了解SMC氣缸/桿不回轉型操作方法
SMC氣缸、換向閥和速度控制閥等組成的一種組合式氣動執行元件。它省去了連接管道和管接頭,減少了能量損耗,具有結構緊湊,安裝方便等優點。帶閥氣缸的閥有電控、氣控、機控和手控等各種控制方式。閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部、上部等幾種。如圖13-5所示,電磁換向閥安裝在氣缸的上部,當有電信號時,則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動作。
SMC氣缸稱機械接觸式無桿氣缸,其結構如13-8所示。在氣缸缸管軸向開有一條槽,活塞與滑塊在槽上部移動。為了防止泄漏及防塵需要,在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上,活塞架穿過槽,把活塞與滑塊連成一體;钊c滑塊連接在一起,帶動固定在滑塊上的執行機構實現往復運動。這種氣缸的特點是:1) 與普通氣缸相比,在同樣行程下可縮小1/2安裝位置;2) 不需設置防轉機構;3) 適用于缸徑10~80mm,zui大行程在缸徑≥40mm時可達7m;4) 速度高,標準型可達0.1~0.5m/s;高速型可達到0.3~3.0m/s。
SMC氣缸按鎖緊方式可分為卡套錐面式、彈簧式和偏心式等多種形式。卡套錐面式鎖緊裝置由錐形制動活塞6、制動瓦1、制動臂4和制動彈簧7等構成,其結構原理如圖13-10所示。作用在錐狀鎖緊活塞上的彈簧力由于楔的作用而被放大,再由杠桿原理得到放大。這個放大的作用力作用在制動瓦1上,把活塞桿鎖緊。要釋放對活塞的鎖緊,向供氣口A′供應壓縮空氣,把鎖緊彈簧力撤掉。
SMC氣缸與液壓缸串聯而成,兩活塞固定在同一活塞桿上。液壓缸不用泵供油,只要充滿油即可,其進出口間裝有液壓單向閥、節流閥及補油杯。當氣缸右端供氣時,氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞向左運動(氣缸左端排氣),此時液壓缸左端排油,單向閥關閉,油只能通過節流閥流入液壓缸右腔及油杯內,這時若將節流閥閥口開大,則液壓缸左腔排油通暢,兩活塞運動速度就快,反之,若將節流閥閥口關小,液壓缸左腔排油受阻,兩活塞運動速度會減慢。這樣,調節節流閥開口大小,就能控制活塞的運動速度?梢钥闯,氣液阻尼缸的輸出力應是氣缸中壓縮空氣產生的力(推力或拉力)與液壓缸中油的阻尼力之差。
日本SMC;日本喜開理CKD;日本神視 SUNX;日本歐姆龍OMRON;日本KEYENCN ;油研(YUKEN),日本TAIYO太陽鐵工;日本小金井KOGANEI,德國費斯托FESTO;德國BURKERT寶德;德國皮爾磁PILZ;德國易福門愛福門IFM;德國E+H;德國P+F;英國NORGREN諾冠:德國HERION海;德國BUSCHJOST寶碩;德國BALLUFF巴魯夫;德國UNI;法國SCHNEIDER施耐德;韓國YPC,韓國YSC,美國ASCO;美國威格士VICKERS;美國西特Setra;美國Gems;美國parker派克;德國BOSCH REXROTH博士力士樂意大利CALPEDA科沛達;意大利ODE;意大利UNIVER;瑞士ABB;等。
SMC氣缸設置或裝于缸蓋上;單向閥裝在活塞上(如擋板式單向閥);缸壁上開孔、開溝槽、缸內滑柱式、機械浮動聯結式、行程閥控制快速趨近式等。活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸見圖42.2-7。活塞上帶有擋板式單向閥,活塞向右運動時,擋板離開活塞,單向閥打開,液壓缸右腔的油通過活塞上的孔(即擋板單向閥孔)流至左腔,實現快退,用活塞上孔的多少和大小來控制快退時的速度;钊蜃筮\動時,擋板擋住活塞上的孔,單向閥關閉,液壓缸左腔的油經節流閥流至右腔(經缸外管路)。調節節流閥的開度即可調節活塞慢進的速度。其結構較為簡單,制造加工較方便。
SMC氣缸腔內壓力p30可認為已達氣源壓力ps,同時,容積很小的無桿腔(包括環形空間C)通過排氣孔3與大氣相通,故無桿腔壓力p10等于大氣壓力pa。由于pa/ps大于臨界壓力比0.528,所以活塞開始移動后,在zui小流通截面處(噴氣口與活塞之間的環形面)為聲速流動,使無桿腔壓力急劇增加,直至與蓄氣缸腔內壓力平衡。該平衡壓力略低于氣源壓力。以上可以稱為沖擊段的I區段。I區段的作用時間極短(只有幾毫秒)。在I區段,有桿腔壓力變化很小,故I區段末,無桿腔壓力p1(作用在活塞全面積上)比有桿腔壓力p2(作用在活塞桿側的環狀面積上)大得多,活塞在這樣大的壓差力作用下,獲得很高的運動加速度,使活塞高速運動,即進行沖擊。在此過程B口仍在進氣,蓄氣缸腔至無桿腔已連通且壓力相等,可認為蓄氣-無桿腔內為略帶充氣的絕熱膨脹過程。
SMC氣缸腔內壓力能轉化成活塞動能,而活塞的部分動能又轉化成有桿腔的壓力能,結果造成有桿腔壓力比蓄氣-無桿腔壓力還高,即形成“氣墊",使活塞產生反向運動,結果又會使蓄氣-無桿腔壓力增加,且又大于有桿腔壓力。如此便出現活塞在缸體內來回往復運動—即彈跳。直至活塞兩側壓力差克服不了活塞阻力不能再發生彈跳為止。待有桿腔氣體由A排空后,活塞便下行至終點。
五階段:耗能段;钊滦兄两K點后,如換向閥不及時復位,則蓄氣-無桿腔內會繼續充氣直至達到氣源壓力。再復位時,充入的這部分氣體又需全部排掉?梢娺@種充氣不能作用有功,故稱之為耗能段。實際使用時應避免此段(令換向閥及時換向返回復位段)。
對內徑D=90mm的氣缸,在氣源壓力0.65MPa下進行實驗,所得沖擊氣缸特性曲線見圖42.2-12。上述分析基本與特性曲線相符。
沖擊氣缸在實際工作時,錘頭模具撞擊工件作完功,一般就借助行程開關發出信號使換向閥復位換向,缸即從沖擊段直接轉為復位段。這種狀態可認為不存在彈跳段和耗能段。
SMC氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見,其一部分能量(有時是較大部分能量)被消耗于克服背壓(即p2)做功,因而沖擊能沒有充分利用。假如沖擊一開始,就讓有桿腔氣體全排空,即使有桿腔壓力降至大氣壓力,則沖擊過程中,可節省大量的能量,而使沖擊氣缸發揮更大的作用,輸出更大的沖擊能。這種在沖擊過程中,有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸,稱為快排型沖擊氣缸。其結構見圖42.2-13a。
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