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康茂勝氣動執(zhí)行元件氣缸
點擊次數(shù)：459 發(fā)布時間：2017-6-14
康茂勝氣動執(zhí)行元件氣缸
康茂勝集團(tuán)旗下自動化部門專業(yè)生產(chǎn)氣動元件和為多個工業(yè)領(lǐng)域提供解決方案,。整個產(chǎn)品線包括：氣動執(zhí)行元件,、氣動控制元件,、氣源處理裝置,、氣動輔助元件,、真空元件,、控制箱和控制系統(tǒng),。主要的生產(chǎn)工廠位于意大利,，并在俄羅斯,、中國,、烏克蘭、美國和印度等國家設(shè)立了海外生產(chǎn)基地,。
康茂勝的每一個生產(chǎn)基地都采用當(dāng)今zui為的技術(shù),，并以精益生產(chǎn)的理念組織的企業(yè)架構(gòu)。我們的銷售網(wǎng)絡(luò)由分公司和經(jīng)銷商組成,，以“化視野,、本地化服務(wù)”為宗旨，為每一個客戶提供的服務(wù),。
康茂勝氣動執(zhí)行元件氣缸
將氣體能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實現(xiàn)往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件,。實現(xiàn)直線往復(fù)運動的氣動執(zhí)行元件稱為氣缸；實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的稱為氣動馬達(dá)
pneumatic actuator 將氣體能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實現(xiàn)往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運的執(zhí)行元件,。實現(xiàn)直線往復(fù)運動的氣動執(zhí)行元件稱為缸,；實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的稱為氣動馬達(dá)。 氣它是氣壓傳動中的主要執(zhí)行元件,，在基本構(gòu)上分為單作用式和雙作用式兩種,。前者的壓縮空氣一端進(jìn)入氣缸，使活塞向前運動,，靠另一端的彈簧力自重等使活塞回到原來位置,；后者氣缸活塞的往復(fù)運均由壓縮空氣推動。
氣缸
氣缸（cylinder）是指在內(nèi)燃機(jī)或是外燃機(jī)中,，讓活塞居于其內(nèi),，允許其上下往復(fù)的容器,，由缸筒、端蓋,、活塞,、活塞桿和密封件等組成。氣缸有做往復(fù)直線運動的和做往復(fù)擺動的兩類,；工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進(jìn)行潤滑,。
種類
氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復(fù)直線運動的和做往復(fù)擺動的兩類（見圖）,。做往復(fù)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(fù)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,，借以做功。
⑤無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱,。有磁性氣缸,，纜索氣缸兩大類。
做往復(fù)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，輸出軸做擺動運動,，擺動角小于 280°,。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸,、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等,。
分類
直線運動往復(fù)運動的氣缸、擺動運動的擺動氣缸、氣爪等,。
結(jié)構(gòu)
氣缸是由缸筒,、端蓋、活塞,、活塞桿和密封件等組成,，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：
1）缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動,，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm。
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(shè)有進(jìn)排氣通口,，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)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(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度,，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命,。導(dǎo)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,。
3）活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,，設(shè)有活塞密封圈,。活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性,，減少活塞密封圈的磨耗,，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯,、聚四氟乙烯,、夾布合成樹脂等材料。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定,?；瑒硬糠痔蹋滓鹪缙谀p和卡死,?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的,。
4）活塞桿
活塞桿是氣缸中zui重要的受力零件,。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理,、或使用不銹鋼,、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性,。
5）密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運動處的部件密封稱為動密封,，靜止件部分的密封稱為靜密封。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：
整體型,、鉚接型,、螺紋聯(lián)接型、法蘭型,、拉桿型,。
6）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進(jìn)行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸,。
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(yīng)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(shè)備笨重,、成本高，同時耗氣量增大,，造成能源浪費,。在夾具設(shè)計時，應(yīng)盡量采用增力機(jī)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/C㎡）
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(shè)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,。
常見故障
問題及原因
⒈汽缸是鑄造而成的,，汽缸出廠后都要經(jīng)過時效處理，使汽缸在住鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(fù)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(fù)荷增減過快,，特別是快速的啟動,、停機(jī)和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確,、停機(jī)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(yīng)力和熱變形。
⒋汽缸在機(jī)械加工的過程中或經(jīng)過補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,，但沒有對汽缸進(jìn)行回火處理加以消除,，致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力,，在運行中產(chǎn)生*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(shù)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(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的,。機(jī)組的起?；蚴窃鰷p負(fù)荷時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會造成螺栓的應(yīng)力松弛，如果應(yīng)力不足,，螺栓的預(yù)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(dāng)中,，在熱應(yīng)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zui大處或是受力變形zui大的地方緊固,，這樣就會把變形zui大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移，zui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(yīng)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(dāng)氣缸出現(xiàn)內(nèi),、外泄漏時,，應(yīng)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(dāng)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(yīng)及時清除；活塞桿上有傷痕時,，應(yīng)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(yīng)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(dāng)氣缸內(nèi)存有冷凝水和雜質(zhì)時，應(yīng)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(yīng)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(jī)構(gòu)不起作用而造成的,。對此,，應(yīng)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(yán)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(zhǔn)面,，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍(lán)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,?；蚴遣扇C(jī)械加工的方法把上缸結(jié)合面找平，再以上缸為基準(zhǔn)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 情況來研刮,。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)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(yán)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(dāng)?shù)钠酌芊獠牧?br />因汽輪機(jī)汽缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，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(jī)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(yán)密性,。
⒊局部補(bǔ)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(dāng)?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(yán)重時,，在下缸的結(jié)合面補(bǔ)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(yù)熱汽缸至150℃,，然后在室溫下進(jìn)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(jìn)行打磨修刮,。
⒋汽缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂
當(dāng)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(fù)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(dá)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(shè)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(jìn)行打磨、除油,、拉毛,，在涂渡和噴涂后要對涂層進(jìn)行研刮，保證結(jié)合面的嚴(yán)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(dāng)?shù)男螤?，鋪在結(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(yán)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(yīng)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(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力,。按從中間向兩邊同時緊固,，也就是從垂弧zui大處或是受力變形zui大的地方緊固螺栓。理論上來說,，控制螺栓的預(yù)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(dāng)中，沒有達(dá)到推廣,，多在螺栓的允許的zui大應(yīng)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(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，高分子復(fù)合材料逐漸在氣缸維護(hù)中取得了成功的應(yīng)用,。相對于傳統(tǒng)手段相比,，高分子復(fù)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(jī)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,。