如何选择合适的可互换的SMC气缸
当您的操作需要气动执行器时，您会发现各种制造商提供的各种产品。但由于没有两个应用是相同的，因此在选择和订购执行器之前，您必须权衡几个因素。本文将讨论SMC可用的不同气缸类型，重点是可互换执行器以及确保您可以轻松更换现有气缸的相应标准。
比较不同类型的气缸
在开始选择过程时，您应该对气缸所需的特性有一个很好的了解。基本考虑应包括尺寸和安装选项以及任何必要的特定功能。以下是四种常见气缸样式的简要概述：
• SMC紧凑型气缸。顾名思义，紧凑型气缸适用于空间有限的安装以及作用在活塞杆上的负载小或侧向力非常小的安装。轻巧且可维修的紧凑型气缸具有一些可用的最小孔径，从 1/4 到 5 英寸，冲程通常小于 4 英寸。紧凑型气缸有两种常见的样式，包括带有圆形或方形端盖的拉杆结构，以及带有方形主体的挤压型材。这些气缸通常通过通孔或螺纹孔或通过后枢轴安装。
可选功能包括可供选择的外螺纹或内螺纹杆、单作用版本、用于传感器的磁性活塞、用于降低噪音的缓冲器、双杆、用于保持特定方向的非旋转类型以及用于恶劣环境条件的密封件。
•SMC 圆形气缸。价格低廉的圆柱形圆柱体设计为宽度小，适用于安装空间有限或中小型负载要求的应用。它们通常用于移动、保持、提升和推动型用例，或作用在活塞杆上的侧向力最小的应用。可以通过集成的前鼻螺纹或 3 英寸后枢轴实现安装，行程范围可以小于 10 英寸。超过 50 英寸。它们具有与紧凑型气缸类似的可选功能以及可选的空气缓冲功能，以最大限度地减少对内部组件的冲击力。许多圆形气缸在设计上是卷曲的，因此无法修复。
• SMC拉杆油缸。当您需要更耐用的气缸时，拉杆气缸可以满足要求，这要归功于其大型集成活塞杆衬套。拉杆结构可容纳最大 12 英寸的大孔。 或更大——提供数千磅的力量。行程通常可以小于 8 英寸。超过 100 英寸。
可维修的拉杆油缸提供多种安装方式，专为中等至重载和中等侧向力作用于拉杆的应用而设计。（如果应用中存在高侧向力，我们建议使用外部导向装置。）坚固的结构使其适用于恶劣的环境，可选的密封件和刮刀可提供额外的防污染保护。
• SMC型材气缸。这些气缸提供许多与拉杆气缸相同的特性和规格，但 它们的铝型材将孔径限制在大约 5 英寸。型材圆柱结构提供了一些优势，包括用于容纳传感器而不从主体突出的集成槽、光滑的形状和外观以及较低的成本。
互换性标准
有时，机器制造商可能更愿意用更容易获得的单元或具有更理想特性的单元来替换执行器。为了帮助简化过渡，国际标准化组织 (ISO) 和美国国家流体动力协会 (NFPA) 制定了气缸互换性标准。这些标准保证了更换气缸将在尺寸上与其他合规品牌兼容，并且机器制造商在修改机器时不受任何供应商产品的约束。
这意味着客户可以获得与原始设备具有相同形式、适合性和功能的替代品，并且他们可以更快地升级设备。这些标准通常规定：
- 活塞杆式气缸
- 标准孔径和活塞杆直径
- 标准气缸行程
- 活塞杆端螺纹尺寸
- 与客户接口相关的所有气缸尺寸，例如长度、端口螺纹和安装尺寸
- 附件尺寸，在某些情况下
并非所有的执行器都是一样的。例如，不同的制造商可能在气缸结构中使用不同的材料，或者他们可能为其产品提供不同范围的标准功能或选项。不同的制造商也会有不同的价格点。
您可能还会遇到事实上的行业标准，这些标准通常围绕获得良好市场份额并被其他制造商复制的产品制定。SMC-Air 的 Original Pancake 气缸就是这样一个例子。
此外，该公司的多样化产品阵容包括许多可互换的气缸。示例包括具有多个版本和 17 种安装样式的坚固、高性能 NFPA 系列，以及 具有 OEM 定价的 OEM-NFPA FCQN 系列可维修气缸。还有一个 ISO 6431 气缸 – FAQ2R – 带有硬质阳极氧化铝体。如果空间是一个问题，Pancake II 和不锈钢 F 系列也可以互换。
解决应用挑战的策略
以下是您在选择气动执行器时可能需要面对的一些常见问题以及有助于应对挑战的注意事项：
当您需要终端位置缓冲时：当气缸在其行程中加速时，它会产生能量，如果在到达终端位置之前不消散，可能会损坏其内部组件。有两个功能可以帮助您的气缸在其末端位置缓冲：弹性体缓冲器和气垫。
