直线气缸选型向导
按"负载 → 负载率 → 压力 → 缸径 → 行程 → 安装/缓冲 → 磁性开关"标准流程,左侧填工况,右侧实时出结果。
① 工况与负载
垂直使用时直接按重力计算
启动需克服静摩擦,请按静摩擦系数取值(通常大于动摩擦)
如压紧力、切削力、弹簧力等
应 ≤ 减压阀进口压力 × 85%
② 运动参数与负载率
负载率已按速度分档隐含惯性负载;如需精确计入加速度力,请把 m×a 填入 F₀。垂直使用建议 η ≤ 0.5
④ 行程选择
压紧工况一般吃进 3~5mm(毫米)
⑤ 安装形式与缓冲 ⑥ 磁性开关
负载运动轨迹为直线 → 固定式(脚座/法兰);需摆动 → 耳环/耳轴
使用磁性开关的前提是气缸内置磁环
不确定?用左侧"气缸类型推荐"
🧮 实时计算结果
实际轴向负载 F-
负载率 η-
所需理论出力 F/η-
计算最小缸径-
★ 推荐标准缸径 D-
配套活塞杆径 d-
该缸径理论推力-
该缸径理论拉力-
出力余量校核-
杆屈曲校核(受压时)-
★ 推荐标准行程-
气缸类型推荐
从功能要求、空间要求、精度要求三方面确定气缸类别,再确认参数与附件。
回答几个问题,自动推荐气缸类型
常用气缸类型速查
| 类型 | 代表系列 | 缸径范围 | 特点 / 适用场合 |
|---|---|---|---|
| 标准气缸 | SC / SU / SI / DNC | Φ32~320 | 通用,出力大,行程范围广 |
| 薄型气缸 | SDA / CQ2 | Φ12~100 | 轴向尺寸短,行程≤100mm(毫米),省空间 |
| 自由安装气缸 | CU / CDU | Φ6~32 | 多面直接安装,结构紧凑 |
| 笔形气缸 | MA / CJ2 | Φ6~16 | 微型,小负载短行程,价格低 |
| 双杆气缸 | TN / CXS | Φ10~32 | 双活塞杆并联,抗旋转、导向好、出力约2倍 |
| 滑台气缸 | HLH / HLF / MXS | Φ6~32 | 滑台一体化,定位精度高,适合精密组装传送 |
| 无杆气缸(磁偶式) | CY1 / RMS | Φ10~40 | 安装空间约1.2倍行程,两侧等推力,适合长行程 |
| 无杆气缸(机械式) | CY3 / MY1 | Φ10~80 | 承载和抗力矩能力大,长行程 |
| 带导杆气缸 | MGPM / TC | Φ12~100 | 耐横向负载,抗弯矩 |
| 回转/摆动气缸 | HRQ / CRQ2 / MSQ / CRB2 | - | 齿轮齿条式 0~190°,叶片式 0~270°,摆台式 |
| 转角下压气缸 | MCK / QCK | Φ16~63 | 旋转到角度后下压夹紧,用于夹具 |
| 气动夹爪 | HFZ / HFT / HFR / HFC | Φ6~40 | 平行/支点开闭,搬运拾放工件 |
| 锁紧气缸 | CL / CNS | Φ32~125 | 行程中间位置制动保持,防掉落 |
| 气液增压缸 | MPT / APT | - | 气压驱动液压增力,出力可达数吨~数十吨 |
耗气量与气源计算
计算气缸最大/平均耗气量、空压机所需流量与配管管径。
输入参数
无数据时可取平均速度×1.5
一往复为 1 周
计算结果
单缸最大耗气量 Qmax-
单缸平均耗气量 Qca-
系统总耗气量 Q(全部缸)-
空压机所需输出流量 Qc-
推荐配管内径 ≥-
Qmax = 6·Vmax·A·10⁻⁵ ·(P+P₀)/P₀ (A=πD²/4, P₀=0.1013MPa)
Qca = 每循环耗气(推+拉侧容积)×(P+P₀)/P₀×N
Qc = K1·K2·K3·Q(漏损K1=1.3,备用K2=1.4,利用K3=0.8)
Qca = 每循环耗气(推+拉侧容积)×(P+P₀)/P₀×N
Qc = K1·K2·K3·Q(漏损K1=1.3,备用K2=1.4,利用K3=0.8)
冷冻式干燥机额定处理流量同样按 Qc = K1·K2·K3·Q 选取(K 为进气/温度/环境修正系数)。
回转(摆动)气缸选型
按"转动惯量 → 角加速度 → 所需转矩(含重力矩)→ 动能校核 → 选型号"流程(经验公式源自亚德客手册)。
输入参数
可在 SolidWorks 质量属性中查询惯性张量(旋转中心置于坐标轴)
用于重力矩校核:T_g = m·g·r
重心偏离回转轴线的水平距离;无偏置填 0
齿轮齿条式一般 0~190°
一般取 5
计算结果与型号推荐
角加速度 α = 2θ/t²-
最大角速度 ωmax = 2θ/t-
其中重力矩 T_g = m·g·r-
★ 所需转矩 T = K·J·α + T_g-
负载最大动能 E = J·ω²/2-
★ 推荐型号(HRQ 齿轮齿条式)-
转矩随压力近似线性变化;表中为 0.5MPa 参考转矩,最终以厂家样本为准。动能超过允许值时须选带液压缓冲器规格(型号加 A)。
气动夹爪选型
按"工件重量 → 所需夹持力 → 选气爪规格"流程。
输入参数
一般取 4;搬运有加速度时取更大
计算结果与规格推荐
工件重力 W = mg-
★ 单指所需夹持力 F ≥ K·W/(μ·n)-
