【2026最強教程】零基礎小白也能學的機械設計！一口氣帶你過完氣動系統的所有知識點!直接少走99%彎路！手把手教會你！ P6 - 5、氣動執行元件的選型流程

大家好 我是蔣旭雲飛 本節課來講一下氣動執行元件 它的種類應用以及選行 那之前有聊過一個完整的氣動系統 有兩部分組成 第一部分就是主路 第二部分就是支路 主路呢 不需要我們自己設計 而支路是需要我們自己獨立去設計的一部分 包括氣源處理元件 包括氣動控制元件 以及本節課我們要講的氣動執行元件 這裏做一個簡單的分類 常用的氣缸 旋轉氣缸 五感氣缸 氣動手指 夾緊氣缸 還有氣液增壓缸 那本節課我們先講選行流程 再引申到氣缸種類的選擇 拿一個機構爲例 這是一臺飛鏢自動化設備 其中有一個泥料機構 它是想把物料 從輸送線上方移動到轉盤的 載具上 用的是帶導杆的五感氣缸 那爲什麼會使用氣缸呢 能夠實現這個動作的機構有很多 這裏來記錄一下 第一種就是氣缸 第二種就是我們自己設計的這種絲桿機構 第三種就是我們自己設計的這種同步帶機構 第四種就是我們採購的模組 第五種就類似一些能夠實現這個動作 但是平時用的比較少的 比如成本很高的直線進機 電缸用到液壓系統的油缸 結構比較複雜的連桿結構 凸輪結構 精度比較低的鏈條 還有這個齒輪齒條都能夠實現這個動作 但是平時用的比較少 所以說就不考慮了 我們只看前四種就可以了 第一種是氣缸 第二種我們自己設計的絲桿機構 第三種我們自己設計的同步帶機構 以及第四種模組 那爲什麼會使用氣缸呢 如果我在移動物料的同時 需要在中間停留幾次 這裏是往右側移料 假如說每運動十釐米 停留一次 這是要做什麼 多點控制頻繁起動 氣缸能否滿足使用需求 滿足不了 要使用到絲桿機構 同步帶機構或者說模組 才能夠達到多點控制 才能夠實現頻繁起動 但是在本臺設備中 需求是什麼 只是想把物料從輸送線上方 移動到轉盤的載具上 點對點的運動 氣缸雖然說它本身的控制精度低 只能夠實現兩點控制 但是這裏我所需要的也僅僅只是兩點 所以說你用氣缸絕對是夠用了 而且相比其他的機構 你想成本會更低 結構會更簡單 更加方便我們控制使用 這就是選氣缸的主要的原因 好 那再看品牌 現在專門生產氣動元件的品牌 企業有很多 比如呢 SMC 咱們現在用的最多的就是雅得克了 對吧 還有汽力殼呀 還有這個費斯托呀 那國內的話呢 就有星辰 神池 金氣等等 還有就是日本的CKD 喜凱里品牌很多的 那品牌怎麼確定 首先要看一下你們公司和這個品牌是否有合作呀 或者說客戶是否有指定這個品牌呀 如果說有合作有指定 那你直接就去採購就可以了 對吧 好 如果說沒有呢 那你要看一下這個品牌啊 他所生產的產品 第一價格怎麼樣 適中還是偏高 對吧 要選合適的 要減成本 第二呢 就是他的發貨週期長不長 要能夠來得及使用嗎 第三呢 就是這個產品 它的質量如何 你要看一下啊 買過這個產品的客戶呢 反饋怎麼樣 這東西好不好用 對吧 容不容易出現問題 我們要綜合性的去考慮呢 來選擇對我們來說啊 性價比最高的這個產品 這也就是我們在第一次選呢 第二次選的時候呢 稍微麻煩一些 後面氣缸你用的多了啊 品牌是很沒確定的 你就瞭解這個品牌的產品的特性 對吧 這個品牌啊 不多說 再說這個種類 還是要拿一個機構爲例啊 看設備的後方 同樣的有一個 移料機構啊 那水平方向用的是帶導杆的五杆氣缸 豎直方向呢 用的是一個小滑臺啊 下方是很多個真空氣盤所組成的一個大氣盤 比較重 比較大 好 那思考這個問題啊 爲什麼會使用滑臺氣缸呢 我在設計這個機構時其實是有要求的 第一個要求就是這部分的機構要能夠承受側向的彎矩 因爲下方你看啊 這個真空氣盤相對於氣缸來說 類似一個懸壁結構 有很大的側向彎矩 對吧 第二就是穩定性要好 因爲下方比較重比較大 對於穩定性要求要高一些 第三就是結構儘量簡單 你不能搞得這個結構很複雜 對吧 第四呢 就是在滿足需求的前提下啊 儘量的控制成本 那麼根據這些需求來設計這部分機構 其實方案有很多 比如說啊 用什麼呢 用常用氣缸裏面的單軸氣缸 單軸氣缸 這是他的實物圖 可不可以啊 可以啊 但是呢 要注意單軸氣缸 他這裏有一個缸體 中間是一個活塞桿 沒有導向的零部件 如果你只用單軸缸的話呢 單軸氣缸所攜帶的機構會繞着活塞桿旋轉 所以說要搭配導向零部件來使用 對不對 一般是搭配導軌滑塊或者是導彈軸建築成 第一種方案就是這個樣子 一個單軸氣缸 然後呢 旁邊導軌滑塊 對吧 就簡單畫一下 導軌滑塊第一個作用導向 第二個作用呢 承受側向彎矩 對吧 因爲單軸氣缸他是不能夠承受側向彎矩的啊 你這樣設計的話 