旋转气缸选型方法
气缸选型方法—推力计算、效率和横向载荷
气缸选型方法—推力计算、效率和横向载荷气缸选型的方法主要从用途、行程、缸径、安装方式等几个因素来选择合适的气缸。
一、气缸选型时需要确认的项目检查项目选择项目1 驱动方向是单动型、复动型2 是直线运动还是摆动运动支撑方式的选择（U型钩、法兰等）3 负荷移动所需要的推力缸径、使用压力4 负荷的移动距离汽缸的行程（汽缸压曲限度行程）5 负荷移动速度阀门尺寸、配管尺寸6 汽缸末端的冲击力缓冲（缓冲效果的确认）7 使用温度范围（是否在5～60℃以内）密封件的材质8 周围环境（尘埃、切削粉、加工液等）防尘罩9 有无腐蚀的可能性耐腐蚀汽缸（表面处理汽缸、耐腐蚀材料）二、气缸推力的计算双作用气缸，推力取决于缸径、活塞杆径和使用空气的压力。
汽缸的实际推力 FA＝F・μ＝（A・P）×μ▪FA：实际的推力 [N]▪F ：理论推力 [N]▪P：使用压力 [MPa]▪A：活塞受压面积 [mm2]▪μ：汽缸推力效率 [％]单作用气缸复动型汽缸的推力就是指作用在使汽缸复位的内装弹簧上的力（增压力或减压力）的数值。
推式单作用型汽缸（参照【图2】）的推力推力F PUSH＝π／4×（D2・P・μ）−（弹簧复位的力）▪D：缸径 [mm]▪π：3.14拉式单动型汽缸的推力推力F PULL＝π／4×（（D2—d2）・P・μ）−（弹簧复位的力）▪d：活塞杆径▪π：3.14三、汽缸的效率空气压力所产生的推力由于汽缸内部结构的摩擦阻力等原因，实际推力会比理论推力低。
使用压力：0.3MPa以上时，以汽缸推力效率：μ＝50％的程度进行计算，来选择汽缸。
四、允许横向载荷如果在活塞杆上有横向负荷，与汽缸顶部衬套部分及汽缸筒内壁的接触压力会增高，造成勾咬。
横向载荷限度以最大汽缸推力（μ＝100％）的1／20的程度算出。
气缸选型手册
神威气动 文档标题：气缸选型手册一、气缸选型手册的介绍：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。
旋转压紧气缸选型原则
旋转压紧气缸选型原则一、气缸尺寸选择原则1.要根据需要旋转的物体的直径和压紧力大小来确定气缸的尺寸。
一般情况下，气缸直径越大，其输出的扭矩越大，压紧力也越大。
2.要合理选择气缸的长度。
气缸的长度不宜过长，以避免增加机器结构的复杂性和重量；同时，也要确保气缸长度足够，以满足旋转和压紧动作的需要。
二、工作压力选择原则1.要根据气缸所在的工作环境和应用场合来选择适当的工作压力。
一般来说，工作压力与气缸的尺寸、工作负载以及所需的扭矩密切相关。
2.在确定工作压力时，还要考虑气源压力和系统的安全系数。
在选择工作压力时，应保证气缸可以正常工作，并且在最不利的环境条件下也能满足工作需求，同时要考虑到气源压力的波动和气缸的可靠性要求。
三、旋转角度选择原则1.根据需要旋转的角度来选择旋转压紧气缸的类型。
旋转压紧气缸一般分为单转节气缸和多转节气缸两种类型，单转节气缸适用于旋转角度较小的场合，而多转节气缸适用于旋转角度较大的场合。
2.在选择旋转角度时，还要注意气缸的限位和位置控制方式。
根据具体的应用环境和要求，可以选择限位开关、行程开关、位置传感器等控制装置，以实现精确的旋转角度控制。
四、扭矩要求选择原则1.根据所需的扭矩大小来选择旋转压紧气缸。
扭矩大小与气缸尺寸和工作压力相关，可以通过气缸的直径、工作压力和推力来计算得到。
2.扭矩要求还与工作环境和需求密切相关。
在一些特殊环境下，如高温、低温、高湿度等恶劣条件下工作，扭矩要求可能会更高，此时需要选择扭矩输出能力更强的旋转压紧气缸。
五、其他选择原则1.要考虑气缸的工作速度。
工作速度与气缸的直径、工作压力、输入空气压力等因素有关。
在实际应用中，需要根据具体的需求来确定合适的工作速度。
2.另外，还应考虑气缸的结构和材质选择，以确保其在工作过程中的稳定性和耐用性。
同时，还要注意与其他机械装置的协调和配合，确保整个系统的正常运行。
综上所述，旋转压紧气缸选型应根据工作环境、所需扭矩、旋转角度、工作压力等多方面因素进行综合考虑，以确保选择合适的气缸满足机械设备的工作需求。
气缸选型最终pptx
一般选择普通钢材或铝合金材质的气缸，表面进行喷塑或电镀处理。
常规环境
一般选择不锈钢材质的气缸，表面进行抛光或镜面处理。
腐蚀环境
一般选择高温合金材质的气缸，表面进行喷涂或隔热处理。
高温环境
一般选择铝合金材质的气缸，表面进行喷塑或电镀处理。
低温环境
气缸选型的未来发展趋势
06
高精度气缸的应用领域不断扩大
智能控制气缸的发展趋势
为了满足不断变化的市场需求，智能控制气缸的技术水平也在不断提高。例如，采用先进的控制算法、优化控制界面等手段，提高气缸的智能化控制效果和性能。
随着物联网和云计算的不断发展，智能控制气缸将与物联网和云计算平台集成，实现远程监控、数据分析、预测维护等功能。这将提高设备的可靠性和安全性，降低运营成本和维护难度。
