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叶片式摆动气缸 |
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概 述 |
叶片式摆动气缸使活塞杆作旋转摆动运动，与单齿轮齿条摆动气缸相比，它的工作转矩大，旋转摆动角度最大为270°(见图a)，与棘轮装置配用可制成气分度工作台 |
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工 作 原 理 |
原 理 图 |
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说 明 |
叶片式摆动气缸工作原理如图b所示，旋转叶片、输出轴及旋转角度调整杆三者固定在一起，当外部压缩空气推动旋转叶片时，则使输出轴及旋转角度调整杆一起旋转摆动。旋转摆动角度是靠调整外部的可调挡块(止动挡块)，在叶片式摆动气缸后壳体离轴中心半径方向有一圈沟槽，可调挡块(止动挡块)通过螺钉被固定在沟槽上，如要改变旋转摆动的角度，则在沟槽内调整可调挡块(止动挡块)位置便可。有一定厚度的叶片只能作小于360°的旋转摆动，由于两个可调挡块的物理尺寸的缘故，因此叶片式摆动气缸的最大旋转摆动可设定在270°。叶片式摆动气缸的缓冲是靠外部的液压缓冲器来实现，它的位置检测也是通过安装在外部的电感式接近传感器来获取 |
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技 术 参 数 |
叶片式摆动气缸目前还无ISO国际标准(指安装界面、外形尺寸)，因此各国气动厂商根据自己的设计的结构，如叶片活塞的臂长，会产生不同的力矩，也会有不同的转动惯量和速度特性等 |
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活塞直径f /mm |
12 |
16 |
25 |
32 |
40 |
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气接口 |
M5 |
G1/8 |
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结构特点 |
叶片驱动的摆动气缸 |
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工作介质 |
过滤压缩空气，润滑或未润滑 |
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缓冲形式 |
任意一端具有不可调缓冲；一端自调节缓冲器；双滚自调节缓冲器 |
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最大摆角/(°) |
不带缓冲器 |
270 |
270 |
270 |
270 |
270 |
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带缓冲器(CR/CL) |
254 |
254 |
258 |
258 |
255 |
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带两个缓冲器(CC) |
238 |
238 |
246 |
246 |
240 |
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最大许用频率(最大摆 角情况)/Hz |
不带缓冲器 |
2 |
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带缓冲器 |
1.5 |
1 |
0.7 |
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外部挡块限制摆动角度 的条件 |
最小许用止动半径/mm |
15 |
17 |
21 |
28 |
40 |
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最大许用冲击力/N |
90 |
160 |
320 |
480 |
650 |
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缓冲角度/(°) |
不带缓冲器 |
1.8~2.1 |
1.3~2.1 |
1.1~1.9 |
0.9~1.7 |
1.4~2.1 |
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带缓冲器 |
13 |
12 |
10 |
12.5 |
15 |
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摆角可调/(°) |
不带缓冲器-5~1；带缓冲器→1/4.2~28 |
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在最大摆角，压力为6bar时的耗气量(理论值)/cm3 |
82 |
163 |
288 |
632 |
1168 |
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工作压力/bar |
2~10 |
1.5~10 |
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温度范围/℃ |
-10~60 |
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力和力矩 |
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6bar时的力矩/N·m |
1.25 |
2.5 |
5 |
10 |
20 |
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最大许用轴上径向负载/N |
45 |
75 |
120 |
200 |
350 |
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最大许用轴上轴向负载/N |
18 |
30 |
50 |
75 |
120 |
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最大许用轴上转动惯量 /kg·m2 |
不带缓冲器 |
0.35×10-4 |
0.7×10-4 |
1.1×10-4 |
1.1×10-4 |
2.4×10-4 |
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带缓冲器 |
7×10-4 |
12×10-4 |
16×10-4 |
21×10-4 |
40×10-4 |
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缓冲角度与旋转摆动时间的关系 |
上表中提到的缓冲角度(带缓冲器与不带缓冲器)一栏，其本质表现在缓冲距离，缓冲角度越大则说明缓冲距离也越长，对于无液压缓冲器制动形式，当旋转摆动速度很高时(摆动时间越小时)，其终 点动能越大，会对输出轴/旋转角度调整杆造成损毁。从图c可看到釆用固定挡块曲线的图内，如摆动时间在10ms时允许的摆动角度为0.6°~0.7°，而采用内置液压缓冲器曲线的图表内摆动时间在10ms时允许摆动角度为4.2° 固定挡块内置液压缓冲器
(c)缓冲(缓冲角度ω和摆动时间t的关系) |
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转动惯量与摆动时间的关系 |
叶片式摆动气缸作旋转摆动时旋转输出轴便产生转动惯量(见力和力矩表)，表中描述某气动生产厂商的叶片式摆动气缸的输出轴允许最大的转动惯量，输出轴运动至终点时，有液压缓冲器结构比无液压缓冲器结构，其缓冲承受的惯量要大得多，而旋转摆动时间越短，能承受的转动惯量越小(见图d)，如叶片式摆动气缸旋转输出轴承能承受转动惯量不够大时，意味着需加装单向节流阀，调慢旋转速度，把转动惯量降下来
(d) 注：DSM为某德国气动厂商叶片式摆动气缸的型号 YSR为某德国气动厂商液压缓冲器的型号 |
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例 题 |
一个DSM-25-270-P的叶片式摆动气缸在旋转的时候，0.4s内旋转180°，气爪和负载的转动惯量为4.5×10-4kg·m2，问是否需要使用单向节流阀或带液压缓冲器 解：从图d中查DSM-25-270-P的图表，许用转动惯量为6.5×10-4kg·m2，因此叶片式摆动气缸可不用单向节流阀，也不需要液压缓冲器 |
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叶片式摆动气缸作旋转分度 |
鉴于叶片式摆动气缸能产生大的转矩，它的旋转角度可任意设置调整(不带缓冲的调节角度可从-5°~1°)，因此，它具备分度的条件，叶片式摆动气缸与棘轮装置(见图e)组合在一起便可作为专用的工作台分度，该分度装置的最小分度角度为3°，它的分度精度取决于摆动速度和负载。叶片式摆动气缸作旋转分度在自动流水线上应用广泛
(e) |
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续表