电气炉焊接工艺的自动化控制线设计.docx

电气炉焊接工艺的自动化控制线设计目 录第一章 绪论51.1 国内外焊接自动化现状51.2 课题选择的意义61.3 课题研究内容6第二章 焊接材料及焊接方法的选择72.1 材料特点72.2 焊接方法82.2.1 钨极氩弧焊82.2.2 熔化极氩弧焊92.3 方案确定9第三章 焊接流水线方案设计103.1 机械手概述103.2 机械手组成103.2.1 执行机构103.2.2 驱动机构103.2.3控制系统113.3机械手方案的确定113.3.1 机械手类型113.4机械手手部的确定123.5计算分析133.6 焊枪及焊枪送丝机构143.6.1 主要结构的确定143.6.2 送丝电机主要参数173.7 传送结构设计183.7.1传动方案设计183.7.2 传送带的选型193.7.3 电机的选型203.7.4 工件的定位213.8 齿轮的安装与维护23第四章 总计与展望25致 谢26参考文献27摘 要焊接在几千年前的青铜时代就已经出现了，在那个时期稍后的夏商朝，出现了早期的冷兵器戈，在巴蜀地区的三星堆文化也出现了类似的器具。早期的焊接水平低下，淬火水平有限，只能做一些粗糙工具，不耐用。真正意义上的现代焊接，起源于19世纪的电弧焊。焊接方法的革新是随着第二次工业革命开始的，第二次工业革命出现了许多改变当时现状的革命性产品。虽然现在焊接方法更加先进，多样化，但电阻焊是起着基石的作用。焊接在工业生产中至关重要，是零件的加工方法之一。焊接方法的不断更新，运用领域更加广泛。电阻焊、氩弧焊、超声波焊等一些列焊接方法已经运用在各个领域。本次设计焊接工件的是电气炉，它是钣金件，通过冲压、锻造等方式或得。壁薄（一般小于4mm）,材料为冷轧钢板，加工性能好。采用的焊接方法为氩弧焊，氩弧焊在各个焊接方法中应用较为广泛，焊接质量好，主要焊接薄板。它用氩气作为保护气体，加热焊丝，熔化后的熔滴与焊接材料一同进入焊缝。流水线作业是通过摩擦力带动传送带上的工件从一点传送到另一点，工作量大、结构简单、省时、省力，在工业生产中应用广泛。焊接流水线则将上料、焊接等装置，加到流水线上，自动对工件上料焊接，减少人为操作的影响。焊接流水线一般单方向运动，尽可能走直线。关键词：钣金件； 氩弧焊； 流水线AbstractWelding has appeared thousands of years ago in the bronze age , in that period later Xia Shang dynasty, the emergence of the early cold weapons Ge, in the Bashu area SanXingDui culture also appeared in similar appliances. Early low level of welding, quenching level is limited, can only do some rough tools, not durable. The true sense of the modern welding, from the 19th century arc welding, welding method of innovation is with the second industrial revolution began. Although the welding method is more advanced, resistance welding appears to play the role of stepping stone.Welding is essential in industrial production and is one of the methods of machining