空気圧シリンダ設計の主要要素: ボア、ストローク、ガイド、バッファ、潤滑および冷却システム

機械設計とオートメーションの分野では、 空気圧シリンダー は重要な電力変換要素であり、その性能はシステム全体の動作効率と安定性に直接影響します。この記事では、エンジニアに貴重な参考資料を提供するために、空気圧シリンダ設計のいくつかの中心要素、つまりボアとストロークの決定、ガイドとバッファ機構の設計、潤滑と冷却システムの計画について詳しく説明します。

1. 出力の要となるボアとストローク
空気圧シリンダのボアとストロークは、設計の開始時に正確に計算する必要がある 2 つの重要なパラメータです。ボアのサイズは、空気圧シリンダが生成できる推力を直接決定します。これは、特定の用途シナリオにおける負荷要件と推力要件に従って決定されます。一般に負荷が大きくなると必要な推力も大きくなるため、ボアを大きく設計する必要があります。

ストロークは、空気圧シリンダ内のピストンの移動範囲、つまり空気圧シリンダが提供できる最大作動距離を制限します。ストロークの選択は、空気圧シリンダの作動効率に関係するだけでなく、システム全体のレイアウトとサイズにも直接影響します。したがって、設計プロセス中に、負荷の変位要件とシステムのスペース制限を総合的に考慮して、空気圧シリンダのストロークを合理的に決定する必要があります。

2. ガイドとバッファリング: スムーズな動きを確保するための鍵
空気圧シリンダ内でピストンがスムーズかつスムーズに移動し、衝撃による振動や騒音を低減するには、合理的な案内機構や緩衝装置を設計することが特に重要です。ガイドスリーブなどのガイド機構は、ピストンの半径方向の動きを効果的に制限し、中心線からの逸脱を防止することで、空気圧シリンダのシールと動きの精度を確保します。

ゴム製バッファリングや油圧バッファなどの緩衝装置は、空気圧シリンダヘッドまたは空気圧シリンダ底部への直接衝撃による損傷を避けるために、ピストンがストロークの終わりに近づくとピストンの移動速度を遅くすることができます。これらの緩衝装置は、空気圧シリンダ自体を保護するだけでなく、システム全体の耐用年数を延ばします。

3. 潤滑と冷却が空気圧シリンダの寿命を延ばす秘訣
空気圧シリンダの作動中、ピストンと空気圧シリンダ壁との間の摩擦により、多量の熱と摩耗が発生します。したがって、空気圧シリンダの摩耗を軽減し、効率を向上させ、寿命を延ばすためには、合理的に設計された潤滑および冷却システムが不可欠です。潤滑システムの主な機能は、ピストンと空気圧シリンダーの壁の間に油膜を形成して摩擦と摩耗を軽減し、同時に熱を奪うことです。

冷却システムは、冷媒や空気を循環させることで空気圧シリンダの温度を下げ、過熱による性能低下や損傷を防ぎます。空気圧シリンダを長期間安定して動作させるためには、空気圧シリンダの使用環境や負荷特性を十分に考慮し、適切な潤滑剤、冷却媒体、冷却方法を選択し、潤滑・冷却システムを設計する必要があります。

空気圧シリンダの直径とストロークの決定、ガイドおよびバッファ機構の設計、潤滑および冷却システムの計画は、空気圧シリンダ設計の 3 つの重要な要素です。これらの要素を十分に考慮し、科学的かつ合理的な設計を行うことによってのみ、空気圧シリンダがさまざまな複雑な用途のニーズを満たす優れた性能、信頼性、耐久性を確保することができます。