气缸速度的计算方法气缸活塞在整个运动过程速度与气压、缸径、摩擦、外部阻力都有关系，所以速度是变化的。活塞运行速度与速度关系最大的是调速阀（出气节流阀），常用调速阀来调节气缸的速度。一般认定的气缸无负载的时候其最大的速度为理论基准速度，使用时会随着负载的增大，气缸的最大速度就会逐渐减小。　　气缸的平均速度用气缸的运动行程除以气缸的动作时间，所以要先测得气缸的动作时间。借用公式去计算它的平均速度几乎是不可能的，但可以近似求出它的最大速度，它与最大速度之间的关系是：最大速度为平均速度的1.4倍。气缸在空载的时候假定排气侧以声速排气（注：排出气流几乎没有阻碍），气缸的理论基准速度：u0=1920*S/A（mm/s）S为排气回路的合成有效截面积，A为排气侧活塞的有效面积，此时气缸的最大速度约等于u0气缸的标准速度范围是在50～500mm/s。一般情况下通过节流阀将气缸的速度调节到标准速度范围内，与气缸所承受的负载有关。　　当速度小于50mm/s，估计是20～30mm/s时，由于气缸摩擦阻力的影响增大，加上气体的可压缩性，不能保证活塞作平稳移动，会出现时走时停的现象，称为“爬行”。要想气缸在低速度下工作，宜使用气液阻尼缸，或通过气液转换器，利用气液联用缸进行低速控制。当速度高于500mm/s时，气缸密封圈的摩擦生热加剧，加速密封件磨损，造成漏气，寿命缩短，还会加大行程末端的冲击力，影响到机械寿命。要想在更高速下工作，需加长缸筒长度、提高气缸筒的加工精度，改善密封圈材质以减小摩擦阻力，改善缓冲性能等。　　因此，过大或者过小都不好，应选择最合适的，且要在规定范围内。以SMC气缸为例，普通CM2气缸，运行速度50～750mm/s，调速阀全开，能达到750mm/s，调速阀关小一些，能达到50mm/s以下的速度，再慢就会爬行了（一抖一抖的）。空气流速一般取30m/s左右。气缸的工作气压一般是0.6MPa，在0.3～0.8MPa可正常使用

　　1、气缸开箱安装前应检查气缸在运输过程中有无损坏,两端拉杆螺母或螺纹连接处有无松动,清除防护罩(帽)方可安装使用。　　2、气缸安装时应注意气缸活塞杆不宜承受偏心载荷或横向载荷，应使载荷的运动方向与活塞杆轴心线一致，对于长行程气缸负载和活塞杆的连接最好采用可活动的Y型接头或关节接头。无论任何安装形式都必须保证气缸安装底座有足够的刚度。　　3、气缸缸体在水平使用时,可用“三点法”进行检验。首先使活塞杆与负载相连接，当活塞杆全部伸出时,在杆的中间放一水准仪观察水平情况;其次当活塞杆处于中间位置时,在靠近气缸前端盖处的活塞杆上放一水准仪观察水平情况;最后当活塞杆完全缩回时,应无别劲现象,长行程气缸卧式安装时,为了防止活塞杆下垂、缸筒变形须设置适当支承。　　4、采用前后法兰、脚架式安装的气缸,应避免装螺栓直接承受推力或拦力的负荷。　　5、采用尾部单双耳的气缸或中间摆动气缸时,活塞杆顶端连接销位置应与安装件轴的位置处于同一方向。尾部单,双耳或摆动轴应与安装架之间留有合适间隙。　　6、气缸安装完毕后应在无负载状态下使用工作压力运行2-5次,检查气缸后部有无异常现象。　　7、气缸调速。对气缸运动速度有一定要求时,气缸系统必须安装单向节流阀。一般情况,气缸水平安装用排气节流,气缸速度比较平稳；气缸垂直安装用进气节流，首先将气缸连接负载,将速度调节阀调到调整范围中间位置，随后调节减压阀的输出压力,当气缸速度接近规定速度时,即可确定为调定压力，然后可用速度调节阀(单向节流阀)进行微调。　　8、采用可调缓冲气缸,在运行前先把缓冲调节阀全部打开,然后逐渐增大阻尼直到满意为止。调节缓冲针阀时，顺时针旋扭阻尼增大,逆时针旋扭阻尼减。

