德基機械：關於瀝青混合料攪拌站用氣缸選型的一些探討

氣缸在瀝青拌合站中發揮著至關重要的作用，振篩分料氣缸、熱倉氣缸、骨稱氣缸、拌鍋氣缸、成品倉放料氣缸等的選擇是否合理，直接影響著整套設備的運行。若缸徑選擇小，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。一般情況下，瀝青拌合站基本上處於全天不間斷的工作狀態，如果某一個氣缸出現故障，直接影響整台瀝青拌合站的生產，造成成本損失。通過對成品倉氣缸的選型，提供對氣缸選擇的一些參考。

氣缸的理論輸出力是在最理想狀態下的實際輸出力，是在完全沒有泄露、完全沒有阻力及損耗得到的，但實際中會有摩擦損失、氣壓損失等。所以實際輸出力要小於理論輸出力。一般設計選型時都按照理論輸出力的50%-70%來選型。

氣缸最主要的數據是缸徑和行程，氣缸的輸出力主要和活塞的受力麵積有關，而氣缸的受力麵積則取決於氣缸的缸徑，一般來說，氣缸的缸徑和行程是成一定比例的，行程越長，缸徑也要隨之變大。對於氣缸的選型，首先要根據需要的輸出力換算出氣缸的活塞麵積，由可得：式中：F0氣缸所需要的輸出力，N；P係統壓力，Pa；S活塞麵積，㎡；N安全係數，一般氣缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5。計算出氣缸的活塞麵積，再根據計算出氣缸的缸徑D。為了安全考慮，一般情況在計算出缸徑後，都會選擇比計算值大一級別的缸徑值。氣缸的行程可根據料倉門完全打開所需要的行程來預選，為了安裝調試，對預選的行程要留有適當的餘量，瀝青拌合站的氣缸由氣壓控製，所以氣缸一般使用滿行程或者根據實際情況選擇合適的行程，這樣可保證供貨速度，降低成本。

實例計算驗證

計算的關鍵在於分析出氣缸的負載，受力分析應考慮瀝青混合料的物理特性—物料顆粒的內部的摩擦力和粘著力，為了簡化計算便於驗證，以水平開門的CPG120成品倉為例來計算。

瀝青混合料的密度ρ=1800-2200Kg/m³，在計算時取最大值ρ=2200 Kg/m³；經過多篇文獻的相互驗證，普通鋼板與混凝土的摩擦係數大致可取0.6，因此取瀝青混合料與倉們的摩擦係數μ0=0.6。作用於水平放料門上的平均壓強可用下式近似計算p=5.6k0RHρg，式中：RH放料口的水力半徑，m；ρ物料的容積密度，kg/m³；g重力加速度，m/s²；k0考慮料倉操作特點的係數，對於整個工作中皆非全部卸空的料倉，取k0=1；對於每開啟一次並非都是全部卸空的料倉，取k0=1.5；對於每開啟一次便全部卸空的料倉，取k0=2。CPG120成品倉的倉門為水平倉門，倉口為長方形，尺寸為400mm×850mm，卸料過程中成品倉並非都是全部卸空，所以k0=1.5；計算過程如下：=24630.14Pa倉門打開受到的摩擦力為：=5024.55N則氣缸打開料倉門所需要的力最大為F0=f=5024.55NCPG120成品倉的倉門為水平倉門，取n=0.7，係統壓力為0.8MPa和1MPa時，分別計算得：=㎡=㎡由可得：D₁=107mm，D₂=96mm從氣缸列表中選出標準缸徑的氣缸為125mm。一般情況下活塞與推杆直徑之比d/D=0.2~0.3，則氣缸推杆的直徑選取範圍為25~40mm。CPG120成品倉的倉門完全打開至少需要移動400mm，所以選擇氣缸的行程應大於400mm，所以選取標準行程L=500mm。

上述計算和分析時，混合料的密度ρ，安全係數n，摩擦係數μ，k0的取值均會有一定的偏差，不同形式的倉門受力情況不同，不同的取值導致計算結果存在一定的偏差，但可以為我們的氣缸選型提供一定的理論依據和參考。

根據氣缸在瀝青混合料攪拌站中的實際應用情況，總結出幾條注意事項如下：

01

氣缸正常工作的介質、環境溫度一般為-20~80℃，工作壓力一般為0.1~1.0MPa。

02

氣缸在安裝前應該在1.5倍的工作壓力下檢測是否漏氣。

03

氣源進口處應有調壓閥、過濾器、油霧器，以利於氣缸工作中的潤滑，如果選用氣缸是免潤滑的，可隻考慮調壓閥和過濾器即可。

04

安裝氣缸時，注意氣缸運動方向，不應使活塞杆受到偏心負載和橫向負載。

05

行程中有負載變化時，應使用有足夠輸出力的氣缸，並附帶緩衝裝置。06
氣缸的行程要根據實際情況選取，特別是活塞杆伸出時，不要使活塞與缸蓋撞擊。