气缸选型与计算
（完整版）气缸选型与计算
（完整版）⽓缸选型与计算⽓缸的选型最全资料⽓缸的理论输出⼒普通双作⽤⽓缸的理论推⼒（N ）为：pD F 204π=式中, D ⼀缸径(mm)，p ⼀⽓缸的⼯作压⼒(MPa)。
理论拉⼒(N)为：pd D F )(4221-=π式中,d ⼀活塞杆直径（mm ）时,估算时可令d=0.3D 。
⽓缸的负载率⽓缸的负载率：是指⽓缸的实际负载⼒F 与理论输出⼒F0之⽐。
负载⼒是选择⽓缸的重要因素。
负载情况不同，作⽤在活塞轴上的实际负载⼒也不同。
⽓缸的实际负载是由⼯况所决定的，若确定了负载率η也就能确定⽓缸的理论出⼒，负载率普通⽓缸的计算举例⽤⽓缸⽔平推动台车，负载质量M=150kg ，台车与床⾯间摩擦系数0.3，⽓缸⾏程L=300mm ，要求⽓缸的动作时间t=0.8s ，⼯作压⼒P=0.5Mpa 。
试选定缸径。
⽓缸理论输出⼒表其中P1——⽓缸推⼒，P2——⽓缸拉⼒其它⽅⾯的选择1、类型的选择根据⼯作要求和条件，正确选择⽓缸的类型。
要求⽓缸到达⾏程终端⽆冲击现象和撞击噪声应选择缓冲⽓缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且⾏程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆⽓缸；要求制动精度⾼，应选锁紧⽓缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能⽓缸；⾼温环境下需选⽤耐热缸；在有腐蚀环境下，需选⽤耐腐蚀⽓缸。
在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。
要求⽆污染时需要选⽤⽆给油或⽆油润滑⽓缸等。
2、安装形式根据安装位置、使⽤⽬的等因素决定。
在⼀般情况下，采⽤固定式⽓缸。
在需要随⼯作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选⽤回转⽓缸。
在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选⽤轴销式⽓缸。
有特殊要求时，应选择相应的特殊⽓缸。
3、作⽤⼒的⼤⼩即缸径的选择。
根据负载⼒的⼤⼩来确定⽓缸输出的推⼒和拉⼒。
⼀般均按外载荷理论平衡条件所需⽓缸作⽤⼒，根据不同速度选择不同的负载率，使⽓缸输出⼒稍有余量。
缸径过⼩，输出⼒不够，但缸径过⼤，使设备笨重，成本提⾼，⼜增加耗⽓量，浪费能源。
气缸选型方法—推力计算、效率和横向载荷
气缸选型方法—推力计算、效率和横向载荷气缸选型的方法主要从用途、行程、缸径、安装方式等几个因素来选择合适的气缸。
一、气缸选型时需要确认的项目检查项目选择项目1 驱动方向是单动型、复动型2 是直线运动还是摆动运动支撑方式的选择（U型钩、法兰等）3 负荷移动所需要的推力缸径、使用压力4 负荷的移动距离汽缸的行程（汽缸压曲限度行程）5 负荷移动速度阀门尺寸、配管尺寸6 汽缸末端的冲击力缓冲（缓冲效果的确认）7 使用温度范围（是否在5～60℃以内）密封件的材质8 周围环境（尘埃、切削粉、加工液等）防尘罩9 有无腐蚀的可能性耐腐蚀汽缸（表面处理汽缸、耐腐蚀材料）二、气缸推力的计算双作用气缸，推力取决于缸径、活塞杆径和使用空气的压力。
汽缸的实际推力 FA＝F・μ＝（A・P）×μ▪FA：实际的推力 [N]▪F ：理论推力 [N]▪P：使用压力 [MPa]▪A：活塞受压面积 [mm2]▪μ：汽缸推力效率 [％]单作用气缸复动型汽缸的推力就是指作用在使汽缸复位的内装弹簧上的力（增压力或减压力）的数值。
推式单作用型汽缸（参照【图2】）的推力推力F PUSH＝π／4×（D2・P・μ）−（弹簧复位的力）▪D：缸径 [mm]▪π：3.14拉式单动型汽缸的推力推力F PULL＝π／4×（（D2—d2）・P・μ）−（弹簧复位的力）▪d：活塞杆径▪π：3.14三、汽缸的效率空气压力所产生的推力由于汽缸内部结构的摩擦阻力等原因，实际推力会比理论推力低。
使用压力：0.3MPa以上时，以汽缸推力效率：μ＝50％的程度进行计算，来选择汽缸。
四、允许横向载荷如果在活塞杆上有横向负荷，与汽缸顶部衬套部分及汽缸筒内壁的接触压力会增高，造成勾咬。
横向载荷限度以最大汽缸推力（μ＝100％）的1／20的程度算出。
气缸的选型和计算
气缸的选型和计算一、气缸的选型1.执行元件的工作要求：根据执行元件的工作速度、功率、工作压力等要求来选择气缸的尺寸和型号。
例如，对于较大的工作负载，需要选择直径较大的气缸，以获得足够的输出力。
2.工作环境：考虑气缸所处的工作环境，包括温度、湿度、腐蚀性等因素。
根据环境条件的不同，可以选择具有耐高温、耐腐蚀等特性的气缸。
3.驱动方式：根据驱动方式的不同，可以选择不同种类的气缸，包括单杆式气缸、双杆式气缸、简化气缸等。
4.安全因素：根据工作要求的安全性要求选择气缸，例如选择具有防爆、防护等特性的气缸。
在选择气缸时，可以参考气缸的相关技术参数，包括工作压力、输出力、活塞直径、活塞行程、工作温度范围、密封材料等。
二、气缸的计算气缸的计算过程一般包括确定气缸的活塞直径、活塞行程、工作压力等参数。
1.活塞直径的确定活塞直径通常由带杆载荷和工作压力来确定。
计算公式为：F=π/4*D²*P，其中F为输出力，D为活塞直径，P为工作压力。
