低摩擦氣缸

分類：技術教程日期：2007-04-11 00:00:00

摘要：本文介紹了幾種低摩擦氣缸的動作原理、特點、特性及其應用。
關鍵詞：低摩擦氣缸
低摩擦氣缸是指活塞滑動阻力很小的氣缸。下面除介紹了傳統的低摩擦氣缸外，重點介紹了目前國外最新間隙密封型低摩擦氣缸。
1、傳統的低摩擦氣缸

圖1低摩擦氣缸的結構簡圖
①活塞密封圈 ②支撐O型圈 ③活塞 ④活塞靜密封圈 ⑤耐磨環
傳統低摩擦氣缸系列

系列	CJ2Q	CM2Q	CG1□Q	CA□2Q	MB□Q	CS1□Q	CQ2-XB18
缸徑	Ø10~16	Ø20~40	Ø20~100	Ø40~100	Ø32~100	Ø125~160	Ø32~100
使用壓力范圍(Mpa)	0.03~0.7	0.025~0.7	0.01~0.7	0.01~0.7	0.01~0.7	0.005~0.7	0.01~0.7
低摩擦方向	雙向	單向	單向	單向	單向	雙向	雙向
泄漏量	≤0.5l/min(ANR)

除提高氣缸的加工精度、采用特殊潤滑脂和使用摩擦系數很小的材質外，活塞上只裝單向密封圈，其滑動阻力特別小，只隨氣壓的增大略有增加。低摩擦氣缸的最低工作壓力很低，可至0.01Mpa。
活塞上只裝一個單向密封圈的低摩擦氣缸在使用時是有方向性的。從桿側通口加壓（另一側排放大氣）或雖兩側加壓，但桿側壓力高于無桿側，為B型（使用例圖2）。從無桿側通口加壓（桿側通口排大氣）或雖兩側加壓，但無桿側壓力高于桿側，稱F型（使用例圖3），在選用時要注意。若在活塞上裝有2個反向的單向密封圈或裝1個壓縮量很小的組合型密封則低摩擦方向變成雙向型。

圖2 圖3

圖2用于接觸壓力控制，雖然卷筒外徑發生變化，但氣缸內壓力能保持一定，故驅動輪表面的接觸壓力也維持不變。圖3移動物體的形狀和外徑尺寸雖發生變化，但氣缸作用在物體上的力f可維持不變。
低摩擦型氣缸，在低摩擦方向的速度控制應使用進氣節流式（圖2、3）。若使用排氣節流，由于存在背壓，滑動阻力會增大。
低摩擦氣缸有微漏，泄漏量小于0.5L/min（ANR）。活塞桿不得有橫向載荷，否則會增大滑動阻力。缸筒加工精度高，不得發生變形而造成動作不良。不能供油潤滑。
2、新型低摩擦氣缸
上面介紹的低摩擦氣缸由于其密封結構為彈性密封，在勻速、高低壓摩擦、高速、高頻動作方面有所限制，新型低摩擦氣缸采用間隙密封結構、滾珠導向套等新技術，克服了傳統低摩擦氣缸的弱點。
2-1薄型低摩擦氣缸MQQ/耐橫向負載型低摩擦氣缸MQM系列
外形如圖4所示，其結構簡圖如圖5所示

圖4

圖5新型低摩擦氣缸結構簡圖

①活塞桿：碳鋼（鉻酸鹽處理） ②襯套：特殊不銹鋼 ③活塞：特殊不銹鋼 ④浮動機構：軸錯動不會咬住、滑動阻力穩定 ⑤滾珠導向套：MQQT型是氟樹脂
本低摩擦氣缸的特點有：
1、滑動阻力小，在0.005Mpa的低壓力下也可驅動。長壽命：可運行10,000Km或往返1億次。
2、驅動速度在0.3mm/s以上低速范圍內可實現平穩及等速運動。
3、因滑動阻力小且穩定，可控制0.05N左右的輸出力。另外，長時間放置，滑動阻力無變化。
4、因使用滾珠導向套，故耐橫向負載性能提高。
5、使用H型（高速高頻型、無固定節流）能夠實現在3,000mm/s的高速驅動，在短行程的場合，可實現50次/秒的連續往復驅動。
6、應用滑動阻力小的間隙密封結構，擴大了普通低摩擦氣缸中不能使用的驅動速度范圍及輸出力控制的能力。
2-2單作用型低摩擦氣缸MQP系列

圖6是MQP系列的外型圖，圖7是其結構簡圖。

圖6

圖7低摩擦氣缸MQP結構簡圖
①活塞桿：特殊不銹鋼 ②活塞桿內部中空減少了可動部重量 ③無活塞結構
④護套：不銹鋼 ⑤球面形狀、不易受偏負載的影響

MQP氣缸的特點如下：
1、無爬行：在0.01mm左右的微小行程中也不會出現爬行。
2、無活塞：活塞和活塞桿為同一軸徑，可大大降低滑動阻力。
3、推力的變動減少
受壓徑的偏差：3μm以下，即使更換氣缸也不需要再次調整推力。另外，一個回路上即使使用多個氣缸也不會出現推力的變化。
4、低摩擦、軟接觸：滑動阻力低且穩定，可精確控制0.01N左右的輸出力，另外，長期放置后滑動阻力無變化。
5、高精度直線控制：因滑動阻力小，可實現精密的直線控制
6、可用于雙作用：使用2個MQP系列氣缸，與使用一個MQQ、MQM雙作用間隙密封氣缸相比，其推力精度可提高，同時可得到推出、縮回方向同樣的推力。
3、主要技術參數：

4、新型低摩擦氣缸應用例
4-1、MQQT/MQML系列應用例

4-2、MQP系列應用例
使用2個氣缸

5、新型低摩擦氣缸推薦回路
5-1、MQQ/MQM系列
例1 勻速、低速驅動，但氣缸輸出力不能控制

氣缸不能混入潤滑脂，且要求閥的響應速度快，故電磁閥應使用無潤滑脂的間隙密封型（如VQ、VQZ、SQ等系列）電磁閥。
例2低速驅動，可控制輸出力
進行氣缸的輸出力控制時，不要用速度控制閥等形成節流的回路。如果采用這種方法，氣缸內的壓力會下降，從而無法實現控制。故必須采用壓力控制元件進行控制。
例3 高速、高頻驅動

應使用間隙密封的電磁閥（VQ、VQZ、SQ等系列）
在使用低摩擦氣缸規格的場合應注意以下兩點：
1、若有側向負載存在，摩擦阻力會變化，要保證氣缸和負載移動時的同軸度。確實難以保證同軸度時，請使用諸如浮動接頭等合適的浮動裝置。
2、使用干凈空氣（大氣壓露點為-10℃以下），推薦使用：AM系列油霧分離器（過濾精度0.3μm以下）或AM+AMD系列（過濾精度0.01μm以下）。
5-2、MQP系列
例4一般驅動