发动机活塞与气缸配缸间隙

发动机活塞与气缸配缸间隙
发动机活塞与气缸配缸间隙

发动机活塞与气缸的配缸间隙

发动机活塞与气缸的配缸间隙是极为重要的技术参数。不同车型的发动机,特别是现代强化发动机,由于其各自的结构,材质及其他各种技术参数不同,活塞与气缸的配缸间隙也不尽相同。

不论何种发动机,其合理的配缸间隙都是同制造厂家根据发动机的特点材质,设计经验并经多次实验而确定的随车的使用说明己和维修手册,是指导使用和维修的大纲。在未能吃透发动机结构特点和使用机理之前,不可随意减小配缸间隙,相反,对于使用后的发动机,考虑到发动机缸体等零部件的变形及其他因素,在大修镗磨气缸时,对于发动机制造厂家提供的维修数据,(配缸间隙)还应选取上偏差,以免由于未能纠正发动机零部件的变形因素引起的位置精度的偏差,导致不易发现的偏缸等故障。

1 发动机结构,材质等不同,配缸间隙亦不同。

发动机活塞与气缸必须有一定的配缸间隙,首先是由于活塞与气缸是发动机中最重要的摩擦副之一,如缸套与活塞及环组间的摩擦力小,发动机的摩擦功耗也小,反之,将造成相当大的功耗;而且活塞与气缸的摩擦表面保持一定的间隙,是考虑活塞裙部的热变形、弹性变形及气缸壁与活塞裙部接触之间的载荷和速度等的影响,以保证活塞裙部有足够的润滑油膜,否则,将导致缸套一活塞环组的急剧磨损。

其次,由于车用发动机活塞是由铝合金制造的,铝合金的膨胀系数稍小一些,但与铸铁相比还是有较大的区别,尽管目前大多采用的硅

铝合金相对其他铝合金的膨胀系数稍小一些,但与铸铁相比还是有较大的区别。如果配缸间隙太大,会引起“敲缸”密封不良(漏气、窜油)、动力下降;太小,则会使活塞裙部没有膨胀的余地,接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度(一般4.9MPa-9.8MP a)润滑油膜将被破坏,引起粘着磨损(拉缸)故障,不同材料的活塞其配缸间隙亦不相同(表 1)。

表 1 不同材料活塞的配缸间隙

活塞材料配缸间隙/mm

Y合金 0.001 6D

Lo Ex合金 0.001 4D

过共晶合金 0.001 1D

注:表中D为气缸直径/mm。

此外,还由于活塞的特殊结构,不同的发动机也有不同的配缸间隙,如桑塔纳的活塞材料为ALSi共晶(Al12SiCuNiMg)并通过磷变质处理。以防止出现偏析和粗大晶粒。桑塔纳活塞内壁靠活塞销座孔处,铸入膨胀系数很小的钢圈或钢片,以阻止裙部的热膨胀,并在活塞裙部加工有环形槽,以便贮存润滑油,用以改善活塞与气缸的磨合并减少摩擦损耗。由于桑塔纳活塞的特殊结构,从而保证了桑塔纳发动机活塞与气缸间隙较小(0.019mm-0.039mm)而不发生拉缸。但其维修数据—配缸间隙为0.025mm-0.045mm。

根据减小配缸间的间隙的计算公式计算。桑塔纳轿车JV 1.8发动机

配缸间隙的正确值为0.024mm-0.028mm。虽然该值尚在桑塔纳轿车发动机维修手册提供的修理数据中、下偏差范围内,但公差范围实在太小(仅为0.004mm),对多数维修厂来说,加工难度很大。

应当指出的是,目前我国的不少车型是从国外引进开发的,国内不少厂家在开发生产进口车型的活塞时,没有条件在活塞上镶整体防胀钢圈而将其取消(国外大部分活塞都镶有整体防胀钢圈或钢片),并相应对整体结构和相应尺寸作合理修正,同时将其配缸间的间隙相应加大(如原苏联的拉达2105发动机)以此来满足原设计要求。

2 配缸间隙对整机装配尺寸和质量的影响

发动机是由许多的零部件的组成的,其所有尺寸构成尺寸链,某一零件尺寸的变动,将会影响整机的装配尺寸的装配质量。

如长安机器厂生产的462Q型发动机,为获得较高的配缸精度,保证发动机的缸孔与活塞裙部有良好的贴合面,装配时把活塞与缸孔分组装配,以保证活塞与气缸的配合间隙均在0.04mm-0.05mm的范围内,如表 2所示。

如按照公式计算,其最小的配缸间隙仅为0.0186mm-0.0217mm。按此配缸间隙算出镗磨气缸直径与制造厂分组中缸孔的最小极限尺寸62. 005mm相差0.025mm左右;与最大极限尺寸62.02mm相差0.04mm 左右。众所周知,活塞环在标准的缸孔内的开口间隙为0.15mm-0.30 mm。这样镗磨缸孔相对小了0.025mm-0.04mm,相应圆周亦小了0.0 785-0.126mm,如果碰上开口间隙为下偏差的活塞环装配进缸孔内,其开口间隙最小的仅为0.024mm-0.0715mm(远小于0.15mm-0.30m

m开口间隙的要求)发动机工作后,势必引起活塞环卡死在活塞环槽中,导致活塞环密封失效,烧机油,“熄火滞缸”,严重的发生拉缸故障。须知目前的氮化钢质环,由于其硬质层硬度高达HV 1000-HV 120 0,须修整开口间隙达到标准要求时,用一般的锉刀难以锉得动,只有用金钢锉或水磨砂纸滴上机油,细心修磨,并且要观察活塞环在缸筒中圆周贴合情况,是否漏光等,否则,必然会出现上述故障。而且,由于活塞环是根据标准气缸缸径制造的,其开口间隙,弹力、漏光度等诸多参数的变化,导致活塞环使用性能指标下降,甚至失效。

