氣缸利用流體壓力和流量來產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)和力，它們?cè)诠I(yè)機(jī)器（如壓力機(jī)和塑料成型機(jī)）以及移動(dòng)設(shè)備（如挖掘機(jī)和礦用卡車）中都能很好地工作。與氣動(dòng)、機(jī)械或電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相比，液壓系統(tǒng)更簡單、更耐用，并提供顯著更高的功率密度。

　　氣缸有多種類型和尺寸可供選擇，以滿足廣泛的應(yīng)用需求。選擇正確的氣缸對(duì)于獲得最佳性能和可靠性至關(guān)重要。這里有12個(gè)實(shí)用技巧，可幫助您選擇、確定和操作最適合某項(xiàng)工作的設(shè)備。

　　1.選擇合適的氣缸類型。

　　用于工業(yè)應(yīng)用的兩種基本氣缸設(shè)計(jì)是拉桿和焊接缸。拉桿氣缸在氣缸外殼外部使用高強(qiáng)度螺紋鋼拉桿，以增加強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在美國，這是最常見的氣缸類型。它們用于大多數(shù)通用工業(yè)應(yīng)用，例如塑料機(jī)械和機(jī)床，盡管它們往往被限制在3,000 psi的最大工作壓力。這些氣瓶是按照NFPA標(biāo)準(zhǔn)制造的，這使得它們的尺寸和壓力等級(jí)可以與任何其他符合該標(biāo)準(zhǔn)的氣瓶互換。

　　焊接式或軋制式氣缸有一個(gè)重型外殼，帶有焊接或螺栓直接連接到端蓋的桶，不需要拉桿。專為5,000 psi或更高的更高壓力而設(shè)計(jì)，它們通常更適合更堅(jiān)固的應(yīng)用，例如壓力機(jī)、鋼廠和具有惡劣環(huán)境和寬溫度波動(dòng)的海上環(huán)境。

　　2.選擇合適的安裝。

　　安裝方法在氣缸性能中也起著重要作用。缸體安裝方式首先取決于缸體是靜止的還是樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。對(duì)于固定氣缸，氣缸中心線上的固定安裝座通常最適合直線力傳遞和最小磨損。在不同的變體中，法蘭安裝通常是優(yōu)選的。負(fù)載集中在圓柱體上，反作用力在矩形或圓形法蘭上均等地平衡。它們堅(jiān)固而堅(jiān)硬，但對(duì)錯(cuò)位幾乎沒有容忍度。專家建議推力載荷采用端蓋安裝，拉力載荷采用桿端安裝。

　　3.缸體移動(dòng)時(shí)選擇正確的樞軸安裝。

　　樞軸支架吸收氣缸中心線上的力，并讓氣缸在一個(gè)平面上改變對(duì)齊方式。常見的類型包括U形夾、耳軸和球面軸承安裝座。

　　U形夾安裝座可用于任何方向，通常推薦用于短行程和中小型缸徑氣缸。與滑動(dòng)軸承相比，氣缸工程師更喜歡帶球面軸承的U形夾安裝座，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S更多的不對(duì)中，因此更寬容。但是，如果在后U形夾上使用球面軸承，他們還建議使用可旋轉(zhuǎn)的桿端附件，例如球形桿眼。這種組合有助于補(bǔ)償任何側(cè)向負(fù)載或潛在的不對(duì)中。

　　耳軸安裝有頭部、中部和后部安裝版本。中耳軸設(shè)計(jì)可能是最常見的，因?yàn)樗鼮樵O(shè)計(jì)師提供了更多的靈活性。根據(jù)應(yīng)用需要，它們可以精確地指定在氣缸中部或幾乎任何朝向前部或后部的位置。但是，一旦指定，安裝座便不可調(diào)節(jié)。

　　對(duì)于所有類型的氣缸，重要參數(shù)包括沖程、孔徑、桿直徑和壓力等級(jí)。

　　4.活塞桿直徑很關(guān)鍵。

　　液壓設(shè)計(jì)中最常見的錯(cuò)誤可能是活塞桿規(guī)格不足，使氣缸更容易受到壓力、磨損和故障?；钊麠U直徑的范圍可以從0.5英寸到超過20英寸，但它們的尺寸必須適合可用負(fù)載。在推動(dòng)應(yīng)用中，根據(jù)歐拉計(jì)算正確確定桿直徑的大小非常重要，以避免桿屈曲或彎曲。

