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專注氣缸自動化氣缸發布時間：05-2111:04氣動執行元件氣缸主要由缸筒、活塞桿、導向套、密封等部件組成，下面闡述這些重要組成部分的材料構成及工藝工作原理，以便更好的了解氣缸的運行。缸筒材料及工藝一般采用圓筒形結構，目前已廣泛采用方形、矩形的異形管材及用于防轉氣缸的矩形或橢圓孔的異形管材。缸筒材料采用冷拔拉制的高碳鋼管、可鍛鑄鐵、鋁合金壓鑄高強度鋁合金、黃銅(微型缸)、不銹鋼和工程塑料管。中小型氣缸大多用鋁合金管和不銹鋼管，開關氣缸的缸筒或在耐腐蝕環境中使用的氣缸缸筒材質要求用非導磁材料，如采用不銹鋼、鋁合金或黃銅。用于冶金、汽車等行業的重型氣缸一般采用冷拔精拉鋼管，也有用鑄鐵管的，對鑄鐵管應進行人工時效處理，對于采用凸緣型缸筒結構的焊接件需退火處理。為抵抗活塞運動的磨損，材料表面應有一定的硬度。鋼管的內表面需鍍鉻、珩磨鍍層厚度0.02mm。鋁合金管需硬質陽極氧化處理，硬氧膜層厚度30~50m。缸筒與活塞動配合精度H9級，圓柱度允差(0.02~0.03)100,表面粗糙度Ra0.2~0.4m,缸筒兩端對內孔軸線的垂直度允差0.05~0.1mm。氣缸筒應能承受1.5倍最高工作壓力條件下的耐壓試驗，并不得有泄漏。缸筒壁厚與最大工作壓力p及缸徑成正比，與缸簡材料的許用應力成反比。缸筒壁厚可根據薄壁筒的計算公式計算：圖一 缸筒壁厚計算公式式中b:缸筒壁厚，cmD:缸筒內徑，cmP:缸筒承受的最大氣壓力，MPa[G]缸筒材料的許用應力，MPa缸筒壁厚的實際取值，對于一般用途氣缸約取計算值的7倍，重型氣缸約取計算值的20倍，再圓整到標準管材尺寸。氣缸活塞桿材料及工藝活塞桿是氣缸中的重要受力元件，要求能承受拉伸、壓縮、振動等負載，表面耐磨，不發生銹蝕，一般選用碳鋼(35鋼、45鋼)、精軋不銹鋼等材料。鋼材表面需鍍鉻及調質熱處理。活塞桿伸出在缸體外面，易受粉塵影響，使活塞桿表面容易劃傷。在多塵環境中應在桿上安裝防塵套，其材料大多為涂覆橡膠的尼龍布，在高溫場合也有用玻璃纖維布材料。在使用中應注意在大慣性負載運動停止時，往往伴隨著沖擊。由于沖擊作用而容易引起活塞桿頭部的破壞。因此，在使用時應檢查負載的慣性力，設置負載停止的阻擋裝置和緩沖吸收裝置，以消除活塞桿上承受的不合理的作用力。大多數場合活塞桿承受的是推力負載，必須考慮細長桿的壓桿穩定性問題。氣缸水平安裝時，活塞桿伸出因自重而引起活塞桿頭部下垂，應注意活塞桿的彎曲強度問題。氣缸活塞材料及工藝氣缸活塞受氣壓作用產生推力并在缸筒內滑動。在高速運動場合，活塞有可能撞擊缸蓋。因此，要求活塞具有足夠的強度和良好的滑動特性。對氣缸用的活塞應充分重視其滑動性能，特別是耐磨性和不發生“咬缸”現象。隨著密封技術的發展，現在活塞都制成整體型。采用鋁合金或球墨鑄鐵材料制成整體的活塞，具有良好的滑動性和減振耐沖擊性能。對于磁性開關氣缸，因要在活塞上安裝磁環，所以一般制成兩半。圖二 活塞結構示意圖圖二所示為幾種活塞結構示意圖，圖二(a)為整體結構活塞，圖二(b)為在活塞的滑動面上焊接了銅合金的活塞結構，圖二(c)為在活塞的剖切面上安裝了用聚四氟乙烯或聚氨酯、夾布合成樹脂等材料制成的導向環結構，可提高氣缸導向性。