常見氣動問題與解答

Q：氣缸的速度跟那些因素有關系？如何提高氣缸的速度？

A：氣缸的速度主要受氣動系統中的流量影響，流量大，速度快。

影響流量的因素有方向控制閥的額定流量（Cv值或者有效截面積S）、氣管接頭的大小、電磁閥到氣缸的氣路長度、進氣和排氣的速度。

另外還有一個重要因素會影響到氣缸的速度——氣缸的負載率！

因此，要想提高氣缸的速度，請使用

• 大流量的方向控制閥
• 較粗的氣管、較大的接頭
• 縮短閥和氣缸之間的距離
• 使用快排閥
• 更重要的是減小氣缸的負載率（試想，用輸出力1000N的氣缸推900N阻力的東西，速度是怎么也提不上去的！）

另外，如果允許的話，將氣缸的進出氣口加大。

目前氣缸可以達到的最快速度是3m/s（請參考SMC MQML*H型低摩擦金屬密封氣缸）

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Q：我選用的氣缸是xx缸徑xx行程，請問一秒鐘可以動作幾次或者氣缸一分鐘最快可以動作多少次？

A：這個問題經常有人問，因為他們對氣缸的動作頻率心里沒譜。實際上，氣缸的動作頻率（即氣缸每秒鐘動作多少次），主要還是看驅動氣缸動作的電磁閥的動作頻率！也就是說電磁閥每秒鐘換向2次，氣缸就會動作2此，如果電磁閥頻率是5Hz，那么氣缸的動作頻率也是5Hz。一般彈性密封電磁閥動作頻率在3~5Hz，間隙密封電磁閥動作頻率可以達到20Hz，當然還有更高頻率的電磁閥。電磁閥頻率過高，可能會帶來另外一個問題，就是氣缸活塞還沒有走到末端，就要反向運動了！主要原因就是氣缸的速度達不到，導致氣缸不能走完全行程，這時就需要提高氣缸的速度——提高的方法，請參考上面一個問題“如何提高氣缸的速度？”。一般小缸徑短行程低負載率氣缸動作頻率可以達到3~5Hz，更快速度就要選擇高頻高速氣缸如SMC間隙密封氣缸。大氣缸、長行程、高負載率氣缸動作頻率可能在<1，即一秒鐘連一個來回都走不完，甚至連幾分之一個行程都走不完。

下圖是SMC氣缸樣本的實驗數據，最高頻率竟然達到60Hz，每分鐘動作3600來回！一般氣缸和條件是達不到這樣高的動作頻率的！

 上圖可以參考SMC氣缸總括選型參考樣本第39頁。

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Q：如何計算氣缸的耗氣量？

A：氣缸的耗氣量可以分成最大耗氣量和平均耗氣量。

①最大耗氣量是氣缸以最大速度運動時所需要的空氣流量，可以用以下公式計算：

Q_r=0.0462D²*U_m(P+0.102)

Q_r為最大耗氣量，D為氣缸缸徑，單位用cm，U_m為氣缸的最大速度，P為氣缸的使用壓力。

②平均耗氣量是氣缸在氣動系統的一個工作循環周期內所消耗的空氣流量，可以用以下公式計算：

Q_ca=0.0157（D²*L+d²*ld）N(p+0.102)

Q_ca：氣缸的平均耗氣量，L/min(ANR)；N：氣缸的工作頻率，即每分鐘內氣缸的往復周數，一個往復為一周，周/min；L：氣缸的行程，cm；d：換向閥與氣缸之間的配管的內徑，cm；ld：配管的長度，cm。

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Q：氣缸的基本結構是什么？ 

A：氣缸由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，氣缸的基本構造請參見：http://pneumaticol.com/index.php/pneumatic-technical/170-cylinder-structure.html

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Q：R、Rc、G、NPT、NPTF螺紋分別是什么種類的螺紋？

A；R、Rc、G、NPT、NPTF螺紋這些都是管螺紋，其中R、Rc螺紋為圓錐螺紋（R為圓錐外螺紋、Rc為圓錐內螺紋），G螺紋為圓柱螺紋；R、Rc是中國和日本常用的管道聯接螺紋；而NPT是符合美國ANSI標準的圓錐管螺紋，NPTF也是美制螺紋，但比NPT螺紋聯接更加緊密。

注意！R螺紋可以擰入尺寸代號相同的Rc螺紋或G螺紋內螺紋中，但G螺紋外螺紋不能擰入Rc螺紋中；R、Rc、G螺紋與NPT、NPTF螺紋完全不能聯接！

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Q：Rc1/8、Rc1/4、Rc3/8、Rc1/2、Rc3/4、Rc1尺寸到底是多少？

A：具體尺寸請參見下表：

 注意：1/8也稱1分，但尺寸絕不是用1/8×25.4！以此類推所有的管螺紋直徑都不能用25.4換算，從上圖可以明顯看出。1寸只是管螺紋的固定稱呼，跟英寸沒有換算關系！

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