【大國工匠】機械工程師需要傳承！從0到1的全套機械工程師教程，共540集！帶你輕鬆拿下金三銀四就業崗位，學會獨立設計整機的能力！ P36 - 氣動-氣動執行元件-旋轉氣缸、無杆氣缸介紹與選型

大家好 我是蔣世芸飛 今天繼續來講解氣動的執行元件 那上節課介紹完了常用氣缸 本節課開始介紹旋轉氣缸 有兩種 一種齒輪齒調式的又叫它擺臺 第二種葉片式的 這是兩者的實物圖 那具體的應該怎麼選行 拿一臺設備爲例啊 在設備中呢 有一個平臺 上方有兩個料倉 那帶動平臺旋轉所使用的就是齒輪齒調式的 旋轉氣缸了 旁邊的有一個絲膜機構 那帶動手指旋轉所使用的就是葉片式的旋轉氣缸 先說齒輪齒調式的怎麼選行呢 首先要分析氣缸所受的負荷是哪種負荷 來看樣冊啊 這是雅德克的旋轉氣缸樣冊 在樣冊中呢 你能夠找到這樣一個表格 就是最大容許負荷的表格 那負載的類別有三類 鏡像負載 軸相負載 還有呢 玩具負載 你首先分析氣缸所受的負載是哪種負載 很明顯嘛 是第二種 對吧 再根據負載的大小呢 來出定旋轉氣缸的型號 比如說啊 這裏平臺加料倉加物料 總重給他一個15千克 也就是150牛嘛 那應該出定哪個型號啊 HRQ30 HRQ30這個型號的旋轉氣缸 它的最大容許軸相負載是200牛 能夠滿足使用需求 對吧 好 再看右側啊 找到HRQ30在這裏 對吧 再找到它對應的直線啊 來畫一下 也就是它 那看圖像的橫軸是什麼 氣缸所使用的掐指單位是罩帕 對吧 豎軸呢 氣缸它能夠輸出的有效的扭矩單位是牛米 好 那假設呢 氣缸所使用的掐指啊 0.7罩帕 來看對應的HRQ30旋轉氣缸所能夠輸出的有效扭矩是多少啊 4牛米的樣子 對吧 好 找到這個數字之後呢 就要去計算了 計算氣缸在帶動機構時所需要氣缸輸出的扭矩大小是多少 算出數字之後呢 跟這裏我們找到的數值4牛米對比 如果說我們算出的數值是偏小的啊 那氣缸就能用 但如果算出的數值偏大呢 HRQ30的就不行了 要選擇HRQ50甚至是更大的 對不對 好 具體的怎麼計算啊 這裏呢 也來講一下啊 主要就是要計算扭矩 那主要就是要計算扭矩 公式我先寫一下啊 就是扭矩T 它等於這個慣量再乘以腳加速度 再乘以這個安全係數K 那像這種齒輪齒條式啊 安全係數一般給四倍 因爲負載比較重嘛 負載輕一點的話呢 可以給小點啊 這裏我就給四倍了 好 那麼腳加速度注意啊 它等於這個旋轉角度的二倍 再除以旋轉一次所用時間的平方 時間呢 是根據要求來的 我要求你必須在多長時間之內呢 旋轉一定的角度 這個時間是一個已知量 那角度呢 跟結構設計有關 對吧 我需要這個結構旋轉多少度 這也是一個已知量 但是呢 注意啊 要換算成弧度制的 比如說180度 那就是π 對吧 好 這就是腳加速度啊 那慣例呢 要分析機構是怎麼運動 肯定是旋轉嘛 對吧 那旋轉的同時啊 機構相對於旋轉中心來說是對稱的呢 還是說有邊重有邊輕啊 這裏是對稱的 那我們用的公式就是二分之一的mr方 m啊 旋轉物體的質量 就是平臺呀 加料倉加物料 總共多少千克 這是一個已知量 對不對 好 那r呢 就是旋轉半徑吧 直接給最大的數值啊 你看旋轉中心到這個就是對角的這麼一個距離啊 咱們算做旋轉的半徑 好吧 好 那就能夠算出貫量的具體數值了 乘以這個腳加速度 再乘以安靜係數 就是帶動機構旋轉所需要氣缸輸出的扭矩 然後呢 跟樣子中所提供的這個數值四牛米來對比 如果說算出的數值偏小 氣缸能用偏大的話呢 