气液增力缸功用介绍.doc

气液增力缸的功用介绍

摘要：本文介绍了气液增力缸的结构及工作过程、工作原理、结构特点及其在工业设备中的发展及广泛应用。
关键词：增力缸回路工作原理 气体控制 冲压特点 应用

一、 气液增力缸的结构及工作过程
1.气液增力缸的定义
气液增力缸是先有大面积活塞端的低气压产生小面积柱塞端的高液压，高液压直接作用在双支承工作缸活塞杆的大面积柱塞端，然后将力直接传递给与工作缸活塞杆另一端通过螺纹相连接的施力部分。
2. 气液增力缸的结构
气液增力缸油工作缸、恒压储油腔、气液增压器三部分有机结合为一体。巧妙的设计保证了液压油与压缩空气的严格隔离，工作缸活塞杆接触工件后自动启动力行程，充分保护了与活塞杆连接的施力部分，恒压储油系统避免了安装限制，可以360°任意角度、位置安装。
气液增力缸是一个完整的驱动系统，它所具有的三种不同的结构形式以及适用于不同场合的配件使其可以应用于很广的领域。
3. 气液增力缸的工作三过程
A. 气动的快进行程：即空行程，指从气缸完全返回状态到上模接触工件，气缸走过的距离范围。
B. 气液增力的力行程：即工作行程，液压系统增压，推动活塞杆走过的距离，力行程是总行程中的某一段，用做工作行程。
C. 气动的返回行程：增力行程结束之后，在气动系统作用下，液压增力气缸快速复位，准备下次工作。
二、气液增力缸的特点
1."软到位"冲压技术
三行程气液增力冲压技术及其设备为工业界的冲压加工，尤其是汽车工业的冲压加工，带来了全新的冲压概念和冲压实践。
2. "增力自适应"冲压技术
冲压加工中，上模具在空行程任一位置碰到工件，气液增力缸即依此工件外阻，自动转为力行程进行全力冲压加工，实现了更换模具无需设备调整的"自适应"冲压加工。
3. 高效节能
冲压技术将其每一冲压循环依据实际冲压加工中外载的不同而科学合理地分为三个行程段，并对不同行程段中不同外载施加不同的主动冲压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气缸小力驱动即可。由此极大地降低了设备能耗。
4. 控制简便可靠，自动化程度高
气液增力缸式冲压设备只需一个二位四通或五通主控气阀即可进行操作控制，气动控制系统简便可靠，标准气液增力缸上配置压力检测接口及提供各种位移检测选择，可自由编程实现冲压过程及冲压质量的全自动无人化监测控制。
 三、气液增力缸控制回路工作原理
气液增力缸回路工作原理图(如图1)，首先，在二位五通电磁换向阀得电后，气源气体经换向阀的3、4通道进入通道3，工作活塞快速运动至接触工件，这个过程称为快进行程。当接触到工件时，受负载阻力影响，工作油腔压力迅速提高，与气腔2相连的通道4内压力也升高，由于通道l和通道4之间的压差使差压式转换阀自动动作，使气体通过6、8通道进入气腔3，使转换活塞带动转换活塞杆一起向前运动，之后封闭了工作油腔。工作油腔压力升高，推动工作活塞向前运动，产生增力，完成对工件的加工过程，这个过程叫做增力自适应过程。完成对工件加工后快速返回过程，二位五通电磁换向阀接通通道2，气源气体经过通道2进入气腔1，推动工作活塞向右运动，同时，气腔2、气腔3向外排气，转换活塞杆恢复原位，结束一个工作过程。

图1气液增力缸工作原理图
气液增力原理，Pt为气源压力，当气源提供压力气体时，压力为P1的压缩空气推动活塞Dl运动，从而带动小活塞杆d向前运动，产生增大的压力，传递至|上油液，油液推动大活塞D2，产生增大后的作用力F，向外输出。
根据帕斯卡原理，推导输出力的计算公式(忽略了摩擦力，阻尼力等)：

由式(2)可知，如果想获得较大的输出力F，可增大Dl、和减少d值来实现，在实际的设计中，应根据实际情况，综合考虑来选取，使结构更趋合理化。
　四、气液增压缸的应用
增压缸广泛用于印字、折弯、冲压、铆合、锻压及以汽车工业为主的现代工业加工中，其优良的技术性能和依据现代汽车工业生产特点开发的高可靠性高自动化的质量监测及质量保证控制系统，切实有效地满足了现代工业对冲压加工越来越高的要求，实现了免维护长期可靠运转和高质量保证体系的完美结合。目前在国内外每年都有数以万计台气液增力缸式冲压设备或专用组合冲压工作站、冲压机器人以及全自动冲压加工线，取代了传统的冲床和油压机，应用到诸如发动机、变速箱压力装配、车架大梁铆接、车身及板式金属或非金属配件的冲裁、字号打印、螺栓螺母压铆以及车身及四门两盖等板件的冲压连接等各种冲压加工中，极大地提高了汽车产品冲压加工和冲压装配的质量和可靠性，降低了生产成本，提高了生产效率。
结论
   气液增压缸由于自身的特点，应用越来越广泛，但其使用及安装过程中需注意以下几点： ①增压缸必须垂直安装。②加油时，应以工作缸活塞杆伸出操作状态的基准，从单向阀用加油机从补偿油口补油。加油时略微松开放气螺塞，使残留在液压系统的气泡排出，加至放气螺塞中间油孔无气泡溢油，。③放油，工作缸活塞杆静止状态，松开放油螺丝，即可排尽
参考文献：
[1]烟台微特机械有限公司编.液压増力气缸使用手册.2007.
[2]日本SMC公司编.现代实用气动技术.1998..
[3]王雷.气液增力缸在压铆机中的应用.流体传动与控制.2005.01.