Q:气缸的速度跟那些因素有关系?如何提高气缸的速度?

A:气缸的速度主要受气动系统中的流量影响,流量大,速度快。

影响流量的因素有方向控制阀的额定流量(Cv值或者有效截面积S)、气管接头的大小、电磁阀到气缸的气路长度、进气和排气的速度。

另外还有一个重要因素会影响到气缸的速度——气缸的负载率!

因此,要想提高气缸的速度,请使用

  • 大流量的方向控制阀
  • 较粗的气管、较大的接头
  • 缩短阀和气缸之间的距离
  • 使用快排阀
  • 更重要的是减小气缸的负载率(试想,用输出力1000N的气缸推900N阻力的东西,速度是怎么也提不上去的!)

另外,如果允许的话,将气缸的进出气口加大。

目前气缸可以达到的最快速度是3m/s(请参考SMC MQML*H型低摩擦金属密封气缸)

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Q:我选用的气缸是xx缸径xx行程,请问一秒钟可以动作几次或者气缸一分钟最快可以动作多少次?

A:这个问题经常有人问,因为他们对气缸的动作频率心里没谱。实际上,气缸的动作频率(即气缸每秒钟动作多少次),主要还是看驱动气缸动作的电磁阀的动作频率!也就是说电磁阀每秒钟换向2次,气缸就会动作2此,如果电磁阀频率是5Hz,那么气缸的动作频率也是5Hz。一般弹性密封电磁阀动作频率在3~5Hz,间隙密封电磁阀动作频率可以达到20Hz,当然还有更高频率的电磁阀。电磁阀频率过高,可能会带来另外一个问题,就是气缸活塞还没有走到末端,就要反向运动了!主要原因就是气缸的速度达不到,导致气缸不能走完全行程,这时就需要提高气缸的速度——提高的方法,请参考上面一个问题“如何提高气缸的速度?”。一般小缸径短行程低负载率气缸动作频率可以达到3~5Hz,更快速度就要选择高频高速气缸如SMC间隙密封气缸。大气缸、长行程、高负载率气缸动作频率可能在<1,即一秒钟连一个来回都走不完,甚至连几分之一个行程都走不完。

下图是SMC气缸样本的实验数据,最高频率竟然达到60Hz,每分钟动作3600来回!一般气缸和条件是达不到这样高的动作频率的!

SMC高频高速气缸MQMLB系列高频动作实验图

 上图可以参考SMC气缸总括选型参考样本第39页。

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Q:如何计算气缸的耗气量?

A:气缸的耗气量可以分成最大耗气量和平均耗气量。

最大耗气量是气缸以最大速度运动时所需要的空气流量,可以用以下公式计算:

Qr=0.0462D2*Um(P+0.102)


Qr为最大耗气量,D为气缸缸径,单位用cm,Um为气缸的最大速度,P为气缸的使用压力。

平均耗气量是气缸在气动系统的一个工作循环周期内所消耗的空气流量,可以用以下公式计算:

Qca=0.0157(D2*L+d2*ld)N(p+0.102)

Qca:气缸的平均耗气量,L/min(ANR);N:气缸的工作频率,即每分钟内气缸的往复周数,一个往复为一周,周/min;L:气缸的行程,cm;d:换向阀与气缸之间的配管的内径,cm;ld:配管的长度,cm。

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Q:气缸的基本结构是什么? 

A:气缸由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成,气缸的基本构造请参见:http://pneumaticol.com/index.php/pneumatic-technical/170-cylinder-structure.html

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Q:R、Rc、G、NPT、NPTF螺纹分别是什么种类的螺纹?

A;R、Rc、G、NPT、NPTF螺纹这些都是管螺纹,其中R、Rc螺纹为圆锥螺纹(R为圆锥外螺纹、Rc为圆锥内螺纹),G螺纹为圆柱螺纹;R、Rc是中国和日本常用的管道联接螺纹;而NPT是符合美国ANSI标准的圆锥管螺纹,NPTF也是美制螺纹,但比NPT螺纹联接更加紧密。

注意!R螺纹可以拧入尺寸代号相同的Rc螺纹或G螺纹内螺纹中,但G螺纹外螺纹不能拧入Rc螺纹中;R、Rc、G螺纹与NPT、NPTF螺纹完全不能联接!

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Q:Rc1/8、Rc1/4、Rc3/8、Rc1/2、Rc3/4、Rc1尺寸到底是多少?

A:具体尺寸请参见下表:

Thread
designation

Diameter

inches

Outside
diameter
mm

Nut
diameter
mm

Tap hole
diameter
mm

Turns per
inch

G 1/8"

 1/8

9.73

8.85

8.8

28

G 1/4"

 1/4

13.16

11.89

11.8

19

G 3/8"

 3/8

16.66

15.39

15.25

19

G 1/2"

 1/2

20.95

19.17

19

14

G 3/4"

 3/4

26.44

24.66

24.5

14

G 1"

1

33.25

30.93

30.75

11

G 1 1/4"

1 1/4

41.91

35.59

39.25

11

G 1 1/2"

1 1/2

47.8

45.48

45.25

11

G 2"

2

59.61

57.29

57

11

 注意:1/8也称1分,但尺寸绝不是用1/8×25.4!以此类推所有的管螺纹直径都不能用25.4换算,从上图可以明显看出。1寸只是管螺纹的固定称呼,跟英寸没有换算关系!

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