(jìn)出口間裝有液壓?jiǎn)蜗蜷y,節(jié)流閥及補(bǔ)油杯.當(dāng)氣缸右端供氣時(shí),氣缸克服載荷帶動(dòng)液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)(氣缸左端排氣) ,此時(shí)液壓缸左端排油,單向閥關(guān)閉,油只能通過(guò)節(jié)流閥 流入液壓缸右腔及油杯內(nèi),這時(shí)若將節(jié)流閥閥口開(kāi)大,則液壓缸左腔排油通暢,兩活塞運(yùn)動(dòng)速度就快,反 之,若將節(jié)流閥閥口關(guān)小,液壓缸左腔排油受阻,兩活塞運(yùn)動(dòng)速度會(huì)減慢.這樣,調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)口大小, 就能控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度.可以看出,氣液阻尼缸的輸出力應(yīng)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. 圖 42.2-5 氣-液阻尼缸 1—節(jié)流閥;2—油杯;3—單向閥;4—液壓缸;5—氣缸;6—外載荷氣-液阻尼缸的類型有多種. 按氣缸與液壓缸的連接形式,可分為串聯(lián)型與并聯(lián)型兩種.前面所述為串聯(lián)型,圖 42.2-6 為并聯(lián)型氣-液阻尼缸.串聯(lián)型缸體較長(zhǎng);加工與安裝時(shí)對(duì)同軸度要求較高;有時(shí)兩缸間會(huì)產(chǎn)生竄氣竄油現(xiàn)象.并聯(lián)型缸 體較短,結(jié)構(gòu)緊湊;氣,液缸分置,不會(huì)產(chǎn)生竄氣竄油現(xiàn)象;因液壓缸工作壓力可以相當(dāng)高,液壓缸可制 成相當(dāng)小的直徑(不必與氣缸等直徑) ;但因氣,液兩缸安裝在不同軸線上,會(huì)產(chǎn)生附加力矩,會(huì)增加導(dǎo)軌 裝置磨損,也可能產(chǎn)生"爬行"現(xiàn)象.串聯(lián)型氣-液阻尼缸還有液壓缸在前或在后之分,液壓缸在后參見(jiàn)圖 42.2-5,液壓缸活塞兩端作用面積不等,工作過(guò)程中需要儲(chǔ)油或補(bǔ)油,油杯較大.如將液壓缸放在前面(氣 缸在后面) ,則液壓缸兩端都有活塞桿,兩端作用面積相等,除補(bǔ)充泄漏之外就不存在儲(chǔ)油,補(bǔ)油問(wèn)題,油 杯可以很小. 圖 42.2-6 并聯(lián)型氣-液阻尼缸 1—液壓缸;2—氣缸按調(diào)速特性可分為: 1)慢進(jìn)慢退式; 2)慢進(jìn)快退式; 3)快進(jìn)慢進(jìn)快退式. 其調(diào)速特性及應(yīng)用見(jiàn)表 42.2-3. 就氣-液阻尼缸的結(jié)構(gòu)而言,尚可分為多種形式: 節(jié)流閥,單向閥單獨(dú)設(shè)置或裝于缸蓋上;單向閥裝在活塞上(如擋板式單向閥) ;缸壁上開(kāi)孔,開(kāi)溝槽,缸 內(nèi)滑柱式, 機(jī)械浮動(dòng)聯(lián)結(jié)式, 行程閥控制快速趨近式等. 活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸見(jiàn)圖 42.2-7. 活塞上帶有擋板式單向閥,活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),擋板離開(kāi)活塞,單向閥打開(kāi),液壓缸右腔的油通過(guò)活塞上的 孔(即擋板單向閥孔)流至左腔,實(shí)現(xiàn)快退,用活塞上孔的多少和大小來(lái)控制快退時(shí)的速度.