摘要:本文介紹了幾種低摩擦氣缸的動作原理、特點(diǎn)、特性及其應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:低摩擦氣缸
低摩擦氣缸是指活塞滑動阻力很小的氣缸。下面除介紹了傳統(tǒng)的低摩擦氣缸外,重點(diǎn)介紹了目前國外最新間隙密封型低摩擦氣缸。
1、傳統(tǒng)的低摩擦氣缸
[align=center]
圖1低摩擦氣缸的結(jié)構(gòu)簡圖[/align]
①活塞密封圈 ②支撐O型圈 ③活塞 ④活塞靜密封圈 ⑤耐磨環(huán)
傳統(tǒng)低摩擦氣缸系列
除提高氣缸的加工精度、采用特殊潤滑脂和使用摩擦系數(shù)很小的材質(zhì)外,活塞上只裝單向密封圈,其滑動阻力特別小,只隨氣壓的增大略有增加。低摩擦氣缸的最低工作壓力很低,可至0.01Mpa。
活塞上只裝一個單向密封圈的低摩擦氣缸在使用時是有方向性的。從桿側(cè)通口加壓(另一側(cè)排放大氣)或雖兩側(cè)加壓,但桿側(cè)壓力高于無桿側(cè),為B型(使用例圖2)。從無桿側(cè)通口加壓(桿側(cè)通口排大氣)或雖兩側(cè)加壓,但無桿側(cè)壓力高于桿側(cè),稱F型(使用例圖3),在選用時要注意。若在活塞上裝有2個反向的單向密封圈或裝1個壓縮量很小的組合型密封則低摩擦方向變成雙向型。
[align=center]
圖2 圖3[/align]
圖2用于接觸壓力控制,雖然卷筒外徑發(fā)生變化,但氣缸內(nèi)壓力能保持一定,故驅(qū)動輪表面的接觸壓力也維持不變。圖3移動物體的形狀和外徑尺寸雖發(fā)生變化,但氣缸作用在物體上的力f可維持不變。
低摩擦型氣缸,在低摩擦方向的速度控制應(yīng)使用進(jìn)氣節(jié)流式(圖2、3)。若使用排氣節(jié)流,由于存在背壓,滑動阻力會增大。
低摩擦氣缸有微漏,泄漏量小于0.5L/min(ANR)。活塞桿不得有橫向載荷,否則會增大滑動阻力。缸筒加工精度高,不得發(fā)生變形而造成動作不良。不能供油潤滑。
2、新型低摩擦氣缸
上面介紹的低摩擦氣缸由于其密封結(jié)構(gòu)為彈性密封,在勻速、高低壓摩擦、高速、高頻動作方面有所限制,新型低摩擦氣缸采用間隙密封結(jié)構(gòu)、滾珠導(dǎo)向套等新技術(shù),克服了傳統(tǒng)低摩擦氣缸的弱點(diǎn)。
2-1薄型低摩擦氣缸MQQ/耐橫向負(fù)載型低摩擦氣缸MQM系列。
外形如圖4所示,其結(jié)構(gòu)簡圖如圖5所示
[align=center]
圖5新型低摩擦氣缸結(jié)構(gòu)簡圖[/align]
①活塞桿:碳鋼(鉻酸鹽處理) ②襯套:特殊不銹鋼 ③活塞:特殊不銹鋼 ④浮動機(jī)構(gòu):軸錯動不會咬住、滑動阻力穩(wěn)定 ⑤滾珠導(dǎo)向套:MQQT型是氟樹脂
本低摩擦氣缸的特點(diǎn)有:
1、 滑動阻力小,在0.005Mpa的低壓力下也可驅(qū)動。長壽命:可運(yùn)行10,000Km或往返1億次。
2、 驅(qū)動速度在0.3mm/s以上低速范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)及等速運(yùn)動。
3、 因滑動阻力小且穩(wěn)定,可控制0.05N左右的輸出力。另外,長時間放置,滑動阻力無變化。