　　我表达过这样一个观点：设计也许需要计算，但计算不等于设计，尤其是气动模式下的机构设计，很多已知条件本身就难以量化，兼之应用工况非常复杂多变，并不能指望通过几个公式演算就得到精确无误的设计要求或结果。计算的意义，更多体现在通过计算分析，让我们规避失效风险，也就是说，大部分计算只需考虑“worstcase”（最糟糕状态）。举个例子，我们估算某场合需要选用一个缸径Φ40mm的气缸，这就是底线，但完全没有必要说，给个安全系数，然后选一个“精确”缸径，实际的做法，应该是根据各种考虑，可能会选缸径Φ50mm或者Φ63mm乃至Φ100mm，这才叫实战设计（≠理论设计）。　　不要动不动以为计算才叫设计，或者不计算就不可靠，例如参考或借鉴类似的成功案例，如果设计要求并没有更加苛刻，可不考虑选型计算问题，直接套用，以节省设计时间。如果设计要求变得更加严苛，作为新人而言，就离不开简单的校核计算。——机构设计最后可能会表现为“感觉”设计，但在入门和成长阶段下苦功夫，多做一些科学计算和推导和总结，对以后“准确的感觉”形成是很有帮助的。　　（当然，同样的情况，可能资深工程师基本上不会去“计算”，倒不是说他神到哪里去，而是因为做的机构太多了，大概什么场合用什么样的气缸，都已经“司空见惯”了。——您看看身边那些所谓的技术牛人，在做气动设备时，有几个在“算”的？但肯定在入行之初，他一定经历同样的迷茫。）

　　气动系统维护的要点（1）保证供给洁净的压缩空气压缩空气中通常都含有水分、油分和粉尘等杂质。水分会使管道、阀和气缸腐蚀；油分会使橡胶、塑料和密封材料变质；粉尘造成阀体动作失灵。选用合适的过滤器，可以清除压缩空气中的杂质，使用过滤器时应及时排除积存的液体，否则当积存液体接近挡水板时，气流仍可将积存物卷起。　　（2）保证空气中含有适量的润滑油大多数气动执行元件和控制元件都要求适度的润滑。如果润滑不良将会发生以下故障：①由于摩擦阻力增大而造成气缸推力不足，阀心动作失灵；②由于密封材料的磨损而造成空气泄漏：③由于生锈造成元件的损伤及动作失灵。润滑的方法一般采用油雾器进行喷雾润滑，油雾器一般安装在过滤器和减压阀之后。油雾器的供油量一般不宜过多，通常每10m3的自由空气供lmL的油量（即40~50滴油）。检查润滑是否良好的一个方法是：找一张清洁的白纸放在换向阀的排气口附近，如果阀在工作三至四个循环后，白纸上只有很轻的斑点时，则表明润滑是良好的。　　（3）保持气动系统的密封性漏气不仅增加了能量的消耗，也会导致供气压力的下降，甚至造成气动元件工作失常。严重的漏气在气动系统停止运行时，由漏气引起的响声很容易发现；轻微的漏气则利用仪表，或用涂抹肥皂水的办法进行检查。　　（4）保证气动元件中运动零件的灵敏性从空气压缩机排出的压缩空气，包含有粒度为0.01-0.08μm的压缩机油微粒，在排气温度为120-220ºC的高温下，这些油粒会迅速氧化，氧化后油粒颜色变深，粘性增大，并逐步由液态固化成油泥。这种μm级以下的颗粒，一般过滤器无法滤除。当它们进入到换向阀后便附着在阀心上，使阀的灵敏度逐步降低，甚至出现动作失灵。为了清除油泥，保证灵敏度，可在气动系统的过滤器之后，安装油雾分离器，将油泥分离出来。此外，定期清洗阀也可以保证阀的灵敏度。　　（5）保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度调节工作压力时，压力表应当工作可靠，读数准确。减压阀与节流阀调节好后，必须紧固调压阀盖或锁紧螺母，防止松动。