　　在設(shè)計(jì)氣缸以產(chǎn)生所需的力時(shí)，桿的尺寸始終是首要考慮因素。從那里，向后工作并確定可用壓力的孔徑，等等。

　　5.防止桿彎曲。

　　在長沖程的氣缸中，完全伸展的桿可以在其自身重量下彎曲。過度彎曲會(huì)導(dǎo)致密封件和軸承磨損和損壞。它甚至可能使活塞在孔內(nèi)翹起，從而劃傷并損壞氣缸的內(nèi)表面。桿撓度不得超過1至2毫米。

　　有彎曲或錯(cuò)位風(fēng)險(xiǎn)的氣缸桿需要額外的支撐。根據(jù)沖程長度，可能需要一個(gè)止動(dòng)管這會(huì)增加氣缸的軸承面積以防止過度磨損和千斤頂。工程師也可能會(huì)考慮使用更大直徑的桿，以增加強(qiáng)度。但這也會(huì)增加體重并且可能會(huì)弄巧成拙，所以請(qǐng)仔細(xì)計(jì)算。在極端情況下，用戶可能還需要為桿添加外部機(jī)械支撐，例如鞍形軸承。

　　6.注意沖擊載荷。

　　行程長度，即推動(dòng)或拉動(dòng)負(fù)載所需的距離，可以從不到一英寸到幾英尺或更多。但當(dāng)氣缸伸出或縮回時(shí)，確保活塞不會(huì)觸底并在沖程結(jié)束時(shí)產(chǎn)生沖擊載荷。工程師有多種選擇：添加內(nèi)部緩沖墊以在接近行程末端時(shí)減速負(fù)載；添加一個(gè)外部機(jī)械止動(dòng)裝置，防止氣缸觸底；或使用比例閥技術(shù)精確計(jì)量流量并安全減速負(fù)載。

　　7.權(quán)衡孔徑與工作壓力的關(guān)系。

　　為了產(chǎn)生給定的力，工程師可以指定在低壓下運(yùn)行的大口徑氣缸，反之亦然。通常，在較高壓力下運(yùn)行但具有較小氣缸的系統(tǒng)更具成本效益。還有級(jí)聯(lián)的好處。較小的氣缸需要較少的流量，進(jìn)而需要較小的泵、管路、閥門等。許多裝置通過轉(zhuǎn)向更高的壓力來降低總體成本。

　　也就是說，鋼瓶的額定（標(biāo)準(zhǔn)）壓力和測試壓力都可以考慮變化。系統(tǒng)不得超過氣缸的標(biāo)稱額定設(shè)計(jì)壓力。

　　8.增加安全系數(shù)。

　　雖然設(shè)計(jì)計(jì)算是必不可少的，但實(shí)際操作與理論結(jié)果不同。始終假設(shè)峰值負(fù)載將需要額外的力。經(jīng)驗(yàn)法則是選擇額定噸位比負(fù)載所需多20%的氣缸。這可以補(bǔ)償負(fù)載摩擦、液壓系統(tǒng)中的效率損失、低于額定系統(tǒng)壓力的實(shí)際壓力、氣缸密封件和軸承上的滑動(dòng)等損失。

　　操作注意事項(xiàng)

　　氣缸參數(shù)（如行程和力）必須符合機(jī)器要求，但這只是挑戰(zhàn)的一半。環(huán)境和操作要求在決定氣瓶的最終成功方面也起著重要作用。

　　行程和力等氣缸參數(shù)必須符合機(jī)器要求，但這只是挑戰(zhàn)的一半。環(huán)境和操作要求在決定氣瓶的最終成功方面也起著重要作用。

　　9.使密封件與工作相匹配。

　　密封件可能是液壓系統(tǒng)中最脆弱的部分。正確的密封件可以減少摩擦和磨損并延長使用壽命，而錯(cuò)誤的密封件會(huì)導(dǎo)致停機(jī)和維護(hù)難題。這可能不言而喻，但要確保密封材料與流體兼容。大多數(shù)液壓系統(tǒng)使用一種礦物油，而標(biāo)準(zhǔn)的Buna-N密封件往往工作良好。但是涉及合成流體（例如磷酸酯）的應(yīng)用需要氟橡膠密封件。聚氨酯也與水乙二醇等高水基流體不相容。

