SMC氣缸的瞬態(tài)特性,氣缸的速度特性
SMC氣缸壓力P1上升。有桿腔內(nèi)氣體經(jīng)B口通過換向閥的排氣口排氣,壓力P2下降。當活塞的無桿側(cè)與有桿側(cè)的壓力差達到氣缸的動作壓力以上時,活塞開始移動。活塞一旦啟動,活塞等處的摩擦力即從靜摩擦力突然降至動摩擦力,活塞稍有抖動?;钊麊雍螅瑹o桿腔為容積增大的充氣狀態(tài),有桿腔為容積減小的排氣狀態(tài)。隨外負載大小和充排氣回路的阻抗大小等因素的不同,活塞兩側(cè)壓力P1和P2的變化規(guī)律也不同,因而導致活塞的運動速度及氣缸的有效輸出力的變化規(guī)律也不同。下圖是氣缸的瞬態(tài)特性曲線示意圖。從電磁閥通電開始到活塞開始運動的時間為延遲時間。從電磁閥通電開始到活塞到達行程末端的時間為到達時間。.
SMC氣缸在活塞的整個運動過程中,活塞兩側(cè)腔室內(nèi)的壓力P1和P2以及活塞的運動速度U都在變化。這是因為有桿腔雖然排氣,但容積在減小,顧p2下降趨勢變緩。若排氣不暢,p2還可能上升。
SMC氣缸但容積在增大,若供氣不足或活塞運動速度過快,p1頁可能下降。由于活塞兩側(cè)腔內(nèi)的壓力差在變化,有影響到有效輸出力及活塞運動速度的變化。假如外負載力及摩擦力頁不穩(wěn)定的話,則氣缸兩腔的壓力和活塞運動速度的變化更復雜。
流入SMC氣缸內(nèi)的氣體溫度稱為介質(zhì)溫度。氣缸所處工作場所的溫度稱為環(huán)境溫度。.
一般情況下,對不帶磁性開關(guān)的氣缸,其環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度5~70攝氏度;對磁性開關(guān)氣缸,其環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度為5~60攝氏度。.
SMC氣缸內(nèi)密封材料在高溫下會軟化,低溫下會硬化脆裂,都會影響密封性能。雖然氣源經(jīng)冷卻式干燥器清除了水分,但溫度太低,空氣中仍會有少量水蒸氣冷凝成水造成結(jié)冰,導致缸、閥動作不良,故對溫度必須有所限制。
活塞在整個運動過程中,其速度是變化的。速度的最大值稱為最大速度,記為um。對非氣緩沖氣缸,最大速度通常在行程末端。對氣緩沖氣缸,最大速度通常在進入緩沖前的行程位置。
SMC氣缸沒有外負載力,并假定氣缸排氣側(cè)為聲速排氣,且氣源壓力不太低的情況下,求出的氣缸速度稱為理論基準速度。
其中,u0為理論基準速度.
SMC氣缸為排氣回路的合成有效截面積.
SMC氣缸側(cè)活塞的有效截面積。.
理論速度與無負載時氣缸的最大速度非常接近,故令無負載時氣缸的最大速度等于u0。.隨著負載的加大,氣缸的最大速度um將減小。.
SMC氣缸的平均速度v是氣缸的運動行程L除以氣缸的動作時間(通常按到達時間計算)t。通常所說的氣缸的速度都是指平均速度。在粗略計算時,氣缸的最大速度一般取平均速度1.4倍。
SMC氣缸的使用速度范圍大多是50~500mm/s。當速度小于50mm/s時,由于氣缸摩擦阻力的影響增大,加上氣體的可壓縮性,不能保證活塞作平穩(wěn)移動,會出現(xiàn)時走時停的現(xiàn)象,稱為“爬行"。當速度高于500mm/s時,氣缸密封圈的摩擦生熱加劇,加速密封件磨損,造成漏氣,壽命縮短,還會加大行程末端的沖擊力,影響到機械壽命。要想氣缸在低速度下工作,宜使用氣液阻尼缸,或通過氣液轉(zhuǎn)換器,利用氣液聯(lián)用缸進行低速控制。要想在更高速下工作,需加長缸筒長度、提高氣缸筒的加工精度,改善密封圈材質(zhì)以減小摩擦阻力,改善緩沖性能等。.