更重要的是,462Q型发动机的活塞材质、结构与桑塔纳有很大的不同,该活塞的膨胀系数大,必须留有较大的配缸间隙(维修尺寸为0.04mm-0.06mm)。

目前,国内汽配市场的状况还不规范。汽配零件的材质、尺寸等难尽人意,维修厂汽车零配件的进货渠道又不如制造厂可靠。有不少人购买的活塞直径偏小,镗磨气缸又是根据活塞编号对应进行镗磨的,在未能吃透其内在品质(包括化学成份等)贸然采取减小配缸间隙的作法并非恰当(对于内镶有防胀钢片的或钢圈的特殊结构的活塞,实际上是减小配缸间的公差;对一般的共晶硅铝合金的活塞,则误差较大,易产生拉缸的严重的后果)。所以对材料不详的活塞,装配时必须将活塞加热到80-100°C的状态下进行,否则,在实际使用中可能会出现没有间隙的情况。

3 配缸间隙对发动机形位精度的影响

由于发动机的使用后会引起零件的扭曲变形以及装配质量的影响,如果减小配缸间隙将更直接影响其形位精度。

随着现代发动机的强化,采用新材料、新工艺新结构,提高了制造水平和装配质量,大大延长了车用发动机的使用寿命,如进口柴油车发动机的大修间隔里程达50万km以上,汽油机大修间隔里程也达30万km以上。但经过大修的发动机,尽管装用原厂同一品牌纯正零部件,发动机的使用寿命也大为缩短,一般不超过20万km,仅为原车的20%-30%。究其原因,是使用后的气缸体、曲轴、连杆等的弯曲、偏缸等难以校正的恢复到原有精度,气缸镗磨质量难达到原厂的加工精度要求;磨合质量差或受条件限制无磨合设备;装配质量难达制造厂的水平(包括清洁度,各紧固件的拧紧力矩)等。

在多年的实践中,我们根据发动机的使用的技术状况、年限(可估算其变形量)以及季节气温不同,较新发动机,在夏季时配缸间隙取小一些(下偏差);冬季时取大一些(上偏差)。并且在装配时,严格按照厂家提供的维修数据,检测活塞环的开口间隙和侧隙,避免发动机工作后,由于活塞环开口间隙和侧隙过小,导致端口顶死或活塞环卡死在环槽中,引起擦伤,“拉缸”等恶性故障发生。微型车、轿车的发动机经过这样维修后,活塞环的使用寿命大大延长了,多在8万km-10万km以上。应当指出,发动机的技术状况和整体质量不仅取决于发动机的结构参数、零件的材质及加工精度,而且还取决于装配质量等。而装配间隙是保证装配质量的重要因素之一,其中包括活塞和缸孔的装配间隙,直接影响着发动机的性能、质量及寿命,在未能

吃透其结构特点、使用机理之前,切不可随意减小或变更发动机活塞与气缸间隙。不少修车同行,因受所谓“W工程之间隙配合”及“间隙越小越好”等错误观念的影响,随意减少配缸间隙,轻则导致“熄火滞死”,重则造成“拉缸”严重故障,不仅费工费时,而且损坏汽车零部件。

为恢复发动机的技术状态和性能,应透彻了解其构造特点并熟悉其使用机理,遵循汽车制造厂推荐的维修程序,技术数据进行维护和修理,确保维

单活塞杆双作用气缸

神威气动https://www.360docs.net/doc/998676879.html, 文档标题:费斯托无杆气缸 一、费斯托无杆气缸的介绍: 引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域:印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等等。 二、气缸种类: ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。 ④冲击气缸:这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒) 运动的动能,借以做功。 ⑤无杆气缸:没有活塞杆的气缸的总称。有磁性气缸,缆索气缸两大类。 做往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴做摆动运动,摆动角小于280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。 三、气缸结构: 气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成,其内部结构如图所示: 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,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。 3:活塞 活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。

气缸修理,活塞和活塞环的选配讲课教案

气缸修理,活塞和活塞环选配 1、气缸磨损的检测,即圆度误差和圆柱度误差的计算,请参考上篇文章,网址如下:https://https://www.360docs.net/doc/998676879.html,/view/32d9af37b968a98271fe910ef12d2af90242a832 2、气缸磨损超过允许限度后或缸壁上有严重的刮伤、沟槽和麻点,均应将气缸按修理级别镗削修理,并选配与气缸相符合加大尺寸的活塞及活塞环,以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。 常见轿车发动机气缸修理级别(尺寸)。桑塔纳车型气缸修理尺寸分为3级,它是在气缸直径标准尺寸的基础上,每加大0.25mm为一级,逐级递增至0.5Omm,如+0.25、+0.50,详见表 注意发动机在更换活塞和缸套时,只要有一个气缸需要镗、珩磨或更换湿式缸套,其余 各缸应同时更换,以保持发动机各缸工作的一致性。 配合间隙活塞裙部测量 3、修理尺寸的选择 气缸的修理尺寸可按下式进行计算: 修理尺寸=气缸最大直径+镗、珩磨余量(镗、珩磨余量一般取0.10-0.20mm。) 计算出的修理尺寸应与修理级数相对照,如果与某一修理级数相符,可按某级数修理;如 与修理级数不相符,比如计算出的修理尺寸在两级修理级数之间,则应按其中大的修理级数 进行气缸的修理。 4、镗缸

