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气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成，其内部结构如图所示： SMC气缸原理图 　　1）缸筒 缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 SMC CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链接，不用螺母。 2）端盖 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。
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　　根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。 　　日本SMC标准气缸 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。 　　缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 　　SMC 气缸所设缓冲装置种类很多，上述只是其中之一，当然也可以在气动回路上采取措施，达到缓冲目的。 组合组合气缸一般指气缸与液压缸相组合形成的气-液阻尼缸、气-液增压缸等。*，通常气缸采用的工作介质是压缩空气，其特点是动作快，但速度不易控制，当载荷变化较大时，容易产生“爬行”或“自走”现象；而液压缸采用的工作介质是通常认为不可压缩的液压油，其特点是动作不如气缸快，但速度易于控制，当载荷变化较大时，采用措施得当，一般不会产生“爬行”和“自走”现象。把气缸与液压缸巧妙组合起来，取长补短，即成为气动系统中普遍采用的气-液阻尼缸。气-液阻尼缸工作原理见图42.2-5。实际是气缸与液压缸串联而成，两活塞固定在同一活塞杆上。液压缸不用泵供油，只要充满油即可，其进出口间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。当气缸右端供气时，气缸克服载荷带动液压缸活塞向左运动（气缸左端排气），此时液压缸左端排油，单向阀关闭，油只能通过节流阀流入液压缸右腔及油杯内，这时若将节流阀阀口开大，则液压缸左腔排油通畅，两活塞运动速度就快，反之，若将节流阀阀口关小，液压缸左腔排油受阻，两活塞运动速度会减慢。这样，调节节流阀开口大小，就能控制活塞的运动速度。可以看出，气液阻尼缸的输出力应是气缸中压缩空气产生的力（推力或拉力）与液压缸中油的阻尼力之差。SMC气缸*现货，SMC气缸，SMC气缸、39529839、39529830：单荣兵
气缸的输出力 气缸理论输出力的设计计算与液压缸类似,可参见液压缸的设计计 算.如双作用单活塞杆气缸推力计算如下: 理论推力（活塞杆伸出） Ft1=A1p （13-1） 理论拉力（活塞杆缩回） Ft2=A2p 式中 （13-2） Ft1,Ft2——气缸理论输出力（N） ; A1,A2——无杆腔,有杆腔活塞面积（m2） ; p — 气缸工作压力（Pa） . 实际中, 由于活塞等运动部件的惯性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞杆的实际输出力 小于理论推力,称这个推力为气缸的实际输出力. 　　气缸的效率 η 是气缸的实际推力和理论推力的比值,即 F η= Ft （13-3） 所以 F = η （ A1 p ） （13-4） 气缸的效率取决于密封的种类,气缸内表面和活塞杆加工的状态及润滑状态.此外,气 缸的运动速度,排气腔压力,外载荷状况及管道状态等都会对效率产生一定的影响. 　　2） 负载率β 从对气缸运行特性的研究可知, 要确定气缸的实际输出力是困难的. 于是在研究气缸和确定气缸的出力时,常用到负载率的概念.气缸的负载率β定义为 β= 气缸的实际负载 F × 100 % 气缸的理论输出力 Ft （l3-5） 气缸的实际负载是由实际工况所决定的,若确定了气缸负载率 θ,则由定义就能确定气 缸的理论输出力,从而可以计算气缸的缸径. 对于阻性负载,如气缸用作气动夹具,负载不产生惯性力,一般选取负载率β为 0.8; 对于惯性负载,如气缸用来推送工件,负载将产生惯性力,负载率β的取值如下 β<0.65 当气缸低速运动,v <100 mm/s 时; β<0.5 当气缸中速运动,v=100～500 mm/s 时; β<0.35 当气缸高速运动,v >500 mm/s 时. 　　3）气缸耗气量 气缸的耗气量是活塞每分钟移动的容积,称这个容积为压缩空气耗气 量,一般情况下,气缸的耗气量是指自由空气耗气量. 4）气缸的特性 气缸的特性分为静态特性和动态特性.气缸的静态特性是指与缸的输 出力及耗气量密切相关的zui低工作压力,zui高工作压力,摩擦阻力等参数.气缸的动态特性 是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力,温度,活塞速度,位移等参数随时间的变化情 况.它能真实地反映气缸的工作. 四,气缸的选型及计算 1.气缸的选型步骤 气缸的选型应根据工作要求和条件, 正确选择气缸的类型. 下面以单活塞杆双作用缸为 例介绍气缸的选型步骤. （1）气缸缸径.根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力,由此计算出气缸的缸径. （2）气缸的行程.气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关,但一般不选用满行程、39529839、39529830：单荣兵. （3）气缸的强度和稳定性计算 （4）气缸的安装形式.气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定.一般情况 下,采用固定式气缸.在需要随工作机构连续回转时（如车床,磨床等） ,应选用回转气缸. 在活塞杆除直线运动外,还需作圆弧摆动时,则选用轴销式气缸.有特殊要求时,应选用相 应的特种气缸. （5）气缸的缓冲装置.根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置. （6）磁性开关.当气动系统采用电气控制方式时,可选用带磁性开关的气缸. （7）其它要求.如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下,需在活塞杆伸出端安装防尘罩. 要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸. 2.气缸直径计算 气缸直径的设计计算需根据其负载大小,运行速度和系统工作压力来决定.,根据 气缸安装及驱动负载的实际工况,分析计算出气缸轴向实际负载 F,再由气缸平均运行速度 来选定气缸的负载率 θ,初步选定气缸工作压力（一般为 0.4 MPa～0.6 MPa） ,再由 F/θ, 计算出气缸理论出力 Ft, zui后计算出缸径及杆径, 并按标准圆整得到实际所需的缸径和杆径. 例题 气缸推动工件在水平导轨上运动.已知工件等运动件为 m=250 kg,工件与 导轨间的摩擦系数 =0.25,气缸行程 s 为 400 mm,经 1.5 s 时间工件运动到位,系统 工作压力 p = 0.4 MPa,试选定气缸直径. 解:气缸实际轴向负载 F = mg =0.25 × 250 × 9.81=613.13 N 气缸平均速度 s 400 v= = ≈ 267 mm/s t 1.5 选定负载率 θ =0.5 则气缸理论输出力 F1 = F 双作用气缸理论推力 θ = 613.13 = 1226.6 N 0.5 1 F1 = πD 2 p 4 气缸直径 按标准选定气缸缸径为 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4、39529839、39529830：单荣兵