氣液增力缸的功用介紹

摘要：本文介紹了氣液增力缸的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在工業(yè)設(shè)備中的發(fā)展及廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：增力缸回路工作原理 氣體控制 沖壓特點(diǎn) 應(yīng)用

1. 氣液增力缸的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

1.1.氣液增力缸的定義

氣液增力缸是先有大面積活塞端的低氣壓產(chǎn)生小面積柱塞端的高液壓，高液壓直接作用在雙支承工作缸活塞桿的大面積柱塞端，然后將力直接傳遞給與工作缸活塞桿另一端通過(guò)螺紋相連接的施力部分。

1.2. 氣液增力缸的結(jié)構(gòu)

氣液增力缸油工作缸、恒壓儲(chǔ)油腔、氣液增壓器三部分有機(jī)結(jié)合為一體。巧妙的設(shè)計(jì)保證了液壓油與壓縮空氣的嚴(yán)格隔離，工作缸活塞桿接觸工件后自動(dòng)啟動(dòng)力行程，充分保護(hù)了與活塞桿連接的施力部分，恒壓儲(chǔ)油系統(tǒng)避免了安裝限制，可以360°任意角度、位置安裝。

氣液增力缸是一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它所具有的三種不同的結(jié)構(gòu)形式以及適用于不同場(chǎng)合的配件使其可以應(yīng)用于很廣的領(lǐng)域。

1.3. 氣液增力缸的工作三過(guò)程

A. 氣動(dòng)的快進(jìn)行程：即空行程，指從氣缸完全返回狀態(tài)到上模接觸工件，氣缸走過(guò)的距離范圍。

B. 氣液增力的力行程：即工作行程，液壓系統(tǒng)增壓，推動(dòng)活塞桿走過(guò)的距離，力行程是總行程中的某一段，用做工作行程。

C. 氣動(dòng)的返回行程：增力行程結(jié)束之后，在氣動(dòng)系統(tǒng)作用下，液壓增力氣缸快速?gòu)?fù)位，準(zhǔn)備下次工作。

2.氣液增力缸的特點(diǎn)

2.1.\"軟到位\"沖壓技術(shù)

三行程氣液增力沖壓技術(shù)及其設(shè)備為工業(yè)界的沖壓加工，尤其是汽車工業(yè)的沖壓加工，帶來(lái)了全新的沖壓概念和沖壓實(shí)踐。

2.2. \"增力自適應(yīng)\"沖壓技術(shù)

沖壓加工中，上模具在空行程任一位置碰到工件，氣液增力缸即依此工件外阻，自動(dòng)轉(zhuǎn)為力行程進(jìn)行全力沖壓加工，實(shí)現(xiàn)了更換模具無(wú)需設(shè)備調(diào)整的\"自適應(yīng)\"沖壓加工。

2.3. 高效節(jié)能

沖壓技術(shù)將其每一沖壓循環(huán)依據(jù)實(shí)際沖壓加工中外載的不同而科學(xué)合理地分為三個(gè)行程段，并對(duì)不同行程段中不同外載施加不同的主動(dòng)沖壓力及合理的能量分配，如在空行程及返回行程，只需克服上模具的自重，故此行程段只由前部氣缸小力驅(qū)動(dòng)即可。由此極大地降低了設(shè)備能耗。

2.4. 控制簡(jiǎn)便可靠，自動(dòng)化程度高

氣液增力缸式?jīng)_壓設(shè)備只需一個(gè)二位四通或五通主控氣閥即可進(jìn)行操作控制，氣動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)便可靠，標(biāo)準(zhǔn)氣液增力缸上配置壓力檢測(cè)接口及提供各種位移檢測(cè)選擇，可自由編程實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程及沖壓質(zhì)量的全自動(dòng)無(wú)人化監(jiān)測(cè)控制。

