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氣缸在實(shí)際應(yīng)用中的一些理論數(shù)據(jù)的計(jì)算方式
- 時(shí)間:2015-01-21
隨著氣缸在自動(dòng)化機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,在氣缸配套設(shè)計(jì)時(shí)其推力的計(jì)算也是工程師在工作中需要面對(duì)的問(wèn)題。下面,我們來(lái)介紹一下氣缸理論輸出力的一些計(jì)算方法。
氣缸理論輸出力的設(shè)計(jì)計(jì)算與液壓缸類(lèi)似,可參見(jiàn)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算。如雙作用單活塞桿氣缸推力計(jì)算如下:
理論推力(活塞桿伸出)
Ft1=A1p (13-1)
理論推力(活塞桿伸出)
Ft1=A1p (13-1)
理論拉力(活塞桿縮回)
Ft2=A2p (13-2)
Ft2=A2p (13-2)
式中 Ft1、Ft2——氣缸理論輸出力(N);
A1、A2——無(wú)桿腔、有桿腔活塞面積(m2);
p — 氣缸工作壓力(Pa)。
實(shí)際中,由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力,活塞桿的實(shí)際輸出力小于理論推力,稱(chēng)這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力。
氣缸的效率 h 是氣缸的實(shí)際推力和理論推力的比值,即
(13-3)
A1、A2——無(wú)桿腔、有桿腔活塞面積(m2);
p — 氣缸工作壓力(Pa)。
實(shí)際中,由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力,活塞桿的實(shí)際輸出力小于理論推力,稱(chēng)這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力。
氣缸的效率 h 是氣缸的實(shí)際推力和理論推力的比值,即
(13-3)
所以
(13-4)
(13-4)
氣缸的效率取決于密封的種類(lèi),氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤(rùn)滑狀態(tài)。此外,氣缸的運(yùn)動(dòng)速度、排氣腔壓力、外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響。
2)負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知,要精確確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的。于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時(shí),常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率β定義為
(l3-5)
2)負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知,要精確確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的。于是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時(shí),常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率β定義為
(l3-5)
氣缸的實(shí)際負(fù)載是由實(shí)際工況所決定的,若確定了氣缸負(fù)載率q,則由定義就能確定氣缸的理論輸出力,從而可以計(jì)算氣缸的缸徑。
對(duì)于阻性負(fù)載,如氣缸用作氣動(dòng)夾具,負(fù)載不產(chǎn)生慣性力,一般選取負(fù)載率β為0.8;對(duì)于慣性負(fù)載,如氣缸用來(lái)推送工件,負(fù)載將產(chǎn)生慣性力,負(fù)載率β的取值如下
β<0.65 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng),v <100 mm/s時(shí);
β<0.5 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng),v=100~500 mm/s時(shí);
β<0.35 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng),v >500 mm/s時(shí)。
3)氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積,稱(chēng)這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣量,一般情況下,氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量。
4)氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動(dòng)態(tài)特性是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力,溫度,活塞速度、位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能。
對(duì)于阻性負(fù)載,如氣缸用作氣動(dòng)夾具,負(fù)載不產(chǎn)生慣性力,一般選取負(fù)載率β為0.8;對(duì)于慣性負(fù)載,如氣缸用來(lái)推送工件,負(fù)載將產(chǎn)生慣性力,負(fù)載率β的取值如下
β<0.65 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng),v <100 mm/s時(shí);
β<0.5 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng),v=100~500 mm/s時(shí);
β<0.35 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng),v >500 mm/s時(shí)。
3)氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積,稱(chēng)這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣量,一般情況下,氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量。
4)氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動(dòng)態(tài)特性是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力,溫度,活塞速度、位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能。
以上就是在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中氣缸的一些理論參數(shù)計(jì)算方法,更多內(nèi)容,請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注世安氣動(dòng)。