德基机械：关于沥青混合料搅拌站用气缸选型的一些探讨

气缸在沥青拌合站中发挥着至关重要的作用，振筛分料气缸、热仓气缸、骨称气缸、拌锅气缸、成品仓放料气缸等的选择是否合理，直接影响着整套设备的运行。若缸径选择小，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。一般情况下，沥青拌合站基本上处于全天不间断的工作状态，如果某一个气缸出现故障，直接影响整台沥青拌合站的生产，造成成本损失。通过对成品仓气缸的选型，提供对气缸选择的一些参考。

气缸的理论输出力是在最理想状态下的实际输出力，是在完全没有泄露、完全没有阻力及损耗得到的，但实际中会有摩擦损失、气压损失等。所以实际输出力要小于理论输出力。一般设计选型时都按照理论输出力的50%-70%来选型。

气缸最主要的数据是缸径和行程，气缸的输出力主要和活塞的受力面积有关，而气缸的受力面积则取决于气缸的缸径，一般来说，气缸的缸径和行程是成一定比例的，行程越长，缸径也要随之变大。对于气缸的选型，首先要根据需要的输出力换算出气缸的活塞面积，由可得：式中：F0气缸所需要的输出力，N；P系统压力，Pa；S活塞面积，㎡；N安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5。计算出气缸的活塞面积，再根据计算出气缸的缸径D。为了安全考虑，一般情况在计算出缸径后，都会选择比计算值大一级别的缸径值。气缸的行程可根据料仓门完全打开所需要的行程来预选，为了安装调试，对预选的行程要留有适当的余量，沥青拌合站的气缸由气压控制，所以气缸一般使用满行程或者根据实际情况选择合适的行程，这样可保证供货速度，降低成本。

实例计算验证

计算的关键在于分析出气缸的负载，受力分析应考虑沥青混合料的物理特性—物料颗粒的内部的摩擦力和粘着力，为了简化计算便于验证，以水平开门的CPG120成品仓为例来计算。

沥青混合料的密度ρ=1800-2200Kg/m³，在计算时取最大值ρ=2200 Kg/m³；经过多篇文献的相互验证，普通钢板与混凝土的摩擦系数大致可取0.6，因此取沥青混合料与仓们的摩擦系数μ0=0.6。作用于水平放料门上的平均压强可用下式近似计算p=5.6k0RHρg，式中：RH放料口的水力半径，m；ρ物料的容积密度，kg/m³；g重力加速度，m/s²；k0考虑料仓操作特点的系数，对于整个工作中皆非全部卸空的料仓，取k0=1；对于每开启一次并非都是全部卸空的料仓，取k0=1.5；对于每开启一次便全部卸空的料仓，取k0=2。CPG120成品仓的仓门为水平仓门，仓口为长方形，尺寸为400mm×850mm，卸料过程中成品仓并非都是全部卸空，所以k0=1.5；计算过程如下：=24630.14Pa仓门打开受到的摩擦力为：=5024.55N则气缸打开料仓门所需要的力最大为F0=f=5024.55NCPG120成品仓的仓门为水平仓门，取n=0.7，系统压力为0.8MPa和1MPa时，分别计算得：=㎡=㎡由可得：D₁=107mm，D₂=96mm从气缸列表中选出标准缸径的气缸为125mm。一般情况下活塞与推杆直径之比d/D=0.2~0.3，则气缸推杆的直径选取范围为25~40mm。CPG120成品仓的仓门完全打开至少需要移动400mm，所以选择气缸的行程应大于400mm，所以选取标准行程L=500mm。

上述计算和分析时，混合料的密度ρ，安全系数n，摩擦系数μ，k0的取值均会有一定的偏差，不同形式的仓门受力情况不同，不同的取值导致计算结果存在一定的偏差，但可以为我们的气缸选型提供一定的理论依据和参考。

根据气缸在沥青混合料搅拌站中的实际应用情况，总结出几条注意事项如下：

01

气缸正常工作的介质、环境温度一般为-20~80℃，工作压力一般为0.1~1.0MPa。

02

气缸在安装前应该在1.5倍的工作压力下检测是否漏气。

03

气源进口处应有调压阀、过滤器、油雾器，以利于气缸工作中的润滑，如果选用气缸是免润滑的，可只考虑调压阀和过滤器即可。

04

安装气缸时，注意气缸运动方向，不应使活塞杆受到偏心负载和横向负载。

05

行程中有负载变化时，应使用有足够输出力的气缸，并附带缓冲装置。06
气缸的行程要根据实际情况选取，特别是活塞杆伸出时，不要使活塞与缸盖撞击。