镗缸是对干式缸套过度磨损比较常见的修理方法。湿式缸套主要以更换活塞气缸套组方式进行修理。 镗削量的计算。当气缸的修理级数确定后,即可选配同级活塞,然后根据活塞直径和气缸直径计算镗削量。活塞与气缸配合间隙0.03mm,磨缸余量为0.03-0.05mm,镗削量可按下式进行计算: 镗削量=活塞裙部最大直径-气缸最小直径+活塞与气缸配合间隙-磨缸余量 例如:桑塔纳轿车1.6L发动机气缸第一次需要镗、珩磨,第1级修理尺寸的活塞尺寸为81.23mm,气缸最小直径为80.01mm,活塞与气缸配合间隙0.03mm,磨缸余量为0.03-0.05mm, 那么镗削量为: 镗削量81.23-80.01+0.03-0.05=0.20mm 根据量缸测量结果,确定加大扩缸修理尺寸。 根据修理尺寸选定同尺寸的活塞,同组的活塞重量、尺寸应一致,按下式进行确定气缸的镗削量:镗削量=活塞裙部最大直径气缸最小直径+活塞与气缸配合间隙磨缸余量测量选用的活塞的精确直径尺寸,根据配缸间隙,留出粗镗、精镗加工余量及珩磨余量,确定起镗尺寸,初镗进刀量一般在0.03-0.05mm。 粗镗——留精镗加工余量为0.10mm。 精镗——留珩磨余量为0.03mm。 珩磨——达到规定尺寸及表面粗糙度。 清洗——将缸体仔细清洁,然后将配对的活塞放进气缸中推行检查配合情况,最后将气缸内涂润滑油防锈 在珩磨后,缸壁表面粗糙度Ra值不大于3.2μm,在缸套表面形成均匀-致的凸凹痕迹(缸壁的表面有60°可见网纹,缸壁呈泛灰蓝色),气缸的圆度误差应不大于0.005mm,圆柱度误差不大于0.015mm;同时要保证气缸与活塞之间0.03mm的配合间隙。 在珩磨过程中要随时注意检查气缸的尺寸。一般用量缸表或用活塞试配加工尺寸变化情况。但应注意,加工过程中所产生的切削热量,可能影响到气缸直径的变化,测量时要考虑这一因素,用活塞试配要在珩磨加工结束半小时以后进行。活塞与气缸配好后,应在活塞顶上打好缸号,以防装配时错乱。 活塞的选配 当气缸的磨损超过规定值及活塞发生异常损坏时,必须对气缸进行修复,并且要根据气

发动机活塞与气缸的配缸间隙

发动机活塞与气缸的配缸间隙 发动机活塞与气缸的配缸间隙是极为重要的技术参数。不同车型的发动机,特别是现代强化发动机,由于其各自的结构,材质及其他各种技术参数不同,活塞与气缸的配缸间隙也不尽相同。 不论何种发动机,其合理的配缸间隙都是同制造厂家根据发动机的特点材质,设计经验并经多次试验而确定的随车的使用说明己和维修手册,是指导使用和维修的大纲。在未能吃透发动机结构特点和使用机理之前,不可随意减小配缸间隙,相反,对于使用后的发动机,考虑到发动机缸体等零部件的变形及其他因素,在大修镗磨气缸时,对于发动机制造厂家提供的维修数据,(配缸间隙)还应选取上偏差,以免由于未能纠正发动机零部件的变形因素引起的位置精度的偏差,导致不易发现的偏缸等故障。 1 发动机结构,材质等不同,配缸间隙亦不同。 发动机活塞与气缸必须有一定的配缸间隙,首先是由于活塞与气缸是发动机中最重要的摩擦副之一,如缸套与活塞及环组间的摩擦力小,发动机的摩擦功耗也小,反之,将造成相当大的功耗;而且活塞与气缸的摩擦表面保持一定的间隙,是考虑活塞裙部的热变形、弹性变形及气缸壁与活塞裙部接触之间的载荷和速度等的影响,以保证活塞裙部有足够的润滑油膜,否则,将导致缸套一活塞环组的急剧磨损。 其次,由于车用发动机活塞是由铝合金制造的,铝合金的膨胀系数稍小一些,但与铸铁相比还是有较大的区别,尽管目前大多采用的硅铝合金相对其他铝合金的膨胀系数稍小一些,但与铸铁相比还是有较大的

区别。如果配缸间隙太大,会引起“敲缸”密封不良(漏气、窜油)、动力下降;太小,则会使活塞裙部没有膨胀的余地,接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度(一般4.9MPa-9.8MPa)润滑油膜将被破坏,引起粘着磨损(拉缸)故障,不同材料的活塞其配缸间隙亦不相同(表1)。 表1 不同材料活塞的配缸间隙 活塞材料配缸间隙/mm Y合金0.001 6D Lo Ex合金0.001 4D 过共晶合金0.001 1D 注:表中D为气缸直径/mm。 此外,还由于活塞的特殊结构,不同的发动机也有不同的配缸间隙,如桑塔纳的活塞材料为ALSi共晶(Al12SiCuNiMg)并通过磷变质处理。以防止出现偏析和粗大晶粒。桑塔纳活塞内壁靠活塞销座孔处,铸入膨胀系数很小的钢圈或钢片,以阻止裙部的热膨胀,并在活塞裙部加工有环形槽,以便贮存润滑油,用以改善活塞与气缸的磨合并减少摩擦损耗。由于桑塔纳活塞的特殊结构,从而保证了桑塔纳发动机活塞与气缸间隙较小(0.019mm-0.039mm)而不发生拉缸。但其维修数据—配缸间隙为0.025mm-0.045mm。 根据减小配缸间的间隙的计算公式计算。桑塔纳轿车JV 1.8发动机配缸间隙的正确值为0.024mm-0.028mm。虽然该值尚在桑塔纳轿车发

