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了解SMC氣缸/桿不回轉(zhuǎn)型操作方法
SMC氣缸、換向閥和速度控制閥等組成的一種組合式氣動執(zhí)行元件。它省去了連接管道和管接頭，減少了能量損耗，具有結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便等優(yōu)點。帶閥氣缸的閥有電控、氣控、機控和手控等各種控制方式。閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部、上部等幾種。如圖13－5所示，電磁換向閥安裝在氣缸的上部，當(dāng)有電信號時，則電磁閥被切換，輸出氣壓可直接控制氣缸動作。
SMC氣缸稱機械接觸式無桿氣缸，其結(jié)構(gòu)如13－8所示。在氣缸缸管軸向開有一條槽，活塞與滑塊在槽上部移動。為了防止泄漏及防塵需要，在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過槽，把活塞與滑塊連成一體。活塞與滑塊連接在一起，帶動固定在滑塊上的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動。這種氣缸的特點是：1） 與普通氣缸相比，在同樣行程下可縮小1/2安裝位置；2） 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機構(gòu)；3） 適用于缸徑10～80mm，zui大行程在缸徑≥40mm時可達7m；4） 速度高，標準型可達0.1～0.5m/s；高速型可達到0.3～3.0m/s。
SMC氣缸按鎖緊方式可分為卡套錐面式、彈簧式和偏心式等多種形式。卡套錐面式鎖緊裝置由錐形制動活塞6、制動瓦1、制動臂4和制動彈簧7等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)原理如圖13－10所示。作用在錐狀鎖緊活塞上的彈簧力由于楔的作用而被放大，再由杠桿原理得到放大。這個放大的作用力作用在制動瓦1上，把活塞桿鎖緊。要釋放對活塞的鎖緊，向供氣口A′供應(yīng)壓縮空氣，把鎖緊彈簧力撤掉。
SMC氣缸與液壓缸串聯(lián)而成，兩活塞固定在同一活塞桿上。液壓缸不用泵供油，只要充滿油即可，其進出口間裝有液壓單向閥、節(jié)流閥及補油杯。當(dāng)氣缸右端供氣時，氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞向左運動（氣缸左端排氣），此時液壓缸左端排油，單向閥關(guān)閉，油只能通過節(jié)流閥流入液壓缸右腔及油杯內(nèi)，這時若將節(jié)流閥閥口開大，則液壓缸左腔排油通暢，兩活塞運動速度就快，反之，若將節(jié)流閥閥口關(guān)小，液壓缸左腔排油受阻，兩活塞運動速度會減慢。這樣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，就能控制活塞的運動速度。可以看出，氣液阻尼缸的輸出力應(yīng)是氣缸中壓縮空氣產(chǎn)生的力（推力或拉力）與液壓缸中油的阻尼力之差。
日本SMC；日本喜開理CKD；日本神視 SUNX;日本歐姆龍OMRON；日本KEYENCN ；油研（YUKEN），日本TAIYO太陽鐵工；日本小金井KOGANEI，德國費斯托FESTO;德國BURKERT寶德；德國皮爾磁PILZ；德國易福門愛福門IFM；德國E+H；德國P+F；英國NORGREN諾冠：德國HERION海隆；德國BUSCHJOST寶碩；德國BALLUFF巴魯夫；德國UNI；法國SCHNEIDER施耐德；韓國YPC，韓國YSC，美國ASCO；美國威格士VICKERS；美國西特Setra；美國Gems；美國parker派克；德國BOSCH REXROTH博士力士樂意大利CALPEDA科沛達；意大利ODE；意大利UNIVER；瑞士ABB；等。
