Tính chọn xy lanh khí nén

Tính chọn xy lanh khí nén

1. Kiến thức  trược khi chọn xi lanh khí nén.

Xy lanh khí nén giữ vai trò quan trọng trong hệ thống khí nén. Xy lanh khí nén là thiết bị trực tiếp tạo ra lực nhằm mục đích nâng, đẩy hay ép vật trong các ứng dụng của hệ khí nén. Để làm được điều này, xy lanh khí nén sẽ cần được cung cấp một năng lượng tương đương để tạo ra lực cần thiết. Đó chính là năng lượng từ khí nén.

Các bạn hãy hình dung, không khí bình thường sau khi được các máy nén khí nén lại thì sẽ được tích chữ một năng lượng nhất định. Năng lượng lúc đó mà khi nén khí trong bình tích ở dạng áp năng, tức là năng lượng xuất áp. Càng nhiều khí được tích trữ trong một thể tích thì áp năng càng cao, Tuy nhiên không phải chúng ta muốn tích chữ bao nhiêu cũng được vì để làm được điều đó. Chúng ta cần có một máy nén công suất đủ lớn. Vật liệu chịu lực tốt, thì mới có thể chịu được áp suất do khí nén gây ra. Sau đó khí nén cũng cấp vào xi lanh khí, năng lượng áp suất sẽ chuyển hóa thành lực nhờ kết cấu của xy lanh. Đó chính là nguyên lí chuyển hóa năng lượng.

Để tạo ra được lưu lượng như  vậy, ngoài xy lanh nén khí, chúng ta còn cần rất nhiều thiết bị khác như xy lanh thủy lực, các cơ cấu cơ khí, hay nam châm điện, xong trong công nghiệp người ta thường dùng xy lanh khí nén hơn vì những ưu điểm của xy lanh khí nén dưới đây.

• Sạch: Đây chính là ưu điểm mà người ta sẽ cân nhắc giữa xy lanh và thủy lực và xy lanh nén khí vì cả hai đều có cấu tạo, nguyên lí giống nhau tới 70%. Khác với dầu thủy lực bẩn, gây ô nhiễm, môi chất khí nén hoàn toàn.
• Tác động nhanh: Đây chính là ưu điểm vượt trội của xy lanh nén khí so với tất  cả các cơ cấu chấp hành khác. Không có thiết bị nào có thể so sánh được với xy lanh khí nén vè tốc độ tác động. Ở chế độ bình thường. Xy lanh khí nén có tác động với vận tốc 10m/s.
• Nguồn khí nén thuận tiện: Thuận tiện ở đây được xét đến cả viêc cung cấp lẫn tích chữ thì thu nhỏ có thể mang đi xa.
• Dễ dàng cho việc tạo chuyển động tinh tiến. Động cơ điện cũng có thể tạo ră một lực tương tự như khí nén, song để tạo ra được chuyển động tịnh tiến thì  xi lanh khí nén là “ dân chuyên ngành”.
• Lắp đặt linh hoạt, không giới hạn khoảng cách. Không “cứng rắn” như hệ truyền động cơ khí: Bánh răng , đai , xích,xy lanh khí nén với đường ống mền có thể lắp đặt ở các vị trí không thuận tiện với khoảng cách lớn hơn rất rất nhiều .
• Rẻ. Nếu bạn đang băn khoăn có một thiết bị nào có thể đáp ứng được yêu cầu mà với một chi phí hạn hẹp thì xy lanh khí nén là sự lựa chọn số một. Xy lanh khí nén rẻ hơn rất nhiều so với các thiết bị khác. Hơn nữa trong tất cả các nhà máy, người ta luôn có sẵn các đường ống khí nén, cũng như máy nén khí, điều đó thuận tiện cho việc lắp đặt mới.

Tuy vậy cùng với  các ưu điểm bên trên thì xy lanh nén khí cũng mang những hạn chế nhất định. Dứoi đây là những hạn chế hay gặp.

• Khả năng tạo lực không lớn. Với áp suất thông thường trong các máy nén khí, xy lanh nén khí chỉ có thể tạo ra một lực tương để nâng một chiếc oto con.
• Không ổn định. Đây chính là nhược điểm lớn nhất của xy lạnh khí nén nói riêng và hệ khí nén nói chung. Do không khí chịu nén nên chúng rất khó chịu cho người vận hành hệ thống, không những thế, xy lanh nén khí khi hoạt động gây ra tiếng ồn không hề nhỏ.
•  Sau khi phân tích các ưu điểm nhược điểm thì nên sét vè mặt tổng quan thì  mếu sét về mặt tổng quan thì trong các hệ thống công nghiệp thông thường mà không yêu cầu cao về lực cũng như
• độ chính xác thì xy lanh nén khí luôn là phương án đầu tiền của nhà máy.