气缸使用说明书 十

气缸使用说明书十 产品使用说明书 产品名称: 产品型号: ************有限公司 一、说明书的使用范围 本产品使用说明书是按气缸在一般气动系统中作为执行元件应用的情况下编写的,因此适用于一切普通单杆双作用、带缓冲的、无油润滑的、耐高温的,薄型的、方型的、微型的各种型号各种规格的标准气缸和在标准气缸基础上修改设计的非标准气缸。同时也适用于普通标准气缸的基础上开发设计的各种特殊气气缸。 二、气缸使用条件 1、气缸使用系统压力、介质温度应符合各型号气缸基本参数表

规定的基本参数值(见产品样本) 2、驱动气缸的压缩空气必须清洁、水份少、为此在气动系统回路中必须使用分水过滤器。 3、为了润滑气缸内部在气动系统回路中必须安装使用油雾器(无油润滑气缸可不用油雾器)。 三、气缸安装使用 1、气缸开箱安装前应检查气缸在运输过程中有无损坏、两端连杆螺母或螺纹连接处有无松动,清除防锈油及防护罩(帽)方可安装使用。 2、气缸安装时应注意气缸活塞杆不宜承受偏心载荷或横向载荷,应使载荷的运动方向与活塞杆轴心线一致,对与长行程气缸负载和活塞杆的连接最好采用可活动的V型接头或关节接头。无论任何安装形式都必须保证气缸安装底座有足够的刚度。 3、气缸缸体在水平使用时,可用“三点法”进行检验。首先使用活塞杆与负载相连接,当活塞杆全部伸出时,在杆的中间放一水准仪观察水平情况;其次当活塞杆处于中间位置时,在靠近气缸前端盖处的活塞杆上放一水准仪观察情况;最后当活塞杆处于退回位置时,应无别劲现象。长行程气缸卧式安装时,为了防止活塞杆下垂、缸筒变形,须设置适当支撑。 4、采用前后法兰、脚架式安装的气缸,应避免装螺栓直接承受推力或拉力的负荷。 5、采用尾部单双耳的气缸或中间摆动的气缸时活塞杆顶端连接

气缸常识

1.单作用与双作用气缸区别 双作用气缸的开关动作都通过气源来驱动执行的;通气开,通气关,断气保持原位; 单作用的开关动作只有开动作是气源驱动,而关动作是弹簧复位的;单作用分:常开型和常闭型。 常开型:(通气关,断气开); 常闭型:(通气开,断气关)。 单作用气缸与双作用气缸2009-09-04 12:25 A.M.单作用气缸的特点是: 1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。 2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。 3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些。 4)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。 由于以上特点,单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。 双作用气缸 双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。 1)双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。 缸体固定时,其所带载荷(如工作台)与气缸两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入气缸两腔(一腔进气另一腔排气),活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程s的3倍。安装所占空间大,一般用于小型设备上。 活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷(工作台)连成一体,压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程s的2倍。适用于中、大型设备。 2 双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时,其往返运动输出力及速度均相等。 2)缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置,一般称为缓冲气缸。缓冲气缸主要由活塞杆1、活塞、缓冲柱塞、单向阀、节流阀、端盖等组成。其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时,缸右腔的气体经柱塞孔及缸盖上的气孔排出。在活塞运动接近行程末端时,活塞右侧的缓冲柱塞将柱塞孔堵死、活塞继续向右运动时,封在气缸右腔内的剩余气体被压缩,缓慢地通过节流阀及气孔排出,被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡,即会取得缓冲效果,使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击。调节节流阀阀口开度的大小,即可控制排气量的多少,从而决定了被压缩容积(称缓冲室)内压力的大小,以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时,从气孔输入压缩空气,可直接顶开单向阀,推动活塞向左运动。如节流阀阀口开度固定,不可调节,即称为不可调缓冲气缸。 缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能

气缸的结构及基本工作原理

气缸 引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域:印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等等。英文名:cylinder 气缸-气缸种类 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有作往复直线运动的和作往复摆动的两类(见图)。作往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。 ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。 ④冲击气缸:这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动的动能,借以作功。冲击气缸增加了带有喷口和泄流口的中盖。中盖和活塞把气缸分成储气腔、头腔和尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎和成型等多种作业。作往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴作摆动运动,摆动角小于280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。 气缸的作用: 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。 气缸的分类: 直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等。 气缸的结构: 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。 3)活塞 活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。 4)活塞杆 活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢,表面经镀硬铬处理,或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。 5)密封圈 回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。 缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种: 整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。 6)气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。 气缸-工作原理 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。 气缸 下面是气缸理论出力的计算公式: F:气缸理论输出力(kgf)