parts. Welding methods continue to update, resistance welding, welding, ultrasonic welding and other welding methods have been used in various fields.The design of welding is the electrical furnace, it is sheet metal parts, through the stamping, forging, etc. or too. Wall thin (generally less than 4mm), the material for the cold-rolled steel, processing performance. The welding method is TIG welding, TIG welding is widely used in various welding methods, welding quality is good, the main welding sheet. It uses argon as a shielding gas, heats the wire, and melts the molten droplets together with the welding material into the weld.Pipeline through the friction to drive the workplace on the conveyor belt from one point to another point, the workload is large, simple structure, save time, effort, extensive use in industrial production welding. Then the assembly line will be feeding, welding and other devices, added to the assembly line, the workplace on the workplace welding, reducing the impact of man-made operation. Welding line generally unidirectional movement, as far as possible straight line.Key words: Sheet metal pieces; Argon arc welding; Assembly line第一章 绪论1.1 国内外焊接自动化现状随着焊接技术的发展创新，焊接从简单的将工件连接起来，发展成一个完整的学科。传统的手工焊接，需要人高强度的体力劳动，工作质量和效率很低，并且会对人身和环境造成危害。随着制造业的发展，自动化技术已经出现在各个方面。焊接自动化是指在焊接过程中加入自动上料和自动焊接设备，不需要人为的参与的技术。焊接自动化包括两个方面：一是焊接工序的自动化，二是焊接过程的自动化。焊接过程中包括起始的上料设备，自动的将工件抓取放置到输送带上，其次，输送带将工件从初始位置运送到下一个工序，再此过程中，焊枪自动的对工件进行焊接，夹具对工件进行装夹，确保位置不变。焊接工序通过计算机控制，更加完善可靠。焊接自动化可以极大的提高焊接效率，减少人为操作的影响，以及对人身、环境的危害。在生产中，焊接自动化成为了必需。我国在焊接上起步晚，最开始使用的还是苏联的技术，到70年代，才逐渐加强在焊接上的建设，建立了一些焊接厂。随着改革开放的到来，科学技术进一步发展，焊接在生产生活中成为主要的加工方法，各种交通工具，机械设备等都需要通过焊接来得到所需零部件，我们对焊接设备的需求量显著地提高。