活塞向左運(yùn) 動(dòng)時(shí),擋板擋住活塞上的孔,單向閥關(guān)閉,液壓缸左腔的油經(jīng)節(jié)流閥流至右腔(經(jīng)缸外管路) .調(diào)節(jié)節(jié)流閥 的開(kāi)度即可調(diào)節(jié)活塞慢進(jìn)的速度.其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,制造加工較方便. 圖 42.2-8 為采用機(jī)械浮動(dòng)聯(lián)接的快速趨近式氣-液阻尼缸原理圖.靠液壓缸活塞桿端部的 T 形頂塊與氣缸 活塞桿端部的拉鉤間有一空行程 s1,實(shí)現(xiàn)空程快速趨近,然后再帶動(dòng)液壓缸活塞,通過(guò)節(jié)流阻尼,實(shí)現(xiàn)慢進(jìn).返程時(shí)也是先走空行程 s1,再與液壓活塞一起運(yùn)動(dòng),通過(guò)單向閥,實(shí)現(xiàn)快退. 表 42.2-3 氣-液阻尼缸調(diào)速特性及應(yīng)用 調(diào)速方式 結(jié)構(gòu)示意圖 特性曲線作用原理 應(yīng)用 雙向節(jié)流調(diào)速在氣-液阻尼缸的回油管路裝設(shè)可調(diào)式節(jié)流閥,使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度可調(diào)并相同適用于空行程及工作行程都較短的場(chǎng)合(s<20mm) 單向節(jié)流調(diào)速將一單向閥和一節(jié)流閥并聯(lián)在調(diào)速油路中.活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),單向閥關(guān)閉,節(jié)流慢進(jìn);活塞 向左運(yùn)動(dòng)時(shí),單向閥打開(kāi),不經(jīng)節(jié)流快退.適用于空行程較短而工作行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合 快速趨近單 向節(jié)流調(diào)速將液壓缸的ƒ點(diǎn)與 α 點(diǎn)用管路相通,活塞開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)時(shí),右腔油經(jīng)由 fgea 回路直接流 入 α 端實(shí)現(xiàn)快速趨近,當(dāng)活塞移過(guò)ƒ點(diǎn),油只能經(jīng)節(jié)流閥流入 α 端,實(shí)現(xiàn)慢進(jìn),活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí),單 向閥打開(kāi),實(shí)現(xiàn)快退.由于快速趨近,節(jié)省了空程時(shí)間,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.是各種機(jī)床,設(shè)備zui常用的 方式 圖 42.2-7 活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸 圖 42.2-8 浮動(dòng)聯(lián)接氣-液阻尼缸原理圖 1-氣缸;2—頂絲;3—T 形頂塊;4—拉鉤;5—液壓缸 1—圖 42.2-9 是又一種浮動(dòng)聯(lián)接氣-液阻尼缸.與前者的區(qū)別在于:T 形頂塊和拉鉤裝設(shè)位置不同,前者設(shè) 置在缸外部.后者設(shè)置在氣缸活塞桿內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊但不易調(diào)整空行程 s1(前者調(diào)節(jié)頂絲即可方便調(diào)節(jié) s1 的大小) . 