对于冲程较短和速度较慢的低能耗应用，弹性体缓冲器集成到活塞密封件上，或者可以以套筒形式单独定位在活塞旁边。
气垫为需要更高能量以支持高速或更大质量的应用提供保护。它们 在缓冲密封垫和活塞之间截留空气，迫使空气通过一个小的排气盖，产生一个背压，在活塞到达端盖之前减慢活塞的速度。气垫可能带有固定孔的空气通路，但大多数都可以使用螺丝刀手动调节。第三种选择——SMC专利的自调节气垫——放弃了路径，将空气通过缓冲矛中的锥形槽输送，即使在应用条件发生变化时也能产生最佳缓冲。
当您需要最大的力输出时：冲程延伸会产生更大的有效活塞表面积，从而产生更高的有效输出力，如下式所示：
输出力（F）=工作压力（P）×活塞表面积（A）
为了增加气缸的输出力，方程中的每个变量都可以改变。然而，这些变化带来了权衡：
- 增加操作压力。虽然显然是首选，但此策略可能会导致您达到压缩机强度和压力等级限制。而使用更强大的压缩机将需要更多的能量。
- 增加活塞表面积。当您有静态工作压力时，请考虑这种方法。然而，增加活塞表面积可能需要更重、更坚固的设计以及额外的拉杆来支撑更大的负载。增加的孔径也会增加成本并需要更多的安装空间。
- 通过添加更多活塞作用在活塞杆上来增加活塞表面积。例如，您可以通过在一根杆上安装三个活塞，使您的力输出增加三倍。然而，这种策略会增加圆柱体的长度。
当您需要保持特定方向时：某些情况不允许在连续击打之间改变杆方向。如果您需要保持特定的方向，您可以在指定执行器时选择。
如果您的执行器孔径较小，则添加双杆或双杆是一个简单的选择。由于空间有限，您可能需要放弃刮水器等辅助功能。非圆形的杆也可以防止不必要的旋转。选择包括整个活塞杆带有平面的圆形杆、用于单作用气缸的六角形杆或用于双作用气缸的方形杆。非圆形杆可能难以密封，因此您可能会泄漏。第三种选择——内部导向销——很有吸引力，因为它们不会增加气缸的占地面积。请注意，销钉不能承受载荷，因此杆只能承受有限的扭矩。
当您需要承受恶劣环境或确保食品安全时：任何时候指定执行器时，都必须考虑其操作环境。我们建议您根据其方向和操作环境选择最坚固的气缸。考虑气缸是否会遇到可能接触杆和杆密封的腐蚀性材料或刺激性化学试剂，并选择不锈钢等坚固的材料来抵抗这些元素。密封件和雨刷有助于防止暴露。
在整个食品和饮料行业的机器设计和组件选择的各个方面都应遵守食品安全和卫生设计。在食品区，圆柱体可能是细菌和碎屑堆积的温床。在为食品和饮料环境指定气瓶时，请遵循以下最佳做法：
- 寻找自排水执行器。
- 避免角落或死角。
- 避免使用带有螺纹和缝隙的紧固件和连接器。
- 指定耐腐蚀材料。
- 寻找 FDA NSF-H1 批准的润滑剂。
- 确保气缸密封良好。
在材料方面，操作环境以及气缸类型和尺寸将影响您的选择。例如，紧凑型或圆形圆柱体通常提供由 Delrin 或其他聚合物制成的单元。这些材料重量轻、成本效益高，并且通常对化学品具有弹性。不锈钢是一种更坚固的选择，它非常适合酸性应用，例如电池生产。303 和 304 型不锈钢在许多应用中很受欢迎，而 316 级不锈钢则适用于最严苛的应用。
SMC 的 MDBB 系列气缸由 304 不锈钢制成，具有 303 不锈钢气缸杆和高强度铝活塞，非常适合食品和饮料或包装设备中的轻型应用。对于空间受限的食品设备，SMC紧凑型圆筒有耐冲洗的 Delrin 和不锈钢版本。
不要单独行动
为您的应用选择合适的气缸并不意味着您必须单独行动。可通过在线选择工具获得帮助。例如，SMC 的在线配置和 CAD 工具允许用户从头开始选择要配置的产品，逐个选项，或解构他们可能已经拥有的 SMC-AIR 部件。当竞争对手的产品不易获得时，该网站还提供了一个交换工具。只需选择一个竞争对手并输入他们的零件号。您会发现SMC等价物，而无需仔细研究目录和比较尺寸。
最后，许多制造商提供尺寸测量软件工具来帮助节省时间并避免错误。工具的范围从快速简单的基本气动选型到更复杂的模拟。
使SMC气缸选择更简单
SMC气缸具有丰富的功能和选项可供选择，选择正确的单元或选择正确的替换单元可能很困难。正确理解不同类型的气缸、互换性标准以及解决某些目标时要考虑的因素，指定气缸的挑战性会大大降低。SMC有多种标准气缸可供选择，并且还可以提供支持并擅长为难以满足的要求创建定制“特价”。