随着工业4.0和智能制造的不断发展，高精度气缸的智能化和自动化成为未来的发展趋势。高精度气缸将与传感器、控制器等智能设备集成，实现智能化控制和自动化操作。
快速响应气缸的需求量不断增加
技术水平不断提高
智能化和模块化成为快速响应气缸的发展趋势
快速响应气缸的发展趋势
智能控制气缸在自动化设备、机器人、机械手等领域的应用越来越广泛，这些领域对气缸的智能化控制要求越来越高。
调整行程
根据实际工作的需要，对气缸的行程长度进行适当调整，以达到最佳的工作效果。
要点三
气缸耗气量计算
最大耗气量
根据气缸的工作负载和运行速度来计算气缸的最大耗气量，以确保供气系统能够满足气缸工作的需求。
平均耗气量
根据气缸的实际工作情况，计算出气缸的平均耗气量，以评估整个供气系统的能耗和效率。
最小耗气量
气缸选型考虑因素
在选择气缸时，需要考虑设备的动作要求、负载大小、行程长度、安装尺寸等因素，同时还需要考虑气源的压力、使用环境等因素。
气缸选型与计算
气缸耗气量计算 公式：Q=V*n*p
气缸理论输出力 计算公式： F = p *A* η
气缸实际输出力 计算公式： F = p *A* η - F f
气缸直径计算公式：D=sqrt(Q/n) 气缸活塞杆速度计算公式：V=sqrt(P*60/n) 气缸活塞杆加速度计算公式：a=sqrt(P/m) 气缸活塞杆运动周期计算公式：T=2*pi*sqrt(m/P)
添加标题
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回转式气缸：缸体可以围绕其轴线 旋转，适用于需要旋转运动的场合， 如机械手、回转台等。
摆动式气缸：缸体可以绕其轴线摆 动，适用于需要小角度摆动的场合， 如夹具、模具等。
金属密封环：适用于高温、高压、高腐蚀等恶劣环境
非金属密封环：适用于一般环境，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性
活塞式气缸：结构简单，制造成本低，但速度较慢，输出力较小 柱塞式气缸：柱塞行程长，输出力大，但速度较慢，且柱塞容易磨损 叶片式气缸：输出力较大，速度较快，但结构复杂，制造成本较高 齿轮式气缸：输出力大，速度较快，但结构复杂，制造成本较高
轻载低速场景： 适用于负载较 小、速度较低 的场合，如气 动门、气动座
椅等
中载中速场景： 适用于中等负 载、中等速度 的场合，如生 产线上的定位、
夹紧等
重载高速场景： 适用于高负载、 高速度的场合， 如冲压机、压
机等
特殊场景：适 用于高温、低 温、潮湿、腐 蚀等特殊环境， 如烘干机、制
冷设备等
Part Three
定义：气缸正常工作时，气体 的压力
单位：帕斯卡（Pa）或巴 （bar）
气缸工作压力的确定 气缸行程长度的选择
气缸输出力的计算 气缸安装位置的考虑
介绍不同类型气缸的特性和适 用场合
谈一谈气缸选型
谈一谈气缸选型气缸的理论输出力普通双作用气缸的理论推力（N）为：式中,D一缸径(mm)，p一气缸的工作压力(MPa)。
理论拉力(N)为：式中,d一活塞杆直径（mm）时,估算时可令d=0.3D。
气缸的负载率气缸的负载率：是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比。
负载力是选择气缸的重要因素。
负载情况不同，作用在活塞轴上的实际负载力也不同。
公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！气缸的实际负载是由工况所决定的，若确定了负载率η也就能确定气缸的理论出力，负载率η的选取与气缸的负载性能及气缸的运动速度有关（见下表）负载的运动状态静负载如夹紧、低速压铆动载荷气缸速度＜100mm/s气缸速度100~500mm/s气缸速度＞500mm/s负载率η≤80％≤65％≤50％≤30％普通气缸的计算举例用气缸水平推动台车，负载质量M=150kg，台车与床面间摩擦系数0.3，气缸行程L=300mm，要求气缸的动作时间t=0.8s，工作压力P=0.5Mpa。
试选定缸径。
其中P1——气缸推力，P2——气缸拉力其它方面的选择1、类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。
要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。
在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。
要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。
2、安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。
在一般情况下，采用固定式气缸。
在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。
