多種桿式氣缸類型和尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)
桿式氣缸有多種設(shè)計(jì)：可拆卸的氣缸可以拆卸以更換密封件和其他內(nèi)部組件。這延長(zhǎng)了氣缸的使用壽命。這些耐用的氣缸通常用于堅(jiān)固耐用的重型應(yīng)用。
終生密封或“一次性”氣瓶的端蓋以機(jī)械方式壓接到管子上。內(nèi)部組件在組裝前已預(yù)先潤(rùn)滑。盡管它們的制造成本低于類似的可維修氣缸，但在不破壞外殼的情況下無(wú)法拆開(kāi)它們進(jìn)行維修。這些氣缸通常用于輕型應(yīng)用，當(dāng)它們出現(xiàn)故障時(shí)必須更換。
緊湊型氣缸適合只需要短行程的較小空間。由于桿在其上滑動(dòng)的小軸承表面，它們用于輕型應(yīng)用。它們主要有單作用型，但也有雙作用型。
導(dǎo)向氣缸具有平行于活塞桿或雙活塞桿安裝的導(dǎo)向桿和導(dǎo)向塊。它們可防止活塞旋轉(zhuǎn)并提供精確、受控的線性運(yùn)動(dòng)——尤其是當(dāng)裝置承受高側(cè)載荷時(shí)。在這種情況下，導(dǎo)軌可減少活塞桿和活塞的彎曲以及不均勻的密封磨損。它們推薦用于具有相當(dāng)大的偏置負(fù)載或需要引導(dǎo)負(fù)載（例如，沿著傳送帶向下）的應(yīng)用。
齒輪齒條裝置將氣缸的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為可超過(guò)360°的角旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器-機(jī)架安裝在桿上-通常用于加工工業(yè)以操作角行程閥門。
除了桿式氣缸，其他設(shè)計(jì)包括：
波紋管是耐用的單作用執(zhí)行器，具有靈活的增強(qiáng)彈性壁和金屬端板。由于它們的大直徑，它們?cè)谂蛎洉r(shí)會(huì)伸展并且可以產(chǎn)生很大的力。圓柱形使它們可以向任何方向彎曲，這使得它們?cè)谪?fù)載方向可能彎曲的地方很有用。請(qǐng)注意，應(yīng)使用外部約束來(lái)限制最大伸展和壓縮。無(wú)節(jié)制的伸展會(huì)吹掉端板，無(wú)節(jié)制的排氣會(huì)讓負(fù)載壓碎側(cè)壁。
顧名思義，無(wú)桿氣缸沒(méi)有穿過(guò)端蓋的桿。相反，外部支架在管子上來(lái)回滑動(dòng)。負(fù)載安裝在此托架上。在許多設(shè)計(jì)中，內(nèi)部活塞通過(guò)氣缸壁中的密封縱向槽與滑架機(jī)械連接。缸筒內(nèi)外的長(zhǎng)密封條可防止漏氣和灰塵進(jìn)入。其他變體包括纜索和滑輪布置以及磁耦合活塞和托架。
無(wú)桿氣缸非常適合長(zhǎng)行程或高力矩負(fù)載的應(yīng)用。它們節(jié)省了空間，因?yàn)樾谐贪跉飧椎恼w包絡(luò)內(nèi)。大多數(shù)制造商提供多種滑架設(shè)計(jì)。三種最常見(jiàn)的是內(nèi)部引導(dǎo)、外部引導(dǎo)和精密滾子引導(dǎo)。
力輸出
另一個(gè)關(guān)鍵的選擇標(biāo)準(zhǔn)是氣缸產(chǎn)生的力有多大。根據(jù)氣壓和缸徑尺寸（氣缸的ID）確定這一點(diǎn)。
一般的經(jīng)驗(yàn)法則是，對(duì)于垂直和高摩擦應(yīng)用，所需的力應(yīng)該是要移動(dòng)的負(fù)載的兩倍。在某些情況下，需要額外的力來(lái)補(bǔ)償摩擦。
設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)將有效活塞面積乘以工作壓力來(lái)計(jì)算氣缸力。推力的有效面積是氣缸孔。對(duì)于拉力，它是孔面積減去活塞桿的橫截面積。因此，理論推力為：
F=π(D 2/4–d 2/4)P
其中F=力，磅；D=氣缸孔，英寸；和P=壓力，psi。
理論拉力為：
F=π(D 2/4–d 2/4)P
其中d=活塞桿直徑，in。
在帶彈簧的單作用氣缸中，力計(jì)算變得更加復(fù)雜。隨著行程的進(jìn)行，與推或拉相反的力會(huì)增加。在實(shí)踐中，制造商的目錄通常會(huì)列出雙作用和單作用氣缸的推拉值，從而簡(jiǎn)化用戶的計(jì)算。
