气动理论基本计算课件

气动技术基础理论

基本计算SMC（中国）有限公司1气动技术基础理论

基本计算SMC（中国）有限公司1气缸缸径计算-----负载与负载率的确定负载状态与负载力负载状态负载力WWWW提升夹持水平滚动水平滑动F=K（夹持力）F=WF=μWμ=0.1—0.4F=μWμ=0.2—0.8负载状态与负载力负载的运动状态静载荷(如夹紧、低速压铆）动载荷气缸速度50—500mm/s气缸速度≥500mm/s负载率η≤70%≤50%≤30%2气缸缸径计算-----负载与负载率的确定负载状态与负载力负载气缸缸径计算(一)驱动负载(活塞杆伸出)

F=πD2Pη/4驱动负载(活塞杆缩回)

F=π(D2-d2)Pη/4一般简化计算D=4FπPη

D--------气缸缸径（内径），mmF---------气缸承受的负载，NP---------气缸使用压力，MPaη-------气缸的负载率，%3气缸缸径计算(一)驱动负载(活塞杆伸出)D=4FπPη气缸缸径计算(二)根据负载情况确定需要的理论推力F0=F/

η再根据下表查找合适的缸径4气缸缸径计算(二)根据负载情况确定需要的理论推力F0=F/气缸耗气量计算气缸动作流量：QF=6VmaxAX10-5

QF------压缩状态下的流量,L/min

Vmax------气缸的运动速度,mm/s

A------气缸活塞面积,mm2

由于气体可以被压缩,因此不同压力下的压缩空气的物理特性无法进行比较,为了便于分析计算,一般都将该流量值换算成标准状态下的流量值L/min（ANR）；气动元件所标示的流量值也是已经换算过的标准状态下的流量值。Q=QF

（P+P0）/P0L/min（ANR）

P---------使用压力，MPaP0--------标准大气压，0.1013MPa5气缸耗气量计算气缸动作流量：QF=6VmaxAX10-55气缸耗气量计算气缸的最大耗气量Qmax

Qmax=6（P+P0）VmaxAX10-5/P0

L/min（ANR）≈0.000462D2Vmax(P+1.012）L/min（ANR）Vmax------气缸的运动速度,mm/s

D------气缸缸径,mm

P------使用压力，MPa

气缸的最大耗气量计算主要用于空气处理元件、电磁阀和支路配管的选择；习惯需要的流量计算主要是针对气源和主管路部分，这种情况下，主要使用平均流量。6气缸耗气量计算气缸的最大耗气量Qmax气缸的气缸耗气量计算气缸的平均耗气量Qca

Qca≈0.0000157(D2L+d2ld)N(P+1.012）L/min（ANR）L------气缸行程,mm

D------气缸缸径,mm

d------气缸与电磁阀之间的配管的内径,mmld------气缸与电磁阀之间的配管的长度,mmN------气缸的工作频度,即每分钟内气缸的往复周数，一个往复为一周周/min

平均耗气量主要用于选用空压机以及运转成本等。7气缸耗气量计算气缸的平均耗气量Qca平均耗气空压机输出流量计算Qc=K1K2K3Qca

（m3/min）（ANR）

Qc-----空压机组的输出流量（m3/min）（ANR）

Qca-----气动系统的最大耗气量（m3/min）（ANR）

K1----漏损系数，K1=1.15—1.5;K2----备用系数,K2=1.3-----1.6;K3----利用系数,K3=0.5-----1K1考虑气动元件、管接头等处的泄漏,尤其是气动工具等的磨损泄漏。K2是考虑系统中增添新设备的可能，可以根据实际情况另定系数。K3是考虑到多台设备不一定同时使用，如同时使用，K3=18空压机输出流量计算Qc=K1K2K3Qca（m3/mi冷冻式干燥机的额定处理流量计算Qc=K1K2K3Q（m3/min）（ANR）

Qc----冷冻式干燥机的额定处理流量（m3/min）（ANR）

Q-----气动系统的最大耗气量（m3/min）（ANR）

K1----进气压力修正系数；

K2----进气温度修正系数；

K3----环境温度修正系数；不同公司的冷干机的修正系数不同！！！工程计算上，为方便选用，一般根据空气压缩机的输出流量直接选取冷干机；由于空压机大多是间歇工作，而冷干机是连续工作，所以冷干机的处理流量必须大于空压机的输出流量。9冷冻式干燥机的额定处理流量计算Qc=K1K2K3Q（m气罐容积计算（1）V≥Pa*Qmax*t/（P1-P2）（m3）

Pa------大气压力（Mpa）

P1------突然停气时气罐内的初始绝对压力（Mpa）

P2------气动系统允许最低工作绝对压力（Mpa）

Qmax---气动系统的最大耗气量（m3/min）（ANR）

t---------停电后气罐应维持的供气时间（min）根据停机保压要求的计算：10气罐容积计算（1）V≥Pa*Qmax*t/（P1-P2）气罐容积计算（2）V≥（Vo-Qvt）Pa/（P1-P2）（m3）

Vo----气动系统在工作周期t内消耗的自由空气体积（m3）

Qv---空压机或外部管网供给的自由空气流量（m3/min）（ANR）Pa------大气压力（Mpa）

P1------罐内的初始绝对压力（Mpa）

P2------气动系统允许最低工作绝对压力（Mpa）

t---------气动设备和装置的工作周期（min）根据系统压力波动要求的计算：11气罐容积计算（2）V≥（Vo-Qvt）Pa/（P1-P2）管道内径计算

D-----管道内径（mm）；Q-----压缩空气的体积流量（m3/s)