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旋轉(zhuǎn)氣缸是一種在小于360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的氣缸，是利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件。用于物體的轉(zhuǎn)拉、翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及機(jī)器人的手臂動(dòng)作等。在自動(dòng)化設(shè)備中使用非常多，本文給大家介紹旋轉(zhuǎn)氣缸的種類，各有什么特點(diǎn)以及如何選型計(jì)算。

一、 旋轉(zhuǎn)氣缸分類

旋轉(zhuǎn)氣缸有齒輪式和葉片式兩大類，如圖1所示。

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸：通過內(nèi)部止動(dòng)塊或外部擋塊來改變其擺動(dòng)角度。止動(dòng)塊和缸體固定在一起，葉片和轉(zhuǎn)軸連在一起。氣壓作用在葉片上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，并輸出轉(zhuǎn)矩。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸：氣壓力推動(dòng)活塞帶動(dòng)齒條做直線運(yùn)動(dòng)，齒條帶動(dòng)齒輪做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有齒輪軸輸出轉(zhuǎn)矩并帶動(dòng)外負(fù)載擺動(dòng)。

圖1(旋轉(zhuǎn)氣缸分類)

兩種類型的旋轉(zhuǎn)氣缸各有的特點(diǎn)對(duì)比見圖2，實(shí)際運(yùn)用過程中大多使用齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸。

圖2(旋轉(zhuǎn)氣缸特點(diǎn)對(duì)比)

二、 旋轉(zhuǎn)氣缸選型計(jì)算

選型實(shí)例：

根據(jù)已知條件，給圖3中取料手爪機(jī)構(gòu)選擇一款合適的旋轉(zhuǎn)氣缸?

已知：真空吸取機(jī)構(gòu)重量為1KG,吸盤安裝支架直徑φ45mm，長(zhǎng)度70mm，取料手爪旋轉(zhuǎn)180°，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為1S。

圖3(取料手爪圖示)

(一) 根據(jù)工況確定工作條件

? 回轉(zhuǎn)角度θ：實(shí)際回轉(zhuǎn)角度必須小于氣缸的最大回轉(zhuǎn)角度;

已知取料手爪旋轉(zhuǎn)180°，而這里的回轉(zhuǎn)角度θ指的是弧度，180°換算為弧度為π。

? 回轉(zhuǎn)時(shí)間t：必須在氣缸所允許的回轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi);

回轉(zhuǎn)時(shí)間t=1s

? 氣缸安裝位置：預(yù)留足夠安裝空間，確保氣缸及工件有回轉(zhuǎn)余地;

? 確定負(fù)載質(zhì)量及負(fù)載形狀;

負(fù)載質(zhì)量為真空吸取機(jī)構(gòu)的重量1KG,也就是10N，從外形可以看出真空吸取機(jī)構(gòu)為一個(gè)圓柱體，因此可以得出負(fù)載形狀是一個(gè)直徑φ45的圓柱體。

(二) 計(jì)算負(fù)載回轉(zhuǎn)所需力矩T(N.m)

? 根據(jù)公式計(jì)算負(fù)載回轉(zhuǎn)所需必要力矩，結(jié)合實(shí)效力矩圖，選擇輸出力矩合適的氣缸;

圖4(力矩計(jì)算公式)

圖5(圓柱體慣量計(jì)算公式)

? 根據(jù)已知條件得出：

? 然后根據(jù)氣缸實(shí)際輸出力矩圖，選擇輸出力矩合適的氣缸。

(三) 計(jì)算最大運(yùn)動(dòng)能量Emax(J)

? 根據(jù)公式計(jì)算負(fù)載實(shí)際最大運(yùn)動(dòng)能量Emax，且務(wù)必保證最大動(dòng)能在所選取氣缸允許能量范圍內(nèi)。

? 根據(jù)已知條件計(jì)算得出：

? 然后根據(jù)氣缸最大允許運(yùn)動(dòng)能量和回轉(zhuǎn)時(shí)間范圍，選擇合適的氣缸，通過圖表可知HRQ7和HRQ10都滿足，因我們所計(jì)算的數(shù)值都是理想的狀態(tài)，實(shí)際運(yùn)用過程中存在一些不確定的因素，因此選定的數(shù)值要比計(jì)算的結(jié)果稍微大一點(diǎn)，所以選擇HRQ10。

(四) 計(jì)算負(fù)載率

? 根據(jù)公式計(jì)算負(fù)載率，且負(fù)載率必須≤1

? 根據(jù)已知條件，結(jié)合下圖中氣缸允許的最大符合計(jì)算得出：

(五) 判斷方法

? 所選氣缸必須同時(shí)滿足2、3、4步規(guī)定的條件，方可使用.

經(jīng)計(jì)算HRQ10同時(shí)滿足條件2.3.4，因此此結(jié)構(gòu)可以選用旋轉(zhuǎn)氣缸HRQ10.

(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng)，作者：陳老師，未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者必究)