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    CQ2型日本SMC長行程薄型氣缸的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件

SMC氣缸是指引導活塞在缸內(nèi)進行直線往復運動的圓筒形金屬機件,。空氣在發(fā)動機SMC氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,；氣體在壓縮機SMC氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力,。

渦輪機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“SMC氣缸”,。SMC氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域：印刷（張力控制）,、半導體（點焊機、芯片研磨）,、自動化控制,、機器人等等。

內(nèi)燃機缸體上安放活塞的空腔,。是活塞運動的軌道,，燃氣在其中燃燒及膨脹，通過SMC氣缸壁還能散去一部分燃氣傳給的爆發(fā)余熱,，使發(fā)動機保持正常的工作溫度,。SMC氣缸的型式有整體式和單鑄式。單鑄式又分為干式和濕式兩種,。SMC氣缸和缸體鑄成一個整體時稱整體式SMC氣缸;SMC氣缸和缸體分別鑄造時,，單鑄的SMC氣缸筒稱為SMC氣缸套。SMC氣缸套與冷卻水直接接觸的稱作濕式SMC氣缸套;不與冷卻水直接接觸的稱作干式SMC氣缸套,。為了保持SMC氣缸與活塞接觸的嚴密性,，減少活塞在其中運動的摩擦損失，SMC氣缸內(nèi)壁應(yīng)有較高的加工精度和精確的形狀尺寸,。

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,。SMC氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動兩種類型,，如圖《SMC氣缸》所示。做往復直線運動的SMC氣缸又可分為單作用SMC氣缸,、雙作用SMC氣缸,、膜片式SMC氣缸和沖擊SMC氣缸4種。

①單作用SMC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SMC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SMC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SMC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SMC氣缸：沒有活塞桿的SMC氣缸的總稱。有磁性SMC氣缸,，纜索SMC氣缸兩大類,。

做往復擺動的SMC氣缸稱擺動SMC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)SMC氣缸、氣液阻尼缸和步進SMC氣缸等,。

SMC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《SMCSMC氣缸原理圖》所示：

1）缸筒

缸筒的內(nèi)徑大小代表了SMC氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復滑動,，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達到Ra0.8μm。

SMC,、 CM2SMC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)有進排氣通口,，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機構(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)有導向套,，以提高SMC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SMC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,。

3）活塞

活塞是SMC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,?；钊系哪湍キh(huán)可提高SMC氣缸的導向性，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,。如圖2所示

4）活塞桿

活塞桿是SMC氣缸中最重要的受力零件,。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）SMC氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑,。也有小部分免潤滑SMC氣缸。

SMC氣缸是鑄造而成的,，SMC氣缸出廠后都要經(jīng)過時效處理,，使SMC氣缸在鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力消除。如果時效時間短,，那么加工好的SMC氣缸在以后的運行中還會變形,。

SMC氣缸在運行時受力的情況很復雜，除了受SMC氣缸內(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SMC氣缸的作用力，在這些力的相互作用下,，SMC氣缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏,。

SMC氣缸的負荷增減過快，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SMC氣缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形,。

SMC氣缸在機械加工的過程中或經(jīng)過補焊后產(chǎn)生了應(yīng)力，但沒有對SMC氣缸進行回火處理加以消除,，致使SMC氣缸存在較大的殘余應(yīng)力,，在運行中產(chǎn)生的變形。

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、SMC氣缸隔板,、隔板套及氣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SMC氣缸變形。

使用的SMC氣缸密封劑質(zhì)量不好,、雜質(zhì)過多或是型號不對,；SMC氣缸密封劑內(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。

SMC氣缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格,。SMC氣缸結(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(yīng)力和高溫會造成螺栓的應(yīng)力松弛,，如果應(yīng)力不足,，螺栓的預緊力就會逐漸減小。如果SMC氣缸的螺栓材質(zhì)不好,，螺栓在長時間的運行當中,，在熱應(yīng)力和SMC氣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SMC氣缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

SMC氣缸螺栓緊固的順序不正確,。一般的SMC氣缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固,，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固，這樣就會把變形最大的處的間隙向SMC氣缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,，最后間隙漸漸消失,。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會集中于中部,，SMC氣缸結(jié)合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏,。