气缸毕业设计

西安航空职业技术学院毕业设计论文气缸。1.3气缸的设计计算由设计任务知：要驱动的负载质量为100kg，取值V=50mm/s,气缸的行程为300 —500mm，取最大值。在研究气缸性能和气缸缸径时，常用到负载率β：由《液压与气压传动技术》表：气缸的运动状态与负载率阻性负载（静负载）惯性负载的运动速度V<100mm/s100—500mm/s>500mm/sβ=0.8≤0.65≤0.5≤0.3运动速度V=50mm/s,β取0.6，所以气缸的实际负载大小 为：F=F0/β=1633.3N(1)气缸内径的确定缸径的计算公式D=1.27==66.26mmF→气缸的输出拉力N；P→气缸的工作压力Pa按照GB/T2348-1993标准进行圆整，D=80mm气压缸内径系列（GB/T2348-1993）810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200220（250）（280）320（360）400450500括号内为优先选取尺寸活塞杆直径的确定由d=0.3D估取活塞杆直径d=25mm活塞杆外径尺寸系列（GB/T2348-1993）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360缸筒长度的确定缸筒长度S=L+B+30L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度B=0.7D=0.7QUOTE80=56mm由设计任务知气缸的最大行程L=500mm,所以S=L+B+30=586mm导向套滑动面长度A:一般导向套滑动面长度A，在D<80mm时，可取A=(0.6QUOTE1.0)D；在D>80mm时,可取A=(0.6QUOTE1.0)d。所以A=25mm最小导向长度H：根据经验，当气缸的最大行程为L，缸筒直径为D，最小导向长度为：HQUOTE代入数据即最小导向长度H=80/2=40mm活塞杆的长度l=L+B+A+H=500+56+25+40=621mm（4）气缸筒的壁厚的确定由《液压气动技术手册》可查气缸筒的壁厚QUOTE可根据薄避筒计算公式进行计算：式中QUOTE—缸筒壁厚（m）；D—缸筒内径（m）；P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）；QUOTE—缸筒材料的许用应力（MPa）；实际缸筒壁厚的取值：对于一般用途气缸约取计算值的7倍；重型气缸约取计算值的20倍，再圆整到标准管材尺码。参考《液压与气压传动》缸筒壁厚强度计算及校核QUOTE,我们的缸体的材料选择45钢，QUOTE=600MPa，=QUOTE=120MPan为安全系数一般取n=5；QUOTE缸筒材料的抗拉强度(Pa)P—缸筒承受的最大工作压力MPa。当工作压力p≤16MPa时，P=1.5p；当工作压力p＞16MPa时，P=1.25p由此可知工作压力0.6MPa小于16MPa，P=1.5p=1.5×0.6=0.9MPa=0.3mm参照下表气缸筒的壁厚圆整取：QUOTE=7气缸筒的壁厚表：材料气缸直径5080100125160200250320壁厚铸铁HT15-3378101012141616钢A3.455788991112铝合金L38——1212——1414——17气缸耗气量的计算Q====1.85/s（6）气缸进排气口直径d0V——空气流经排气口的速度（可取V=1015）取V=12m/s由公式d0=代入数据得：d0=14.014mm气缸进排气口直径气缸内径（D）气缸进排气口直径d0405063801001251401601808101520所以取气缸排气口直径为15mmQ——工作压力下输入气缸的空气流量（m3/s）V——空气流经排气口的速度(7)活塞杆的校核由于所选活塞杆的长度L=10d，所以不但要校核强度校核，还要进行稳定性校核。综合考虑活塞杆的材料选择45钢。