各种类型气缸的原理

一.产品的性能及特点: 1.免润滑性:该产品采用含油自润滑轴承,使活塞杆无需加油润滑; 2.耐久性:气缸本体、采用优质不锈钢、硬质氧化铝合金材质,前后端盖经过阳极硬质氧化处理,不仅具有耐磨耐腐蚀性,而且更显外观小巧精美; 3.可调缓冲性:该产品除了带有固定缓冲外,气缸终端还带有可调缓冲,是气缸换向时平稳无冲击; 4.安装形式多样性:多种安装附件供客户根据使用要求来选择; 5.耐高温性:可采用耐高温密封材料,使气缸在180°C高温条件下正常工作(客户订货时需向本公司特殊说明订购); 6.附磁性:气缸活塞上装有一个永久磁铁,它可触发安装在气缸上的感应开关来感应气缸的运动位置(客户订货时需向本公司特殊说明订购); 7.行程可调性:活塞杆端配有一个可调螺母,是气缸在其行程范围内实现可调(推力F1=拉力F2); 8.派生多样性:可在原来的基础上派生出多样化的非标产品以此适合客户需要的各种使用要求。 气动执行元件和控制元件 气动执行元件是一种能量转换装置,它是将压缩空气的压力能转化为机械能,驱动机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件分为气缸和气马达两大类。气缸用于提供直线往复运动或摆动,输出力和直线速度或摆动角位移。气马达用于提供连续回转运动,输出转矩和转速。 气动控制元件用来调节压缩空气的压力流量和方向等,以保证执行机构按规定的程序正常进行工作。气动控制元件按功能可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。 气缸 一、气缸的工作原理、分类及安装形式 1.气缸的典型结构和工作原理

图 1 普通双作用气缸 1、3-缓冲柱塞 2-活塞 4-缸筒 5-导向套 6-防尘圈7-前端盖 8-气口 9-传感器 10-活塞杆 11-耐磨环 12-密封圈 13-后端盖 14-缓冲节流阀 以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明,气缸典型结构如(图1)所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔,无活塞杆腔称为无杆腔。 当从无杆腔输入压缩空气时,有杆腔排气,气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动,使活塞杆伸出;当有杆腔进气,无杆腔排气时,使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气,活塞实现往复直线运动。 2.气缸的分类 气缸的种类很多,一般按气缸的结构特征、功能、驱动方式或安装方法等进行分类。分类的方法也不同。按结构特征,气缸主要分为活塞式气缸和膜片式气缸两种。按运动形式分为直线运动气缸和摆动气缸两类。 3.气缸的安装形式气缸的安装形式可分为 1)固定式气缸气缸安装在机体上固定不动,有脚座式和法兰式。 2)轴销式气缸缸体围绕固定轴可作一定角度的摆动,有U形钩式和耳轴式。 3)回转式气缸缸体固定在机床主轴上,可随机床主轴作高速旋转运动。这种气缸常用于机床上气动卡盘中,以实现工件的自动装卡。 4)嵌入式气缸气缸缸筒直接制作在夹具体内。 二、常用气缸的结构原理 1.普通气缸 包括单作用式和双作用式气缸。常用于无特殊要求的场合。 图2为最常用的单杆双作用普通气缸的基本结构,气缸一般由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件等零件组成。 缸筒7与前后缸盖固定连接。有活塞杆侧的缸盖5为前缸盖,缸底侧的缸盖14为后缸盖。在缸盖上开有进排气通口,有的还设有气缓冲机构。前缸盖上,设有密封圈、防尘圈3,同时还设有导向套4,以提高气缸的导向精度。活塞杆6与活塞9紧固相连。活塞上除有密 封圈10,11防止活塞左右两腔相互漏气外,还有耐磨环12以提高气缸的导向性;带磁性开关的气缸,活塞上装有磁环。活塞两侧常装有橡胶垫作为缓冲垫8。如果是气缓冲,则活塞 两侧沿轴线方向设有缓冲柱塞,同时缸盖上有缓冲节流阀和缓冲套,当气缸运动到端头时, 图 2 普通双作用气缸

无杆气缸原理与优缺点

无杆气缸原理与优缺点 一、无杆气缸原理 无杆气缸和普通气缸的的工作原理一样,只是外部连接、密封形式不同无杆气缸示意图气缸两边都是空心的,活塞杆内的永磁铁带动活塞杆外的另一个磁体(运动部件),它对环境清洁度要求很高。 无杆气缸里有活塞,而没有活塞杆的,活塞装置在导轨里,外部负载给活塞相连,作动靠进气。 磁偶式的运动是利用空心活塞杆内的永磁铁带动活塞杆外的另一个磁铁运动来实现的,因其在速度快,负载高时内外磁环易脱开,故现在比较少用了。其负载质量的大小需查找其质量与速度的特性曲线。现在机械式的用的比较多。 二、无杆气缸的分类 无杆气缸分为磁偶无杆气缸和机械接触式无杆气缸。无杆气缸是指利用活塞直接或方式连接外界执行的机械,并使其跟随活塞实现往复运动的气缸,这种气缸的最大优点是节省安装空间。 (1)磁偶无杆气缸: 活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动。它的工作原理:在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环,磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用,由于两组磁环磁性相反,具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时,则在磁力作用下,带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。 (2)机械接触式无杆气缸 在气缸缸管轴向开有一条槽,活塞与尚志在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要,在开口部采用不锈钢封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上,活塞架穿过槽地,把活塞与尚志连成一体。活塞与尚志连接在一起,带动固定在尚志上的执行机构实现往复运动。 三、无杆气缸特点 1、与普通气缸相比,在同样行程下可缩小1/2安装装置; 2、不需设置防转机械; 3、适用于缸径10-80mm,最大行程可达41.5m;

气缸的结构与工作原理[详细讲解]

气缸的结构与工作原理 容来源网络,由“机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在机械展. 气缸定义 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。 气缸构造 气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成,其部结构如图所示:

气缸分类 气缸有做往复直线运动的和做往复摆动两种类型。做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、薄膜式气缸和冲击气缸4种。 ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。