在估算具有不同孔徑的氣缸的相對(duì)力時(shí)，請(qǐng)記住推力隨直徑的平方增加。換句話說(shuō)，孔加倍將使推力增加四倍。
速度
速度影響生產(chǎn)力、壽命和可控性。由下式計(jì)算氣缸的行程速度：
s=28.8 q/A
其中s=速度，ips；q=以標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘為單位的氣流；A=活塞面積，in.2
其他可能影響速度的因素包括端口尺寸、通過(guò)控制閥的進(jìn)氣和排氣流量以及軟管或管道尺寸——如果它們會(huì)產(chǎn)生限制進(jìn)出氣缸的空氣流動(dòng)的瓶頸。同樣，幾乎無(wú)法移動(dòng)負(fù)載的氣壓會(huì)阻礙速度。
對(duì)于閥門、氣缸、壓力和負(fù)載的任何固定組合，通常需要對(duì)氣缸速度進(jìn)行可調(diào)控制。氣缸端口的流量控制讓用戶可以根據(jù)他們的應(yīng)用調(diào)整速度。
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，安裝單向流量調(diào)節(jié)器以限制流量流出氣缸并允許自由流動(dòng)提供最佳結(jié)果。桿端端口中的調(diào)節(jié)器控制伸展速度，帽端端口上的調(diào)節(jié)器控制收縮。
在快速循環(huán)設(shè)備上，通常需要計(jì)算氣缸的空氣消耗量，以確保有足夠的供應(yīng)空氣可用。氣缸的空氣消耗量有兩個(gè)部分。一是活塞位移的體積。另一個(gè)是來(lái)自端蓋腔、氣缸端口、連接管和閥門的未掃體積。未掃過(guò)的部分可能只占總數(shù)的一小部分，并且會(huì)隨著安裝而變化。
耗氣量
最好確保壓縮機(jī)有足夠的能力在“最壞情況”條件下為氣動(dòng)設(shè)備供電。否則，關(guān)鍵時(shí)刻的空氣不足會(huì)導(dǎo)致性能下降。
其他注意事項(xiàng)
在確定氣缸的力和行程大小后，工程師在調(diào)整氣缸時(shí)有很大的余地，使其最適合應(yīng)用程序。這里有一些注意事項(xiàng)。
端口尺寸和位置通常由孔尺寸決定，但可以在定制設(shè)計(jì)中進(jìn)行調(diào)整。
信封尺寸。在國(guó)家流體動(dòng)力ASSN。和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)為許多氣缸尺寸制定了標(biāo)準(zhǔn)，讓工程師可以互換來(lái)自不同制造商的氣缸。許多模型還具有獨(dú)特的尺寸。
安裝配置是指氣缸如何連接到相鄰設(shè)備。大量標(biāo)準(zhǔn)安裝（剛性和鉸接）通?？纱_保氣缸可以執(zhí)行應(yīng)用程序所需的特定運(yùn)動(dòng)。
氣缸材料。操作環(huán)境是決定材料選擇的主要因素。氣缸通常由鋼、鋁、不銹鋼、黃銅或工程塑料制成。有些型號(hào)結(jié)合了多種材料。
密封材料。氣缸制造商使用多種方法來(lái)密封端蓋和桿。設(shè)計(jì)人員可以為在極高或極低環(huán)境溫度下運(yùn)行或暴露于腐蝕性化學(xué)品的應(yīng)用指定替代密封材料。
位置反饋。磁性氣缸在活塞和非磁性氣缸筒周圍有一條磁性材料帶。當(dāng)活塞桿進(jìn)出時(shí)，磁場(chǎng)隨著活塞移動(dòng)。將簧片開(kāi)關(guān)安裝在槍管的外側(cè)——例如，每端一個(gè)——每次活塞完成一個(gè)沖程時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。更高級(jí)的版本使用LVDT傳感器或LRT線性電位計(jì)來(lái)提供活塞位置的連續(xù)指示。
靠墊。如果活塞與端蓋發(fā)生金屬對(duì)金屬的接觸，則會(huì)產(chǎn)生噪音和潛在的機(jī)械損壞。氣瓶中的墊子可防止這種接觸。可調(diào)節(jié)的緩沖墊讓操作員可以控制氣缸在行程結(jié)束時(shí)的減速速度。
一些氣缸具有一體式固定墊。它們具有預(yù)先設(shè)計(jì)的固定緩沖孔，可限制排氣氣流以在沖程結(jié)束時(shí)減慢活塞的速度。緩沖量是可重復(fù)的，但不能在現(xiàn)場(chǎng)更改。
僅在低速時(shí)使用非緩沖氣缸。為了更快地操作非緩沖氣缸，請(qǐng)安裝帶有減震器的外部止動(dòng)塊。放置這些以防止活塞和端蓋之間的接觸。