在刚开始发展时期，焊接设备简陋，且绝大部分都为人工操作，自动化程度极低。20世纪80年代后, 我们从国外引进了先进的焊接设备与技术，通过研究，自动化焊接技术有着极大地提升，通过机械装置与计算机技术结合在一起，我们跟国外的距离缩小了一步。明显的，我们跟国外的差距不是一星半点的，发达国家早已将机器人运用到焊接中来，到1996年，各式机器人有68万台，焊接机器人占了一半以上。而我国到2001年只有1040台。在发达国家，信息技术、计算机技术更加完善，它们拥有许多大型企业，生产更加精密的零件，我们的任务更加严峻。在国外，企业已经将自动焊接取代了人工焊接，效果很好，我们的企业也在学习它们，我们起步虽然晚，但发展潜力巨大，预计几年内，自动焊接技术以蓬勃的状态发展。各行各业中通过自动焊接技术，发展了自己的运作方式,更加符合本国的国情。焊接技术进一步简化，计算机控制，更加智能。在汽车制造、轮船制造、神州飞船等行业中，焊接自动化应用广泛，生产效率高，几乎两到三年的时间里就能看到一艘飞船上天，是我们的骄傲。1.2 课题选择的意义计算机技术和信息技术加入到焊接中来，促进了它的发展。将最开始的人工焊接发展到现在计算机编程控制的自动焊接，这不仅是科学技术的提高，更是人们努力创新的结果。通过对题目本身的理解和随后查找文献，对焊接机构的设计，加深了我对PLC控制技术的了解以及各种焊接的认识，知道了人们的坚持和努力，他们对科学研究的奉献。了解了我国在焊接上一步一步走来的艰辛，许多知识分子为了我国科学技术的发展和荣誉，奉献了自己青春年华。让我更加的想投入到机械设计这方面的工作中。1.3 课题研究内容本次设计借鉴了白车身焊接流水线方式，车身同样经过了冲压锻造等方式获得，但车身结构复杂，不能通过简单的机械手夹取，且定位原理定位方式不同。电气炉结构简单，零件小，不能受到较大的外力，影响焊接效果。在将车身水平移动时，也是采用的滚筒传动。所以在设计该钣金件自动焊接方式时，不需要考虑的过于复杂。在设计上主要有三个方面：（1） 自动上料机构：采用何种方式将放置在水平面上的单个工件或者摞起来的一些工件送到输送带上。（2） 输送机构：工件被放置在输送带上，带的种类符合选择，带的转速多少，能否平稳的输送，电机及减速装置的选择，工件的定位，如何定位，这部分的设计是最主要。（3） 焊接方式：工件在带上运动，如何被焊接的，焊缝的位置是否会偏离，焊枪与焊缝之间的距离。第二章 焊接材料及焊接方法的选择2.1 材料特点钣金件常用的材料有不锈钢板、冷轧钢板、铝板、镀锌钢板等。其中不锈钢抗拉强度高，表面光滑，有氧化膜，不易生锈，可根据使用情况任意剪裁成所需形状，适合做家电零件。冷轧钢板抗拉强度约为不锈钢的一半，适合电镀一些金属，使用更为广泛。冷轧板是通过轧制，获得厚度小于4mm的板，在常温下处理，表面氧化性不高。冷轧板性能优良，精度高，退火处理后，机械性能等属性显著上升。选择碳素钢即可满足使用要求。 图 2-1如上图所示要设计焊接的电气炉为钣金件，通过基本加工方式（下料、折弯、成型等）得到，壁厚小于4mm。加黄线的部分需要焊接，焊缝间距约为0.43mm，两个焊缝之间的距离约为280mm,且中间有一部分不需要焊接，所以在焊接时，需及时进行开关的闭合，避免焊丝及氩气的浪费，以及氩气燃烧对环境、人身的危害。如果对两焊缝同时焊接的话，氩弧焊产生大量的热，会使工件变形，甚至烧坏，影响后面的打磨抛光。所以我设计了两台自动焊接装置，分别对两个焊缝进行焊接。当一个焊缝焊完后工件冷却后，另一个焊枪开始工作。2.2 焊接方法氩弧焊工作原理及特点:以氩气作为保护气体，采用与母材材质相近的焊丝作为电极，焊丝熔化后与工件表面部分一起形成焊缝。焊缝表面平整、光滑，易于打磨。 百度百科2.2.1 钨极氩弧焊钨极氩弧焊是使用高熔点的钨棒作为电极，在氩气流保护下，利用钨极与焊件之间的电弧热量来熔化母材及填充焊丝，形成焊缝。