单作用气缸结构简单,耗气量少。缸体安装了弹簧,缩短了气缸的有效行程。弹簧的反作用力随压缩行程的增大而增大,故活塞杆的输出力随运动行程的增大而减小。弹簧具有吸收动能的能力,可减小行程中断的撞击作用。一般用于行程短、对输出力和运动速度要求不高的场合。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。 双作用气缸的活塞前进或后退都能输出力(推力或拉力)。结构简单,行程可根据需要选择。为了吸收行程终端气缸运动件的撞击能,在活塞两端设有缓冲垫,以保护气缸不受损伤。 双作用气缸还可以分为单活塞杆型和双活塞杆型,双活塞杆型气缸的活塞两侧受压面积相等,两侧运动行程和输出力是相等的。双作用气缸常用于长行程的工作台的装置上。 ③薄膜式气缸:是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。是一种利用压缩空气通过薄膜推动活塞杆作往复直线运动并在次过程中将空气压力能转换为机械能的气缸。

气缸的结构与工作原理【详解】(汇编)

气缸的结构与工作原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 气缸定义 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。 气缸构造

气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成,其内部结构如图所示: 气缸分类 气缸有做往复直线运动的和做往复摆动两种类型。做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、薄膜式气缸和冲击气缸4种。 ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。

单作用气缸结构简单,耗气量少。缸体内安装了弹簧,缩短了气缸的有效行程。弹簧的反作用力随压缩行程的增大而增大,故活塞杆的输出力随运动行程的增大而减小。弹簧具有吸收动能的能力,可减小行程中断的撞击作用。一般用于行程短、对输出力和运动速度要求不高的场合。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。

双作用气缸的活塞前进或后退都能输出力(推力或拉力)。结构简单,行程可根据需要选择。为了吸收行程终端气缸运动件的撞击能,在活塞两端设有缓冲垫,以保护气缸不受损伤。 双作用气缸还可以分为单活塞杆型和双活塞杆型,双活塞杆型气缸的活塞两侧受压面积相等,两侧运动行程和输出力是相等的。双作用气缸常用于长行程的工作台的装置上。 ③薄膜式气缸:是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。是一种利用压缩空气通过薄膜推动活塞杆作往复直线运动并在次过程中将空气压力能转换为机械能的气缸。

活塞杆全面介绍及分析

活塞杆全面介绍及分析 本文由欧贝特提供 概述 顾名思义,是支持活塞做功的连接部件,大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中,是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。以液压油缸为例,由:缸筒、活塞杆(油缸杆)、活塞、端盖几部分组成。其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。活塞杆加工要求高,其表面粗糙度要求为Ra0.4~0.8um,对同轴度、耐磨性要求严格。油缸杆的基本特征是细长轴加工,其加工难度大,一直困扰加工人员。 加工技术 采用滚压加工 从而提高表面抗腐蚀能力,并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大,因而提高油缸杆疲劳强度。通过滚压成型,滚压表面形成一层冷作硬化层,减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形,从而提高了油缸杆表面的耐磨性,同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后,表面粗糙度值的减小,可提高配合性质。同时,降低了油缸杆活塞运动时对密封圈或密封件的摩擦损伤,提高了油缸的整体使用寿命。滚压工艺是一种高效高质量的工艺措施。 产品用途 活塞杆主要用于液压气动、工程机械、汽车制造用活塞杆,塑料机械的导柱,包装机械、印刷机械的辊轴,纺织机械,输送机械用的轴心,直线运动用的直线光轴。 不锈钢活塞杆 不锈钢活塞杆主要用于液压气动、工程机械、汽车制造用活塞杆。活塞杆采用滚压加工,由于表面层留有表面残余压应力,有助于表面微小裂纹的封闭,阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力,并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大,

因而提高油缸杆疲劳强度。通过滚压成型,滚压表面形成一层冷作硬化层,减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形,从而提高了油缸杆表面的耐磨性,同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后,表面粗糙度值的减小,可提高配合性质。同时,降低了油缸杆活塞运动时对密封圈或密封件的摩擦损伤,提高了油缸的整体使用寿命。滚压工艺是一种高效高质量的工艺措施,现以直径160mm镜博士牌削滚压头(45钢无缝钢管)为例证明滚压效果。滚压后,油缸杆表面粗糙度由幢滚前Ra3.2~6.3um减小为Ra0.4~0.8um,油缸杆的表面硬度提高约30%,油缸杆表面疲劳强度提高25%。油缸使用寿命,提高2~3倍,滚压工艺较磨削工艺效率提高15倍左右。以上数据说明,该滚压工艺是高效的,能大大提高油缸杆的表面质量。 技术参数

各种气缸工作原理

气缸工作原理一、单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力,膜片张力,重力等。单作用气缸的特点是:1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小 一、单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力,膜片张力,重力等。 单作用气缸的特点是: 1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。 2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输力。 3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些。 4)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。 由于以上特点,单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。 二、双作用气缸 工作原理图 双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。

1)双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。 缸体固定时,其所带载荷(如工作台)与气缸两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入气缸两腔(一腔进气另一腔排气),活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程s的3倍。安装所占空间大,一般用于小型设备上。 活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷(工作台)连成一体,压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程s的2倍。适用于中、大型设备。 三、缓冲气缸 图缓冲气缸 1—活塞杆;2—活塞;3—缓冲柱塞;4—柱塞孔;5—单向密封圈;6—节流阀;7—端盖;8—气孔 缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置,一般称为缓冲气缸。缓冲气缸见上图,主要由活塞杆1、活塞2、缓冲柱塞3、单向密封圈5、节流阀6、端盖7等组成。 其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时,缸右腔的气体经柱塞孔4及缸盖上的气孔8排出。在活塞运动接近行程末端时,活塞右侧的缓冲柱塞3将柱塞孔4堵死、活塞继续向右运动时,封在气缸右腔内的剩余气体被压缩,缓慢地通过节流阀6及气孔8 排出,被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡,即会取得缓冲效果,使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击。调节节流阀6阀口开度的大小,即可控

