Zusammenfassung : Dieser Artikel beschreibt die Funktionsprinzipien, Merkmale, Eigenschaften und Anwendungsgebiete verschiedener reibungsarmer Zylinder. Stichwörter : Reibungsarmer Zylinder. Ein reibungsarmer Zylinder zeichnet sich durch einen sehr geringen Kolbengleitwiderstand aus. Neben der Vorstellung traditioneller reibungsarmer Zylinder konzentriert sich dieser Artikel auf die neuesten, spaltgedichteten reibungsarmen Zylinder aus dem Ausland. 1. Traditionelle reibungsarme Zylinder [align=center] Abbildung 1: Vereinfachter Aufbau eines reibungsarmen Zylinders [/align] ① Kolbendichtring ② Stütz-O-Ring ③ Kolben ④ Kolben-Dichtring ⑤ Verschleißring Traditionelle reibungsarme Zylinder zeichnen sich neben der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit, dem Einsatz spezieller Schmierstoffe und der Verwendung von Werkstoffen mit sehr niedrigen Reibungskoeffizienten durch einen Einweg-Dichtring am Kolben aus. Ihr Gleitwiderstand ist extrem gering und steigt mit zunehmendem Luftdruck nur geringfügig an. Der minimale Betriebsdruck eines reibungsarmen Zylinders ist sehr niedrig und beträgt bis zu 0,01 MPa. Reibungsarme Zylinder mit nur einem Einweg-Dichtungsring am Kolben sind richtungsgebunden. Die Druckbeaufschlagung erfolgt von der Kolbenstangenseite (die Atmosphäre wird auf der anderen Seite abgeführt) oder von beiden Seiten, wobei der Druck auf der Kolbenstangenseite höher ist als auf der kolbenstangenlosen Seite (Typ B, Beispiel in Abbildung 2). Die Druckbeaufschlagung erfolgt über den Anschluss auf der kolbenstangenlosen Seite (Abführung über den Anschluss auf der Kolbenstangenseite) oder von beiden Seiten, wobei der Druck auf der kolbenstangenlosen Seite höher ist als auf der Kolbenstangenseite (Typ F, Beispiel in Abbildung 3). Dies ist bei der Zylinderauswahl zu berücksichtigen. Werden zwei gegenüberliegende Einweg-Dichtungen oder eine einzelne Kombinationsdichtung mit sehr geringer Kompression am Kolben installiert, wird die reibungsarme Betriebsrichtung bidirektional. [align=center]Abbildung 2 Abbildung 3[/align] Abbildung 2 dient der Anpressdruckregelung. Obwohl sich der Außendurchmesser der Trommel ändert, bleibt der Druck im Zylinder konstant, wodurch sich auch der Anpressdruck auf die Antriebsradfläche nicht ändert. Abbildung 3 zeigt, dass die vom Zylinder auf das bewegte Objekt ausgeübte Kraft f konstant bleibt, obwohl sich dessen Form und Außendurchmesser ändern. Bei reibungsarmen Zylindern sollte die Drehzahlregelung in Richtung geringer Reibung mittels Einlassdrosselung erfolgen (Abbildungen 2 und 3). Bei Auslassdrosselung erhöht sich der Gleitwiderstand aufgrund des Gegendrucks. Reibungsarme Zylinder weisen eine geringe Leckage von weniger als 0,5 l/min (ANR) auf. Die Kolbenstange darf keinen Seitenkräften ausgesetzt sein, da sich sonst der Gleitwiderstand erhöht. Der Zylinderlauf muss hochpräzise gefertigt sein, um Verformungen und damit verbundene Funktionsstörungen zu vermeiden. 1. Nicht ölschmierbar. 2. Neuer Typ reibungsarmer Zylinder: Der oben beschriebene reibungsarme Zylinder ist aufgrund seiner elastischen Dichtungsstruktur hinsichtlich gleichmäßiger Drehzahl, Reibung bei hohem und niedrigem Druck, hoher Drehzahl und hoher Betriebsfrequenz eingeschränkt. Der neue Typ reibungsarmer Zylinder nutzt neue Technologien wie Spaltdichtung und Kugelführungshülse, um die Schwächen herkömmlicher reibungsarmer Zylinder zu überwinden. 2-1 Dünner, reibungsarmer Zylinder der Serie MQQ/seitenlastbeständiger, reibungsarmer Zylinder der Serie MQM. Die Abbildung zeigt das Aussehen in Abb. 4, das Strukturdiagramm in Abb. 5. [align=center] Abb. 5 Vereinfachtes Strukturdiagramm des neuen reibungsarmen Zylinders[/align] ① Kolbenstange: Kohlenstoffstahl (chromatiert) ② Buchse: Spezial-Edelstahl ③ Kolben: Spezial-Edelstahl ④ Gleitmechanismus: Wellenfluchtungsfehler verhindern Blockieren, stabiler Gleitwiderstand ⑤ Kugelführungshülse: Typ MQQT aus Fluorharz. Die Eigenschaften dieses reibungsarmen Zylinders sind: 1. Geringer Gleitwiderstand, Betrieb mit niedrigem Druck von 0,005 MPa möglich. Lange Lebensdauer: 10.000 km Laufleistung oder 100 Millionen Zyklen. 