气缸附件怎样选择?气缸附件选型方法
在气动元件选型中,气缸是一个重点,但是与之配套的附件的选用,也不是毫不讲究的,如电磁阀、节流阀、浮动接头等,都是一些看似无关紧要但影响性能的因素。
(1)气缸附件的选型表如果说气缸配件有什么傻瓜式的选型方法,气缸附件的选型表算是一个,见表2-6。只要把执行元件(气缸)选型的问题解决了,其他的基本上可以按表格来配套。例如,已经选定了CQ2-20-10气缸,就很容易选定其他的配件,如电磁阀SY3000(或SY5000)系列,速度控制阀(弯头型)AS2201F-M5-06,浮动接头JB20-5-030,管子外径Φ6mm等。
(2)控制阀(电磁阀)的选型控制阀如同电路开关(实现电流通和断的切换),起着切换气缸内压缩空气“通”•和“断”状态的作用,自动化设备使用最多的是电磁阀(重点),有时也用到机械阀,如图2-29所示。
以电磁阀为例,选型流程如图2.30所示,但实际操作起来比较模式化,例如常用的气缸(缸径)没怎么变,则基本上无需每次都重复电磁阀的选型。
图2・30电磁阀的选型流程
2) 电磁阀系列。电磁阀主要依据气缸工作所需的气体流量来选型(即一方面满足阀门的有效面积和工作气缸相吻合;另一方面满足匹配气缸的工作速度),例如气缸工作速度超过300〜500mm/s时,电磁阀的选型可以查阅图2-32。电子行业设备上用的气缸通常都不大,所以配套较多的是SY系列,如果是需要大动力的场合,例如缸径Φ125mm的气缸,则可以选用其他的系列(如VQ系列)。
3) 控制机能。常用的两位五通电磁阀有单线圈和双线圈两种,控制机能有差别,大多数采用双线圈,防止设备断电时带来的误动作或安全事故,见表2-7。
图2・31电磁阀的型号和实物
图2-32电磁阀和气缸的适配表
图2・33电磁阀的配管形式 a‘)(a)直接配管型b)底板配管型
表2.7电磁阀的切换方式
切换方主 | 控制内容 |
2位置单线圈 | 断电后,恢复原来位置 |
2位置双线圈 | 哪一边供电,就回到供电一边的位置,不供电时,便保持断电前的位置 |
表2・8电磁阀的电气规格
电流种类 | 电压 | |
标准 | 其他 | |
AC(交流) | 110V,220V | 24V,48V,100V,200V,其他 |
DC(直流) | 24V | 6V,12V,48V,其他 |
5)导线引出方式。电磁阀的接电方式有直接出线式、L型或M型插座式、DIN插座式、接线座接线式,根据不同的场合,选择相应的接线方式。一般情况下,小型电磁阀选择直接出线式及L型或M型插座式;大型电磁阀是直接出线式及DIN插座式。
6)配管形式。电磁阀的配管方式有两种,直接配管型和底板配管型,如图2-33所示。一般来说,设备上的气缸较多时用底板配管型,如图2.34和图2-35所示,多个电磁阀通过汇流排连接到一起,汇流排之间也可以串联,这样气路和电线比较集中,方便布管走线。
图2-34 电磁阀的底板配管方式(一)
图2・35电磁阀的底板配管方式(二)
7) 配管口径。每个电磁阀都有它指定的配管口径,有些会有一个以上口径尺寸可供选择,具体可根据执行元件适配管径(参照型录相关表格)进行综合考虑。
8) 可选项(见表2-9)
表2.9电磁阀选型的可选项
项目 | 可选项 |
指示灯及过电压保护装置 | 带指示灯及过电压保护装置 |
先导阀的手动操作方式 |
|
特性 | 进气节流 | 排气节流 | |
低速平稳性 | 易产生低速爬行 | 好 | |
阀的开度与速度 | 没有比例关系 | 有比例关系 | |
惯性的影响 | 对调速特性有影响 | 对调速特性影响很小 | |
起动延时 | 小 | 与负载率成正比 | |
起动加速度 | 小 | 大 | |
行程终点速度 | 大 | 约等于平均速度 | |
缓冲能力 | 小 | 大 |
(4)其他元件的选型(三联组合、液压缓冲器、浮动接头等)
1)三联组合(Filler、Regulator.Lubricator,FRL)。从空气压缩机输岀的压缩空气,含有大量的水分、油和粉尘等污染物。水分对气动元件影响较大,会使管道金属生锈,水结冰,会使润滑油变质及冲洗掉润滑脂,锈屑及粉尘会使相对运动件产生磨损,加速密封件损伤,导致漏气,液态油、水及粉尘从排气口排出,会污染环境、影响产品质量。由空气过滤器、减压阀和油雾器组合而成的三联组合(见图2-39)便能改善压缩空气的质量,一般每台单独的设备都需要配备,如图2-40所示。
2) 浮动接头。如图2・41所示,是连接气缸和机构的纽带,形式多样,可买现成的,也可自制。不允许将气缸杆直接固定在移动的零件上,因为气缸会偏心或憋死从而加剧磨损(类似于电动机和轴的联接需要联轴器一样的道理):实际设计的时候,更多采用自制的浮动接头,如图2-42所示,和浮动接头的设计原理差不多,就是确保气缸杆和机构之间为非刚性连接。但要注意的是,连接SMC气缸的活塞杆端,需要稍微留意一下其螺纹规格。内螺纹一般是普通粗牙,可以用普通螺钉或螺母固定,但外螺纹从M10开始就不一样了,需要在零件图样上标注相应的螺纹规格,例如Ml0xl.25、M14X1.5等,为减少工件返修量,多翻翻型录是有好处的。3) 液压缓冲器.气缸动作到行程终点停止时,如无外部制动或限位器,活塞与端盖将产生冲击,为缓和其冲击力与降低噪声,一般需要有缓冲装置:大多数气缸动作的机构,通过图2-43所示的(液压)缓冲器来减少冲击和降低噪声。有的厂商干脆定下一条“凡气缸动作的机构必用缓冲器”的设计标准,可见其对机构稳定性的贡献有多大。
图2 -40每台独立设备需配置的三联组合
事实上,未必一定要处处用到液压缓冲器,是否需要添加缓冲器,主要看冲击的大小(与动能有关,而动能取决于物体的质量和运动速度),而不是只看气缸多大,见表2-11。
表2・11缓冲形式及其适用情况
缓冲形式 | 适用情况 |
无缓冲 | 适用于微型气缸、小型气缸和中小型薄型气缸 |
垫缓冲 | 适用于缸速不大于750mm/s的中小型气缸和缸速不大于100mm/s的单作用气缸 |
气缓冲 | 将动能转换为封闭空间的压力能,适用于缸速不大于500mm/s的大中型气缸和缸速不大于l000mm/s的中小型气缸 |
液压缓冲器 | 转化为热能和油压弹性能,适用于缸速大于1000min/s和缸速不大的高精度气缸 |
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