经验校核(夹持力 ≈ 10~20 倍工件重力)-
★ 推荐规格-
夹持力为 0.5MPa 时参考值(随压力线性变化),夹持点距离 L 不得超样本允许值,最终以厂家样本为准。
气缸理论出力查询表
标准缸径在各工作压力下的理论推力/拉力(单位:N;kgf ≈ N ÷ 9.8)。实际可用出力 = 理论值 × 负载率η。
选型知识库
摘自教程资料的核心选型方法、公式与气缸分类。
一、双作用气缸选型六步法
| 步骤 | 要点 |
|---|---|
| 1. 选定缸径 | 确定轴向负载 F(水平 F=μmg,垂直 F=mg)→ 按运动状态选负载率 η → 确定使用压力 P(≤减压阀进口压力85%)→ 由 F=η·P·S 求活塞面积 S,换算缸径 D 并标准化 |
| 2. 选定行程 | 按操作距离与传动机构行程比预选,留适当余量,尽量选标准行程(本表为厂商常用库存系列;GB/T 2349 第一系列为 25/50/80/100/125/160/200…;压紧工况吃进 3~5mm(毫米)) |
| 3. 选定品种 | 按使用目的、缸径、行程从系列中选品种(标准/薄型/滑台/无杆/双杆…) |
| 4. 选安装形式 | 基本型、脚座型、杆侧/无杆侧法兰、单/双耳环、杆侧/无杆侧/中央耳轴 |
| 5. 选缓冲形式 | 无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲(可调)、外置液压缓冲器 |
| 6. 磁性开关 | 位置检测用;前提是气缸内置磁环;安装方式有钢带式、轨道式、拉杆式、直接安装 |
二、核心计算公式
理论推力 Ft₁ = P·π·D²/4 理论拉力 Ft₂ = P·π·(D²−d²)/4
负载率:阻性负载 0.8;惯性负载 v<100mm/s(毫米/秒) 取 0.65;v=100~500 取 0.5;v>500 取 0.35;垂直使用 ≤0.5
缸径反算 D = √(4F / (η·P·π))(推力侧);拉力侧扣除杆径面积后求解
杆屈曲校核(受压工况):Pcr = π²·E·I / L²,I = π·d⁴/64,E=206000MPa;安全载荷 = Pcr / n(本软件 n=4,两端铰支假设)
最大耗气量 Qmax = 6·Vmax·A·10⁻⁵ (L/min,压缩状态);标准状态 Q = Qmax·(P+P₀)/P₀,P₀=0.1013MPa
空压机输出流量 Qc = K1·K2·K3·Q;本软件取值:漏损 K1=1.3(范围 1.15~1.5),备用 K2=1.4(范围 1.3~1.6),利用 K3=0.8(范围 0.5~1)
配管内径 d = √(4Q / (π·v));主管路流速 8~10m/s,支管 10~15m/s
气罐容积(停机保压)V ≥ P₀·Q·T / (P1−P2)
回转气缸:角加速度 α=2θ/t²;所需转矩 T=K·J·α + m·g·r(K≈5,惯性矩带安全系数;m·g·r 为重心偏置重力矩);最大角速度 ωmax=2θ/t;动能 E=J·ω²/2
三、气缸按结构分类(摘自资料)
| 类别 | 名称 | 使用特点 |
|---|---|---|
| 单作用气缸 | 柱塞式 | 柱塞外伸靠气压驱动,复位靠重力或外力 |
| 活塞式 | 压缩空气单方向驱动,靠外力/重力/弹簧回复 | |
| 薄膜式 | 膜片代替活塞,弹簧回复,行程短、结构简单 | |
| 双作用气缸 | 普通气缸 | 两方向均气压驱动,行程按需要选定 |
| 双活塞杆气缸 | 两方向气压驱动,双向出杆 | |
| 缓冲气缸(可调/不可调) | 临近行程终点减速防撞击;可调型缓冲效果可调 | |
| 特殊气缸 | 串联气缸 | 多活塞串联,输出力为各活塞力之和,驱动力大 |
| 冲击气缸 | 突然大量供气+快速排气,用于切断、冲孔、打击 | |
| 多位/数字气缸 | 活塞杆可停留在多个位置;行程按几何级数组合 | |
| 伸缩气缸 | 多活塞依次运动,适合较大工作行程 | |
| 钢索式气缸 | 钢丝绳代替刚性活塞杆,小直径特长行程(可达6m) | |
| 增压气缸 / 气液增压缸 | 利用活塞面积差增大输出压力 | |
| 气液阻尼缸 | 气液联动,活塞杆运动平稳 | |
| 伺服气缸 | 气压信号成比例转换为位移,用于自动控制 |
四、缸径分级与选型要点
| 分级 | 缸径范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 微型气缸 | Φ2.5 ~ Φ6 | 缸径与杆径系列执行 GB2348-80(ISO3320)。缸径选小出力不够,选大则笨重、成本高、耗气浪费;夹具设计尽量用增力机构减小缸径。出力效率约 85%(F′=F×85%)。行程 >1250mm(毫米) 时行程允差由供需双方确定。 |
| 小型气缸 | Φ8 ~ Φ25 | |
| 中型气缸 | Φ32 ~ Φ320 | |
| 大型气缸 | > Φ320 |
气缸选型报告
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