2. Gleichmäßige und konstante Bewegung im niedrigen Geschwindigkeitsbereich ab 0,3 mm/s. 3. Dank des geringen und stabilen Gleitwiderstands lässt sich die Ausgangskraft auf ca. 0,05 N regeln. Der Gleitwiderstand bleibt auch nach längerer Lagerung unverändert. 4. Kugelgelagerte Führungshülsen verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen Seitenkräfte. 5. Die H-Bauweise (hohe Geschwindigkeit, hohe Frequenz, keine feste Drosselung) ermöglicht einen Hochgeschwindigkeitsantrieb von bis zu 3.000 mm/s und bei Kurzhubanwendungen einen kontinuierlichen Hubantrieb von bis zu 50 Hüben/Sekunde. 6. Die Verwendung einer Spaltdichtung mit geringem Gleitwiderstand erweitert den Drehzahlbereich und die Möglichkeiten zur Regelung der Ausgangskraft, die bei herkömmlichen reibungsarmen Zylindern nicht realisierbar sind. 2-2 Einfachwirkender reibungsarmer Zylinder der MQP-Serie. Abbildung 6 zeigt die Außenansicht der MQP-Serie, Abbildung 7 deren vereinfachtes Strukturdiagramm. [align=center]Abbildung 6[/align] [align=center]Abbildung 7 Schematische Darstellung des reibungsarmen Zylinders MQP[/align] ① Kolbenstange: Spezieller Edelstahl ② Hohlraum in der Kolbenstange reduziert das Gewicht des beweglichen Teils ③ Kolbenlose Konstruktion ④ Mantel: Edelstahl ⑤ Kugelform, unempfindlich gegenüber Unwuchtlasten Die Eigenschaften des MQP-Zylinders sind: 1. Kein Kriechen: Selbst bei einem kleinen Hub von ca. 0,01 mm tritt kein Kriechen auf. 2. Kein Kolben: Kolben und Kolbenstange haben den gleichen Wellendurchmesser, was den Gleitwiderstand erheblich reduziert. 3. Geringe Schubkraftabweichung: Die Abweichung des Druckdurchmessers beträgt weniger als 3 μm, sodass auch nach einem Zylinderwechsel keine Schubkraftanpassung erforderlich ist. Darüber hinaus ändert sich die Schubkraft auch bei Verwendung mehrerer Zylinder in einem Kreislauf nicht. 4. Geringe Reibung, weicher Kontakt: Niedriger und stabiler Gleitwiderstand, die Ausgangskraft lässt sich präzise auf ca. 0,01 N regeln. Der Gleitwiderstand bleibt auch nach längerer Lagerung konstant. 5. Hochpräzise Linearsteuerung: Dank des geringen Gleitwiderstands ist eine präzise Linearsteuerung möglich. 6. Doppeltwirkend einsetzbar: Der Einsatz von zwei Zylindern der MQP-Serie verbessert die Schubgenauigkeit im Vergleich zu einem doppeltwirkenden, spaltgedichteten Zylinder der MQQ- oder MQM-Serie und ermöglicht gleichzeitig den gleichen Schub in Schub- und Einfahrrichtung. 3. Wichtigste technische Parameter: 4. Anwendungsbeispiele für die neuen reibungsarmen Zylinder : 4-1. Anwendungsbeispiel der MQQT/MQML-Serie; 4-2. Anwendungsbeispiel der MQP-Serie mit zwei Zylindern . 5. Empfohlene Schaltung für die neuen reibungsarmen Zylinder: 5-1. Beispiel 1 der MQQ/MQM-Serie: Gleichmäßiger Antrieb mit niedriger Drehzahl, jedoch lässt sich die Zylinderausgangskraft nicht regeln. Der Zylinder darf nicht mit Fett in Berührung kommen, und ein schnelles Ansprechverhalten des Ventils ist erforderlich. Daher sollte ein fettfreies, spaltgedichtetes Magnetventil (z. B. der Serien VQ, VQZ, SQ usw.) verwendet werden. Beispiel 2: Langsamlaufender Antrieb mit regelbarer Ausgangskraft. Verwenden Sie zur Regelung der Zylinderausgangskraft keine Drehzahlregelventile oder ähnliche Geräte, um einen Drosselkreis zu realisieren. Andernfalls sinkt der Druck im Zylinder, wodurch eine Regelung unmöglich wird. Verwenden Sie daher Druckregelelemente. Beispiel 3: Schnelllaufende, hochfrequente Antriebe sollten spaltgedichtete Magnetventile (Serie VQ, VQZ, SQ usw.) verwenden. Bei Verwendung reibungsarmer Zylinder sind folgende zwei Punkte zu beachten: 1. Unter Seitenlast ändert sich der Reibungswiderstand. Stellen Sie die Koaxialität von Zylinder und Last während der Bewegung sicher. Ist dies nicht möglich, verwenden Sie eine geeignete Gleitvorrichtung, z. B. ein Gleitgelenk. 2. Verwenden Sie saubere Luft (atmosphärischer Taupunkt unter -10 °C). Empfohlene Produkte: Ölnebelabscheider der AM-Serie (Filtrationsgenauigkeit unter 0,3 μm) oder der AM+AMD-Serie (Filtrationsgenauigkeit unter 0,01 μm). 5-2, MQP-Serie Beispiel 4: Allgemeiner Antrieb 1. Das empfohlene Magnetventil ist die VQ100-Serie, bei der kein Schmierstoff aus dem Hauptventilbereich austritt. 2. Verwenden Sie keine Drehzahlregelventile mit Drosselung. Bitte verwenden Sie eine Druckregelung zum Antreiben des Zylinders. Beispiel 5: Soft-Contact-Antrieb