气缸用气量计算

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1、怎样计算气缸的耗气量，谢谢！Qmax=0.047D*D*s(P+0.1)/0.1*1/tQmax-最大耗气量 L/minD-缸经， cmt-气缸一次往返所需的时间，sP-工作压力，MPat-气缸一次往返所需的时间，s若是电磁阀控制，这个 t 怎么确定呀？可以计算平均耗气量Q=0.00157ND*D*s(P+0.1)/0.1Q-平均耗气量 L/minD-缸经， cmN-气缸每分钟的往返次数P-工作压力，MPa是不是还应该与实际行程或活塞的平均速度有关系呀。气动系统的设计一 工作方式设计 1运动一的工作顺序图（单个工作周期为 19 秒） 1 2 3 4 5 6 7上升 伸出 夹紧 缩回 手腕正转9

2、0手臂正摆180手腕反转908 9 10 11 12 13 下降 二次伸出 松开 二次缩回 手臂反摆180延时 2运动二的工作顺序图（单个工作周期为 42 秒）1 2 3 4 5反摆 135 伸出 500mm 夹紧 缩回 500mm 正摆 456 7 8 9 10伸出 125mm 松开 缩回 125mm 正摆 45 伸出 500mm 11 12 13 14 15夹紧 缩回 500mm 上升 100mm 反摆 45 伸出 125mm 16 17 18 19 20松开 缩回 125mm 伸出 125mm 夹紧 缩回 125mm21 22 23 24 25下降 100mm 正摆 45 伸出 500m

3、m 松开 缩回 500mm 26 27 28 29 30反摆 45 伸出 125mm 夹紧 缩回 125mm 反摆 45 31 32 33 34 35缩回 500mm 松开 缩回 500mm 正摆 135 延时 1 秒3.运动三的工作顺序图（单个工作周期为 53.5 秒）1 2 3 4 5上升 伸出 500mm 夹紧 缩回 500mm 手腕正转 906 7 8 9 10手臂正摆 180 手腕反转 90 下降 二次伸出 478.5mm松开 11 12 13 14 15二次缩回 478.5mm手臂反摆 180 上升 伸出 500mm 夹紧16 17 18 19 20缩回 500mm 手腕正转 90

4、 手臂正摆 171 手腕反转 90 下降21 22 23 24 25二次伸出 500mm 松开 二次缩回 500mm 手臂反摆 171 上升26 27 28 29 30伸出 500mm 夹紧 缩回 500 米 手腕正转 90 手臂正摆 180 31 32 33 34 35手腕反转 90 下降 二次伸出 337.5mm 松开 二次缩回337.5mm 36 37手臂反摆 180 延时 1 秒下一页二 执行元件选择 1、执行元件耗气量计算： 查机械设计手册第 5 分册，可知伸缩型气缸的耗气量： 有活塞杆腔时，无活塞杆腔时，式中： qv1缸前进时（杆伸出）无杆腔（包括柱塞缸）压缩空气消耗量( m3/s

5、)； qv2缸后退时（杆缩回）有杆腔压缩空气消耗量( m3/s)； D气缸内径（柱塞缸的柱塞直径）( m) d活塞杆直径 ( m) t1气缸前进（杆伸出）时完成全行程所需时间 ( s) t2气缸后退（杆缩回）时完成全行程所需时间 ( s) s缸的行程 ( m) 查 SMC 培训教材现代实用气动技术，可知摆动气缸的耗气量： 式中： qrH摆动气缸的最大耗气量；( L/min) V摆动气缸的内部容积；( cm3) P使用压力，( MPa) t摆动时间，( s) 夹紧气缸： 已知气缸内径 D=0.040(m)，行程 s=0.04(m)，全行程所需的时间 t1=0.5(s) 那么该气缸的耗气量： 伸缩

