smc气动培训教程-气动理论基础

品质管理课培训教材主讲：张亚东第一章概论气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。发展原因：1加工技术的提高，材料和密封技术的发展、新工艺的出现以及电子技术的结合2工业机械化、自动化发展，生产效率和产品质量的需求（市场的需求）第一节气动技术的应用现状1汽车制造业：车身外壳的吸起和放下、点焊。2电子、半导体制造业：显象管的吸起，芯片的搬运、寿命实验3生产自动化的实现：搬运、转位、定位、加紧、进给、装卸、装配4包装自动化的实现：化肥的计量、粘稠、有毒气体包装第二节气动技术的特点机械方式：凸轮、杠杆、连杆、齿轮和转动轴电气方式：限位开关、继电器、延时器、电磁离合器电子方式：半导体元件液压方式：液压阀、缸气动方式：气动阀、缸从驱动、环境、操作、价格等方面考虑，扬长避短结合使用自动化方式:气动方式优点：1气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，故使用安全。2工作介质是取之不尽、用之不完的空气，空气本身不花钱。3输出力及工作速度的调节非常容易。4可靠性高，使用寿命长。5利用空气的可压缩性，可贮存能量，实现集中供气。6全气动控制具有防火、防暴、耐潮的能力。7由于空气流动损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。气动方式缺点：1由于空气有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化而变化。2气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸稳定性不如液压缸。3气缸的输出力比液压缸小。第三节气动技术发展动向•高质量：阀3000万次缸（2000~5000）KM•高精度：0.5~0.1mm0.01μm0.1mg•高速度:10hz3m/s•低功耗:1~0.5w•小型化•轻量化:铝合金、塑料•无给油化：低成本、寿命长•复合集成化•机电一体化：可编程控制器+传感器+气动元件第二章气动执行元件•将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动、夹持的元件称为气动执行元件。第一节气动元件与系统的基本构成气源设备：空气压缩机、后冷却器、气罐气源处理元件：过滤器、干燥器气动控制元件：压力、方向、速度控制阀气动执行元件：气缸、气马达、气爪气动辅助元件：油雾器、消音器、管接头1-增压阀2-五通电磁阀3-储气罐第二节气缸的分类按结构分：有活塞式、非活塞式标准型：CJ、CQ2、CM2、CG1、MB省空间型：CU、CQ2高精度型：CX、CXS、MGP/Q带导杆型：MGP/Q带阀型、无杆型、止动性、中停型、落下防止型、计测型(以上机种为中国工厂常加工的机种）按功能分类：基本型：不带安装件的气缸有S、B、A型脚座型：L型法兰型：F、G型按安装方式分类：耳环型：C、D、E型耳轴型：T、U型固定式摆动式按缓冲方式分类：无缓冲垫缓冲：设置聚氨酯橡胶垫气缓冲设置液压缓冲器给油气缸：由压缩空气带入油雾不给油气缸：靠预先在密封圈内添加的润滑脂来保证。按润滑方式分类：目前，绝大多数系列的气缸都是不给油式。需注意的是，它也可给油使用，单一旦给油，就必须保持给油，如中途停止给油，因润滑脂已被油冲洗掉而是它处于无润滑状态，使密封件过快磨损。限位开关式很少用磁性开关式常用按位置检测方式分类：按驱动方式分类单作用气缸双作用气缸无记号：标准型无“D”：不带磁石“R”：方型端盖缸径：行程：以5进制“N”：N制有“D”：带磁石“B”：标准型12.16.20.25.32.40.50.63CG系列品番介绍NCDGBN20501标准型有“N”字刻印N制护套橡胶缓冲型*标准型与N制的区别：杆：标准型杆端螺纹较N制螺纹粗，N制螺纹较细，同时杆端螺纹追加保护套；端盖：N制型在气孔一侧，有“N”字刻印；气孔螺纹为NPI-*；筒：N制型在气孔一侧，有“N”字刻印；气孔螺纹为NPT-*；气缓冲型方型端盖标准型安装形式：缸径：行程无“D”：不带磁石B基本型4040mm有“D”：带磁石*L轴向角座型5050mm*F前端盖角座型6363mm*G后端盖角座型8080mm*C100100mm*DＴCDA2B75CA系列品番介绍50单耳轴型双耳轴型无杆侧耳轴型MB型气缸MBφ32气缸MBφ40-φ100气缸无记号：标准型无“D”：不带磁石“K”：防回转型缸径：行程：以5进制“C”：橡胶缓冲“N”：N制有“D”：带磁石“W”：双杆型12.16.20.25.32.40.50.63无C：无缓冲“E”：E制缸筒的安装形式：驱动方式：“M”：杆端外螺纹“A”：安装孔为螺纹型“D”：双动型无M：杆端内螺纹“B”：安装孔为光孔“S”：单动型（弹簧压入）“T”：单动型（弹簧压出）CNMCD50K2QD20BCQ系列品番介绍φ12~φ25用φ32~φ63用A型安装孔B型安装孔A型筒：均使用N制筒，刻“N”字;B型筒：φ12-φ25，φ32行程5使用标准缸筒，φ32-10以上~φ63使用N制缸筒；杆内螺纹型：端面为圆弧角，12、40、50、63从外观杀上可明显看出，其他目视不明显；杆外螺纹型：螺纹外径明显比标准型小，并且加保护套；双杆型防回转T单动型S单动型外螺纹内螺纹带磁石型安装形式缸径：行程B：标准型32mm40mm50mm63mm80mmNCA系列品番介绍NDC1150400AB150200250325400C95型气缸CP95型气缸E制端盖区别安装形式：缸径：行程无“D”：不带磁石B基本型3232mm有“D”：带磁石*L轴向角座型4040mm*F前端盖角座型5050mm*G后端盖角座型6363mm*C8080mm*D100100mmＴ双耳轴型无杆侧耳轴型单耳轴型MDBB5075MB系列品番介绍MB型气缸MBφ32气缸MBφ40-φ100气缸无记号标准型缸筒带磁石型安装形式缸径：行程方型缸筒3232mm4040mm5050mm6363mm8080mm100100mmPSBPD50100C95系列品番介绍C95C95型气缸CP95型气缸E制端盖区别形式：无“D”：不带磁石基本型缸径：有“D”：带磁石双杆型防回转型直接安装型安装形式驱动方式：直接安装杆不回转型B标准型D摆动型L角座型F法兰型CDJ2KB16CJ系列品番介绍RKA无记号ＷＫＲＡ6.10.16.“S”无记号“T”标准型双杆型防回转型法兰型U形钩安装导轨型行程：以5进制标准型軸向气孔驱动方式：自动开关的安装形式：缓冲形式：不带磁石型无记号橡胶缓冲气缓冲单动压入安装导轨型安装皮带型50SR无记号双动型无记号ＲAABA单动压出安装皮带型RA直杆安装型轴向气孔型气缓冲型无“D”：不带磁石安装形式:有“D”：带磁石BD无“D”：不带磁石缸径：有“D”：带磁石8.10.12.16.CDNCDJN16CJ系列品番介绍285标准型双杆型U形钩安装形式:缸径：N行程：标准型自动开关的安装形式：标准型6.10.16.軸向气孔不带磁石型摆动型E制汽缸只有行程：自动开关的安装形式：不带磁石型安装皮带型SB安装皮带型100RＲ无记号B无记号25B无记号BB16防回转型安装皮带型轴向气孔型气缓冲型磁石有无缸径无20配管方法有25⑭32⑮形式40⑯①安装形式②①Ｂ⑪Ｕ作動方式③⑦Ｌ⑪Ｔ④⑧Ｆ⑫Ｅ⑤⑧G⑬ＢＺ⑥⑨C⑬⑧ＦＺ⑩D⑬⑪ＵＺ双U型沟无凸台杆侧耳轴型ＲＢ前面直接安装型单耳轴型无凸台杆侧法兰型Ｔ单动压出ＲＡ底面直接安装型无杆侧法兰型无凸台基本型Ｓ单动压回Ｋ杆不回转型杆侧法兰型耳轴一体型无记号复动Ｗ双杆型轴向角座型无杆侧耳轴型Ｈ气液连用型基本型杆侧耳轴型无记号基本型40mmＰ集約配管型32mmＦ内制快换接通Ｄ25mm无记号螺纹配管型无记号20mm行程-１５０ＳＨＬ４０FＣＤＭ２型式品番表示①基本形②エアハイドロ形③両ロッド形④ロッド回り止め形磁性开关个数⑱⑱⑱自动开关导线长⑱⑲缓冲形式⑰Ａ气缓冲无记号橡胶缓冲Z５ｍ无记号０．５ｍＬ３ｍＫＫ双面耐热帆布双面尼龙帆布Ｋ单面耐热帆布ＪＪＪ单面尼龙帆布nn个无记号２个无记号无Ｓ1个Ｃ７３LＳ防护套Ｊ④ロッド回り止め形⑥ﾀﾞｲﾚｸﾄﾏｳﾝﾄ前面取付形⑦フート形⑤ﾀﾞｲﾚｸﾄﾏｳﾝﾄ底面取付形⑥ﾀﾞｲﾚｸﾄﾏｳﾝﾄ前面取付形⑬ボスカット基本形⑫クレビス一体形⑦フート形⑲ｵｰﾄｽｲｯﾁﾘｰﾄﾞ線長さ⑤ﾀﾞｲﾚｸﾄﾏｳﾝﾄ底面取付形⑭ねじ込み配管形ＬＥＲＡＲＢBZ標準０．５ｍ３ｍ５ｍ不適合事例ロッド先端ねじ部切屑が付着第三节气缸的基本构造•由于气缸的使用目的不同，气缸的构造是多种多样的，但使用最多的是单杆双作用气缸。