关于气缸缸径与压力的计算‏

Date: Wed, 22 Jun 2011 16:09:10 +0800 
From: zhangjian5208@163.com 
To: zh81702@hotmail.com 
Subject: 回复: 关于气缸缸径与压力的计算 


周先生: 
您好!很感谢您的回答.我想知道当气缸竖向安装向上打出时,其负载的自身重力是从上往下压的,这时气缸实际出力是不是理论上等于横向出力的一半呢?还是差不多呢?例如:当缸径为20时,气压为0.4Mps. 横向安装的气缸理论出力是3.14*10*10*4得到的是1256kgf/平方毫米,对吗?那么,当此气缸竖向安装向上托举负载时,其出力还可以用此公式计算吗?还是在此公式的基础上再除以2? 或者说当气缸竖向托举时有另外的计算公式?还请不吝赐教,谢谢! 

2011-06-22 



zhangjian5208 



章先生： 
你好！

气缸理论输出力F=PS（P：气源气压，S：活塞受压截面积），这个值和气缸安装方式及速度无关；

气缸实际输出力Fs=P1*S1-P2*S2-f（P1：进气腔即时气压，S1：进气腔活塞受压截面积，P2：排气腔即时气压，S2：排气腔活塞受压截面积，f：气缸内部摩擦力），P1和P2这两个值在气缸的运动过程中是不断变化的（气缸速度越快，P1值越小，P2值越大；气缸越接近行程末端，P1值变化量越小，P2值变化量越大），所以相同工况下气缸速度越快Fs越小，且因为气阻、漏气及气缸运动的影响P1<P，故Fs小于F；

气缸有效输出力Ft=Fs-F0-f0（f0：负载摩擦阻力，F0：外部阻力如重力、夹紧力、弹簧力），Ft是气缸运动的保证，负载质量相同时，Ft越大，气缸加速越快，越容易达到高速；

气缸轴向负载力F'=F0+f0，即气缸活塞杆受到的外部阻力及摩擦阻力，一般来说气缸垂直向上运动时可取F'=mg，气缸水平伸出运动时可取F'=μmg（m：负载质量，g：重力加速度，μ：摩擦系数），若μ=1，则前述两种安装方式在运动时没有区别，可定义负载系数n=F'/mg（此值与安装方式有关，垂直向上运动时为1，水平伸出运动时为μ）；

综上：由于气缸在运动的过程中Fs会随着速度及位置变化，无法用简单的计算方式确定其大小，气缸选型时最容易确定的值是F（理论输出力）及F'（轴向负载力），且存在F>Fs=Ft+F'，若定义负载率η=F'/F，则 
①气缸需要达到的速度越快，Fs越小于F，Ft越大于F'，故η值越小； 
②气缸运动状态相同时，F与Fs维持相同比例，负载系数n越小，Ft越大于F'，故η值越小； 
以上两项即是负载率η与气缸速度及安装方式的关系，建议η值如下： 
1、静负载时，η<=80%； 
2、气缸速度在50~500mm/s，负载系数n>0.5时，η<=50%； 
3、气缸速度在50~500mm/s，负载系数n<=0.5时，η<=n； 
4、气缸速度在500mm/s以上时，负载系数n>0.6时，η<=30%； 
5、气缸速度在500mm/s以上时，负载系数n<=0.6时，η<=n/2； 
思铭诚 周华 
2011-6-24