選大一個再去驗證 對吧 然後還有一個量啊 就是能量 看一下啊 最大容許這個運動能量及迴轉時間範圍 那這裏的話呢 咱們也可以算一下啊 但是安全係數給的夠大 絕對是可以用的啊 來看啊 能量的進行公式在這裏 二分之一貫量再乘以腳速度的平方 這裏是腳速度了啊 同學們不是腳加速度是腳速度啊 那你看剛剛我有提到這個時間角度都是以質量對不對 角度又換算成弧度制的貫量也算出來了 就能夠算出能量 然後呢 跟他樣子中所提供的數值對比 只要說我們算出的結果偏小 那就沒問題 好吧 算出的數值偏小啊 就是沒有問題的 他這裏會有能量 這個具體大小啊 就是最大容許的運動能量 還有呢 迴轉時間範圍 只要說在他的範圍之內就可以 好吧 好 這是齒輪齒條式的旋轉器槓 他的一個選項 那麼葉片式的呢 也一樣啊 哦 對 還有一點要說一下齒輪齒條式的 像這種啊 他的旋轉角度是零到一百九十度 當然這個角度可以調節啊 好 那麼像這種葉片式的範圍就要大些啊 範圍就要大些 來我們看啊 往上看 呃 他這裏呢 呃 有九十度的 對吧 有一百八十度的 當然了 也有這種二百七十度的 他有這種呃 單片還有雙片的雙片式的話呢 旋轉角度會小一些 都是九十度一百度左右 但是如果說是單片的啊 那旋轉角度能夠達到一百八六百七 好 然後呢 具體的他的選行啊 其實跟剛剛所講到的這個選行也差不了太多 那也是先去計算這個慣量 再去計算就是帶動機構旋轉所需要的扭矩大小 然後呢 也是要算這個能量 還有呢 擺動時間的確定啊 只不過呢 他這裏呃 就是範圍會小一些 因爲畢竟葉片式的旋轉機剛 他本身體積小些 所以說可能帶不動那麼重的物體啊 同學們在使用時呢 你要注意 好吧 那旋轉氣缸啊 就不多講了 接下來呢 我們來看這個五感氣缸啊 五感氣缸呢 也是有兩種 一種是雌偶式的 分爲帶導感 還有呢 這種標準型的 另外一種呢 是機械式的啊 首先你要知道爲什麼會使用到這種五感氣缸 還是拿一臺設備爲例啊 來看一下 這是之前呢 給大家展示過的一臺設備 好 在這裏呢 有一個移料機構 是想把物料呢 從輸送機構上方移動到轉盤的這個載具上 對吧 好 用到的就是一個帶導感的五感氣缸 其實你不用管什麼帶導感 或者導感不重要 重要的是他用的是一個五感氣缸 那這裏使用到了五感氣缸 是利用到了五感氣缸的什麼優勢啊 省空間的優勢啊 節省空間 什麼意思呢 假設啊 在設計這個機構時 我就是不想用五感氣缸 我想用這種有感缸 就是 有這個有感槍 有這個五感槍的這種氣缸 能不能用呢 如果說你擔心力不夠 我用大缸徑的這種有感氣缸 如果說你擔心導向問題 不用擔心 我給他加導軌滑塊 進導向 能不能用 肯定是能用的 能帶動這個物料左右運動 對吧 但是爲什麼不用呢 太佔空間了呀 對吧 你想啊 要給這個缸體空間 要給活塞感空間 對吧 他所佔用的空間是五感氣缸的兩倍 還要多一些 哪有那麼大的空間 讓你安裝這個有感缸呢 沒有 所以說我們用的是能夠更加節省空間的這個五感氣缸 這點大家可以記下啊 五感氣缸的優勢 就在於它能夠節省空間 那麼雌五式的啊 我們來看一下示意圖 或者直接給它畫一下啊 它是這個樣子 這是缸體 中間有一個活塞 外部呢 就是一個滑塊 滑塊啊 把這個缸體給包裹住了 然後呢 中間的活塞 它外面是有磁環的啊 外面有磁環 滑塊的內部呢 同樣有磁環 它是靠磁力吸附的 也就是說我通過氣體推動中間的活塞運動 能夠靠着磁力帶動外部的滑塊一起運動 