Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén: Ý nghĩa, Cấu tạo & Nguyên lý

Nội dung chính [ Ẩn ]

Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén - Những đặc tính số liệu cụ thể mô tả về kích thước, khả năng làm việc và các đặc điểm khác của một xi lanh khí nén. Những thông tin dưới đây sẽ giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc liên quan đến thiết bị này!

Xi lanh khí nén là gì?

Thông số xi lanh khí nén -Tìm hiểu thông số kỹ thuật xi lanh khí nén Airtac

Xi lanh khí nén là một thiết bị cơ khí chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động cơ học tuyến tính. Nó là một bộ phận cốt lõi trong hệ thống khí nén, sẽ tạo ra áp suất lên piston - đẩy piston di chuyển và tạo ra lực tác động lên tải. Nhờ đó, năng lượng khí nén được chuyển đổi thành động năng, thực hiện các công việc như nâng, hạ, đẩy, kéo,...

Cấu tạo & nguyên lý vận hành cơ bản của xi lanh khí nén

Để hiểu rõ hơn về thông số kỹ thuật xi lanh khi nén trong hệ thống khí nén, hãy cùng khám phá các thông tin về cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

1. Cấu tạo

Thân xi lanh: Đây là phần vỏ ngoài của xi lanh, thường được làm bằng thép hoặc nhôm. Thân xi lanh có chức năng chứa piston và tạo thành một khoang kín để chứa khí nén.
Piston: Là bộ phận di chuyển bên trong thân xi lanh, chịu tác dụng trực tiếp của áp suất khí nén. Piston chia thân xi lanh thành hai khoang riêng biệt.

Cấu tạo cơ bản của xi lanh khí nén

Thanh piston: Nối với piston và truyền lực ra ngoài. Thanh piston có thể được làm bằng thép hoặc các vật liệu khác tùy thuộc vào ứng dụng.
Phớt: Được lắp đặt xung quanh piston để ngăn chặn rò rỉ khí nén, đảm bảo hiệu suất làm việc của xi lanh.
Lò xo (nếu có): Một số loại xi lanh đơn tác động sử dụng lò xo để đẩy piston trở về vị trí ban đầu khi không có áp suất khí nén.
Các lỗ cấp và thoát khí: Đây là các cổng để cấp khí nén vào xi lanh và thoát khí ra ngoài.
Các van điều khiển (nếu có): Một số xi lanh có tích hợp van điều khiển để điều chỉnh dòng chảy của khí nén.

2. Nguyên lý hoạt động

Như đã nói ở trên, xi lanh khí nén hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển hóa năng lượng khí nén thành động năng tuyến tính. Khi khí nén được cấp vào một khoang của xi lanh, áp suất trong khoang tăng lên đột ngột. Áp suất này tác dụng lên toàn bộ diện tích của piston, tạo ra một lực đẩy lớn. Dưới tác dụng của lực đẩy này, piston sẽ di chuyển theo hướng có áp suất thấp hơn.

Nguyên lý hoạt động chi tiết:

Cơ chế hoạt động - Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén

Cấp khí: Khí nén được tạo ra từ máy bơm khí và được dẫn vào xi lanh thông qua các đường ống và van điều khiển.
Tạo áp suất: Khi khí nén đi vào một khoang của xi lanh, áp suất trong khoang tăng lên đột ngột.
Tạo lực đẩy: Áp suất tác dụng lên toàn bộ diện tích của piston, tạo ra một lực đẩy lớn.
Chuyển động piston: Dưới tác dụng của lực đẩy, piston di chuyển theo hướng có áp suất thấp hơn.
Truyền động: Chuyển động của piston được truyền qua thanh piston đến các cơ cấu khác để thực hiện công việc.

>>> Xem thêm: Piston khí nén là gì? Vai trò ra sao?

Các loại xi lanh khí nén

Xi lanh khí nén được chia làm 3 dạng chính với những đặc điểm nổi bật:

Loại xi lanh khí nén đơn

Xi lanh tác động đơn: Loại này thường sử dụng để sinh công từ 1 phía của piston và piston lùi về bằng lực đẩy của lò xo hoặc từ lực bên ngoài tác động về. Xi lanh đơn có 1 lỗ cấp nguồn khí nén và 1 lỗ thoát khí để điều chỉnh dòng khí nén. Để điều chỉnh dòng khí nén xi lanh đơn thường dùng van điện từ khí nén 3/2 (3 cửa 2 vị trí).

Loại xi lanh khí nén kép

Xi lanh khí nén tác động kép: Còn gọi là xi lanh 2 chiều, dùng để sinh lực đẩy piston từ 2 phía và có 2 lỗ dùng cấp nguồn khí nén. Trong đó, xi lanh kép có cần piston về 1 phía gồm 2 dạng là xi lanh không có đệm giảm chấn và xi lanh kép có đệm giảm chấn (điều chỉnh được hành trình); còn xi lanh kép có cần 2 phía được gọi là xi lanh đồng bộ. Loại này sử dụng các dòng van điện từ chia khí 4/2, 5/2, 5/3 hoặc 1 đầu cuộn coil, 2 đầu coil.

Loại xi lanh khí nén dạng quay

Xi lanh khí nén dạng quay: Loại này có cấu tạo phức tạp hơn so với các loại xi lanh khác. Khí nén được cấp vào làm quay piston thông qua một cơ cấu bánh răng, và thường sử dụng van điện từ 3/2, 5/2 hoặc 4/2 để điều khiển dòng khí.

Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén bao gồm những gì?

Việc nắm vững các thông số kỹ thuật của xi lanh khí nén sẽ giúp bạn lựa chọn sản phẩm phù hợp với ứng dụng cụ thể:

1. Tên xi lanh

Các loại xi lanh sẽ có tên gọi khác nhau, nhưng có 1 điểm chung là tên chúng thường được viết dưới dạng Tên + ab*xy với ab và xy là số.

Trong đó:

ab: Đường kính phi (mm)
xy: Hành trình của piston trong 1 chu kì chuyển động (mm)

Ví dụ, 1 ben hơi khí nén có tên là SD 30x55 thì tứ là nó có đường kính phi 30mm và hành trình dài 55mm.

2. Ý nghĩa các thông số

Nhắc đến thông số kỹ thuật của xi lanh khí nén người ta thường nhắc đến các ký hiệu F, P, D và d:

Ý nghĩa thông số kỹ thuật xi lanh khí nén

F: Là lực được tạo ra khi xi lanh di chuyển, được tạo từ trái qua phải (N-Newton).
P: Chính là áp suất khí nén cần phải cấp cho khoang xi lanh (N/m2 hoặc Pa). Áp suất máy nén khí tính theo đơn vị bar với cách quy đổi 1 bar = 10^5 Pa.
d: Đường kính cần xi lanh (m).
D: Đường kính của xi lanh (m).

4. Áp suất phá hủy

Khi xi lanh khí nén hoạt động nó cần có nguồn cung cấp khí để tạo ra lực nén cao, nhưng khi lực nén này vượt qua ngưỡng áp suất phá huỷ sẽ ảnh hưởng đến độ an toàn của xi lanh. Mỗi xi lanh thường có ngưỡng áp suất phá huỷ khác nhau nên bạn cần lưu ý.

Hướng dẫn cách tính lực đẩy trong thông số kỹ thuật xi lanh khí nén

Là lực mà piston của xi lanh sẽ tạo ra trong 1 pha chuyển động của mình. Công thức tính lực đẩy F là: F = P*A = P*(π. D^2/4)