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(dòng)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(diǎn)。帶閥氣缸的閥有電控、氣控、機(jī)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(hào)時(shí)，則電磁閥被切換，輸出氣壓可直接控制氣缸動(dòng)作。
SMC氣缸稱機(jī)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(dòng)。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(dòng)固定在滑塊上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種氣缸的特點(diǎn)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(jī)構(gòu)；3） 適用于缸徑10～80mm，zui大行程在缸徑≥40mm時(shí)可達(dá)7m；4） 速度高，標(biāo)準(zhǔn)型可達(dá)0.1～0.5m/s；高速型可達(dá)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(dòng)活塞6、制動(dòng)瓦1、制動(dòng)臂4和制動(dòng)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(gè)放大的作用力作用在制動(dòng)瓦1上，把活塞桿鎖緊。要釋放對(duì)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(jìn)出口間裝有液壓單向閥、節(jié)流閥及補(bǔ)油杯。當(dāng)氣缸右端供氣時(shí)，氣缸克服載荷帶動(dòng)液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)（氣缸左端排氣），此時(shí)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(shí)若將節(jié)流閥閥口開大，則液壓缸左腔排油通暢，兩活塞運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度會(huì)減慢。這樣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，就能控制活塞的運(yùn)動(dòng)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(fèi)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(dá)；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(jī)械浮動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)現(xiàn)快退，用活塞上孔的多少和大小來控制快退時(shí)的速度。活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jìn)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(rèn)為已達(dá)氣源壓力ps，同時(shí)，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(dòng)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(dòng)，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(shí)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(yùn)動(dòng)加速度，使活塞高速運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)行沖擊。在此過程B口仍在進(jìn)氣，蓄氣缸腔至無桿腔已連通且壓力相等，可認(rèn)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(dòng)能，而活塞的部分動(dòng)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(yùn)動(dòng)，結(jié)果又會(huì)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(yùn)動(dòng)—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(diǎn)。
五階段：耗能段。活塞下行至終點(diǎn)后，如換向閥不及時(shí)復(fù)位，則蓄氣-無桿腔內(nèi)會(huì)繼續(xù)充氣直至達(dá)到氣源壓力。再復(fù)位時(shí)，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(shí)際使用時(shí)應(yīng)避免此段（令換向閥及時(shí)換向返回復(fù)位段）。
對(duì)內(nèi)徑D=90mm的氣缸，在氣源壓力0.65MPa下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)際工作時(shí)，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(hào)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(rèn)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(shí)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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