有一個缺點就是結構比較複雜 而且導軌我們要採購成本會高一些 所以說能用是能用 但是不推薦 好 那還有什麼其他方案沒有啊 有的比如說用二軸氣缸 這是他的實物圖 二軸氣缸呢 它是有兩個這個槍以及兩個活塞桿的輸出力要大很多 但是啊 二軸氣缸雖然說它有導向 有兩個活塞桿 但是呢 它不能夠承受太大的側向彎矩 一點點可以 大就不行了 一旦稍微大點的話啊 這個活塞桿和密封圈之間會磨損 氣缸會漏氣 甚至嚴重些的時候呢 杆都會運行 所以說你想用二軸缸還是要搭配導向零部件來使用 那這裏假如說用的時候我好看啊 主要作用就是幫忙承受側向彎矩 其次呢 它是導向的 那你這樣設計跟剛剛我們所提到的單軸氣缸差不多 結構會複雜 成本會並高 所以說 同樣的可以用 但是不推薦 對不對 好 我們再看啊 可不可以用三軸缸啊 可以 那華達氣缸呢 也行 爲什麼我選華臺呢 因爲三軸氣缸它有一個缺點 就是穩定性要差一些啊 來 我們往這看啊 這裏有一個三軸缸 看到沒有 它就是三軸氣缸 中間是氣缸的活塞桿 兩側呢 兩個導引軸 還有均軸承 所以說第一 導向你不用擔心 它本身有導向 對吧 第二呢 利用導引軸均軸承 它能夠承受很大的側向彎矩 是吧 好 第三 就是體積小 安裝使用方便 第四就是成本低 但是啊 穩定性沒那麼好 而我對於穩定性要求比較高 所以說三軸氣缸不行 我們最終選擇的是華臺氣缸 華臺氣缸呢 它本身是有導管滑塊的啊 所以說第一 導向你不用擔心 它本身有導向嘛 第二呢 利用導管滑塊能夠承受很大的側向彎矩 第三 就是體積小 安裝使用方便 第四 它的穩定性很好 但是有點啊 成本要高一些 所以說選哪種氣缸要看實際的工況 這裏對於穩定性要求比較高 所以說我們選擇的就是華臺氣缸 好吧 好 回來哦 那這裏涉及到種類的選擇 要根據實際工況來 具體的這裏旋轉氣缸 五感氣缸有什麼優勢 咱們後面單獨講了 就再說 好吧 再說這個參數啊 本節課就拿這個單軸氣缸爲例 這裏有一個樣冊啊 我們來看一下 這是單軸氣缸的這個樣冊 我用的是雅德克的這個樣冊啊 雅德克的樣冊 好 那麼在設備中呢 有一個結構 可以作爲參照啊 就是這個位置 這是一個什麼氣缸啊 這是一個單軸氣缸 對吧 搭配的是導軌滑塊的使用啊 好 我們要對這個氣缸進行選行啊 也就是確定它的一個參數 那麼參數包含哪些呢 一個缸徑 一個行程 這裏來做個記錄啊 缸徑以及行程 那行程是很容易確定的 對吧 我這裏要帶動機構上下運動 那麼上下運動的距離是一致的 行程可以比這個距離稍微大點 我們可以利用限位結構 限制氣缸它運動的範圍 主要就是這個缸徑 缸徑呢 跟氣缸在工作時所需要克服的力有關 大家分析一下 這裏氣缸都需要克服什麼力啊 下方機構的重力以及呢 摩擦力 對不對 好 那重力多少 摩擦力多少好不好算呢 好算 一個是mg 就是重力嘛 一個呢 μmg摩擦力 摩擦係數給多少呢 這裏導軌好快 滾動摩擦 我們給點引力就行了 那麼能不能算出結果 可以的 回到這個樣冊中來啊 回到樣冊中來 下方有一個氣缸的理論輸出力表 那麼這裏是缸徑 然後呢 這邊是氣缸所使用的這個氣壓值啊 這個空氣的壓力值 好 一般我們使用的範圍是0.15兆帕到0.7兆帕之間 0.7兆帕之間最常用的0.5兆帕 或者是0.6兆帕 咱們拿這個0.5兆帕爲例啊 好 假如說氣缸在工作時所需要克服的力 多少牛呢 300牛 好吧 300牛 那我們應該選哪一個缸徑呢 同學們 來看一下啊 這是0.5兆帕 300牛 那缸徑32的這個就滿足 是吧 有一個點要注意啊 有一個壓側 有一個拉側 只要說拉側能夠滿足 壓側一定是能夠滿足的 你可以看這個表壓側的力會大一些 對吧 那我剛剛說了啊 所需要克服的力是300牛 那應該選擇這個32的 他給的數值345滿足要求的 壓側的話 402也是滿足要求的 爲什麼兩次的力不一樣啊 之前呢 我有給大家講過 好 這是一個有感氣缸啊 有感氣缸 那你看啊 這邊呢 是無感腔 這邊是有感腔 對吧 兩側的氣壓是一樣的啊 都是005兆帕 但是呢 有感腔這側面積會小一些 就是面積小的話 對應的力輸出力就小 因爲公式F等於P乘以S啊 對不對 F等於P乘以S 那這邊面積小的話 輸出力就小一些 那隻要說拉側滿足 那麼壓側絕對是能滿足的 就是能夠帶動機構上下的運動啊 好 那今天呢 關於這個氣缸啊 咱們先講這麼多啊 下節課來着重介紹二軸氣缸 三軸氣缸 滑胎氣缸以及下方的這幾種氣缸 好吧 後面的就再說啊 請今天講到這啊 如果說同學們想了解更多的肥胖設計行動的知識 也可以在評論區留言啊 老師會錄製更多的專題視頻給大家學習的 好吧 今天講到這 我是雲飛老師 咱們下節課 再見啊