气缸选型技巧一气缸缸径快速，准确确定！（专业干货，欢迎讨论）

气缸选型技巧一气缸缸径快速，准确确定！（专业干货，欢迎讨论）

气缸属于气动元件，是自动化设备或者自动化机构重要组成部分-即时驱动执行元件，在特定使用场合快速且准确选型气缸种类和型号。这一能力对一名非标结构设计工程师来说必须具备的！

快速选型确保设计效率，缩短项目交付周期；准确选型确保气缸有足够的使用寿命，气缸功能使用上不冗余不欠缺，设计经济性高。非标设计工程师都知道主要从气缸推力和气缸行程这两个方面入手确定气缸种类和型号！

气缸推力需要结合物理和数学公式去计算得出，有的工程师通过复杂的公式计算气缸的推力F，过程比较耗时间，不利于快速选型；有的工程师不通过计算只是简单地靠经验去判断，经验主义不利于准确选型。难道没有简单的公式去快速且准确判断吗？答案：有！

气缸推力（KG）的精简计算公式推导

首先要明白一点：计算气缸的推力F（N）对实际非标设计来说没有多大的意义，计算气缸的推力M（KG）是多少公斤才是非标设计中所需的！因为实际非标设计中，获得负载的重量是多少公斤很容易，又要通过物理公式转换成力F（N）和气缸推力F（N）去对比，这就显得画蛇添足，添加不必要的工作量！况且在选型软件和选型书籍中，是没有直接显示不同缸径的气缸推力F是多少牛这一参数，需要个人根据实际的气压压强P去计算得出！

根据物理原理推出气缸推力M（KG）公式：

M=F/g=(气缸活塞面积S*气体压强P)/重力g

即M=(π*(D/2)^2*P)/g

其中,π=3.14；D=气缸活塞直径（mm）；P=气压压强（MPa）;g=9.8(N/Kg)

以上公式可以算出气缸推力，但是计算过程还是复杂，耗时间，可以再进一步推导精简。

D是气缸活塞直径，没得说；P是压强，如何确定呢？气压压强P一般是客户现场空压机产生的压强，需要客户提供；根据个人经验：以前做过宁德时代的锂电池设备，他们现场使用的是中央气源处理机，能提供的气压压强一般是0.7MPa，这算比较高的压强了。一般企业的客户使用的是单一的空压机，能提供的气压压强一般是0.4~0.6MPa，常见是0.5MPa。那么以0.7MPa和0.5MPa为列精简上述公式，注意：单位换算。如下所示。

P=0.7MPa时

M=(π*(D/2)^2*P)/g

M=（3.14*（D*0.001/2）^2*0.7*1000000）/9.8

M（Kg）= (3.14*0.7*D^2)/（4*9.8）

M（Kg）= 0.056*D^2

P=0.5MPa时

M=(π*(D/2)^2*P)/g

M=（3.14*（D*0.001/2）^2*0.5*1000000）/9.8

M（Kg）= (3.14*0.5*D^2)/（4*9.8）

M（Kg）= 0.04*D^2

则M（Kg）= 0.056*D^2与 M（Kg）= 0.04*D^2就是我们所需的精简公式，计算一个缸径是10mm的气缸推力M，

P=0.7MPa M=0.056*10*10=5.6(Kg)；

P=0.5MPa M=0.04*10*10=4(Kg)；

十分便捷。你get到了吗？

1/2与1/3经验原则：结合负载快速且准确地确定气缸缸径

通过上述精简公式，工程师可以快速计算不同缸径的气缸推力M（Kg），与负载（Kg）对比就可快速确定气缸的缸径。但是这一对比过程受到气缸运动方向，气缸摩擦力，气缸使用环境等因素影响。仅仅通过有效率80%或者90%加以确定已经无法满足实际复杂的使用场合，也无法通过具体的数字去支持判断！

因此，结合个人设计经验和同行交流经验，个人总结了：1/2与1/3经验原则。从定量角度去支持判断对比，不能说完全正确的，只能说气缸选型准确率高。利用1/2与1/3经验原则去确定气缸的缸径主要体现在气缸使用寿命长，气缸使用功能异常率低。以下讨论1/2与1/3经验原则。

1/2与1/3经验原则：

气缸推力M（Kg）的1/2＞负载（Kg）

气缸推力M（Kg）的1/3＞负载（Kg）

以上就是经验原则，举例：一个水平运动的气缸结构，负载是1.5Kg，气压压强P=0.5MPa，则需要选用多少缸径的气缸？

结合上述精简公式：缸径是10mm的气缸，其气缸推力M=0.04*10*10=4(Kg)。

根据气缸推力M（Kg）的1/2＞负载（Kg）经验原则：4*1/2＞1.5。则可以得出使用缸径为10mm的气缸

为什么需要利用1/2与1/3经验原则去确定气缸缸径，从而预留气缸推力空间？从以下因素说明！

1 这里的负载（Kg）是纯粹的负载，一般设计过程中是不包括螺丝，电线，细小零件等重量，也无法准确去计算小零件的重量！

2 气缸活塞运动过程中与气缸内壁存在摩擦力，外在的切向力会使得摩擦力加大，无法准确计算摩擦力

3 气缸活塞连接着活塞杆，活塞杆截面积是没有计入气缸推力M（Kg）公式中的，不同品牌的气缸，活塞杠是不一样的，计算工作量也大。

4 实际使用中，气管老化漏气，气缸漏气，气体混合水蒸气，长距离输送等因素使得压强不稳定而减低，需要防范预留气缸推力空间。

5 后期改善过程中，可能增加结构，零件，需要预留气缸推力空间。

6 上下运动的气缸，还需要预算气缸自身重力，需要预留气缸推力空间。

7 负载接近或者完全等于气缸推力的情况下运作，气缸寿命大大减低，气缸异常率高。

8 其他复杂因素等等。

以上因素导致在非标设计气缸缸径选型中，必须预留气缸推力空间！那么具体什么场合运用1/2或者1/3经验原则，以下说明！

运用气缸推力M（Kg）的1/2＞负载（Kg）的经验原则对比的情况有如下

1 气缸运动方向：水平运动；

2 选用＜32mm缸径（不包括32缸径）的气缸（体积小，充气快）；

3 气缸运动只是简单地传送运动，没有其他外力干扰。

运用气缸推力M（Kg）的1/3＞负载（Kg）的经验原则对比的情况有如下

1 气缸运动方向：垂直运动；

2 选用＞32mm缸径（包括32缸径）的气缸（体积大，充气慢）；

3 气缸运动不仅仅是简单地传送运动，还有受到外力（比如：铆压，保压等结构工位，依靠气缸持续输出作用力和保压力）

笔型气缸

总结：以上经验总结，希望对刚从事非标设计的工程师有帮助，后续继续发文气缸的行程，运动时间的选型等讨论文章，欢迎非标结构工程师们讨论。

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来源：tiantian晴朗