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SMC气动基础知识


执行元件分类
将压缩空气的压力能转换为机械能,驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动的元件,称 为气动执行元件。可以用来夹紧工件,推动负载,拾放物体等。

直线气缸

摆动气缸

气爪

直线运动气缸分为单动气缸和双动气缸; 其中单动气缸又分为弹簧压回型和弹簧压出型。
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气缸内部结构 直线气缸—双动气缸
缸筒 (铝合金-硬质耐酸铝) 活塞 (铝合金-铬酸盐)

MB系列

端盖 (铝压铸件)

拉杆 (碳钢-UNIQLO)

杆侧端盖 (铝压铸件) 活塞杆
(碳钢-硬质镀铬)

缓冲密封圈 磁石 マグネット (NBR) 活塞密封圈 (NBR) 缸筒密封圈 (NBR) 活塞杆密封圈 (NBR)
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气缸剖视图 直线气缸—双动气缸

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1、气缸的密封
气缸—密封(密封圈和垫片)

防止压缩空气泄漏,确保气缸输出。
缓冲密封圈 活塞杆密封圈 活塞密封圈

磨损环
缸筒密封圈

由于密封圈容易受气缸动作时的摩擦影响,因此需要确保润滑和注意老化问 题(老化或磨损)。 一般气缸的最低使用压力一般为 0.05Mpa ,使用速度一般为 50-500mm/s 或 50-1000mm/s
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2、气缸的润滑

气缸—密封件的润滑

① 给油 在空气中将油注入油雾器后送入气缸。 使用无添加剂的(ISO VG32) 1类透平油。 这种润滑脂的润滑性最好,但是管理麻烦,排气中常常带有油分。

② 无需给油(润滑脂润滑) 在安装时涂敷必要量的润滑脂以促进润滑。 应使用相当于锂皂基润滑脂JIS2号。 管理简易,对环境无污染,但是需要进行充分的空气净化。

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3、气缸的缓冲 冲击的吸收 缓冲环和缓冲密封圈接触

形成缓冲室 缓冲室

缓冲室背压上升
(通过缓冲针阀调整排气流量) 吸收冲击

缓冲室 无缓冲——橡胶缓冲——气缓冲——液压缓冲

按实际的使用情况,对应相应的缓冲形式。
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橡胶缓冲
在端盖或者活塞上增加橡胶垫; 气缸运动接近终点时,靠橡胶垫吸收动能; 减少对端盖的冲击,提高气缸的使用寿命; 气缸缸径比较小时或者是薄型气缸,可以选择无缓冲或者橡胶缓冲

橡胶垫

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3、气缓冲调整

气缸缸径超过32mm的,标准为气缓冲; 如缓冲能力仍不足,需增加外部缓冲装置;比如增加弹簧或者液压缓冲器;
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3、液压缓冲

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3、液压缓冲

限位螺钉至少比液压缓冲器高出0.5mm

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4、气缸的横向载荷 气缸—横向载荷的危害



横向载荷

×

结果导致横向载荷施加到气缸活塞杆上

活塞杆密封圈发生不均匀磨损
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4、气缸的横向载荷 气缸—偏心的对策 浮动接头:补偿被驱动体和气缸的“偏心”、“平行度精度不足”。 气缸上安装浮动接头的主要作用是消除负载与活塞杆之间的偏心(圆周5°)
球面摇动

有极小的倾斜 螺纹(tap)的弯曲 タップの曲がり

わずかな傾きがある
偏心滑动

フローティングジョイント 浮动接头(floating joint) 高さのずれとか横方向のずれ 高度或者横向的偏移
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5、气缸的位置检测 磁性开关及磁环

磁环

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6、气缸的速度控制 排气节流控制

排气

进气

A

B

R

P

R
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6、气缸的速度控制

排气节流控制

进气节流控制

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6、入口节流与出口节流比较

特性
低速平稳性 阀的开度与速度 惯性的影响 起动延时 起动加速度 行程终点速度 缓冲能力

入口节流
易产生低速爬行 没有比例关系 对调速特性有影响 小 小 大 小

出口节流
好 有比例关系 对调速特性影响很小 与负载率成正比 大 约等于平均速度 大

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7、气缸的安装 气缸安装方式

直接安装

螺纹轴颈式安装

脚码安装

前法兰安装

耳环连接式安装
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7、气缸的安装

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摆动气缸
摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动 的气动执行元件。用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以 及机器人的手臂动作等。

叶片式

齿条式

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气动手指

闭合

张开

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无杆气缸 磁偶合式
无杆气缸按结构可分为磁偶合式和机械偶合式两种; 比较节省空间; 有杆气缸的安装空间约2.2L(行程),无杆气缸约1.2L; 行程缸径比可达50至200,定位精度高; 活塞两侧受压面积相等,具有同样的推力,有利于提高定位精度,长行程制作可能。 磁性无杆气缸重量轻、结构简单、占用空间小、无外泄漏; 但限位器使负载停止时,活塞与移动体有脱开的可能。

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无杆气缸 机械偶合式
机械式无杆气缸有较大的承载能力和抗力矩能力,可能有轻微外漏。

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磁性开关
?选用:建议选用常规产品。价格和货期都有优势,而且通用性 强,方便备库、维修,节省成本。

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磁性开关
?安装:根据气缸的系列,选择相应的安装码

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磁性开关
?接线:舌簧式和电子式。2线制和3线制。

注意使用电流范围
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磁性开关
接线图:磁性开关不能直接接电源正负极。D-A93L的磁性开关,使用DC24V电压时, 允许的电流范围为5-40mA。连线时,棕色线为正极,蓝色线为负极;若不接负载, 直接接电源正负极,则磁性开关会烧毁。

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气缸型号表示
?例如:

具体请查看SMC 气缸样本资料。
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