执行元件的选择

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2555页（1426字）

可按主机所需的操作力(或力矩)、执行元件的运动速度(或回转速度)、工作压力、操作距离、使用环境及其它要求等，选择气缸(或摆动缸、气马达)的结构和安装形式，确定行程(参看表7．10－6～7．10－8)，并计算选用缸的内径。

①气缸内径的选择。气缸所受负载力为：

F=β·A·p_s (N) (7．11－1)

式中 A为气压作用的有效面积(mm²)，无杆腔为πD²／4，有杆腔为(D²－d²)π／4(D、d分别为缸内径和活塞杆直径，以mm计)；p_s为工作压力(MPa)；β为负载率，即气缸所受外负载力F与气缸理论输出力Ap_s之比，一般在0．3～0．5之间，要求气缸运动速度较高时应选小值。若气缸只承受阻性负载。可选0．8～0．9。

摆动缸若承受阻性负载，其力矩为：

T=Fl／β (N·m) (7．12－2)

式中 F为阻力(N)；l为力臂长(m)；β为负载率’一般取0．5。

②耗气量的计算。由于气动系统中的各执行元件经常是不同时动作的，故应先画出各执行元件的动作随时间变化的时序图，然后从中找出最大耗气量(若干执行元件最大耗气量之和)。

气缸的最大耗气量：

Qc_max=0．47(p_s+0．1)D²L／t(dm³／min)(ANR)(7．11－3)

式中 D为缸径(cm)；L为缸行程(cm)；p_s为工作压力(MPa)；t为每一冲程的时间(s)．

摆动缸的最大耗气量：

Qp_max=0．6(p_s+0．1)V／t(dm³／min)(ANR)(7．11－4)

式中 V为摆动缸内部容积(Cm³)；t为摆动时间(s)。

一根配管的最大耗气量：

QT_max=0．47(p_s+0．1)d²l／t(dm³／min)(ANR)(7．11－5)

式中 d为配管内径(cm)；l为管长(cm)；t为每一冲程的时间(s)。

由于各执行元件不是同时动作，气动系统理论消耗的气量是平均耗气量。它是各执行元件平均耗气量之和。因此，气缸的平均耗气量：

Q_ca=0．0157(p_s+0．1)ND²L(dm³／min)(ANR)(7．11－6)

式中 N为频度，即每分钟气缸往复次数(次／min)。

摆动缸的平均耗气量：

Q_pa=0．02(p_s）+0．1)NV(dm³／min)(ANR)(7．11－7)

一根配管的平均耗气量：

Q_Ta=0．0157(p_s+0．1)Nd²l(dm³／min)(ANR)(7．11－8)