6、气缸： 已知气缸内径 D=0.032(m)，活塞杆直径 d=0.012(m)，行程 s=0.5(m)，全行程所需的时间t2=2(s) 那么该气缸的耗气量： 手腕回转气缸： 已知气缸体积 V=94.25(cm3)，使用压力 P=0.5(MPa)，摆动时间 t=0.5(s) 那么该气缸的耗气量： 手臂升降气缸： 已知气缸内径 D=0.05(m)，活塞杆直径 d=0.02(m)，行程 s=0.3(m)，全行程所需的时间t2=1.5(s) 那么该气缸的耗气量： 摆动气缸： 已知气缸体积 V=1300(cm3)，使用压力 p=0.5(MPa)，摆动时间 t=2(s) 那么该气缸的耗气量： 则，各执行元件

7、的类型与主要尺寸参数如下表 3-1 表 3-1 各执行元件类型及尺寸参数 部件 气缸 标号 内径 mm 活塞杆直径mm 行程 mm 全行程所需时间s 耗气量 cm3/s 手指部分 夹紧 气缸 CDQ2B40-40DC 40 / 35 0.5 100.48 手腕部分 腕部 气缸 CDRB1BW50-180S 50 / 90 1 113.48 伸缩 气缸 MDBB32-500 32 12 500 2 200.96 升降 气缸 MDBB50-300 50 20 300 1.5 392.5 手臂部分 摆动 气缸 QGK-1RSD80T180-E2 80 / 0180 2 391.3 上一页 下一页三控

8、制元件选择 1. 类型初定 根据气动回路系统对控制元件的流量要求、工作压力、工作环境及工作可靠性，结合气动回路原理图，初选各控制阀如下：主控电磁换向阀：全部选用 SMC 的 VFS 系列，通径待定； 单向节流阀：全部选用 SMC 的 AS 系列，通径待定。 2、选择主控电磁换向阀及气缸限流器 查新编机械设计师手册下册，当耗气量低于 194 cm3/s 时，电磁换向阀的通径可选取3mm，当耗气量低于 696 cm3/s 时，电磁换向阀的通径可选取 6mm。在上述五种，除升降气缸和摆动气缸最大的耗气量在 194cm3/s 以上外，其余气缸的耗气量均在 194cm3/s 以下，为了尽量使元件型号统一

9、，便于安装及维修时的更换，故电磁换向阀的通径选取 3 mm 和 4.5mm 两种。查 SMC 公司的五通先导式电磁阀 VFS 系列金属密封闭元件手册 及产品样本第 4 版等资料，选得各气缸的电磁换向阀及气缸限流器，如下表 3-2。3、选择气源三大件 在气动系统中，将过滤器、减压阀及油雾分离器组合在一起统称为气源三大件。其作用是清除压缩空气中的油污、水分各粉尘等；将较高的入口压力调节并降低到符合使用要求的出口压力，并保证调节后出口压力的稳定；分离掉压缩空气中的 0.35m，气状溶液油粒子及大于0.3m 的锈末、碳类微粒。 该原件的选择是根据气动系统的工作压力及流量要求，工作可靠性有关。因为各执行

10、元件因联锁关系不会同时工作特点，故选取该系统中压力、流量最大的执行元件摆动气缸来选择。工作压力：0.5MPa ，最大流量： 391.3 cm3/s，查 SMC 公司产品样本第 4 版，选择AC2000-02 空气过滤组合元件。 表 3-1 各执行元件类型及尺寸参数 部件 气缸 标号 内径 mm 活塞杆直径行程 mm 全行程所需时间耗气量 cm3/s mm s 手指部分 夹紧 气缸 CDQ2B40-40DC 40 16 35 0.5 100.48 手腕部分 腕部 气缸 CDRB1BW50-180S 50 / 90 1 113.48 伸缩 气缸 MDBB32-500 32 12 500 2 200

