夹紧气缸1设计关键技术

（1）夹紧方案的确定

从夹具的角度来看，常用的夹紧机构有螺纹夹紧、斜楔夹紧、偏心轮夹紧、气动夹紧等几种。由于氮气弹簧的充气压力将达到2～5MPa，属于高压工况的范畴，对操作人员存在一定的安全风险，因此夹紧机构的安全性与稳定性就显得尤为重要。螺纹夹紧自锁性好，但工作效率较低；斜楔夹紧在确保自锁的前提下，摩擦角较小，因此工作行程较长，从而影响了夹紧的效率；气动夹紧和联动夹紧的反作用力直接作用于气缸，自锁性无法得到保证。

鉴于此，螺纹夹紧成为夹紧方案的，考虑到其工作效率较低，采用气缸驱动的螺纹夹紧方案，以便在自锁性能和工作效率上达到*的结合。

在气缸的作用下，齿条带动齿轮旋转，齿轮又带动压紧螺杆2 旋转，从而实现对氮气弹簧的夹紧与松开。

（2）密封方案的确定

在氮气弹簧的充气过程中，必须在氮气弹簧底部（氮气弹簧充气口所在部位）和定位密封体定位孔之间形成一个密闭的空间，以便氮气能够充进弹簧。O形圈密封是一种典型的挤压型密封，鉴于其通用性及成熟度，采用O形圈进行密封。O形圈一般安装在密封沟槽内，但是O形密封圈的密封效果在很大程度上取决于O形圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。如果O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；反之，如果压缩量过大，则会导致O形密封圈橡胶应力松弛，引起泄漏。

（3）夹紧力的确定

根据生产实际， 工厂能够提供的工作气源气压一般大于0.3MPa，因此，以0.3MPa 作为夹紧气缸的工作压力，气缸所需截面积为：S=5.14/0.3=17.143 cm2=1 714.3 mm2参考AirTac 气动元件样本手册，选取气缸缸径50mm，杆径为20mm。

设计压紧螺杆上下行程为12mm，根据螺杆螺距，则每次压紧过程，螺杆要转12/5=2.2圈，由于齿轮节圆直径为32mm，因此气缸所需行程为：L=32×2.2×π=221.168 mm所以，气缸行程取为250 mm。

（4）夹紧过程气动回路的设计夹紧机构及气缸选定后，即可设计该气动控制回路。

需要特别强调的是，由于摩擦力的存在，气动螺纹自锁夹紧机构在松开时，要抵消一部分摩擦力，即松开瞬间的力要大于夹紧力，因此，在设计过程中，要确保气动螺纹自锁夹紧机构在常态下（即电磁阀断电时）气缸处于伸出状态，此时自锁夹紧机构处于松开状态，当给电磁阀通电时，气缸收回，此时自动夹紧机构处于夹紧状态。夹紧气缸1