　　由于故障发生的时期不同，故障的内容和原因也不同。因此，可将故障分为初期故障、突发故障和老化故障。　　1、初期故障　　在调试阶段和开始运转的二、三个月内发生的故障称为初期故障。其产生的原因有：　　1）元件加工、装配不良　　如元件内孔的研磨不符合要求，零件毛刺未清除干净，不清洁安装，零件装错、装反，装配时对中不良，紧固螺钉拧紧力矩不恰当，零件材质不符合要求，外购零件（如密封圈、弹簧）质量差等。　　2）设计失误　　设计元件时，对零件的材料选用不当，加工工艺要求不合理等。对元件的特点、性能能和功能了解不够，造成回路设计时元件选用不当。设计的空气处理系统不能满足气动元件和系统的要求。回路设计出现错误。　　3）安装不符合要求　　安装时，元件及管道内吹洗不干净，使灰尘、密封材料碎片等杂质混入，造成气动系统故障。安装气缸时存在偏载。管道的防松、防振动等没有采取有效措施。　　4）维护管理不善，如未及时排放冷凝水，未及时给油雾器补油等。　　2、突发故障　　系统在稳定运行期间内突然发生的故障称为突发故障，例如：油杯和水杯都是用聚碳酸酯材料制成的，如它们在有机溶剂的雾气中工作，就有可能突然破裂；空气货管路中，残留的杂质混入元件内部，突然使相对运动件卡死；弹簧突然折断、软管突然爆裂、电磁线圈突然烧毁；突然停电造成回路误动作。　　有些突发故障是有先兆的，如排出的空气中出现杂质和水分，表明过滤器已失效，应及时查明原因，予以排除，不要酿成突发故障。但有些突发故障是无法预测的，只能采取安全保护措施加以防范，或准备一些易损备件，以便及时更换失效的元件。　　3、老化故障　　个别或少数元件达到使用寿命后发生的故障称为老化故障。参照系统中各元件的生产日期、开始使用日期、使用的频繁程度以及已经出现的某些征兆。

　　我们在选型时要了解一些常用气缸的特性：　　标准气缸：我们以标准气缸为标准的话，标准气缸本身形状是方的，体积比较大。　　自由安装气缸：从名字来看就是安装的方式比较多，比较自由，且体积较小。　　薄型气缸：比较薄，体积适中。笔形气缸：形状圆形如笔，体积比较小。　　双轴气缸：带有两根输出轴，输出力对比与单轴气缸有两倍的力输出，输出轴会有轻微的晃动。　　三轴气缸：有一个力的输出轴，另外两根轴为导向轴，但是也有晃动。　　滑台气缸：滑台气缸精度最高，一般为一个输出轴带两个导轨组成，精度高。　　无杆气缸：无杆气缸与其他气缸相比，在相同的长度下，行程为其他气缸的两倍，运行为单轴，体积比较小，节省空间。　　旋转气缸：输出的运动为旋转运动，旋转的角度一般在0-200度之间。　　夹爪气缸：夹爪气缸就是输出的动作及夹紧以及张开的动作。　　基于对气缸在动力特性或空间布局方面的应用特长，我们在实际选用气缸时，首先是确定一个合适的类别从三面考虑：1.功能要求2.空间要求3.精度要求。　　节省空间　　指气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸的较大或较小的气缸，具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点，比如薄型气缸和自由安装型气缸。　　广泛应用的气缸具有节省空间特长的还有无杆气缸，形象地说，有杆气缸的安装空间约2.2倍行程的话，无杆气缸可以缩减到约1.2倍行程，一般需要和导引机构配套，定位精度也比较高。

