气缸的种类及选型、计算【干货】
（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。
气缸选型手册
神威气动 文档标题：气缸选型手册一、气缸选型手册的介绍：引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。
空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。
涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。
气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。
二、气缸种类：①单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
②双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。
③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。
它的密封性能好，但行程短。
④冲击气缸：这是一种新型元件。
它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（10～20米/秒）运动的动能，借以做功。
⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。
有磁性气缸，缆索气缸两大类。
做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280°。
此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。
三、气缸结构：气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示：2：端盖端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。
杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。
杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。
导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。
端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。
3：活塞活塞是气缸中的受压力零件。
为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。
活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。
耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。
活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。
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
气缸的种类及选型、计算【干货】
气缸的种类及选型、计算内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.01—气缸型号分类（1）从动作上分为单作用和双作用，结构示意图如图所示，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（价格低、耗能少）,双作用气缸则更广泛应用。
（注：不要把单双作用气缸跟带还是不带磁环气缸等同了）（2)从功能上来分（比较贴合设计情况），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,如图所示，大家只要了解各种气缸大致特性和对应型号，要用时调（标准件图纸)出来即可！基于对气缸在动力特性或空间布局方面的应用特长，我们在实际选用气缸时，首先是确定一个合适的类别从三面考虑：功能要求、空间要求,精度要求。
02-气缸型号、气缸种类、气缸规格、最全面的气缸大全选型介绍与分析节省空间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），如图所示：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，如图所示机械式无杆气缸:“有较大的承载能力和抗力矩能力，适用缸径Φ10mm～Φ80mm，如图所示此外，同样希望节省空间兼顾导向精度要求时，往往会用到双杆气缸(相当于两个单杆气缸并联成一体），如图所示。
气缸选型指南
气缸的选购指南第一部分：要确定负载的大小1、选定气缸的缸径尺寸:使用的压缩空气的压力确定动作的方向（使用推力或拉力）计算公式:气缸推力F0=0.25pD2P气缸拉力F0=0.25p（D2-d2）P D=气缸活塞直径（cm）d=气缸活塞杆直径（cm）P=气缸的工作压力（kgf/cm2）F2=气缸的理论推拉力（kgf）注：△1上述出力计算适用于气缸速度50~500mm/s的范围内△2气缸以上下垂直形式安装使用，向上的推力约为理论计算推力的50%△3气缸横向水平使用时，考虑惯性因素，实际出力与理论出力基本相等。
为了避免用户选用时的有关的计算，用户可根据负载、工作压力、动作方向从表格中选择合适的缸径尺寸。
缸径气缸的理论输出力（推力）使用空气压力0.20.30.40.50.60.70.810 1.57 2.36 3.14 3.93 4.71 5.50 6.2816 4.02 6.038.0410.112.114.116.120 6.289.4212.615.718.822.025.0259.8114.719.640.248.356.364.43216.024.132.240.248.356.364.44025.137.750.362.875.488.0100.55039.258.978.598.21171371576362.393.512515618721825080100151201251300352402100157236314393471550628125245368491615736859982160402603804100512061407160818050876310181272152717812036200628942125715711885219925142509811473196324542945343639263201608241232164021482556296432400253137965026628375398796100521、选定气缸的行程：确定工作的移动距离，考虑工况可选择满行程或预留行程。
气动元件选型
一气缸选型1．气缸的行程：标准气缸取决于ARM的打开角度和力臂的长短；其它的气缸视情况而定；标准气缸在用于夹紧工件时，行程要留5mm的余量（气缸在推出作用力时，余量留在气缸头部；气缸在缩回作用力时，余量留在气缸尾部）2．气缸的缸径：1)气缸出力F的计算：在工厂中一般使用的压力是P=5kgf/cm2，考虑到损失，则P=4.5kgf/cm2，D—气缸直径，d—活塞杆直径。
推力效率，根据缸径、密封阻力、摩擦阻力等不同，负载率η一般设定在50～70％。
气缸在推出作用力：F=π4D2∙P∙η气缸在缩回作用力：F=π4（D2−d2）∙P∙η2)夹具的夹紧力：在中国工件的被夹紧力的理论值Q为40~50kgf/cm2，在日本工件的被夹紧力的理论值Q为20~30kgf/cm2，如图1-1，根据杠杆原理得到：气缸在推出作用力：XY =QF=Qπ4D2∙P∙η气缸在缩回作用力：XY =QF=Qπ4（D2−d2）∙P∙η图1- 13)气缸的直径D：(mm)推出作用力的气缸缸径：D=10∙√4Q∙Yπ∙P∙η∙X+d2(mm) 缩回作用力的气缸缸径：D=10∙√4Q∙Yπ∙P∙η∙X根据气缸的直径D选择标准的缸径3. 气缸的运动轨迹：直线运动、摆动运动、旋转运动，如图1-2。
图1- 24. 气缸的安装方式，如图1-1，1-3。
图1- 35. 空间位置大则选用一般的气缸，空间位置小则选用薄型气缸。
如图1-4。
6. 气缸开关分为：有节点气缸开关和无节点气缸开关，二者比较如表1-1。
表格1-1气缸开关按功能可分为：双色显示开关，位置偏差检测开关和耐强磁场开关。
由于汽车焊接现场属于强磁场环境，因此通常选用耐强磁场开关，如图1-4。
图1- 4二气缸辅件选型1.气动回路的基本构成，如图2-1。
图2- 12.气动回路的图形符号，如图2-2。
图2- 23.一般在所选的气缸的规格表中会指出配管口径；标准型的气缸自带有调速阀，而薄型气缸、双导杆气缸需另配调速阀；夹具中通常使用电磁换向阀；根据配管的口径，选择相应的电磁换向阀、消音器、减压阀、过滤阀、干燥器、残压排出阀等。
气缸选型计算
神威气动 文档标题：气缸选型计算气缸选型计算的介绍：引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。
空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。
涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。
气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。
二、气缸种类：①单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
②双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。
③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。
它的密封性能好，但行程短。
④冲击气缸：这是一种新型元件。
它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（10～20米/秒）运动的动能，借以做功。
⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。
有磁性气缸，缆索气缸两大类。
做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280°。
此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。
三、气缸结构：气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示：2：端盖端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。
杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。
杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。
导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。
端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。
3：活塞活塞是气缸中的受压力零件。
为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。
活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。
耐磨环长使用聚氨酯、神威气动 聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。
活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。
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气缸的种类及选型、计算
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气缸型号分类
（1）从动作上分为单作用和双作用，结构示意图如图所示，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（价格低、耗能少），双作用气缸则更广泛应用。
（注：不要把单双作用气缸跟带还是不带磁环气缸等同了）
（2）从功能上来分（比较贴合设计情况），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，如图所示，大家只要了解各种气缸大致特性和对应型号，要用时调（标准件图纸）出来即可！
基于对气缸在动力特性或空间布局方面的应用特长，我们在实际选用气缸时，首先是确定一个合适的类别从三面考虑：功能要求、空间要求，精度要求。
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气缸型号、气缸种类、气缸规格、最全面的气缸大全选型介绍与分析
节省空间
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），如图所示：
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，如图所示
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，如图所示
此外，同样希望节省空间兼顾导向精度要求时，往往会用到双杆气缸（相当于两个单杆气缸并联成一体），如图所示。