4、 因使用滾珠導(dǎo)向套,故耐橫向負(fù)載性能提高。
5、 使用H型(高速高頻型、無固定節(jié)流)能夠?qū)崿F(xiàn)在3,000mm/s的高速驅(qū)動,在短行程的場合,可實(shí)現(xiàn)50次/秒的連續(xù)往復(fù)驅(qū)動。
6、 應(yīng)用滑動阻力小的間隙密封結(jié)構(gòu),擴(kuò)大了普通低摩擦氣缸中不能使用的驅(qū)動速度范圍及輸出力控制的能力。
2-2單作用型低摩擦氣缸MQP系列
圖6是MQP系列的外型圖,圖7是其結(jié)構(gòu)簡圖。
[align=center]
圖6[/align]
[align=center]
圖7低摩擦氣缸MQP結(jié)構(gòu)簡圖[/align]
①活塞桿:特殊不銹鋼 ②活塞桿內(nèi)部中空減少了可動部重量 ③無活塞結(jié)構(gòu)
④護(hù)套:不銹鋼 ⑤球面形狀、不易受偏負(fù)載的影響
MQP氣缸的特點(diǎn)如下:
1、 無爬行:在0.01mm左右的微小行程中也不會出現(xiàn)爬行。
2、 無活塞:活塞和活塞桿為同一軸徑,可大大降低滑動阻力。
3、 推力的變動減少
受壓徑的偏差:3μm以下,即使更換氣缸也不需要再次調(diào)整推力。另外,一個回路上即使使用多個氣缸也不會出現(xiàn)推力的變化。
4、 低摩擦、軟接觸:滑動阻力低且穩(wěn)定,可精確控制0.01N左右的輸出力,另外,長期放置后滑動阻力無變化。
5、 高精度直線控制:因滑動阻力小,可實(shí)現(xiàn)精密的直線控制
6、可用于雙作用:使用2個MQP系列氣缸,與使用一個MQQ、MQM雙作用間隙密封氣缸相比,其推力精度可提高,同時可得到推出、縮回方向同樣的推力。
3、主要技術(shù)參數(shù):
4、新型低摩擦氣缸應(yīng)用例
4-1、MQQT/MQML系列應(yīng)用例
4-2、MQP系列應(yīng)用例
使用2個氣缸
5、新型低摩擦氣缸推薦回路
5-1、MQQ/MQM系列
例1 勻速、低速驅(qū)動,但氣缸輸出力不能控制
氣缸不能混入潤滑脂,且要求閥的響應(yīng)速度快,故電磁閥應(yīng)使用無潤滑脂的間隙密封型(如VQ、VQZ、SQ等系列)電磁閥。
例2低速驅(qū)動,可控制輸出力
進(jìn)行氣缸的輸出力控制時,不要用速度控制閥等形成節(jié)流的回路。如果采用這種方法,氣缸內(nèi)的壓力會下降,從而無法實(shí)現(xiàn)控制。故必須采用壓力控制元件進(jìn)行控制。
例3 高速、高頻驅(qū)動
應(yīng)使用間隙密封的電磁閥(VQ、VQZ、SQ等系列)
在使用低摩擦氣缸規(guī)格的場合應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
1、 若有側(cè)向負(fù)載存在,摩擦阻力會變化,要保證氣缸和負(fù)載移動時的同軸度。確實(shí)難以保證同軸度時,請使用諸如浮動接頭等合適的浮動裝置。
2、 使用干凈空氣(大氣壓露點(diǎn)為-10℃以下),推薦使用:AM系列油霧分離器(過濾精度0.3μm以下)或AM+AMD系列(過濾精度0.01μm以下)。
5-2、MQP系列
例4一般驅(qū)動
1、電磁閥推薦使用主閥部潤滑劑不流出的VQ100系列。
2、不要使用帶節(jié)流的速度控制閥。請使用壓力控制來驅(qū)動氣缸動作。
例5軟接觸驅(qū)動