石春. 钨极氩弧焊技术问答(一)J. 机械工人(热加工). 1993(02)图 2-22.2.2 熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊是用填充焊丝作熔化电极的氩气保护焊, 通过送丝滚轮连续输送的焊丝作为电极的一种氩弧焊方法。 百度百科图 2-32.3 方案确定在本次设计中，需要焊接的工件为钣金件，且采用流水线设计，钨极氩弧焊中的焊丝手持时会对人身造成危害，自动送丝时会对送丝机构造成一定影响，不符合要求。熔化极氩弧焊，可用PLC控制，挤丝电机带动送丝滚轮，送丝滚轮带动焊丝，可将焊枪固定，焊丝通过焊枪。送丝电机调节送丝速度，能对工件焊缝匀速焊接。送丝机构在焊枪喷嘴的上方，送丝盘将焊丝送入送丝滚轮，对工件进行焊接。该钣金件中有一段距离不需要焊接，可用开关的闭合来控制，所以熔化极氩弧焊是比较好的选择。跟手工电弧焊和摩擦焊相比，焊缝质量高、变形小、焊接材料广、易于操作，但易造成污染、需加通风装置。熔化极氩弧焊可以焊接大部分金属及合金。第三章 焊接流水线方案设计3.1 机械手概述机械手属于工业机器人，可通过计算机控制，完成预期作业。它类似于人的手部，同时它又是机器零件，可360°无死角转动，自由度高。能抓取物体，可跨空间将物体在范围内搬动，在特定的环境中可代替人的操作，完成程序控制的部分，减少人为的影响。3.2 机械手组成工业机械手一般包括执行机构、驱动机构和控制系统三部分。3.2.1 执行机构（1）手爪 与工件接触，一般分为夹持式和吸附式。在本次设计中因为电气炉结构的特殊，上表面部分为空，不适合吸附，所以选择夹持式。（2）手臂 是支撑手部抓取工件的重要部件。它带动手爪去抓取工件，并将其放置到指定的地方。通常由驱动部件与驱动源配合。（3）立柱 支撑手臂，控制手臂上升下降、旋转。（4）底座 将手臂，立柱固定在一起，使结构一体化，便于抓取工件。3.2.2 驱动机构驱动机构是工业机械手的重要组成。根据动力源的不同,驱动机构一般分为液压、气压、电动等三类。（1） 液压驱动。传动稳定，反应快。但极易受环境的影响，会造成液体泄露，影响传动，减少机构的寿命。（2） 气压驱动。反应灵敏，结构简单，成本低，适合在气温高的环境中作业。但气体比液体有更高的压缩性，速度不稳定（3） 电动。用各种电机可直接带动机械手运动，结构简单3.2.3控制系统控制系统对机械手各个关节的运动，尤其是手部的运动，起着重要的作用。一般由计算机和伺服控制器控制，计算机人为编辑程序发出指令，控制器带动各个关节运动，最后机械手手爪抓取工件到传送带上。3.3机械手方案的确定3.3.1 机械手类型通过机械手的手臂与手爪的运动方式，可将机械手分为直角型、球坐标型、关节型等。其中关节型机械手，有多个关节，结构紧凑，占地面积和空间小，工作范围大。垂直型机械手可以在范围内将任意的工件抓取，绕过一些障碍物，然后放置在输送带上。关节型机械手在制造业中应用十分广泛。关节型机械手夹持工件放置到焊接流水线上，之前通过模拟得出的工件重量约为3KG。所以此类型机械手完全符合要求。关节型机械手夹持工件放置到焊接流水线上，手爪对工件应力不集中，工件变形小。所以此类型机械手完全符合要求。图3-1 关节型机械手3.4机械手手部的确定机械手爪分为夹持式和吸附式两类，该电气炉上表面可吸附面积小，不合适。采用夹持式，通过手爪的张开闭合夹持工件。手爪爪的形状取决于工件的外形。其中夹持式又分为钳夹式、钩托式等。电气炉比较长，其中钩托式在抓取时会使工件位置产生偏移，造成影响。平移型机械手抓取工件，能保持工件重心位置不变，不受工件尺寸影响。同时手部结构也采用气压驱动。 图 3-2 机械手爪如上图，机械手爪类型为平面指，工件为钣金件，材质为普通碳素钢，表面光滑，粗糙度不高。该机械手爪没有采用蜗轮蜗杆、齿轮等原件，通过齿轮、连杆机构组成，手爪开关闭合，做直线往复运动，抓取工件。