气缸速度与动作时间的计算方法

气缸速度与动作时间的计算方法一、气缸速度的计算方法气缸活塞在整个运动过程速度与气压、缸径、摩擦、外部阻力都有关系，所以速度是变化的。活塞运行速度与速度关系最大的是调速阀（出气节流阀），常用调速阀来调节气缸的速度。一般认定的气缸无负载的时候其最大的速度为理论基准速度，使用时会随着负载的增大，气缸的最大速度就会逐渐减小。气缸的平均速度用气缸的运动行程除以气缸的动作时间，所以要先测得气缸的动作时间。借用公式去计算它的平均速度几乎是不可能的，但可以近似求出它的最大速度，它与最大速度之间的关系是：最大速度为平均速度的1.4倍。气缸在空载的时候假定排气侧以声速排气（注：排出气流几乎没有阻碍），气缸的理论基准速度：u0=1920*S/A（mm/s）S为排气回路的合成有效截面积，A为排气侧活塞的有效面积，此时气缸的最大速度约等于u0气缸的标准速度范围是在50～500mm/s。一般情况下通过节流阀将气缸的速度调节到标准速度范围内，与气缸所承受的负载有关。当速度小于50mm/s，估计是20～30mm/s时，由于气缸摩擦阻力的影响增大，加上气体的可压缩性，不能保证活塞作平稳移动，会出现时走时停的现象，称为“爬行”。要想气缸在低速度下工作，宜使用气液阻尼缸，或通过气液转换器，利用气液联用缸进行低速控制。当速度高于500mm/s时，气缸密封圈的摩擦生热加剧，加速密封件磨损，造成漏气，寿命缩短，还会加大行程末端的冲击力，影响到机械寿命。要想在更高速下工作，需加长缸筒长度、提高气缸筒的加工精度，改善密封圈材质以减小摩擦阻力，改善缓冲性能等。因此，过大或者过小都不好，应选择最合适的，且要在规定范围内。以SMC气缸为例，普通CM2气缸，运行速度50～750mm/s，调速阀全开，能达到750mm/s，调速阀关小一些，能达到50mm/s以下的速度，再慢就会爬行了（一抖一抖的）。空气流速一般取30m/s左右。气缸的工作气压一般是0.6MPa，在0.3～0.8MPa可正常使用。二、气缸动作时间计算方法一、简易计算下表为简易计算，只考虑阀的开闭时间、气缸最高速度、气缸行程、气缸缓冲时间，忽略其它所有因素。简易计算得出的是最高速度，一般在这个速度的基础上加适当的余量。方法二、以下计算为考虑到气管尺寸长度、气阀大小、气缸缸径长度、气压，忽略负载率、背压、温度变化等其他因素。举例DAC40X300-A，气管6*6m、阀F10T0、压力为0.5MPa。S1（阀的节流面积）=4.8mm2S2（气管节流面积）=2.8mm2-------（见配管有效面积计算）1/S2=1/S12+1/S22（串联连接的节流面积计算）S=2.4mm2q1(气缸耗气量）=14.92*300cm3=4478cm3=4.5L-------（见气缸行程每1mm的空气消耗量）q2（气管耗气量）=0.8L-------（见气缸气管空气消耗量计算式）q=q1+q2=5.3LQ(每分钟供气）=90L/min-------(见气缸每分钟流量计算)T=(q/Q)*60（s）T=5.3/90*60=3.5s方法三、如设定负载率为60%，其它条件不