气缸是工业自动化的基石。它们将压缩空气能量转化为线性或旋转运动，为制造、包装、汽车和电子行业的机械提供动力。选择正确的气缸对于系统效率、精度、耐用性和成本效益至关重要。选择不正确可能会导致性能不佳、维护增加或设备损坏。本指南探讨了选择气缸时要考虑的关键因素，包括孔径、行程长度、气缸类型和特定应用要求。
气动缸，也称为气缸，通过压缩空气推动缸筒内的活塞来工作。根据设计，该运动可以执行提升、推动、夹紧或旋转功能。
气缸筒：包含活塞和压缩空气的主体。
活塞：在缸筒内移动，将力传递到杆上。
活塞杆：从气缸伸出和缩回，连接到负载。
端盖：密封气缸端部并通常容纳安装点。
密封：防止漏气并保持压力。
端口：允许空气进出气缸。
缸径尺寸是指缸筒的内径，决定了力的输出。相同气压下，较大的孔会产生更大的力。
气缸力的计算：
小孔径 (10–25 mm) ：适合轻负载或精确运动。
中径 (25–80 mm) ：常见于一般工业应用。
大孔径 (80–250 mm) ：非常适合需要高力的重型操作。
冲程是活塞从缩回到完全伸出的距离。正确的行程选择可确保足够的伸展范围而不会过度伸展。
短行程：适合快速、重复的操作。
中行程：用途广泛，适用于大多数装配线。
长行程：需要处理大或深的运动。
应用 | 推荐行程 | 笔记 |
拾取和放置 | 50–150 毫米 | 运行速度快、负载低 |
包装 | 100–250 毫米 | 中速、变负载 |
重型机械 | 250–500 毫米 | 力量大，移动速度慢 |
不同类型的气缸有不同的应用：
单作用气缸：利用气压向一个方向移动，利用弹簧或重力返回。简单且经济高效，适用于轻型任务。
双作用气缸：气压控制伸出和缩回。为重型任务提供更好的力控制和速度。
无杆气缸：活塞连接到外部滑架；非常适合空间有限的应用。
导向气缸：包括侧导轨或轴承以防止旋转，适用于精确或横向运动应用。
安装影响气缸对准、负载分布和磨损。常见选项包括：
法兰安装：连接到气缸的末端，以便于安装。
底脚安装：气缸固定在底座上，为重负载提供稳定性。
枢轴安装：允许针对不同运动方向的应用进行角运动。
U 形夹安装：可沿固定轴旋转，适用于连杆机构。
气瓶必须与可用的系统压力相匹配，在工业装置中通常为 4-8 bar。
低压 (<4 bar) ：适用于需要轻柔运动的精细任务。
标准压力 (4–8 bar) ：大多数工厂设备。
高压 (>8 bar) ：重载或高力操作。
可以使用流量控制阀、缓冲或特殊设计功能来管理速度控制，以防止冲程末端的冲击。
温度：高温或低温需要专门的密封件和润滑剂。
污染：多尘或腐蚀性环境需要保护涂层或不锈钢材料。
振动和冲击：加固安装和缓冲有助于防止过早磨损。
考虑维护方便性：
可更换的密封件和活塞杆。
用于润滑的可触及端口。
使用寿命长的材料，例如适用于恶劣应用的阳极氧化铝或不锈钢。
装配线： 快速操作、中等行程、双作用气缸。
包装机械：中速、短至中冲程、无杆或引导气缸。
重型压力机：大孔径、长行程、双作用、坚固的安装。
医疗或实验室设备：小孔径、精确运动、耐腐蚀材料。
案例研究1：汽车装配线
设备：气动夹具和输送机。
气缸：双作用，50 毫米缸径，150 毫米行程。
结果：运行平稳、减少停机时间、零件定位一致。
案例2：食品包装机
气缸：无杆气缸，内径 25 毫米，行程 200 毫米，不锈钢。
结果：节省空间的设计、易于清洁、性能可靠。
案例研究 3：重型压力机
气缸：双作用，150 毫米孔径，400 毫米行程，底脚安装。
结果：高强度操作、长使用寿命、最少维护。
气缸类型 | 孔径 | 中风 | 应用 |
单作用 | 25毫米 | 50毫米 | 光拾取和放置 |
双作用 | 50毫米 | 150毫米 | 流水线 |
无杆 | 25毫米 | 200毫米 | 包装 |
引导 | 80毫米 | 250毫米 | 重型机械 |
现代气缸可能包括：
磁性活塞：用于位置传感和自动化控制。
可调节缓冲垫：防止行程末端的冲击。
集成传感器：用于 PLC 系统中的自动反馈。
选择正确的气缸需要仔细考虑缸径、行程、类型、安装、工作压力和环境因素。正确的选择可确保运营效率、安全性、使用寿命和成本效益。考虑维护和特定应用要求有助于最大限度地提高投资回报并减少停机时间。
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