1.2.4 特殊氣缸 (1)沖擊氣缸 圖 42.2-9 浮動(dòng)聯(lián)接氣-液阻尼缸 沖擊氣缸是把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞,活塞桿高速運(yùn)動(dòng)的能量,利用此動(dòng)能去做功. 沖擊氣缸分普通型和快排型兩種. 1)普通型沖擊氣缸普通型沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 42.2-10.與普通氣缸相比,此種沖擊氣缸增設(shè)了蓄氣缸 1 和帶流線型噴氣口 4 及具有排氣孔 3 的中蓋 2.其工作原理及工作過(guò)程可簡(jiǎn)述為如下五個(gè)階段(見(jiàn)圖 42.2-11) : *階段:復(fù)位段.見(jiàn)圖 42.2-10 和圖 42.2-11a,接通氣源,換向閥處復(fù)位狀態(tài),孔 A 進(jìn)氣,孔 B 排氣, 活塞 5 在壓差的作用下,克服密封阻力及運(yùn)動(dòng)部件重量而上移,借助活塞上的密封膠墊封住中蓋上的噴氣 口 4.中蓋和活塞之間的環(huán)形空間 C 經(jīng)過(guò)排氣小孔 3 與大氣相通.zui后,活塞有桿腔壓力升高至氣源壓力, 蓄氣缸內(nèi)壓力降至大氣壓力. 第二階段:儲(chǔ)能段.見(jiàn)圖 42.2-10 和圖 42.2-11b,換向閥換向,B 孔進(jìn)氣充入蓄氣缸腔內(nèi),A 孔排氣.由于蓄氣缸腔內(nèi)壓力作用在活塞上的面積只是噴氣口 4 的面積,它比有桿腔壓力作用在活塞上的面積要小得多,故只有待蓄氣缸內(nèi)壓力上升,有桿腔壓力下降,直到下列力平衡方程成立時(shí),活塞才開(kāi)始移動(dòng). 式中 d——中蓋噴氣口直徑(m) ; p30——活塞開(kāi)始移動(dòng)瞬時(shí)蓄氣缸腔內(nèi)壓力(壓力) (Pa) ; p20——活塞開(kāi)始移動(dòng)瞬時(shí)有桿腔內(nèi)壓力(壓力) (Pa) ; G——運(yùn)動(dòng)部件(活塞,活塞桿及錘*模具等)所受的重力(N) ; D——活塞直徑(m) ; d1——活塞桿直徑(m) ; Fƒ0——活塞開(kāi)始移動(dòng)瞬時(shí)的密封摩擦力(N) . 若不計(jì)式(42.2-1)中 G 和 Fƒ0 項(xiàng),且令 d=d1, ,則當(dāng) 時(shí),活塞才開(kāi)始移動(dòng).這里的 p20,p30 均為壓力.可見(jiàn)活塞開(kāi)始移動(dòng)瞬時(shí),蓄氣缸腔與有桿腔的壓 力差很大.這一點(diǎn)很明顯地與普通氣缸不同. 圖 42.2-10 普通型沖擊氣缸 第三階段:沖擊段.活塞開(kāi)始移動(dòng)瞬時(shí),蓄氣缸腔內(nèi)壓力 p30 可認(rèn)為已達(dá)氣源壓力 ps,同時(shí),容積很小的無(wú)桿腔(包括環(huán)形空間 C)通過(guò)排氣孔 3 與大氣相通,故無(wú)桿腔壓力 p10 等于大氣壓力 pa.由于 pa/ps 大 于臨界壓力比 0.528,所以活塞開(kāi)始移動(dòng)后,在zui小流通截面處(噴氣口與活塞之間的環(huán)形面)為聲速流 動(dòng),使無(wú)桿腔壓力急劇增加,直至與蓄氣缸腔內(nèi)壓力平衡.該平衡壓力略低于氣源壓力.以上可以稱為沖 擊段的第 I 區(qū)段.第 I 區(qū)段的作用時(shí)間極短(只有幾毫秒) .在第 I 區(qū)段,有桿腔壓力變化很小,故第 I 區(qū)段末,無(wú)桿腔壓力 p1(作用在活塞全面積上)比有桿腔壓力 p2(作用在活塞桿側(cè)的環(huán)狀面積上)大得多, 活塞在這樣大的壓差力作用下,獲得很高的運(yùn)動(dòng)加速度,使活塞高速運(yùn)動(dòng),即進(jìn)行沖擊.