　　气源处理器维护保养工作的中心任务是保证供给气动系统清洁干燥的压缩空气，保证气动系统的气密性，保证油雾润滑元件得到必要的润滑，保证气动元件和系统得到规定的工作条件（如使用压力，电压等），以保证气动执行机构按预定的要求进行工作。　　1、油雾器最好选用一周补油一次的规格，补油时，要注意油量减少情况。若耗油量太少，应重新调整滴油量，调整后滴油量仍减少或不滴油，应检查油雾器进出口是否装反，油道是否堵塞，所选油雾器的规格是否合适。　　2、每月每季度的维护工作应比每日和每周的维护工作更仔细，但仍限于外部能够检查的范围。其主要内容是：仔细检查各处泄露情况，紧固松动的螺钉和管接头，端子台检查换向阀排出空气的质量，检查各调节部分的灵活性，检查指示仪表的正确性，检查电磁阀切换动作的可靠性，检查气缸活塞杆的质量以及一切从外部能够检查的内容。　　3、维护工作可以分为经常性的维护工作和定期的维护工作。前者是指每天必须进行的维护工作，后者可以是每周，每月或每季度进行的维护工作，维护工作应有记录，以利于今后的故障诊断和处理。　　4、检查漏气时应采用在各个检查点涂肥皂液等办法，因其显示漏气的效果比听声音更灵敏。　　5、检查换向阀排出空气的质量时应注意如下三方面：一是了解排气中所含润滑油是否适度，其方法是将一张清洁的白纸放在换向阀的排气口附近，阀在工作三至四个循环后，若白纸上只有很轻的斑点，表明润滑良好，二是了解排气中是否含有冷凝水，三是了解不该排气的排气口是否有漏气。少量漏气预示着元件的早期损伤（间隙密封阀存在微漏是正常的）。若润滑不良，化工泵应考虑油雾器的安装位置是否合适，所选规格是否恰当，滴油量调节得是否合理及管理方法是否符合要求，若有冷凝水排出，应考虑过滤器的位置是否合适，各类除水元件实际和选用是否合理，冷凝水管理是否符合要求。泄露的主要原因是阀内或缸内的密封不良，气压不足等所致。此系密封阀的泄露较大时，可能是阀芯，阀套磨损所致。　　6、气缸活塞杆常露在外面。观察活塞杆是否被划伤，腐蚀和存在偏磨。根据有无漏气，可判断活塞杆与前盖内的导套，密封圈的接触情况，压缩空气的处理质量，气缸是否存在横向载荷等。　　7、像安全阀，紧急开关阀等，压铸模具平时很少使用。定期检查时，必须确认它们的动作可靠性。　　8、让电磁阀反复切换，从切换声音可判断阀的工作是否正常。对交流电磁阀，若有蜂鸣声，应考虑动铁心与静铁心没有完全吸合，吸合面有灰尘，分磁环脱落或损坏等。

　　1、气源处理器结构简单、轻便、安装维护简单。介质为空气，较之液压介质来说不易燃烧，故使用安全。　　2、工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。排气处理简单，不污染环境，成本低。　　3、输出力以及工作速度的调节非常容易。气缸的动作速度一般小于1M/S，比液压和电气方式的动作速度快。　　4、可靠性高，使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为百万次，而一般电磁阀的寿命大于3000万次，某些质量好的阀超过2亿次。　　5、利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气。可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应。可实现缓冲。对冲击负载和过负载有较强的适应能力。在一定条件下，可使气动装置有自保持能力。　　6、全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比，气动方式可在高温场合使用。　　7、由于空气流动损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。

　　气源处理器的组成包括空气过滤器、减压阀和油雾器，有些品牌的电磁阀和气缸能够实现无油润滑（靠润滑脂实现润滑功能），便不需要使用油雾器。　　过滤度一般为50-75μm，调压范围为0.5-10Mpa，如需过滤精度为5-10μm，10-20μm，25-40μm，及调压为0.05-0.3Mpa，0.05-1Mpa三大件无管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。　　三大件的安装顺序依进气方向分别为空气过滤器、减压阀和油雾器。空气过滤器和减压阀组合在一起可以称为气动二联件。还可以将空气过滤器和减压阀集装在一起，便成为过滤减压阀（功能与空气过滤器和减压阀结合起来使用一样）。　　有些场合不能允许压缩空气中存在油雾，则需要使用油雾分离器将压缩空气中的油雾过滤掉。总之，这几个元件可以根据需要进行选择，并可以将他们组合起来使用。空气过滤器用于对气源的清洁，可过滤压缩空气中的水分，避免水分随气体进入装置。　　减压阀可对气源进行稳压，使气源处于恒定状态，可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。过滤器用于对气源的清洁，可过滤压缩空气中的水份，避免水份随气体进入装置。油雾器可对机体运动部件进行润滑，可以对不方便加润滑油的部件进行润滑，大大延长机体的使用寿命。

　　气源处理器是通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件，即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等。气源处理器用于冶金机电、建筑机械、运输设备、家电、轻工、机床、医疗等行业自动化生产。　　气源处理器就是通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件，即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。包括空气过滤器、调压阀、油雾器等。启动产品广泛应用于冶金机电、建筑业、运输设备、家电、轻工、机床、医疗、包装业等行业自动化生产。　　但是因为不能直接使用由空气压缩机排除的压缩空气，压缩空气中含有一定量的水分、 油份和灰尘，经过压缩后的空气温度高达140-170℃左右，部分水及油份已经变成气态。所以必须使用净化处理后的压缩空气来运行机械设备。