2.活塞行程的确定活塞行程主要根据执行元件的工作行程来确定。
一般来说，活塞行程取执行元件行程的两倍即可，以确保执行元件能够实现全行程运动。
3.工作压力的确定工作压力是指气缸内部的压力，需要根据工作要求和执行元件的工作负载来确定。
一般来说，工作压力应低于气缸的额定工作压力。
需要注意的是，在进行气缸计算时，除了上述参数外，还应考虑一些特殊要求，如工作温度、密封材料的耐久性等。
总之，气缸的选型和计算是为了确保能够满足工作要求，提高系统的工作效率和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体情况认真选择和计算气缸，以确保系统的正常运行。
气缸选型计算公式
气缸选型计算公式
气缸的选型计算主要包括以下几个方面的内容：
1.动力需求计算：通过计算机械系统的工作负载和所需要的运动速度、力矩等参数，确定气缸的推力需求。
一般来说，气缸的推力需求等于其所
需的工作负载乘以工作速度的大小。
2.工作频率计算：根据机械系统的工作要求和使用环境，确定气缸的
工作频率。
工作频率通常指每分钟执行元件的工作次数。
根据工作频率，
可以确定气缸的工作寿命和使用寿命。
3.气源压力计算：在选择气缸之前，需要确定机械系统所需的气源压力。
气源压力是指气缸需要的输入压力，以便产生所需的工作推力。
气源
压力的选择要根据气缸的工作负载、工作速度和所需的工作推力等参数进
行计算。
4.气缸的尺寸计算：根据气缸的工作负载、推力需求和所需的工作速
度等参数，来确定气缸的有效面积大小。
气缸的有效面积是指气缸有效工
作面积的大小，它与推力需求和气源压力有关。
根据气缸的有效面积，可
以确定气缸的内径和有效行程。
5.气缸的选型和验证：根据气缸尺寸的计算结果，选择合适的气缸型号。
在选择气缸之后，需要进行验证，即通过计算和仿真来检查所选气缸
是否满足工作要求。
验证的内容包括气缸的推力、速度、加速度、负载承
载能力等参数。
以上是气缸选型计算的主要内容和步骤。
在实际应用中，还需要考虑
一些其他因素，如气源供应能力、气源管道和连接方式、气缸的密封性能、
工作环境的温度、湿度等因素。
在进行气缸选型计算时，还需要结合具体的工程实际，参考相关的规范和标准。
气缸选型与计算
气缸耗气量计算 公式：Q=V*n*p
气缸理论输出力 计算公式： F = p *A* η
气缸实际输出力 计算公式： F = p *A* η - F f
气缸直径计算公式：D=sqrt(Q/n) 气缸活塞杆速度计算公式：V=sqrt(P*60/n) 气缸活塞杆加速度计算公式：a=sqrt(P/m) 气缸活塞杆运动周期计算公式：T=2*pi*sqrt(m/P)
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回转式气缸：缸体可以围绕其轴线 旋转，适用于需要旋转运动的场合， 如机械手、回转台等。
摆动式气缸：缸体可以绕其轴线摆 动，适用于需要小角度摆动的场合， 如夹具、模具等。
金属密封环：适用于高温、高压、高腐蚀等恶劣环境
非金属密封环：适用于一般环境，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性
活塞式气缸：结构简单，制造成本低，但速度较慢，输出力较小 柱塞式气缸：柱塞行程长，输出力大，但速度较慢，且柱塞容易磨损 叶片式气缸：输出力较大，速度较快，但结构复杂，制造成本较高 齿轮式气缸：输出力大，速度较快，但结构复杂，制造成本较高
轻载低速场景： 适用于负载较 小、速度较低 的场合，如气 动门、气动座
椅等
中载中速场景： 适用于中等负 载、中等速度 的场合，如生 产线上的定位、
夹紧等
重载高速场景： 适用于高负载、 高速度的场合， 如冲压机、压
机等
特殊场景：适 用于高温、低 温、潮湿、腐 蚀等特殊环境， 如烘干机、制
冷设备等
Part Three
定义：气缸正常工作时，气体 的压力
单位：帕斯卡（Pa）或巴 （bar）
气缸工作压力的确定 气缸行程长度的选择
气缸输出力的计算 气缸安装位置的考虑
介绍不同类型气缸的特性和适 用场合
气缸的选型与计算
气缸的选型与计算发表时间：2018-08-22T10:58:53.453Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：陈淑[导读] 摘要：随着科技的迅速发展，各种机械设备脱颖而出。
（湛江宝发赛迪转底炉技术有限公司 524076）摘要：随着科技的迅速发展，各种机械设备脱颖而出。
气缸驱动在人们的生活中占据了很重要的地位。
气缸驱动是实现机械传动的机构，它是由气缸与换向阀组成。
气缸驱动系统由于系统构成简单，易于获得稳定速度，而且元器件价格低廉，比较容易维护等特点在工业自动化领域得到广泛的应用。
与电动机相比，气缸更擅:长做往复直线运动，而且仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流就可简单的实现稳定的速度控制。
也成为气缸驱动系统最大的特征和优势。
现在，气缸驱动系统已成为工业生产领域中的主流。
这几十年气动技术的快速发展甚至也可以说很大程度上得益于气缸的迅速普及。
关键词:气缸；结构；缸径；密封；设计；选型一、气缸的概述1.气缸根据作用方式不同可分为单作用式和双作用式。