在此過(guò)程 B 口仍 在進(jìn)氣,蓄氣缸腔至無(wú)桿腔已連通且壓力相等,可認(rèn)為蓄氣-無(wú)桿腔內(nèi)為略帶充氣的絕熱膨脹過(guò)程.同時(shí)有 桿腔排氣孔 A 通流面積有限,活塞高速?zèng)_擊勢(shì)必造成有桿腔內(nèi)氣體迅速壓縮(排氣不暢) ,有桿腔壓力會(huì) 迅速升高(可能高于氣源壓力)這必將引起活塞減速,直至下降到速度為 0.以上可稱為沖擊段的第Ⅱ區(qū) 段.可認(rèn)為第Ⅱ區(qū)段的有桿腔內(nèi)為邊排氣的絕熱壓縮過(guò)程.整個(gè)沖擊段時(shí)間很短,約幾十毫秒.見(jiàn)圖 42.2-11c. 圖 42.2-11 普通型沖擊氣缸的工作原理 1—蓄氣缸;2—中蓋;3—排氣孔;4—噴氣口;5—活塞 第四階段:彈跳段.在沖擊段之后,從能量觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),蓄氣缸腔內(nèi)壓力能轉(zhuǎn)化成活塞動(dòng)能,而活塞的部分 動(dòng)能又轉(zhuǎn)化成有桿腔的壓力能,結(jié)果造成有桿腔壓力比蓄氣-無(wú)桿腔壓力還高,即形成"氣墊",使活塞產(chǎn)生 反向運(yùn)動(dòng),結(jié)果又會(huì)使蓄氣-無(wú)桿腔壓力增加,且又大于有桿腔壓力.如此便出現(xiàn)活塞在缸體內(nèi)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)—即彈跳.直至活塞兩側(cè)壓力差克服不了活塞阻力不能再發(fā)生彈跳為止.待有桿腔氣體由 A 排空后,活塞便下行至終點(diǎn). 第五階段:耗能段.活塞下行至終點(diǎn)后,如換向閥不及時(shí)復(fù)位,則蓄氣-無(wú)桿腔內(nèi)會(huì)繼續(xù)充氣直至達(dá)到氣源 壓力.再?gòu)?fù)位時(shí),充入的這部分氣體又需全部排掉.可見(jiàn)這種充氣不能作用有功,故稱之為耗能段.實(shí)際 使用時(shí)應(yīng)避免此段(令換向閥及時(shí)換向返回復(fù)位段) . 對(duì)內(nèi)徑 D=90mm 的氣缸,在氣源壓力 0.65MPa 下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所得沖擊氣缸特性曲線見(jiàn)圖 42.2-12.上述 分析基本與特性曲線相符. 對(duì)沖擊段的分析可以看出,很大的運(yùn)動(dòng)加速使活塞產(chǎn)生很大的運(yùn)動(dòng)速度,但由于必須克服有桿腔不斷增加 的背壓力及摩擦力,則活塞速度又要減慢,因此,在某個(gè)沖程處,運(yùn)動(dòng)速度必達(dá)zui大值,此時(shí)的沖擊能也 達(dá)zui大值.各種沖擊作業(yè)應(yīng)在這個(gè)沖程附近進(jìn)行. 沖擊氣缸在實(shí)際工作時(shí),錘頭模具撞擊工件作完功,一般就借助行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)使換向閥復(fù)位換向,缸 即從沖擊段直接轉(zhuǎn)為復(fù)位段.這種狀態(tài)可認(rèn)為不存在彈跳段和耗能段. 2)快排型沖擊氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見(jiàn),其一部分能量(有時(shí)是較大部分能量)被消耗于克服 背壓(即 p2)做功,因而沖擊能沒(méi)有充分利用.假如沖擊一開(kāi)始,就讓有桿腔氣體全排空,即使有桿腔壓 力降至大氣壓力,則沖擊過(guò)程中,可節(jié)省大量的能量,而使沖擊氣缸發(fā)揮更大的作用,輸出更大的沖擊能. 這種在沖擊過(guò)程中,有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸,稱為快排型沖擊氣缸.