气缸的类型及原理结构

5.1.2 气缸的工作原理 1 普通气缸 (1)单作用气缸 如图5-1所示为弹簧复位式单作用气缸,这种气缸在夹紧装置中应用较多。这种汽缸一个方向的运动由气压驱动,另一方向的运动由其他机械力驱动。 1 后缸盖 2活塞 3弹簧 4活塞杆 5密封件 6前缸盖 图5-1弹簧复位式单作用气缸 (2)双作用气缸 单活塞杆双作用气缸的结构原理如图5-2所示。所谓双作用是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。在单伸出活塞杆的动力缸中,因活塞右边面积比较大,当空气压力作用在右边时,提供一慢速的和作用力大的工作行程;返回行程时,由于活塞左边的面积较小,所以速度较快而作用力变小。此类气缸的使用最为广泛,一般应用于包装机械、食品机械、加工机械等设备上。 1.后缸盖 2.密封圈 3.缓冲密封圈 4.活塞密封圈 5.活塞 6.缓冲柱塞 7.活塞杆8.缸筒 9.缓冲节流阀 10.导向套 11.前缸盖 12.防尘密封圈 13.磁铁 14.导向环图5-2普通型单活塞杆双作用气缸 2.特殊气缸 (1)气液阻尼缸 气液阻尼气缸是由气缸和液压缸组合而成,它以压缩空气为能源,利用油液的不可压缩性和控制流量来获得活塞的平稳运动,调节活塞的运动速度。图5-3所示的工作原理。它的液压缸和气缸共用同一缸体,两活塞固定在同一活塞杆上。

1气缸 2液压缸 3单向阀 4油箱 5节流阀 图5-3气液阻尼缸 气液阻尼缸运动平稳,停位精确,噪声小,与液压缸相比,它不需要液压源,经济性好。同时具有气缸和液压缸的优点。 (2)薄膜式气缸 如图5-4所示为薄膜式气缸,它是一种利用膜片在压缩空气作用下产生变形来推动活塞杆做直线运动的气缸。它有单作用式(图5-4a)所示和双作用式(图5-4b)所示两种。薄膜式气缸中的膜片有平膜片和盘形膜片两种,因受膜片变形量限制,活塞位移较小,一般都不超过50mm。 图5-4薄膜式气缸 1缸体 2膜片 3膜盘 4活塞杆 (3)无活塞杆气缸 无杆气缸没有普通气缸的刚性活塞杆,它利用活塞直接或间接实现直线运动,如图5-5所示,无杆气缸由缸筒2,防尘和抗压密封件7、4,无杆活塞3,左右端盖1,传动舌片5,导架6等组成。拉制而成的铝气缸筒沿轴向长度方向开槽,为防止内部压缩空气泄漏和外部杂物侵入,槽被内部抗压密封件4和外部防尘密封件7密封。内、外密封件都是塑料挤压成形件,且互相夹持固定,如图10.10b所示。无杆活塞3的两端带有唇型密封圈。活塞两端分别进、排气,活塞将在缸筒内往复移动。该运动通过缸筒槽的传动舌片5被传递到承受负载的导架6上。此时,传动舌片将防尘密封件7与抗压密封件4挤开,但它们在缸筒的两端仍然是互相夹持的。因此,传动舌片与导架组件在气缸上移动时无压缩空气泄漏。 无杆气缸缸径范围为25~63mm,行程可达l0m。这种气缸最大的优点是节省了安装空间,

气缸活塞题

1 气缸活塞题 1如图所示,两个截面积均为S 的圆柱形容器,左右两边容器高均为H ,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通.开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T 0的理 想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H ,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T ,且T >T 0.求此过程中外界对气体所做的功.已知大气压强为P 0. 2如图所示,体积为V 0的容器内有一个薄的活塞,活塞的截面积为S ,与气缸内壁之间的滑动摩擦力为f ,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。在气缸内充有一定质量的理想气体,初始状态 体积为02 3 V ,温度为T 0,气体压强与外界大气 压均为P 0。现缓慢加热气体,使活塞缓慢移动至气缸口,求: ①活塞刚要开始移动时,气体的温度; ②活塞刚移动至气缸口时,气体的温度。 3如图所示,长为L 、底面直径为D 的薄壁容器内壁光滑,右端中心处开有直径为R 的圆孔。质量为m 的某种理想气体被一个质量与厚度均不计的可自由移动的活塞封闭在容器内,开始时气体温度为 27℃,活塞与容器底距离为 L.现对气体缓慢加热,已知外界大气压强为P 0,绝对零度为-273℃,求气体 温度为207℃时的压强。 4如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m ,横截面积为S ,与容器底部相距h ,此时封闭气体的温度为 T 1。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q 时, 气体温度上升到T 2。已知大气压强为p 0,重力加速度为 g ,不计活塞与气缸的摩擦,求: ① 活塞上升的高度;②加热过程中气体的内能增加量。 23