单作用式气缸只能利用气体压力单方向运动，而反方向运动则要依靠重力、弹簧力等外力来实现；双作用式气缸的正、反两个方向的运动都由气体压力来实现。
由于单作用气压缸仅有单放向运动，有外力使活塞反向运动。
而双作用单活塞气压缸在压缩空气的驱动下可以向两个方向运动，但两个方向的输出力不同，这次设计应选用双作用式气缸。
2.首先应根据气缸的工况特点，选用气缸的类型以及安装方式，然后根据动力和运动分析，确定气缸的主要参数。
气缸的选用主要应考虑气缸的输出方式、工作行程大小、负载大小等。
二、气缸的结构与分析气缸主要是由由缸筒、端盖、活塞、活塞杆、和密封件组成。
如图1：图1 普通双作用气缸结构 1，13-弹簧挡圈；2-防尘圈压板；3-防尘圈；4-导向套；5-前端盖；6-活塞杆；7-气缸；8-缓冲垫； 9-活塞；10-活塞密封垫；11-密封圈；12-耐磨环；14-后端盖下面讲述气缸的主要组成部分 1.缸筒:缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。
气缸如何选型
气缸如何选型气缸选型一般是这样：首先先依据你必须要的出力换算出气缸的活塞面积F=n*P*S，公式中F是所必须要的输出力，P是系统压力，S就是活塞面积了，n是安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，活塞面积出来了再换算成活塞直径，一般气缸使用直径表示。
其次是依据运动的距离选择气缸的行程，如果必须要压紧，一般会吃进3~5mm。
然后依据安装方式选择你必须要的安装，是角座，法兰还是耳环安装。
后选择是否必须要行程检测开关等辅件就好了。
气缸主要的数据是缸径和行程。
气缸在工作时受力状况受到很多因素的影响，气缸内外气体的压力差影响着它，同时气缸还要承受蒸汽流出静止时对静止部分的反作用力所以在气缸选型时必须要特别注意，如果不能选择合适的气缸，不仅可能会损坏设备，同时也可能会耽误工作。
2气缸型号选择气缸型号选择依据气缸在出力换算出气缸的活塞面积F=n*P*S，公式中F是所必须要的输出力，P是系统压力，S就是活塞面积了，n是安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，活塞面积出来了再换算成活塞直径，一般气缸使用直径表示。
其次是依据运动的距离选择气缸的行程，如果必须要压紧，一般会吃进3~5mm。
然后依据安装方式选择你必须要的安装，是角座，法兰还是耳环安装。
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。
活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。
对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。
缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。
小型气缸有使用不锈钢管的。
带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。
气缸在我们在现代生产中发挥着非常重要的作用，它的输出力大、对使用者的要求较低、适应性强等优势成为用户喜爱它的重要原因，相信在将来这类产品会持续进步，在人类发展进步中发挥更重要的作用。
3气缸行程可以调节吗气缸在市场中已经有非常重要的地位，它带来的经济效益受到了广泛的关注，这也是越来越多人关注它的重要原因。
CKD气缸的选型与计算
CKD气缸的选型与计算 CKD气缸的选型在气动使用中经常涉及到，那么在做气缸选型时需要注意什么? 下面简单介绍下气缸选型参数要求：一、类型：根据操作形式选类型气缸操作方式有双作用，单动弹簧压入及单动弹簧压出三种方式。
在选型的时候，一般情况下会选双作用的气缸，现如今双作用气缸是用的最多的，单作用气缸用于的地方不是很多，在阻挡气缸会用的多些。
1）、从操作上分为单作用和双作用，前者又分弹簧压回和压出两种，一般用于行程短、对输出力和运动速度要求不高的场合，双作用气缸则更广泛应用。
2）、从功能上来分类型较多，如标准气缸、复合型气缸、特殊气缸、摆动气缸、气爪等，其中比较常用的为自由安装型气缸、薄型气缸、笔形气缸、双杆气缸、滑台气缸、无杆气缸、旋转气缸、夹爪气缸等二、缸径：根据有关负载，使用压力及作用方向确定。
三、行程：确定工作的移动距离，考虑工况可选择满行程及预留行程。
行程课测量得知，一般如果是压紧，或是顶住工件，不要选择满行程，可以把行程留大10mm左右。
如果是推送到某个位置，可以选择满行程，但要加缓冲四、系列：根据特点条件来选择气缸的系列，其中有划分三个要素：空间要素，精度要求，特定动作要求空间要素指气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸的较大或较小的气缸，具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点，比如薄型气缸（如SDA系列，缸径=Φ12mm～Φ100mm，行程≤100mm）和自由安装型气缸（如CU系列，缸径=Φ6mm～Φ32mm，行程≤100mm）广泛应用的气缸具有节省空间特长的还有无杆气缸，形象地说，有杆气缸的安装空间约2.2倍行程的话，无杆气缸可以缩减到约1.2倍行程，一般需要和导引机构配套，定位精度也比较高。