　　不管是哪種液體，都要保持清潔。流體中的污染物和污垢會(huì)損壞密封件。它還可以在槍管內(nèi)部劃傷并最終破壞氣缸。

　　如果工作溫度超過300F，標(biāo)準(zhǔn)Buna-N丁腈橡膠密封件可能會(huì)失效。Viton合成橡膠密封件通常可承受400F的溫度，而碳氟化合物密封件的溫度更高。如有疑問，假設(shè)情況會(huì)比最初出現(xiàn)的情況更糟。

　　10.添加一個(gè)壓蓋排水管。

　　可能90%的氣缸故障是由于密封造成的。即使工程師為流體、壓力、環(huán)境和應(yīng)用指定了適當(dāng)?shù)拿芊饧?，因?yàn)樗鼈儠?huì)隨著時(shí)間的推移而磨損并需要更換。大多數(shù)專家建議應(yīng)定期維護(hù)密封，而不是在通常不合時(shí)宜的時(shí)間等待失效。

　　如果鋼瓶位于難以接近的位置，導(dǎo)致維護(hù)困難，或者如果泄漏會(huì)損壞產(chǎn)品或?qū)е麓鷥r(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間，請(qǐng)訂購帶有壓蓋排水管的鋼瓶。這是在主密封件和輔助密封件之間加工到氣缸蓋中的特殊端口；或在初級(jí)和桿刮水器之間。然后，如果主桿密封開始失效并泄漏，油會(huì)繞過密封并從壓蓋排放口流出通常通過管道流向收集瓶。如果油收集在通常為空的瓶子中，它會(huì)給出一個(gè)視覺指示，表明密封件正在磨損并且很快需要更換。氣缸通常具有輔助桿密封件或雙唇桿刮油器，可暫時(shí)防止油從桿端泄漏，從而使維護(hù)人員有時(shí)間安排維修。

　　11.看材料。

　　用于氣缸蓋、底座和軸承的金屬類型會(huì)產(chǎn)生顯著差異。大多數(shù)氣缸使用SAE 660青銅作為桿軸承，使用中級(jí)碳鋼作為缸蓋和底座，這對(duì)于許多應(yīng)用來說已經(jīng)足夠了。但更堅(jiān)固的材料，例如用于桿軸承的65-45-12球墨鑄鐵，可以為艱巨的工業(yè)任務(wù)提供相當(dāng)大的性能優(yōu)勢。

　　還要考慮極端溫度。氣缸部件中使用的典型碳鋼通常適用于5到200F左右。例如，在遠(yuǎn)低于0F的北極條件下，標(biāo)準(zhǔn)鋼會(huì)變脆，可能需要替代材料。

　　12.保護(hù)桿。

　　由于活塞桿與外界環(huán)境相接觸，它必須抵抗水、鹽空氣、腐蝕物和其他有害物質(zhì)的侵蝕。在一般工業(yè)應(yīng)用中，鍍鉻碳鋼是常態(tài)。但在潮濕或高濕度環(huán)境中，例如船用液壓系統(tǒng)，大多數(shù)活塞桿使用鍍鉻的17-4PH不銹鋼。一些氣缸制造商提供特殊的保護(hù)涂層。例如，博世力士樂提供Enduroq，這是一種專有的熱噴涂涂層或等離子焊接覆蓋層，應(yīng)用于棒材，具有極強(qiáng)的腐蝕保護(hù)和高耐磨性。它用于惡劣環(huán)境，通常用于特種大口徑、長沖程氣缸。

　　對(duì)于骯臟、磨損的條件，工程師們對(duì)保護(hù)桿靴愛恨交織。在桿上安裝一個(gè)護(hù)套可防止灰塵、金屬屑和其他外部污染物進(jìn)入，否則會(huì)損壞桿并最終損壞密封件。但是，如果靴子刺破或撕裂，污垢會(huì)被吸入并且可能無法排出，這比沒有靴子更糟糕。維護(hù)人員必須定期檢查可能加速氣缸損壞的磨損或撕裂的靴子。