    2.Thông số kĩ thuật để tính chọn xy lanh khí nén

Xy lanh khí nén có cấu tạo phức tạp. Xong để cho các bạn có thể hình dung được, mình sẽ giới thiệu sơ đồ kí hiệu các bạn nhìn lên hình vẽ mình sẽ giải thích. Xy lanh nén khí  gồm hai bộ phận chính là ống xy lanh bên ngoài và piston bên trong. Ống xy lanh thì có hình dạng ống được bịt kín hai đầu, song vẫn có hai cửa vào ra để cấp khí và thải khí. Piston gồm có đầu piston hình cái đĩa nhưng nó dầy hơn, và một cái cần hình trụ đặc như trên hình vẽ. Các kích thước bạn cần quan tâm chính là đường kính ống xy lanh D và đường kính cần piston d.

Giải thích qua cho các bạn về  nguyên lý hoạt động của xy lanh nén khí. Cac bạn để ý trên ống xy lanh nén khí có hai cửa thì giả sử chúng ta nối nguồn khí đá nén sẽ tràn vào khoang trái và cửa còn lại sẽ hở. Khi đó khí nén sẽ tràn vào khoang trái  xi lanh, giãn nở và đẩy cần piston và đẩu cần piston chuyển động từ trái sang phải. Giả sử chúng ta có một vật nặng ở đầu cần piston thì khi ấy, piston sẽ bị chặn lại.Muốn piston đẩy được vật thì khi ấy, năng lượng cảu khí nén cấp cho khoang trái xy lanh phải đủ lớn. Nguyên lí hoạt động của xy lanh khí nén  chỉ đơn giản cấp khí nén một đầu và xả khí trong khoang còn lại ra môi trường. Nói đơn giản thì vậy, song để nó hoạt động đúng và chính xác thì còn rất nhiều tính toán và thiết kế.

 Thông số kỹ thuật đầu tiên của xy lanh nén khí chính là đường kính xy lanh D . Đây là thông số giúp chúng ta xác định được lực mà xy lanh tạo ra cùng với áp suất khí nén ban đầu. Để xác định được đường kính xy lanh, các bạn dùng đến công thức sau.

Công thức tính lực của xy lanh khí.

 S là tiến chính của lực mà xy lanh tạo ra khi xy lanh đi  từ phải qua trái và ngược lại đối với F lùi. Đơn vị thường dùng của lực trong công thức này là niuton (N).

 P chính là áp suất khí nén chúng ta cấp vào khoang xy lanh. Đơn vị chuẩn của áp suất trong công thức này là  Pa hay N/m2 song thông thường, máy nén khí lại thường có đơn vị là bar. Công thức quy đổi  như sau: 1 bả= 10^5 Pa.

 D chính là đường kính xy lanh  ( m)

 d là đường kính cần xy lanh ( m).

 Hành trình xy lanh phụ thuộc vào khoảng cách  mà chúng ta muốn xy lanh dịch chuyển. Thông số kĩ thuật này phải dựa vào thực tế yêu cầu bài toán.  Chúng ta cần lưu ý là hàng trình xy lanh cần phải chọn  theo dãy tiêu chuẩn của hãng.

Thống số kỹ thuật  tiếp theo chúng ta cần pahri quan tâm là áp suất phá hủy.như chúng ta đã biết áp suất cấp cho xy lanh hoạt động. Để có thể hoạt động an toàn mỗi xy lanh có một hạn áp suất quy định.

 Tiếp theo cần quan tâm khi mua xy lanh khí nén chính là kiểu xy lanh và cách gá đặt. Thông thường xy lanh có rất nhiều loại như xy lanh tác dụng đơn hay còn gọi là xy lanh một chiều, xy lanh tác dụng kép hay còn goi là xy lanh 2 chiều, xy lanh một cần, xy lanh 2 cần,…, về cách gá đặt xy lanh có thể gá ở đầu cở cổ xy lanh hay gá ở thân giữa tùy thuộc vào cách bố trí của xy lanh tong hệ thống.

(Biên tập viên: Máy & thiết bị SUMAC, nguồn siêu tầm)