其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 42.2-13a. 快排型沖擊氣缸是在普通型沖擊氣缸的下部增加了"快排機(jī)構(gòu)"構(gòu)成.快排機(jī)構(gòu)是由快排導(dǎo)向蓋 1,快排缸體 4,快排活塞 3,密封膠墊 2 等零件組成. 快排型沖擊氣缸的氣控回路見(jiàn)圖 42.2-13b.接通氣源,通過(guò)閥 F1 同時(shí)向 K1,K3 充氣,K2 通大氣.閥 F1 輸出口 A 用直管與 K1 孔連通,而用彎管與 K3 孔連通,彎管氣阻大于直管氣阻.這樣,壓縮空氣先經(jīng) K1 使快排活塞 3 推到上邊,由快排活塞 3 與密封膠墊 2 一起切斷有桿腔與排氣口 T 的通道.然后經(jīng) K3 孔 向有桿腔進(jìn)氣,蓄氣一無(wú)桿腔氣體經(jīng) K4 孔通過(guò)閥 F2 排氣,則活塞上移.當(dāng)活塞封住中蓋噴氣口時(shí),裝在 錘頭上的壓塊觸動(dòng)推桿 6,切換閥 F3,發(fā)出信號(hào)控制閥 F2 使之切換,這樣氣源便經(jīng)閥 F2 和 K4 孔向蓄氣 腔內(nèi)充氣,一直充至氣源壓力. 沖擊工作開(kāi)始時(shí),使閥 F1 切換,則 K2 進(jìn)氣,K1 和 K3 排氣,快排活塞下移,有桿腔的壓縮空氣便通過(guò)快排導(dǎo)向蓋 1 上的多個(gè)圓孔(8 個(gè)) ,再經(jīng)過(guò)快排缸體 4 上的多個(gè)方孔 T(10 余個(gè))及 K3 直接排至大氣中. 因?yàn)樯鲜龆鄠€(gè)圓孔和方孔的通流面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 K3 的通流面積,所以有桿腔的壓力可以在極短的時(shí)間內(nèi)降 低到接近于大氣壓力.當(dāng)降到一定壓力時(shí),活塞便開(kāi)始下移.錘頭上壓塊便離開(kāi)行程閥 F3 的推桿 6,閥 3 在彈簧的作用下復(fù)位.由于接有氣阻 7 和氣容 8,閥 3 雖然復(fù)位,但 F2 卻延時(shí)復(fù)位,這就保證了蓄氣缸腔內(nèi)的壓縮空氣用來(lái)完成使活塞迅速向下沖擊的工作.否則,若 F3 復(fù)位,F2 同時(shí)復(fù)位的話,蓄氣缸腔內(nèi)壓縮空氣就會(huì)在錘頭沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)之前已經(jīng)通過(guò) K4 孔和閥 F2 排氣了,所以當(dāng)錘頭開(kāi)始沖擊后,F2 的復(fù)位動(dòng)作需延時(shí)幾十毫秒.因所需延時(shí)時(shí)間不長(zhǎng),沖擊缸沖擊時(shí)間又很短,往往不用氣阻,氣容也可以, 只要閥 F2 的換向時(shí)間比沖擊時(shí)間長(zhǎng)就可以了. 在活塞向下沖擊的過(guò)程中,由于有桿腔氣體能充分地被排空,故不存在普通型沖擊氣缸有桿腔出現(xiàn)的較大 背壓,因而快排型沖擊氣缸的沖擊能是同尺寸的普通型沖擊氣缸沖擊能的 3~4 倍. (2)數(shù)字氣缸它由活塞 1,缸體 2,活塞桿 3 等件組成.活塞的右端有 T 字頭,活塞的左端有凹形孔,后面活塞的 T 字頭裝入前面活塞的凹形孔內(nèi),由于缸體的限制,T 字頭只能在凹形孔內(nèi)沿缸軸向運(yùn)動(dòng),而兩者不能脫開(kāi), 若干活塞如此順序串聯(lián)置于缸體內(nèi),T 字頭在凹形孔中左右可移動(dòng)的范圍就是此活塞的行程量.