1)根据“气缸”的负载状态和负载运动状态确定负载力F和负载率,再根据使用压力应小于气源压力85%的原则,按气源压力确定使用压力P。对单作用缸按杆径与缸径比为0.5,双作用缸杆径与缸径比为0.3~0.4预选,并根据公式便可求得缸径D,将所求出的D值标准化即可。如D尺寸过大,可采用机械扩力机构。
2)根据气缸及传动机构的实际运行距离来预选气缸的行程,为便于安装调试,对计算出的距离以加大10~20mm为宜,但不能太长,以免增大耗气量。
3)根据使用目的和安装位置确定气缸的品种和安装形式。可参考相关手册或产品样本。
4)活塞(或缸筒)的运动速度主要取决于气缸进、排气口及导管内径,选取时以气缸进排气口连接螺纹尺寸为基准。为获得缓慢而平稳的运动可采用气-液阻尼缸。普通气缸的运动速度为0.5~1m/s左右,对高速运动的气缸应选用缓冲缸或在回路中加缓冲。
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环一般使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。
SMC气缸的平均速度是气缸的运动行程除以气缸的动作时间(通常按到达时间计算)。通常所说的气缸使用速度都是指平均速度。在粗略计算时,气缸的速度一般取平均速度的1.4倍。
标准气缸的使用速度范围大多是50~500mm/s。当速度小于50mm/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运动,会出现时走时停的现象,称为“爬行”。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。要想气缸在很低速度下工作,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。要想气缸在更高速下工作,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。