SMC氣缸設(shè)置或裝于缸蓋上；單向閥裝在活塞上（如擋板式單向閥）；缸壁上開孔、開溝槽、缸內(nèi)滑柱式、機械浮動聯(lián)結(jié)式、行程閥控制快速趨近式等。活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸見圖42.2-7。活塞上帶有擋板式單向閥，活塞向右運動時，擋板離開活塞，單向閥打開，液壓缸右腔的油通過活塞上的孔（即擋板單向閥孔）流至左腔，實現(xiàn)快退，用活塞上孔的多少和大小來控制快退時的速度。活塞向左運動時，擋板擋住活塞上的孔，單向閥關(guān)閉，液壓缸左腔的油經(jīng)節(jié)流閥流至右腔（經(jīng)缸外管路）。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度即可調(diào)節(jié)活塞慢進的速度。其結(jié)構(gòu)較為簡單，制造加工較方便。
SMC氣缸腔內(nèi)壓力p30可認為已達氣源壓力ps，同時，容積很小的無桿腔（包括環(huán)形空間C）通過排氣孔3與大氣相通，故無桿腔壓力p10等于大氣壓力pa。由于pa/ps大于臨界壓力比0.528，所以活塞開始移動后，在zui小流通截面處（噴氣口與活塞之間的環(huán)形面）為聲速流動，使無桿腔壓力急劇增加，直至與蓄氣缸腔內(nèi)壓力平衡。該平衡壓力略低于氣源壓力。以上可以稱為沖擊段的I區(qū)段。I區(qū)段的作用時間極短（只有幾毫秒）。在I區(qū)段，有桿腔壓力變化很小，故I區(qū)段末，無桿腔壓力p1（作用在活塞全面積上）比有桿腔壓力p2（作用在活塞桿側(cè)的環(huán)狀面積上）大得多，活塞在這樣大的壓差力作用下，獲得很高的運動加速度，使活塞高速運動，即進行沖擊。在此過程B口仍在進氣，蓄氣缸腔至無桿腔已連通且壓力相等，可認為蓄氣-無桿腔內(nèi)為略帶充氣的絕熱膨脹過程。
SMC氣缸腔內(nèi)壓力能轉(zhuǎn)化成活塞動能，而活塞的部分動能又轉(zhuǎn)化成有桿腔的壓力能，結(jié)果造成有桿腔壓力比蓄氣-無桿腔壓力還高，即形成“氣墊"，使活塞產(chǎn)生反向運動，結(jié)果又會使蓄氣-無桿腔壓力增加，且又大于有桿腔壓力。如此便出現(xiàn)活塞在缸體內(nèi)來回往復(fù)運動—即彈跳。直至活塞兩側(cè)壓力差克服不了活塞阻力不能再發(fā)生彈跳為止。待有桿腔氣體由A排空后，活塞便下行至終點。
五階段：耗能段。活塞下行至終點后，如換向閥不及時復(fù)位，則蓄氣-無桿腔內(nèi)會繼續(xù)充氣直至達到氣源壓力。再復(fù)位時，充入的這部分氣體又需全部排掉。可見這種充氣不能作用有功，故稱之為耗能段。實際使用時應(yīng)避免此段（令換向閥及時換向返回復(fù)位段）。
對內(nèi)徑D=90mm的氣缸，在氣源壓力0.65MPa下進行實驗，所得沖擊氣缸特性曲線見圖42.2-12。上述分析基本與特性曲線相符。
沖擊氣缸在實際工作時，錘頭模具撞擊工件作完功，一般就借助行程開關(guān)發(fā)出信號使換向閥復(fù)位換向，缸即從沖擊段直接轉(zhuǎn)為復(fù)位段。這種狀態(tài)可認為不存在彈跳段和耗能段。
SMC氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見，其一部分能量（有時是較大部分能量）被消耗于克服背壓（即p2）做功，因而沖擊能沒有充分利用。假如沖擊一開始，就讓有桿腔氣體全排空，即使有桿腔壓力降至大氣壓力，則沖擊過程中，可節(jié)省大量的能量，而使沖擊氣缸發(fā)揮更大的作用，輸出更大的沖擊能。這種在沖擊過程中，有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸，稱為快排型沖擊氣缸。其結(jié)構(gòu)見圖42.2-13a。
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