饮料瓶装箱机械手系统设计+CAD图纸(8)
图7-2 常见的活塞组件结构形式
本课题采用相似于（a）螺母连接。在活塞杆的的底端加工螺纹，并且活塞与活塞杆通过两个圆螺母连接起来，拆卸方便，结构简单。本课题的活塞和活塞杆的连接方式如下图7-3所示。
图7-3 活塞连接方式
（3）密封装置。气压缸中常见的密封装置如图7-4所示。图7-4(a)所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止漏气。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大气体通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图7-4(b)所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止漏气。这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。图7-4(c)、图7-4(d)所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。另外，在活塞与缸壁动接触面，磨损严重，不宜采用O型密封圈，选择格莱圈作为动接触面的防尘圈。
图7-4 密封装置
(a) 间隙密封 (b) 摩擦环密封 (c) O形圈密封 (d) V形圈密封
7.2升降气压缸设计计算与校核
升降气缸主要支撑负载包括整个机械夹紧装置（包括饮料瓶）、横向平移气缸重量、导杆、横向平移气缸法兰盘、底板、底板连接件、底板支撑板、升降气缸活塞杆连接板。计算气缸所受负载：
查FESTO产品样本，缸径32mm，杆径12mm，行程300mm的DNG气缸重量为565g。
所以总重量为：
升降气缸承受的最大负载为60N.
选定气源压力为0.3MPa，
即
按 计算得 d=16.94mm D=22.54mm，由于活塞杆在运动过程中要承受整个横向平移机构以及机械手夹持装置的重量，并且在旋转过程中要承受一定扭矩，另外根据工作要求，需要在活塞杆上开槽会降低活塞杆的强度，所以尽量使缸径和杆径选的大一些。
查《气压设计手册》取：
活塞杆径d=322mm 缸筒内径D=63mm，缸筒壁厚为2mm，材料20#无缝钢管。活塞杆采用45钢材料。升降气压缸的结构图如图7-5所示。
图7-5 气压缸结构图
末端螺纹为M24 33需要通过螺母安装在连接板上，液压缸上管接头则选取螺纹为M12的直插式管接头，两端的缸盖则采用了拉杆连接的缸盖。
活塞杆强度校核：
活塞杆的最小直径为32mm>0.35mm
所以活塞杆的强度满足要求。
活塞稳定性校核：
活塞杆的尺寸数据为：L=340mm d=36mm F=60N
把活塞杆看成两段铰支杆 u=1
则杆的回转半径：
故活塞杆的柔度为：
活塞杆选用45钢，正火处理，查手册可得到：
E=210GPa nst=2~5
则压活塞杆的柔度 小于 ，则临界应力 大于材料的比例极限 ，这时欧拉公式已不能使用，属于超出比例极限的压杆稳定问题。常见的压杆，如内燃机连接杆、千斤顶螺杆等，其柔度 就往往小于 。对超过比例极限后的压杆失稳问题，也有理论分析的结果。但工程中对这类压杆的计算，一般使用以试验结果为依据的经验公式。在这里用直线经验公式：