在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。
有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。
公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！3、作用力的大小即缸径的选择。
旋转气缸选型
旋转气缸乃是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆、螺栓、定位销、阀座阀芯、阀体、轴用弹性挡圈和密封件等结构组成。
普通气缸一般是缸体本身通过安装附件固定在机座上, 而由活塞往复运动带动活塞杆前进与后退,从而对负载实现推或拉的动作。
而旋转气缸则是将缸体本身固定在旋转体上与旋转负载一起旋转, 供气组件是固定不动的。
这样的结构与普通气缸的结构是不同的, 如果在一个旋转缸体与不旋转的供气阀之间采用轴承连接, 就可使旋转气缸很灵活地旋转。
(1)第一步, 复位。
从气口B 通人气压(0.1-0.8MPa), 同时从气口A 排大气, 活塞及活塞杆向后退回, 当活塞碰到缸体右端时便停止, 活塞杆端处于a点位置, 这种状态就是复位状态。
(2)第二步, 工作。
从气口A 通人气压(0.1-0.8MPa), 同时从气口B排大气, 活塞杆及活塞向前伸出。
当活塞碰到前盖时便停止运动。
此时活塞杆端处于b点位置, ab之间的距离就是活塞的行程S。
这种状态就是旋转气缸的工作状态。
重复第一步如此循环, 使缸体旋转, 活塞带活塞杆作往复移动。
旋转气缸如何选型：旋转气缸的工作状态是按一定的角度和方向到指定位置，然后线性压力，旋转压缸的原理是气动或液压驱动的使用，一个完整的旋转活塞在工作，等待设计完成压实再行动的位置和旋转角度后。
最常用的旋转角度是90度，45度，180度，360度的选择。
90度转角气缸：当活塞杆轴向运动时，气缸有一定的旋转行程，而旋转行程也产生变化，达到指定的90度角，完成直线夹紧行程。
主要模式包括：SRC，ACK，MKB等亚德客型和SMC旋转压紧气缸。
平面旋转气缸：气缸的旋转行程设计为零，即旋转运动在同一水平面上完成，夹紧运动在直接压力下完成。
JRO，JRK系列产品由天音实现压下压零行程的功能。
180度旋转气缸：这是一个360度的可循环旋转气缸。
普通回转筒需要按原轨道返回，旋转油缸不需要返回原来的轨道，而是360度无限循环。
同时可自由控制90度、180度、270度的停顿，用于工件的牵引、移动、加工和分度等功能。
smc气缸选型
SMC气缸选型1. 引言气缸作为一种常用的执行元件，被广泛应用于各行各业的自动化控制系统中。
而SMC作为全球领先的气动元件制造商，其产品质量和性能一直备受认可。
本文将介绍如何选择适合需求的SMC气缸，并给出一些建议。
2. SMC气缸的分类SMC气缸按照不同的分类标准可以分为多个类型，包括气缸结构、驱动方式、工作方式等。
下面将介绍几种常见的SMC气缸类型：2.1 作用方式•单作用气缸：只有一端有工作效果，通常用于对于单向推拉或者升降动作的应用。
•双作用气缸：两端都可以进行推拉动作，广泛应用于工业自动化控制系统中。
2.2 结构类型•直杆气缸：气缸中心有一根直杆，可实现直线运动。
•短杆气缸：杆短于缸体，适用于安装空间有限的场合。
•载荷导向气缸：提供强大的承载能力和抗侧向载荷能力。
•旋转气缸：通过旋转实现推拉动作。
2.3 驱动方式•气压驱动：通过气源驱动，便于控制和调节。
•电动驱动：通过电机驱动，可直接接入电气系统。
3. 选型要点选择适合的SMC气缸需要考虑以下几个要点：3.1 载荷确定需要承载的最大载荷和工作环境下的载荷类型（轴向、径向或复合载荷等），以选择适当的载荷导向气缸。
3.2 快速性能根据应用场景中运动速度的要求，选择具备相应流量的气缸产品，以确保推拉速度满足要求。
3.3 工作压力根据工作环境中的压力要求和实际压力，选择合适的气缸型号和尺寸，以确保气缸能稳定工作。
3.4 工作温度考虑工作环境的温度范围，选择能在高温或低温环境下正常工作的气缸材料和密封件。
3.5 安装空间根据安装空间的限制，选择适当大小和形状的气缸，以确保能够方便地安装和维护。
4. 选型示例根据以上选型要点的考虑，以下是一个选型示例：4.1 应用场景假设我们需要选择适合挤压机械中的推拉动作的SMC气缸。
4.2 选型步骤1.确定最大载荷：根据挤压机械的工作参数，确定最大推拉载荷为1000N。
2.确定快速性能：根据挤压机械的要求，需要推拉速度为1m/s。
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Series CRB1
Series CRB2
F: Pressing force (N) Static torque calculation Ts = F x Ex.)
