双联气缸的选型是一个系统工程,绝非简单的"按推力选缸径"。一个正确选型能确保设备长期稳定、精准运行,而错误的选型则会导致精度丧失、气缸损坏甚至生产停滞。本文将通过一个清晰的"五步法",带您完成双联气缸的科学选型。
第一步:计算所需推力,初步确定缸径
这是选型的基础。您需要先计算出推动负载所需的理论推力。
计算理论推力 (F):
F = (负载质量 m ×加速度 a) + 摩擦力 f + 外力 F_external
(注:若匀速运动或速度很低,加速度项可忽略)
选择负载率 (η):
标准情况 (η≤50%):
这是最常用的情况,为气缸的寿命和稳定性提供了充足余量。
低速或匀速运动 (η≤70%): 若气缸速度很慢(<100 mm/s)或为静压保持,可适当提高负载率以选用更小缸径,但需谨慎。
计算气缸理论输出力并反推缸径:
双联气缸理论输出力 F_气缸 = P ×A ×2 (A为单缸截面积)
所需气缸输出力 F_所需 = F理论 / η
因此可得 A = F_所需 / (2 ×P),进而计算出最小缸径D。
举例:所需推力300N,工作压力0.5MPa,负载率取0.5。
F_所需 = 300N / 0.5 = 600N
A = 600N / (2 ×5 bar ×10) ≈60 mm²(注:1MPa=10bar≈10N/mm²)
D = 2 ×sqrt(60/π) ≈8.74mm,则至少选择标准缸径10mm的气缸。
第二步:校核横向负载与弯矩
这是双联气缸选型的核心环节,直接关乎导向精度和寿命。双联气缸虽能承受一定横向负载,但绝不能超过其允许值。
方法:根据您初步选定的缸径和实际行程,查阅该型号气缸的 "最大集中负载"图表(如原文图5.4-26a)。
要求:气缸工作时承受的实际横向负载必须小于图表中对应行程下的允许值。若超限,必须选择更大缸径或更强导向形式(如导杆气缸)。
第三步:校验动能,选择缓冲类型
气缸活塞在行程末端具有动能,若动能过大,会导致撞击、振动和损坏。
计算动能 (E_k):
E_k = 1/2 ×m ×v²
(m为总负载质量,v为最大冲击速度)
校核:将计算出的动能与气缸样本中的 "允许动能"值(如原文图5.4-26b)对比。
决策:
若 E_k <标准型允许动能:选择垫缓冲或可调气缓冲的基本型。
若 E_k 较大:必须选择带液压缓冲器(如CXSL系列) 的型号,其吸收动能的能力是气缓冲的2-3倍。
第四步:考虑安装姿态与外伸负载
负载的安装方式(水平/垂直)和外伸量(l)会产生额外的倾覆力矩,极大影响气缸的寿命和选择。
问题:如图5.4-27a所示,外伸负载 m 在长度 l 上会产生力矩 M = m ×g ×l。
方法:必须根据安装形式、行程、速度、外伸量l和负载质量m,查阅厂商提供的专用选型图(如原文图5.4-27b)。
结论:该图表会直接给出在特定工况下推荐的最小缸径。例如,水平安装、速度400mm/s、行程30mm、l=40mm、m=0.2kg时,图表推荐选择CXSW25(缸径25mm)而非更小的型号。
第五步:确认系列与附加功能
最后,根据前述结果选择具体的系列和选项:
CXS:基本型,垫缓冲或气缓冲。
CXSL:带液压缓冲器,吸收动能能力强,用于中高速场合。
CXSW:双出杆型,结构更对称,刚性更好。
附加功能:是否需要带磁环(用于安装磁性开关做位置检测)?是否需要安装附件(脚座、法兰等)?
✅ 推荐产品:Snway 双联气缸 12-CXSL32-75-Y69BZ
Snway 双联气缸 12-CXSL32-75-Y69BZ
此型号是遵循上述选型流程的一个典范结果:
缸径32mm:提供了足够大的推力和抗横向负载能力,满足大多数中负载应用。
CXSL系列:内置液压缓冲器,能有效吸收行程末端的冲击,允许工作速度更高,运行更平稳,寿命更长。
行程75mm:属于常用行程范围,适合多数搬运和拾放作业。
高精度导向:双活塞杆结构提供了优于普通气缸的抗弯矩能力,确保动作不回转,定位精准。
薄型紧凑:节省安装空间,非常适合在自动化设备中进行高密度布局。
结论:如果您通过上述五步法计算后,发现需要一款缸径在32mm左右、需要良好缓冲和高精度导向的薄型气缸,那么12-CXSL32-75-Y69BZ无疑是一个经过充分验证的可靠选择。