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上海維特銳總代理——費(fèi)斯托FESTO緊湊型氣缸 ADN、AEN、ADNP
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(fèi)。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。
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(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。
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(yùn)動的和做往復(fù)擺動的兩類(見圖)。做往復(fù)直線運(yùn)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(yùn)動的動能,借以做功。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)。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(yùn)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。
將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動、擺動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
直線運(yùn)動往復(fù)運(yùn)動的氣缸、擺動運(yùn)動的擺動氣缸、氣爪等。
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。活塞要在缸筒內(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Ra0.8um。對鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)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(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)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(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,現(xiàn)在為減輕重量并防銹,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?;钊系哪湍キh(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?;钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定。滑動部分太短,易引起早期磨損和卡死?;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(yùn)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。
印刷(張力控制)、半導(dǎo)體(點焊機(jī)、芯片研磨)、自動化控制、機(jī)器人等等。
日本SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸 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,現(xiàn)在為減輕重量并防銹,常使用鋁合金壓鑄,微型缸有使用黃銅材料的。
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Ra0.8um。對鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)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(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。
SMC 氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多,上述只是其中之一,當(dāng)然也可以在氣動回路上采取措施,達(dá)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(dāng)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(rèn)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(dāng)載荷變化較大時,采用措施得當(dāng),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(bǔ)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(jìn)出口間裝有液壓單向閥、節(jié)流閥及補(bǔ)油杯。當(dāng)氣缸右端供氣時,氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞向左運(yùn)動(氣缸左端排氣),此時液壓缸左端排油,單向閥關(guān)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(yùn)動速度就快,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(yùn)動速度??梢钥闯?,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。CE2 行程可讀出氣缸(帶制動型)
CEP1 高精度行程可讀出氣缸
CG1/CG1W… 氣缸
CJ2/CJ2W… 氣缸
CJ2X/CUX/CQSX… 低速氣缸
CJP/CJPB/CJPS 針型氣缸
CLQ/CLQ 薄型鎖緊氣缸
CLS/CLS 帶鎖氣缸
CNA/CNAW 帶鎖氣缸
CNG 帶鎖氣缸
CNS/CNS 帶鎖氣缸
CQM 薄型氣缸
CQM/CQM 薄型氣缸
CRA1 擺動氣缸
CRB1 擺動氣缸
CRB2 擺動氣缸
CRBU2 自由安裝型擺動氣缸
CRJ 微型擺動氣缸
CRQ2 薄型擺動氣缸
CS1/CS1W/CS1 * Q 氣缸
1.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(yùn)行中還會變形。
2.汽缸在運(yùn)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。
3.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。
4.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(yùn)行中產(chǎn)生*的變形。
5.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(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。
6.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。
7.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)組的起停或是增減負(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(yùn)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。
8.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。
1.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:
(1)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)合面紅丹的著色情況來研刮。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)的高壓缸。
(2)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。
2.采用適當(dāng)?shù)钠酌芊獠牧?/p>
因現(xiàn)在汽輪機(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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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,目前沒有達(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。
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