3.氣液增力缸控制回路工作原理

氣液增力缸回路工作原理圖（如圖1），首先，在二位五通電磁換向閥得電后，氣源氣體經(jīng)換向閥的3、4通道進(jìn)入通道3，工作活塞快速運(yùn)動(dòng)至接觸工件，這個(gè)過(guò)程稱為快進(jìn)行程。當(dāng)接觸到工件時(shí)，受負(fù)載阻力影響，工作油腔壓力迅速提高，與氣腔2相連的通道4內(nèi)壓力也升高，由于通道l和通道4之間的壓差使差壓式轉(zhuǎn)換閥自動(dòng)動(dòng)作，使氣體通過(guò)6、8通道進(jìn)入氣腔3，使轉(zhuǎn)換活塞帶動(dòng)轉(zhuǎn)換活塞桿一起向前運(yùn)動(dòng)，之后封閉了工作油腔。工作油腔壓力升高，推動(dòng)工作活塞向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生增力，完成對(duì)工件的加工過(guò)程，這個(gè)過(guò)程叫做增力自適應(yīng)過(guò)程。完成對(duì)工件加工后快速返回過(guò)程，二位五通電磁換向閥接通通道2，氣源氣體經(jīng)過(guò)通道2進(jìn)入氣腔1，推動(dòng)工作活塞向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣腔2、氣腔3向外排氣，轉(zhuǎn)換活塞桿恢復(fù)原位，結(jié)束一個(gè)工作過(guò)程。

氣液增力原理，Pt為氣源壓力，當(dāng)氣源提供壓力氣體時(shí)，壓力為P1的壓縮空氣推動(dòng)活塞Dl運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小活塞桿d向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生增大的壓力，傳遞至|上油液，油液推動(dòng)大活塞D2，產(chǎn)生增大后的作用力F，向外輸出。

根據(jù)帕斯卡原理，推導(dǎo)輸出力的計(jì)算公式（忽略了摩擦力，阻尼力等）：

由式（2）可知，如果想獲得較大的輸出力F，可增大Dl、和減少d值來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮來(lái)選取，使結(jié)構(gòu)更趨合理化。

4.氣液增壓缸的應(yīng)用

增壓缸廣泛用于印字、折彎、沖壓、鉚合、鍛壓及以汽車工業(yè)為主的現(xiàn)代工業(yè)加工中，其優(yōu)良的技術(shù)性能和依據(jù)現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的高可靠性高自動(dòng)化的質(zhì)量監(jiān)測(cè)及質(zhì)量保證控制系統(tǒng)，切實(shí)有效地滿足了現(xiàn)代工業(yè)對(duì)沖壓加工越來(lái)越高的要求，實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)長(zhǎng)期可靠運(yùn)轉(zhuǎn)和高質(zhì)量保證體系的完美結(jié)合。目前在國(guó)內(nèi)外每年都有數(shù)以萬(wàn)計(jì)臺(tái)氣液增力缸式?jīng)_壓設(shè)備或?qū)Ｓ媒M合沖壓工作站、沖壓機(jī)器人以及全自動(dòng)沖壓加工線，取代了傳統(tǒng)的沖床和油壓機(jī)，應(yīng)用到諸如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱壓力裝配、車架大梁鉚接、車身及板式金屬或非金屬配件的沖裁、字號(hào)打印、螺栓螺母壓鉚以及車身及四門兩蓋等板件的沖壓連接等各種沖壓加工中，極大地提高了汽車產(chǎn)品沖壓加工和沖壓裝配的質(zhì)量和可靠性，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

結(jié)論：

氣液增壓缸由于自身的特點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但其使用及安裝過(guò)程中需注意以下幾點(diǎn)： ①增壓缸必須垂直安裝。②加油時(shí)，應(yīng)以工作缸活塞桿伸出操作狀態(tài)的基準(zhǔn)，從單向閥用加油機(jī)從補(bǔ)償油口補(bǔ)油。加油時(shí)略微松開(kāi)放氣螺塞，使殘留在液壓系統(tǒng)的氣泡排出，加至放氣螺塞中間油孔無(wú)氣泡溢油，。③放油，工作缸活塞桿靜止?fàn)顟B(tài)，松開(kāi)放油螺絲，即可排盡

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