采用圖二(b)、(c)結構的活塞具有更加良好的滑動性能活塞的寬度與采用密封圈的數量、導向環的形式等因素有關。一般活塞寬度越小，氣缸的總長就越短。從使用上來講，活塞的滑動面小容易引起早期磨損和咬缸現象。對標準氣缸而言，活塞寬度需綜合考慮使用條件、活塞與缸筒尺寸、密封圈的數量、導向環的形式、活塞桿與導向套的間隙尺寸等因素。從使用上來講，活塞的滑動面小容易引起早期磨損和卡死。一般活塞寬度為缸徑的20%~25%。氣缸導向套導向套的作用是用作活塞桿往復運動時導向，提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向載荷，減少活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。因此，同對活塞的要求一樣，應具有良好的滑動性能，能承受由于活塞桿受負載時引起的彎曲、振動及沖擊。在粉塵等雜物進入活塞桿和導向套之間的間隙時，希望活塞桿表面不被劃傷。實際上，要求導向套材料完全符合上述的要求很困難。常用聚四氟乙烯復合材料和其他復合樹脂材料以及銅顆粒燒結的含油軸承材料。以導向套內徑尺寸容許公差取H8,表面粗糙度Ra0.4m。氣缸密封氣缸的密封分為動密封(回轉或往復運動的部件密封)和靜密封(靜止件部分的密封)。對密封的要求是既能保證密封，滑動摩擦力又小。氣缸常用的密封元件有兩大類，一類為壓縮密封圈，另一類為氣壓密封圈。氣缸密封圈第一大類：壓縮密封圈壓縮密封圈將密封圈放入密封溝槽內時，便有一定的預壓縮量，靠密封面上的接觸面壓力阻塞泄漏通路，如O形和方形密封圈等。氣缸密封圈第二大類：氣壓密封圈氣壓密封圈是靠氣壓力將密封圈的唇部壓緊在密封面上以保證密封，如唇形密封圈。密封圈密封原理和特點參見下圖，常用的密封材料是丁腈橡膠和聚氨酯。圖三密封圈的密封原理及其特點氣缸不同密封圈的適用范圍：①缸蓋和缸筒連接的密封一般采用O形密封圈安裝在缸蓋和缸筒配合的溝槽內；有時也采用橡膠等平墊圈安放在連接止口上，構成平面密封。②活塞的密封活塞有兩處地方需密封，一處是活塞與缸筒之間的動密封，除了用O形密封圈和唇形密封圈外，也有用W形密封。它是把活塞與橡膠硫化成一體的一種密封結構，W形密封是雙向密封，軸向尺寸小。另一處是活塞與活塞桿連接處的靜密封，一般用O形密封圈。③活塞桿的密封在缸蓋的溝槽里放置唇形密封圈和防塵密封圈，或防塵組合密封圈，保證活塞桿往復運動時的密封和防塵。④緩沖柱塞的密封有兩種方法：一種是在緩沖柱塞的溝槽里安放孔用唇形密封圈，另一種是在缸蓋上壓入氣缸緩沖專用密封圈。它是在圓形鋼蓋上硫化了一個唇形密封圈構成。這種緩沖專用密封圈的緩沖性能比前者好。近年出現的浮動緩沖密封結構，它是在缸蓋上浮置了一個唇形密封圈。當緩沖柱塞進入緩沖后，浮置的唇形密封圈能隨緩沖柱塞移動一小段距離。采用這種浮動密封結構，能降低對氣缸零件加工和安裝的同心度要求，保證緩沖的密封性能。氣缸不同密封圈的結構圖：圖四 O型密封圈和帶導向的y型密封圈圖五 l形密封圈和M形密封圈圖六 組合防塵圈和非常感謝您的耐心閱讀，如果此文對您有所幫助，歡迎點個贊或者關注一下；如果您有更好的建議或內容，歡迎在下方評論區留言與我們互動。關注百家號-斯麥特氣動，每天與您分享等氣缸原理、技術及應用等基礎知識。

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