油缸活塞杆

油缸活塞杆 本文由欧贝特提供 定义 油缸活塞杆顾名思义,是支 持活塞做功的连接部件,大部分 应用在油缸、气缸运动执行部件 中,是一个运动频繁、技术要求 高的运动部件。以液压油缸为例, 由:缸筒、活塞杆(油缸杆)、 活塞、端盖几部分组成。其加工 质量的好坏直接影响整个产品的 寿命和可靠性。油缸活塞杆加工要求高,其表面粗糙度要求为Ra0.4~0.8um,对同轴度、耐磨性要求严格。 加工方法 油缸活塞杆采用滚压加工,由于表面层留有表面残余压应力,有助于表面微小裂纹的封闭,阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力,并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大,因而提高油缸杆疲劳强度。通过滚压成型,滚压表面形成一层冷作硬化层,减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形,从而提高了油缸杆表面的耐磨性,同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后,表面粗糙度值的减小,可提高配合性质。同时,降低了油缸杆活塞运动时对密封圈或密封件的摩擦损伤,提高了油缸的整体使用寿命。 滚压技术加工原理:它是一种压力光整加工,是利用金属在常温状态的冷塑性特点,利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力,使工件表层金属产生塑性流动,填入到原始残留的低凹波谷中,而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的

表层金属塑性变形,使表层组织冷硬化和晶粒变细,形成致密的纤维状,并形成残余应力层,硬度和强度提高,从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。 应用 油缸活塞杆的应用决定了它需要很好的耐磨,耐腐蚀以及防锈能力,因此通常油缸活塞杆的生产都会在表面镀一层铬。 镀铬泛指电镀铬,一般说的是工业机械上的镀硬铬。 铬是一种微带蓝色的银白色金属,相对原子质量51.99,密度6.98~7.21g /cm3,熔点为1857~1920℃,金属铬在空气中极易钝化,表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示出贵金属的性质,同时由于隔绝了材料与外界的接触,因此,但镀铬层没有被磨损时,油缸活塞杆就不会生锈。 镀铬层具有很高的硬度,根据镀液成分和工艺条件不同,油缸活塞杆的镀铬层硬度一般可达HRC58~HRC62。镀铬层有较好的耐热性,在500℃以下加热,其光泽性、硬度均无明显变化,温度大于500℃开始氧化变色,大于700℃硬度开始降低。镀铬层的摩擦系数小,特别是干摩擦系数,在所有的金属中是最低的。所以油缸活塞杆的镀铬层具有很好的耐磨性。 铬镀层具有良好的化学稳定性,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热的硫酸中。所以油缸活塞杆的镀铬层具有很好的耐腐蚀性。

气缸的结构原理和作用

气缸的结构及基本原理 一、气缸-气缸种类 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有作往复直线运动的与作往复摆动的两类。作往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式与冲击气缸4种。 ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。 ④冲击气缸:这就是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动的动能,借以作功。冲击气缸增加了带有喷口与泄流口的中盖。中盖与活塞把气缸分成储气腔、头腔与尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎与成型等多种作业。作往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴作摆动运动,摆动角小于280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸与步进气缸等。 二、气缸的作用: 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、摆动与旋转运动。 三、气缸的分类: 直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等。 四、气缸的结构: 气缸就是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆与密封件组成,其内部结构如图所示:

五、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,以减小摩擦阻力与磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还就是用高强度铝合金与黄铜。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与防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气与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。 (3)活塞 活塞就是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈

气缸工作原理

气缸的工作原理 1.2.1 单作用气缸 单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力,膜片张力,重力等。 其原理及结构见图42.2-2。 图42.2-2 单作用气缸 1—缸体;2—活塞;3—弹簧;4—活塞杆; 单作用气缸的特点是: 1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。 2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。 3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些。 4)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。 由于以上特点,单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。 1.2.2 双作用气缸 双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。 1)双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。其工作原理见图42.2-3。 缸体固定时,其所带载荷(如工作台)与气缸两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入气缸两腔(一腔进气另一腔排气),活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程s的3倍。安装所占空间大,一般用于小型设备上。 活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷(工作台)连成一体,压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程s的2倍。适用于中、大型设备。 图42.2-3 双活塞杆双作用气缸

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气缸可按缸径进行如下分类: 1) Φ2.5~Φ6mm的为微型气缸; 2) Φ8~Φ25mm的为小型气缸; 3) Φ32~Φ320mm的为中型气缸; 4) 大于Φ320mm的为大型气缸。 气缸活塞行程系列按照优先次序分成三个等级顺序选用,如表5.4所示。国际标准IS06430、6431中推荐活塞公称行程允差见表5.5。当行程>1250mm时,其公称行程允差由供需双方确定。活塞杆外径尺寸系列如表5.6所示。气缸活塞杆常用螺纹尺寸如表5.7所示。 气缸推力计算公式 来源:通明除尘设备,专业除尘器除尘配件制造商发布时间:2012-2-18 9:50:10 气缸-工作原理 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。 气缸 下面是气缸理论出力的计算公式: F:气缸理论输出力(kgf) F′:效率为85%时的输出力(kgf)--(F′=F×85%) D:气缸缸径(mm) P:工作压力(kgf/cm2) 例:直径340mm的气缸,工作压力为3kgf/cm2时,其理论输出力为多少?芽输出力是多少? 将P、D连接,找出F、F′上的点,得: F=2800kgf;F′=2300kgf 在工程设计时选择气缸缸径,可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小,从经验表1-1中查出。 例:有一气缸其使用压力为5kgf/cm2,在气缸推出时其推力为132kgf,(气缸效率为85%)问:该选择多大的气缸缸径? ●由气缸的推力132kgf和气缸的效率85%,可计算出气缸的理论推力为F=F′/85%=155(kgf) ●由使用压力5kgf/cm2和气缸的理论推力,查出选择缸径为的气缸便可满足使用要求。

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