11、.96 升降 气缸 MDBB50-300 50 20 300 1.5 392.5 手臂部 分 摆动 气缸 QGK-1RSD80T180-E2 80 / 0180 2 391.3 表 3-2 电磁换向阀与气缸限流器型号表 电磁换向阀 气缸限流器 气缸 型号 配合管道 (O/I) 数量 型号 数量 夹紧 气缸 VFS-1220-5E-01 4/3 1 个 AS2000-01 1 个 腕部 气缸 VFS-1220-5E-01 4/3 1 个 AS2000-01 1 个 伸缩 气缸 VFS-1220-5E-01 4/3 1 个 AS2000-01 1 个 升降 气缸 VFS-2220-5E-01 8/

12、6 1 个 AS4000-01 1 个 摆动 气缸 VFS-2220-5E-01 8/6 1 个 AS4000-01 1 个 4确定管道直径、验算压力损失 选管道直径 根据管道内应遵循与电磁换向阀、气缸通径等相一致的原则，查新编机械设计师手册可知，管道内径 d：式中：Q压缩空气流量 v管内压缩空气流速 通常，一般管道应在 25m/s 以下 在该气压系统中最大的压缩空气流量为 410-43600 m3/h。 那么，为了使管道与电磁换向阀相匹配，取管道内径为 6mm，外径为 8mm。 验算压力损失 预设供气压力为 0.7 MPa，压力损失为P=50Kpa 查机械设计手册第 5 分册得知，对于管道长

13、度不是特别长时（小于 100m） 、气流流速v 不特别在的气动系统中，系统压力损失主要部分在于气流通过各个元件、辅件时的压力损失 pr2。对于不要求精确计算的系统，其压降验算可按下式进行， 式中， 压缩空气流经气动元件的压降总和； 系统容许的压降，取P=50Kpa 压降简化修正系数，K p=1.1 在所设计的系统中，减压阀及电磁换向阀的损失比较少，其主要的损失主要体现在气缸限流器及油雾器中。查机械设计手册第 5 分册，得知： 气缸限流器的 Pr2：24.5KPa 油雾器的 Pr2： 14.7 KPa 那么， 说明所选的阀及管道通径均合格。 上一页 下一页四各执行元件用气量的计算及空压机的确定

14、1. 各执行元件的压缩空气用气量： 执行元件的压缩空气用气量计算公式： 式中： Q元件的耗气量，( cm2) P使用压力，( Pa) P0大气压力，( Pa) 那么，夹紧气缸压缩空气用气量： 伸缩气缸压缩空气用气量： 升降气缸压缩空气用气量： 腕部气缸压缩空气用气量： 手臂摆动气缸压缩空气用气量： 则，各执行元件的压缩空气用气量如下表 3-3 表 3-3 各执行元件压缩空气相应参数 部件 气缸 耗气量 cm3/s 压缩空气用气量 cm3/s 全行程所需时间 s 手指部分 夹紧气缸 100.48 596.44 0.5 手腕部分 腕部气缸 113.48 673.6 1 伸缩气缸 200.96 11

15、92.86 2 升降气缸 392.87 2329.81 1.5 手臂部分 摆动气缸 391.3 2322.69 2 2. 气缸的理论用气量： 查机械设计手册第五分册，气缸平均用气量计算公式： 式中： a气缸每一次往复的作用次数：单作用缸 a=1，双作用缸 a=2 T气动系统的一次工作循环的时间，这里 T=20(s) t单个气缸一个行程所需的时间，( s) 那么，查机械设计手册第五册，空压机供气量计算公式： 考虑到系统的泄漏，通常泄漏量为用气量的 20%左右，那么 3. 选择空压机： 查机械设计手册第五册，初选长春空气压缩机厂的 VD2.2 型号滑片式风冷压缩机。其参数如下： 额定排气量：0.28 m3/min 电动机功率：2.2 kW 总重量：160 kg 额定排气压力：0.7 MPa 压气机储气缺罐容积：0.12 m3 LWH：1255510860 mm上一页 下一页五、气动元件清单（表 3-4） 表 3-4 气动元件物料清单 部件名称 型号 配合管道 数量 夹紧气缸 CD