参考《机械设计手册单行本》由《液压气动技术手册》稳定性校核：由公式Fp0≤式中FP0—活塞杆承受的最大轴向压力（N）；FP0=1633NFK—纵向弯曲极限力（N）；nK—稳定性安全系数，一般取1.5QUOTE4。综合考虑选取2K—活塞杆横截面回转半径，对于实心杆K=d/4代入数据K=25/4=6.25mm由于细长杆L/K≧85即FK=实心圆杆：J=式中：L—气缸的安装长度；m—末端系数；选择固定—自由m=1/4E—材料弹性模量，钢材E=2.1QUOTE1011Pa；J—活塞杆横截面惯性矩（m4）；d—活塞杆的直径（m）；活塞杆计算长度L与系数m安装方式m铰支—铰支1固定—自由1/4固定—铰支2固定—固定4L—气缸的安装长度就是活塞杆的长度等于621mm；代入公式：FK=1.3×106N因为:=1.55×104N；所以活塞杆的稳定性满足条件强度校核:由公式d≥其中：=，n为安全系数一般取n=5；QUOTE缸筒材料的抗拉强度(Pa)45#钢的抗拉强度，=600MPa；==120MPa所以：=1.92mm<d所以强度满足要求；综上所述：活塞杆的稳定性和强度满足要求。1.4气缸的密封气缸常用密封气缸常用的密封元件有O形密封圈、QY形轴用和孔用密封圈、无骨架防尘圈。ZHM形组合圈、C形孔用密封圈和CK形轴孔防尘组合圈。常用的密封材料是丁腈橡胶。1、缸盖和缸筒联接的密封一般采用O形密封圈，安装在缸盖和缸筒配合的沟槽内，构成静密封。活塞的密封活塞处有两处地方需密封，一处是活塞与缸筒的动密封；另一处是活塞与活塞杆联接处的静密封，一般用O形密封圈。O形密封圈：密封可靠，结构简单，对缸筒内表面粗糙度要求不高，摩擦阻力小。使用寿命比QY形密封圈短。活塞杆的密封一般在缸盖的沟槽里放置密封圈和防尘圈，保证活塞杆往复运动的密封和防尘。表1为活塞杆的密封、防尘形式。缓冲密封缓冲密封有两种方法：一种是采用QY形密封圈安装在缓冲柱塞上；另一种是采用SJM15系列气缸专用密封圈，它是用橡胶和一个圆形钢圈硫化成一个整体，安装在缸盖上作缓冲密封。1.5气缸的使用注意事项1、对空气质量的要求：要使用净化处理后的清洁干燥的压缩空气。空气中不得含有有机溶剂的合成油、盐分、腐蚀性气体等，以防缸、阀作用不良。安装前，连接配管内应充分吹洗，不要将灰尘、切屑末、密封带碎片等杂物带入缸、阀内。2、对使用环境的要求：气缸正常工作时的环境温度和介质温度为：气缸不带磁性开关时：－10C～70C，若超出该温度范围，要采取防冻或耐热措施。3、关于气缸的密封：给油润滑气缸，应配置流量合适的油雾气。4、关于气缸的负载：气缸正常的工作压力为0.4～0.6aMP，普通标准气缸的运动速度为50～500/mms。活塞杆只能承受轴向负载。活塞杆不允许承受径向载荷及偏心负载。5、关于气缸的安装：安装固定式气缸时，负载和活塞杆的轴线要一致。在活塞杆端部旋入螺母或安装附件时，活塞杆必需全部回缩才能进行。对杆不回转型在活塞杆上安装附件时，应避免在活塞杆上承受旋转力矩。拧紧配管螺纹时，用力要合适，以免损坏接口螺纹或漏气。6、气缸的速度调整：气缸安装完毕后应空载往复运动几次，检查动作是否正常，然后再连接负载进行速度调节。7、气缸的缓冲：气缸的运动能量不能靠气缸自身完全吸收时，应在外部增设缓冲机构（如液压缓冲器）或设计缓冲回路。8、对低速运动的气缸：低速运动的气缸，因流量小，速度控制和油雾润滑都比较困难。如合理选择元件的尺寸仍不能满足速度控制和油雾润滑的要求，可使用气、液转换器或气－液阻尼缸。9、气缸的维护：缸筒和活塞杆的滑动部位不得受损伤，以防气缸动作不良、损坏活塞杆密封圈等造成漏气。使用中，应定期检查气缸各部位有无异常现象，各连接部位有无松弛等。设备停机后，应消除气缸内的残余压力。拆下长时间不使用时，所有加工表面应涂防锈油，进排气口加防尘堵塞。气缸若长期放置不用，应一个月动作一次。10、关于安全对策：使用气源、电源、液压源控制的装置，当动力源出现故障时，应有相应的安全对策。停电和紧急停止时，为防止由于气缸动作引起人身及装置损伤，可让气缸内的压力保持不变或全部排空的方式。停电和紧急停止后的复位，回路设计成用手动让气缸返回至各自规定的位置后，再进行自动操作。让气