缸筒内径的大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内作平稳的往复运动，缸筒内表面的表面粗糙度应达Ra0.8μm。对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减少摩擦阻力和磨损，并能防止腐蚀。缸筒材质：高碳钢管、高强度铝合金、黄铜、不锈钢。注意：带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸缸筒材质：不锈钢、铝合金或黄铜。进排气通口：缓冲机构（部分）密封圈、防尘圈（杆侧端盖）：防止漏气、防尘。导向套（杆侧端盖）：提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向载荷，减少活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命；材质：烧结含油合金、铅青铜铸件。材质：可锻铸铁、铝合金压铸（轻、防锈）、黄铜（微型缸）气缸中的受力元件。活塞密封圈：防止活塞左右两腔相互串气；活塞耐磨环：提高气缸导向性；聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂活塞的宽度：由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。（滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死）材质：铝合金、铸铁、黄铜（小缸径）气缸中的重要受力元件材质：高碳钢、表面经镀硬铬处理，不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。第四节缸筒与端盖的连接方法整体型：采用锻造工艺把缸筒与一侧端盖作成一体，另一侧端盖与缸筒使用铆接或用卡圈固定。用于微型缸和中小型缸。铆接型：在端盖上开有沟槽，将缸筒两端压铆入端盖沟槽内，形成一体，用于中小型缸。CJ2、CM2螺纹连接型：缸筒与端盖上有连接螺纹，将它们连接在一起。用于中小型缸。CG1法兰型：缸筒和端盖上都有法兰，用螺栓将它们连在一起，用于省空间的中小型缸。CUW拉杆型：用四根拉杆将两端盖与缸筒夹紧在一起，端盖与缸筒之间有密封圈。用于行程不太长也不太短的大中型气缸。MB、C95、CA第五节密封•动密封：回转或往复运动的部件密封；•静密封：静止件部分的密封；要求：既能保证密封，滑动摩擦力又小。•压缩密封圈：将密封圈放入密封沟槽内时，便有一定的预压缩量，靠密封面上的接触面压力阻塞泄露通路。•气压密封圈：靠气压力将密封圈的唇部压紧在密封面上以保证密封。指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。第三章标准气缸第一节单作用气缸S型气缸：弹簧压回型T型气缸：弹簧压出型特点：气缸结构简单，耗气量少；缩短了气缸的有效行程；作用力随压缩行程而变化；弹簧具有吸收动能的能力，可减少行程终端的撞击作用。在弹簧侧设有呼吸孔，最好有过滤片应用范围：行程短，对输出力和运动速度要求不高的场合。分类：单活塞杆型：普通常用型双活塞杆型：活塞两侧受压面积相等，两侧运动行程和输出力相等。工作台第二节双作用气缸特点：1、活塞前进或后退都能输出力；2、结构简单前因：运动速度大时，紧靠缓冲垫已不足吸收活塞对端盖的冲击力构成：气缓冲装置是由缓冲套、缓冲密封圈和缓冲阀等组成。第三节气缓冲气缸1、当活塞向右运动时，右缓冲套接触右缓冲密封圈，活塞右侧便形成一个封闭气室（称为缓冲腔）。2、缓冲腔气体根据缓冲阀开度向外排气；3、活塞继续右行，气体绝热压缩，压力上升；4、压力对活塞产生反作用力，使活塞减速，停止，避免撞击注意：弹跳现象可调缓冲气缸：带缓冲阀，通过调节缓冲阀的开度，可改变缓冲能力。缓冲行程不宜太长：因缓冲密封圈有节流作用，活塞动作反应慢。不可调缓冲气缸：开有恒节流孔，形成背压，起到缓冲作用。加大恒节流孔，可使气缸的运动速度增大。提示：液压缓冲器运动件质量大，运动速度很高的气缸。要求：缸筒必须是导磁性弱，隔磁性强的材料（硬铝、不锈钢、黄铜）。有触电舌簧型（AC、DC）、无触电固态电子型（DC）第四节带磁性开关的气