磁偶式无杆气缸：活塞两侧受压面积相等,具有同样的推力,有利于提高定位精度,适合长行程，重量轻、结构简单、占用空间小机械式无杆气缸：“有较大的承载能力和抗力矩能力，适用缸径Φ10mm～Φ80mm精度要求一般采用滑台气缸（将滑台与气缸紧凑组合的一体化的气动组件），也有各种细分的类型，工件可安装在滑台上，通过气缸推动滑台运动，适用于精密组装、定位、传送工件等。
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气缸的选型最全资料
气缸的理论输出力
普通双作用气缸的理论推力（N）为：
式中, D一缸径(mm)，p一气缸的工作压力(MPa)。
理论拉力(N)为：
式中,d一活塞杆直径（mm）时,估算时可令d=0.3D。
气缸的负载率
气缸的负载率：是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比。
负载力是选择气缸的重要因素。
负载情况不同，作用在活塞轴上的实际负载力也不同。
气缸的实际负载是由工况所决定的，若确定了负载率η也就能确定气缸的理论出力，负载率η的选取与气缸的负载性能及气缸的运动速度有关（见下表）
普通气缸的计算举例
用气缸水平推动台车，负载质量M=150kg，台车与床面间摩擦系数0.3，气缸行程L=300mm，要求气缸的动作时间t=0.8s，工作压力P=0.5Mpa。
试选定缸径。
气缸理论输出力表
其中P1——气缸推力，P2——气缸拉力
其它方面的选择
1、类型的选择
根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。
要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有
杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。
在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。
要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。
2、安装形式
根据安装位置、使用目的等因素决定。
在一般情况下，采用固定式气缸。
在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。
在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。
有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。
3、作用力的大小
即缸径的选择。
根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。
一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。
缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。
在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。
4、活塞行程
与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。
如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加10～20㎜的余量。
5、活塞的运动速度
主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。
要求高速运动应取大值。
气缸运动速度一般为50～800㎜/s。
对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气—液阻尼缸，则较易实现速度控制。
选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。
气缸的选型
程序1：根据操作形式选定气缸类型：
气缸操作方式有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式
程序2：选定其它参数：
1、选定气缸缸径大小根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定
2、选定气缸行程工件移动距离
3、选定气缸系列
4、选定气缸安装型式不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型
5、选定缓冲器无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、油压吸震器
6、选定磁感开关主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环
7、选定气缸配件包括相关接头
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