如何为气缸选择最佳安装配置：优化性能的注意事项

作者 Vitor Rangel，艾默生执行器产品营销专家

如果您为您的应用选择了合适尺寸的气动执行器，现在是时候决定如何安装它了。为您的气缸应用选择最佳安装配置是确保最佳性能和最大限度延长气缸预期寿命的关键设计考虑因素。

为了便于安装和全球互换性，大多数气缸安装座均按照 NFPA 或 ISO 标准制造。虽然有许多变体，但安装方式通常属于三个主要类别之一：固定中心线安装、固定非中心线安装和枢轴中心线安装。

在为应用程序选择正确的安装座时，要考虑的主要因素是应用程序本身。在大多数情况下，执行器的预期功能和应用要求或限制将在很大程度上决定选择哪种安装类型。需要考虑的一些关键因素是气缸行程（长与短）​​、运动平面（水平、垂直或沿弯曲路径）、负载大小和负载条件（引导与非引导）、柱子的强度活塞杆和安装空间。在某些情况下，根据其机械性能和应用环境，制造支架的材料也可能是相关的。

值得注意的是，所有这些因素也适用于高压液压缸，其工作压力也可能成为决定性因素。某些气缸支架将降低压力等级，以防止与此类设计所设想的高力和操作压力导致的过度剪切和弯曲应力相关的过早失效。

就像正确调整缓冲一样，如果不仔细考虑安装配置，可能会导致气缸过早失效。因此，我们愿意为您提供一些指导方针和最佳实践，以帮助您避免与气缸安装相关的任何问题。

了解气缸安装术语

一般来说，NFPA 和 ISO 标准所涵盖的气缸安装类型的编码将由两个字母和一个数字组成，如下 NFPA 示例所示：

固定中心线安装 - 安装类型MX1、MX2、MX3、MF1、MF2、MF5、MF6、ME3、ME4、MS3。

固定非中心线安装 - 安装类型 MS1、MS2、MS4、MS7

枢轴中心线安装 - 安装方式 MP1、MP2、MP3、MP4、MT1、MT2、MT4、MU3

第一个字母表示它是底座（M）还是配件（A），第二个字母表示样式：

B – 身体
E – 头/盖
F——法兰
P - 枢轴

R——螺纹鼻
S - 脚或凸耳
T – 耳轴
X – 螺柱或拉杆

注意：安装编码也可以由 3 个字母组成。这是在标准名称中添加字母 (D) 的双杆配置中的常见做法（例如 MDF1 – 带前法兰安装的双杆气缸）。

在介绍了安装命名的基础知识之后，现在让我们来看看每个主要安装类别的独特优势和局限性。

固定中心线安装

顾名思义，固定中心线安装最适用于气缸推力集中在气缸杆中心线上的应用。以这种方式集中力，气缸可以通过方形或矩形法兰、延长拉杆或中心线凸耳连接在头端或盖端（尽管这种方法不太常用）。固定中心线安装座适用于直线力应用，并且在动力延伸冲程上更稳定，不会发生摇摆。法兰安装座提供良好的强度和刚度，但对错位的容忍度较低，而加长拉杆设计的刚性较低，但更模块化，从而具有更大的安装灵活性。

选择固定中心线安装时，重要的是要注意一些额外的事情。为防止在负载下未对准和下垂，应将气缸安装座连接到刚性结构（机架）上，并尽可能确保杆端的行进路径是线性和引导的，因为这也会导致气缸卡住.在长行程气缸的情况下，气缸体的自由端可能还需要额外的支撑，以避免前面提到的一些问题。

固定非中心线安装

在固定的非中心线安装中，气缸的推力与气缸杆的中心线平行，但不在其上。这种安装方式可能是最容易安装的，并且允许简单、直接的维修和更换。气缸可以通过端耳安装、侧耳安装或侧螺纹安装进行连接。

这种安装方式的偏移推力线确实需要特别考虑，因为它会在安装螺栓上施加弯曲应力和额外载荷，这会导致螺栓随着时间的推移而磨损或变松。因此，为了最大限度地延长使用寿命和安全性，这种安装必须很好地对齐；负载应以精确的线性路径行进，并在水平和垂直方向上得到良好的支撑和引导。刚性安装的气缸不能容忍一致的固定错位，尤其是在完全缩回时。话虽如此，零的轻微错位 完全缩回并随行程略微增加，这在重型结构上通常是可以接受的。

枢轴中心线安装

枢轴中心线安装通常用于负载路径弯曲或未对准是一个问题且无法避免的应用。使用这种安装方式，气缸的中心线可以在一个或多个方向上摆动，主要运动通常发生在一个平面上。 U 形夹、眼和耳轴安装都是枢轴中心线安装的例子。

U 形夹安装座是用途最广泛、使用最广泛的安装座之一，最适合短行程、中型或更小缸径气缸应用。另一方面，耳轴安装可用于通常使用 U 形夹安装但会导致气缸总长度过长的应用。

对于长冲程和/或重型气缸，中心或中间耳轴安装是最好的。一般情况下，此支架支撑气缸的重量，在最大推力时应位于气缸平衡点附近。

球形安装座也是一种常见且特殊类型的枢轴中心线安装座。该安装座由球面轴承组成，允许在垂直于枢轴运动主平面的平面内进行一些角运动（通常为 5 到 10 度运动），并且应与润滑脂接头一起使用，以获得最大的有效性和可维护性。

最后但同样重要的是，在考虑枢轴中心线安装时，重要的是要记住，杆端油缸附件也应允许枢转，最好使用油缸制造商的附件支架和紧公差枢轴销来保证适当的配合和操作。

优化气缸性能的其他注意事项

正如本文通篇提到的那样，为了保持气缸的使用寿命并确保最佳性能，保持气缸推力尽可能靠近活塞杆的中心线并且没有错位或侧推力是非常重要的。偏心推力和侧向载荷会显着缩短预期的杆轴承和杆密封件使用寿命，应不惜一切代价避免。

除了安装方式，安装气缸时还有其他几个方面不可忽视。应注意避免损坏活塞杆的暴露部分。螺纹件应按规格拧紧并拉紧螺纹肩部，以最大限度地减少弯曲并减少疲劳应力。应避免活塞杆在气缸内过度旋转，以防止可能划伤气缸管和损坏活塞密封件。最后，应考虑额外支撑或加入中间支架，以防止对长行程气缸造成破坏性的下垂。

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