在其上方加有气缸或气动马达，通过气缸的来回运动，带动连杆。适合抓取在平面上的箱体。其驱动方式为液压驱动。3.5计算分析单个或者一摞工件放在机械手抓取范围内，被抓取时，由于自重和机械手爪对工件产生力矩，在上升时受力会随着速度的变化而改变，需要对其进行分析。在前面模拟出的工件重量为3KG，假设工件表面摩擦系数为，手爪对工件的力为F，当工件所受摩擦力2F大于工件重力mg时，工件就会被机械手牢牢抓取。图 3-3如图3-3所示，简化机械手结构，对其运动受力分析。工件被抓取时以加速度a上升（约为2.94m/s2），使工件不掉下，则有：2F-mg-ma>0 F>ma+g2代入数据，得F>32.94+9.82×0.15=127.4N3.6 焊枪及焊枪送丝机构本次设计自动送丝机构借鉴的是广州市威尔得自动化焊接设备厂生产的WPC600多功能氩弧焊送丝机。简化了送丝机，只保留了挤丝电机，送丝滚轮，限位器检测装置等装置，确保在不需要焊接的地方能直接暂停。该类型的送丝机每分钟能以90mm的低速送丝，在焊接薄板时可慢速送丝。在调节参数上能精确到0.01m，送丝更准确。有提前送丝，焊机再起弧和焊机先起弧，后送丝，这两种功能。所以这种送丝机是不错的选择。3.6.1 主要结构的确定送丝机主要由送丝电机、焊枪、控制系统等组成。送丝电机带动焊丝运动，通过软管进入焊枪。焊枪周围附有送气及电源装置，软管较长，可调整焊接位置。送丝电机处于焊丝盘及焊枪之间，一般更靠近焊枪，以减少送丝阻力，提升送丝稳定性。按照电源位置分为连体式和分体式。常见的送丝机有三种形式：推丝式、拉丝式和推来丝式。其中推丝式使用最广，但需要较长的送丝管送入焊枪，因此会受到较大阻力，操作起来不方便。需使用合适的软管。焊丝的直径为1.0mm。图3-4推丝式图3-5 拉丝式图3-6 推拉丝式在本次设计中拉丝式和推拉丝式需要将送丝电机安装在焊枪附近，如果将它们固定安装后，焊枪部分的体积会占较大部分空间，影响工件的传送。推丝式没有电机干扰，可以随意确定其长度，对焊接有利。焊枪输送焊丝，控制开关控制电流强度和氩气的进出，对工件进行焊接。送丝机送丝部分由送丝电机、送丝滚轮、机械式行程开关为主。焊丝在焊丝电机的作用下由送丝滚轮推动，由机械行程开关配合限位器检测装置来控制焊丝的断开。焊丝从送丝轮的沟槽送出，进入软管入口，由电机控制顺利地到达焊枪口。为了使送丝电机从0转速到最高转速，并且转速能在0和最高转速之间任意选择，随意就需要采用无级调速，电机选直流电动机，送丝电机转动带动送丝滚轮，送丝滚轮将动力传给焊丝，焊丝得到的送丝力大，则送丝平稳。送丝滚轮通常使用45号钢，直径在30-40mm之间，送丝轮淬火后硬度为HRC50，耐磨性强。轮表面形状有平面、直花、V型和U型等。这里因为焊丝的形状为圆柱形，U型最为合适。目前市场上的送丝机滚轮类型很多，松下型、林肯型、OTC型、米勒型等。焊枪类型有鹅颈式和手枪型，接口方式有欧式和松下式，他们的区别是气电丝是否在一起。下图为焊枪及送丝机构简化图图3-7 送丝机结构图在将送丝机安装到皮带流水线上时，要注意焊枪是否对准焊缝，且与焊缝之间的距离是否适当。在焊丝伸出一段距离后，喷嘴表面与工件表面间隔越近，气体保护效果越好，但是，能观察的范围和保护区域变窄，二者距离过大，又影响气体保护效果。所以，焊枪口与工件间的距离在8-14cm之间最好。焊枪类型有下面两种：图3-8 拉丝式焊枪图3-8 推丝式焊枪3.6.2 送丝电机主要参数主要参数电动机：直流永磁电压：AC220V相数：单相频率：50/60HZ转速：1200rpm送丝速度：0-6.0m/min焊丝尺寸：1.0mm3.7 传送结构设计带式传送机是一种靠摩擦力带动工件运动的装置。它将工件在传送带上的一点输送到另一点上。不仅可以传送工件，还可以与其他装置配合进行生产过程中的工艺过程，形成有节奏的流水线。