不同的進(jìn) 氣孔 A1~Ai(可能是 A1,或是 A1 和 A2,或 A1,A2 和 A3,還可能是 A1 和 A3,或 A2 和 A3 等等)輸入壓縮空氣(0.4~0.8MPa)時(shí),相應(yīng)的活塞就會(huì)向右移動(dòng),每個(gè)活塞的向右移動(dòng)都可推動(dòng)活塞桿 3 向右 移動(dòng),因此,活塞桿 3 每次向右移動(dòng)的總距離等于各個(gè)活塞行程量的總和.這里 B 孔始終與低壓氣源相通 (0.05~0.1MPa) ,當(dāng) A1~Ai 孔排氣時(shí),在低壓氣的作用下,活塞會(huì)自動(dòng)退回原位.各活塞的行程大小, 可根據(jù)需要的總行程 s 按幾何級(jí)數(shù)由小到大排列選取.設(shè) s=35mm,采用 3 個(gè)活塞,則各活塞的行程分別取 α1=5mm;α2=10mm;α3=20mm.如 s=31.5mm,可用 6 個(gè)活塞,則 α1,α2,α3……α6 分別設(shè)計(jì)為 0.5,1,2,4,8,16mm,由這些數(shù)值組合起來(lái),就可在 0.5~31.5mm 范圍內(nèi)得到 0.5mm 整數(shù)倍的任意 輸出位移量.而這里的 α1,α2,α3……αi 可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同數(shù)列,就可以得到各種所需數(shù)值的行程量. (3)回轉(zhuǎn)氣缸 主要由導(dǎo)氣頭,缸體,活塞,活塞桿組成.這種氣缸的缸體 3 連同缸蓋 6 及導(dǎo)氣頭芯 10 被其他動(dòng)力(如車床主軸)攜帶回轉(zhuǎn),活塞 4 及活塞桿 1 只能作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)氣頭體 9 外接管路,固定不動(dòng). 固轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)如圖 42.2-15b 所示.為增大其輸出力采用兩個(gè)活塞串聯(lián)在一根活塞桿上,這樣其輸出力比 單活塞也增大約一倍,且可減小氣缸尺寸,導(dǎo)氣頭體與導(dǎo)氣頭芯因需相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),裝有滾動(dòng)軸承,并以研配 間隙密封,應(yīng)設(shè)油杯潤(rùn)滑以減少摩擦,避免燒損或卡死. 回轉(zhuǎn)氣缸主要用于機(jī)床夾具和線材卷曲等裝置上. (4)撓性氣缸 撓性氣缸是以撓性軟管作為缸筒的氣缸. 常用撓性氣缸有兩種. 一種是普通撓性氣缸見(jiàn)圖 42.2-16, 由活塞, 活塞桿及撓性軟管缸筒組成.一般都是單作用活塞氣缸,活塞的回程靠其他外力.其特點(diǎn)是安裝空間小, 行程可較長(zhǎng). 第二種撓性氣缸是滾子撓性氣缸見(jiàn)圖 42.2-17. 由夾持滾子代替活塞及活塞桿, 夾持滾子設(shè)在撓性缸筒外表面,A 端進(jìn)氣時(shí),左端撓性筒膨脹,B 端排氣,缸左端收縮,夾持在缸筒外部的滾子在膨脹端的作用下, 向右移動(dòng),滾子夾帶動(dòng)載荷運(yùn)動(dòng).可稱為撓性筒滾子氣缸.這種的特點(diǎn)是所占空間小,輸出力較小, 載荷率較低,可實(shí)現(xiàn)雙作用. (5)鋼索式氣缸 鋼索式氣缸見(jiàn)圖 42.2-18,是以柔軟的,彎曲性大的鋼絲繩代替剛性活塞桿的一種氣缸.活塞與鋼絲繩連在 一起,活塞在壓縮空氣推動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng),鋼絲繩帶動(dòng)載荷運(yùn)動(dòng),安裝兩個(gè)滑輪,可使活塞與載荷的運(yùn)動(dòng)方 向相反. 這種氣缸的特點(diǎn)是可制成行程很長(zhǎng)的氣缸,如制成直徑為 25mm ,行程為 6m 左右的氣缸也不困難.鋼索 與導(dǎo)向套間易產(chǎn)生泄漏.: 劉小燕