Clamp
Shaft center
Graph (3)
M o m e n t o f i n e r t i a x 10-3 b a s e d o n a 1 k g l o a d m a s s (k g ·m 2)
a or r (mm)0.83 x 10
-3
How to read the graph: only when the dimension of the load is “a” and “r”
[Example] When the load shape is w , a = 100 mm, and the load mass is 0.1 kg.In Graph (3), the point at which the vertical line of a = 100 mm and the line of the load shape w intersect indicates that the moment of inertia of the 1 kg
mass is 0.83 x 10–3 kg·m 2.
Because the mass of the load is 0.1 kg, the actual moment of inertia is 0.83 x 10–3 x 0.1= 0.083 x 10–3 kg·m 2.
(Note: If “a” is divided into “a 1a 2”, the moment of inertia can be obtained by calculating them separately.)
q w
e
r
t y
u
i
Graph for calculating the moment of inertia
Step
1How to read the graph: when the dimension of the load contains both “a” and “b”.
[Example] When the load shape is t , a = 100 mm, b = 100 mm, and the load mass is 0.5 kg.In Graph (3), obtain the point at which the vertical line of a = 100 mm and the line of the load shape t intersect. Move this intersection point to Graph (4), and the point at which it intersects with the curve of b = 100 mm indicates that the moment of inertia of the 1 kg mass is 1.7 x 10–3 kg·m 2.
Since the load weight is 0.5 kg, the actual moment of inertia is 1.7 x 10–3 x 0.5 = 0.85 x 10–3 kg·m 2.
Graph (4)
Moment of inertia x 10-3 based on a 1 kg load mass (kg·m 2)
Graph (9) CRA1 /Size: 30 to 100 (Without cushion)Graph (10) CRA1 /Size: 50 to 100 (With cushion)
M o m e n t o f i n e r t i a (k g •m 2)
M o m e n t o f i n e r t i a (k g • m 2)
Rotation time (s /90°)
Rotation time (s /90°)
Graph (13) MSQ /Size: 10 to 200 (Adjust bolt type)
Graph (11) CRQ2 /Size: 10 to 40 (Without cushion)
Graph (12) CRQ2 /Size: 20 to 40 (With cushion)
<Rack & pinion style: Series CRQ2/MRQ2>
0.2
0.5
3.0
2.0
1.0
0.7
1
Rotation time (s /90°)M o m e n t o f i n e r t i a (k g ·m 2)
0.3
0.1
0.01
0.001
0.0001
0.00001
MSQ Ȟ10 A MSQ Ȟ3 A MSQ Ȟ2 A MSQ Ȟ7 A
MSQ Ȟ20 A MSQB200 A
MSQB100 A MSQB 70 A
MSQ Ȟ50 A MSQ Ȟ30 A M o m e n t o f i n e r t i a (k g ·m 2)
M o m e n t o f i n e r t i a (k g ·m 2)
Rotation time (s /90°)
Rotation time (s /90°)
MSQ Ȟ1 A
A i r c o n s u m p t i o n Q C R (l (A N R ))
A i r c o n s u m p t i o n Q C R (l (A N R ))
A i r c o n s u m p t i o n Q C R (l (A N R ))
Inner volume V (cm 3)
P i p i n g l e n g t h (m )
Operating pressure (MPa)
T ubing I.D. (mm)
∗“Piping length” indicates length of steel tube or tubing which connects rotary actuator and switching valves (solenoid valves, etc.).
∗Refer to page 11-1-36 for size of steel tubing (inner dimension and outer dimension).。