带式传送机广泛应用在现代化的企业中。带式传送机具有多种优秀的性能：适应性强、灵活，运行可靠，具有较好的吸振缓冲能力，可随环境的变化随意改变线路的长短。图 3-9如上图所示，是我设计的简图。其中带式传送带为普通型传送带，主要由电机、减速箱、托辊、输送带等组成。3.7.1传动方案设计带式传送机由电机输出，通过电机前的减速机构，最终改变输送带的转速，避免速度过高对输送带传送和焊接造成影响。减速箱内有齿轮，蜗轮蜗杆等减速装置，可极大地改变速度，使传送平稳，减速比稳定。这里我们采用四个齿轮连接装置，使工作效率最大化。3.7.2 传送带的选型随着制造科学技术的进步，各个厂家，生产单位对传送带的选择进一步提高，本次设计，通过对市场的调研，使用对比抽样的方法，集中调查了现阶段，市场上热销的焊接流水线，通过比较各个传送带的优缺点，最终发现，这些厂商吗，对流水线的要求各有所需，流水线的制造，也各有利弊，所以说，选择合适的传送带非常重要。传送带的类型可根据材料种类、结构、性能、强度等划分不同的类型，最主要的还是按照材料类型来划分的。其中主要有棉帆布带、尼龙带、金属带等，他们各有各的特点，得根据实际使用情况来选择。棉帆布带是使用最早的一种类型，它能跟橡胶很好的胶合在一起，成本低，但为了使输送带强度更高，带芯层数相应的增多，带重量大，更厚。所以带的机械性能较差，逐渐的棉带的使用越来越少。尼龙带强度韧性高，抗疲劳强度和冲击性强，尼龙带通过硫化处理后，可以输送质量更重的物体。相较于棉带，重量轻，成型快，可实现长远距离传送。尼龙带薄、强度高、胶合性好、寿命长等特点，运用范围极为广泛。金属带则使用钢材料（高碳钢）做成绳状、条状、链状、网状等类型的骨架，其中绳状应用最广。钢丝绳状传送带一般由钢丝绳、上下胶、绳芯等组成，其性能相较于尼龙带承受能力更大，强度更高，在矿山，煤场等需要大规模、长距离输送的场所实用性更强。通过比较以上三种材料的传送带在相同工作环境和强度等条件下，各个属性的变化，合理地选择传送带。我的题目是焊接流水线的设计，其中自动焊接部分通常在23m之间。我们选择棉帆布带作为传送带，帆布带应用范围广泛，适用条件大。在流水线焊接中，传送带需长时间连续转动，气缸可以固定在传送带上，随着传送带一起运动。帆布带选用不同的材料，使用场合也不同。所以帆布带优先选择。选择帆布带作为传送带，需要了解其基本参数，如所受张力、带长、带宽及输送料的属性等。在设计输送带时要考虑到带上如果放有重物，输送带就会受力变形。本次设计的流水线长度大概在3米左右。如果，带的强度不够，在焊接时工件陆续放到传送带上，会使工件与水平面不平行。焊枪焊接时，会使工件表面焊接不均匀，影响最终的焊接效果。所以在本次设计中，应在两个滚筒之间中间放置一个矩形薄板，薄板表面光滑且与输送带之间的间隙很小。因此工件在输送带上传动时平稳可靠。3.7.3 电机的选型 参数的确定：假设工件的质量为3KG(使用Solid Works对工件及输送带的材质及大小分析模拟得出来的结果)；输送带表面摩擦系数=0.3; 滚筒直径D=84.1253mm；输送带转速V=0.1m/s；电机电源220V/50HZ;输送带拉力F=6500N。 输送带滚筒采用托辊形式，各点的转速相同。a) 电机的选择及功率计算滚筒转速nW=60×1000×v（D）=60×1000×0.1184.1253×=25.02r/min电机根据条件和动力源，一般选用Y系列三相异步电机。电机有效功率Pw=Fv/1000=(6500×0.45/1000)kW=2.925kW输送带的总效率为=0.7745则电机功率为Pd=Pw/=(2.925/0.7745)=3.776Kw电机由华中科技大学出版的机械设计课程设计（第4版 唐增宝主编）第16章 表16.1中确定 Y112M-4和Y132M2-8两种，电机转速高，传动比低。为了合理分配传动比，选择Y132M2-8型号的电机。