這就是雌五式五感氣缸它工作的一個原理啊 那這種帶導感的相比這種普通式的啊 標準型的它的優勢就是就是不需要再設計這種導向零部件嘛 對不對 但是成本高一些啊 那如果你使用的是標準式的也可以啊 就是你要搭配導向零部件來使用 對吧 那像這種機械式的話 其實這裏有它的一個實物 大家可以看一下啊 給它放大 機械式的很明顯 外部的滑塊和中間的活塞是機器相連 對吧 那如何保證在氣缸運動時不漏氣呢 它這裏其實是有帶磁性的鋼條的啊 那能夠在兩側的位置啊 現在沒有運動的兩側嘛 對不對 在這裏吸附住 起到一個防止漏氣的效果 中間呢 是能夠允許你這裏滑塊帶着活塞運動的啊 這就是機械式物感氣缸 機械式物感氣缸的話呢 剛剛一開始給大家看的設備裏面也有啊 就在這個位置 思摩機構它用的就是機械式物感氣缸 成本啊 要比這種次50德哥很多 像這臺這麼長啊 我看一下這個鋼鏡啊 鋼鏡的話應該是25的 那成本應該在1000塊錢左右啊 那如果用的是次偶式的成本 可能就是500左右的樣子 所以說機械式的成本要高很多 但是機械式的優勢就是不用擔心出現這種拖磁的問題 次偶式的在這種衝擊過大 速度過快的場合可能會出現拖磁 對吧 好 所以說啊 同學們在使用時呢 也需要注意到啊 那具體的應該如何來選行 其實跟我們平時所講的這種單軸缸選行也差不多 那這裏來講一下啊 還是拿剛剛的那臺設備爲例啊 首先你要分析氣缸在工作時需要克服的力是什麼力 這裏主要是摩擦力嘛 對不對 主要是摩擦力啊 好 那回到這個樣子中來 來看這是五感氣缸它的一個樣子啊 這是氣缸理論輸出力它的一個表格啊 理論輸出力的表格 在不同氣壓之下 不同缸徑的五感氣缸所能夠輸出的這個推力是不一樣的 對吧 那根據你所需要的推力 根據你所使用的氣壓值 再給它一定的安心繫數 就能夠確定氣缸它的一個缸徑了 行程呢 比你所需要的激勵稍微大點 可以利用線位機構限制氣缸它運動的一個範圍 對吧 這個缸徑行程還沒確定啊 但是有點你看啊 比如說啊 氣缸是這樣擺放的 水平擺放 然後呢 上方有一個物料 有一定重量 好 那麼氣缸它能否承受這個重量呢 不是咱們說了算的啊 是跟缸徑形成有關的 你看它這邊有一個圖像啊 橫軸氣缸形成 豎軸呢 是氣缸所能夠承受的最大負載 這裏的曲線就是不同缸徑的氣缸 拿缸徑爲40的五感氣缸爲例啊 你看當缸徑爲40時啊 行程在多少呢 在600以內 行程在600以內 這點是600 那此時氣缸所能夠承受的負載多少千克 40千克 還是比較大的嘛 是吧 但是隨着氣缸形成的增大啊 氣缸所能夠承受負載慢慢降低 你看當行程增大到1500毫米的時候啊 此時缸徑爲40的五感氣缸所能夠承受負載多重啊 來看一下 3點幾千克 那3點幾千克和40千克這個跨度還是很大的 是吧 所以說氣缸它能否承受這個重力 不是我們說了算的啊 跟缸徑跟行程是有關係的 然後呢 我們可以通過圖像找到對應的數值 你在設置這個機構時 機構的重力就不能大於你找到的數值 是吧 否則的話 氣缸工作的時間會壞掉的 然後還有 這只是水平擺放 如果說是其他的擺放狀態 比如說圖中我們看到的 它就是數值擺放 那下方會有相對應的 比如說你是垂直安裝 比如說你是另外一種狀態 具體的能夠承受多大負載 都可以按照對應的公式求得 好 那今天關於氣缸咱們講這麼多 如果說你想了解更多的飛鏢設計相關知識 可以在評論區留言 老師會錄製更多專題給大家建議學習的 好吧 今天講到這 我是雲飛老師 咱們下期再見