其数据表格如下：电机型号额定功率/kW满载转速/（r/min）同步转速/（r/min）总传动比Y112M-44.01400150058.63Y132M2-84.0960100039.09b) 减速比的计算减速器的总传动比i=39.03双级圆柱齿轮加速器高速级的传动比i1=1.3i=7.129低速级的传动比i2=i1/1.35=5.280C) 转速计算 齿轮1的转速n1=n=960r/min 齿轮2与3的转速n2=n3=960/7.129=134.66r/min 齿轮4与输送带滚筒的转速n4=n=134.66/5.280=25.50r/min3.7.4 工件的定位工件在传送带上焊接时需要对其定位，防止焊缝的位置偏移，影响焊接效果。六角定位原理：一个工件在空间中没有确定时有六个自由度，沿X,Y,Z方向的平动以及相对于自身的转动。为了完全定位工件，需限制这6个自由度。但在现实生产中，并不需要使这6个自由度全部确定。在输送带上因为工件随着带一同运动，所以只需要限制随着运动方向的自由度，限制5个自由度即可固定工件。这种定位叫不完全定位。在这里我们使用亚德客公司开发的亚德客气动元件三维资料，该公司是全球有名的生产气动元件的企业，向客户提供各类气动元件。气动原件是通过气体的压力带动活塞运动，将气体的内能转换成机械能，在自动控制，机器人等方面应用广泛。气缸按照运动方式分为直线型、摆动型、转动性，其中直线型又分为单作用型、双作用型、冲击性气缸等。气缸的选型：等一步：确定轴的的数量，是单程还是双程的。第二步：确定轴的内径，根据进气方式、负载计算得到。第三步：确定轴的行程，在行程内能否固定工件。第四步：确定感应开关型号及数量。通过这几步操作基本上可以确定气缸的类型，又因为工件尺寸为500mm×300mm,工件大，单轴气缸夹持时，会对工件侧面应力不集中，工件变形严重。双轴气缸固定工件，其表面积大受力均匀，变形小。所以在本次设计中选择双轴气缸。该公司生产的双轴汽缸有TN和TR两个系列，它们的安装尺寸和标准有些不一样。这里我们选用TR系列双轴汽缸其结构图如下：图 3-10 TR系列双轴气缸主要参数有：订购牌码：TR16×10S内径：16mm行程：10mm牙型代码：M5×0.8感应开关：无气缸的组成：缸体、活塞、密封圈。气缸工作原理:活塞被空气挤压，来回运动，空气内能转化为机械能，进气方向的变化，活塞的运动方向发生变化。气缸的理论输出力：F0=4D2p式中，D缸体直径（mm），p气缸的工作压力理论拉力：F1=4(D2-d2)p式中，d为活塞杆直径，可取d=0.3D气缸的负载率：是指气缸的实际负载力与理论负载力的比值=FF0×100%3.8 齿轮的安装与维护通过齿轮的组合，构成减速机构，把电机的转速扩大或缩放，传递给输送带。齿轮传动在汽车、轮船、飞机等交通工具以及中标家电中中使用极为广泛，它能改变运动方式及力矩。减速箱通过齿轮齿数的不同，将齿轮，涡轮，蜗杆等组合到一起，由于传递效率的不同，最后到达输出装置的转速就会极大地减少。齿轮通过轴的连接，转矩也会发生变化，所受力也不同。两直齿轮之间相互啮合，可以改变转速；两斜齿轮相互啮合，可以改变运动方向。将齿轮组合后，放置在一个箱体内，通过轴承固定，可以确保齿轮转速平稳，受环境影响小，在运行过程中可通过润滑剂降低噪声，延长使用寿命。齿轮箱功能齐全，可极大地增加或减少减速比，可改变运动方向及力矩，可将能量逐级的分配给每个部分，使负载均匀分配。图3-11 减速机构在将齿轮装配安装到减速箱中，会产生一些问题。（1） 齿轮自身存在一定问题。在生产时，会有精度和设计上的误差，在工作过程中也会有齿轮断裂、磨损、变形等情况，造成传动损失，需要进行及时的更换。（2） 齿轮箱自身设计时，存在误差。通过轴承将齿轮安装到轴上，同轴度也会有偏差。在齿轮箱失效零件中，齿轮占了60%，轴承19%，其他的占据了21%，所以齿轮的设计也是尤为关键的。