7 Điều cần biết khi tính toán xi lanh thủy lực 

Xi lanh thủy lực hay còn được gọi với tên quen thuộc là ben thủy lực là chi tiết không thể thiếu tạo ra các chuyển động tịnh tiến với lực lớn từ vài tấn, có thể lên đến 1000 tấn. Khi tính toán 1 xi lanh thủy lực cho 1 cơ cấu chuyển động chúng ta cần nắm rõ các yếu tố sau để giúp chúng ta lựa chọn đúng xi lanh thủy lực đảm bảo tính ổn định với giá thành thấp nhất.

Tính toán đường kính ống xi lanh (còn được gọi nòng ben)

Đường kính ống liên quan trực tiếp đến lực đẩy của xi lanh, dựa vào lực tác dụng chúng ta có thể suy ra diện tích tác dụng lực. Từ đó tính ra được kích thước của ống xi lanh. Chúng ta có công thức cơ bản đó là:

F =  P.S

Trong đó:

• F : lực tác dụng (N) hay (Kg)
• P: Áp suất (Kg/cm2)
• S: Diện tích tác dụng (cm2)

Thông thường chúng ta có 3 dải áp suất phổ biến để sử dụng là:

• 40 – 70 kg/cm2 dành cho các máy ứng dụng đơn giản không yêu cầu về lực như máy bẻ đai, máy cắt vải…
• 120 – 180 kg/cm2 là dải áp thông dụng sử dụng các thiết bị công nghiệp chuyên dùng như xe ép rác, cẩu công nghiệp, bàn nâng…
• 250 – 350 Kg/cm2 là dải áp cao dùng cho các ứng dụng máy ép lớn, xe công trình…

Sau khi chọn dải áp thông qua công thức trên ta hoàn toàn có thể tính ra đường kính nòng xi lanh dựa theo công thức tính diện tích hình học S =  r x r x 3,14

Trong trường hợp xi lanh thuần là lực đẩy thì chúng ta nên chọn kích thước ty ben càng lớn càng tốt và tất nhiên điều đó sẽ ảnh hưởng lớn đến giá thành của xi lanh thủy lực

Tính toán đường kính ty ben

Như mọi người đã biết lực kéo xi lanh chính là lực tác dụng lên diện tích của vành khăn (diện tích pittong – diện tích ty xi lanh). Do đó nếu quan tâm tới lực kéo chính xác thì kích thước ty ben cần được tính toán. Ta có công thức:

S(kéo) =  S(ống) – S (ty)

Hoặc  F(kéo) = F(đẩy) – F(ty)

khi chúng ta cần lực kéo tăng thì chúng ta có thể giảm kích thước ty ben xuống sẽ giúp tăng diện tích vành khăn từ đó tăng tăng được lực kéo mà giá thành xi lanh lại giảm đáng kể.

+ VD: Đối với xi lanh đường kính ống hay nòng xi lanh 140 mm thông thường kích thước ty sẽ là 140/2 = 70mm. Xilanh chúng ta thuần đẩy chúng ta có thể tăng lên 1 size là 80 mm nếu là thuần kéo chúng ta có thể giảm xuống 60 mm.

=> Việc chọn ty ben tăng lên hay giảm xuống còn phụ thuộc vào cơ cấu chấp hành, chế độ hoạt động.

+ VD: trong trường hợp xi lanh lắp trên cẩu có đường kính ống 140 mm, nhà sản xuất chọn kích thước ty lên 90 mm đảm bảo được độ cứng vững.

Hành trình – Tâm ắc

Đây là thông số rất quan trọng quyết định cây xi lanh có thể lắp được vào máy hay không và quyết định 80% chiều dài của xi lanh, đồng thời liên quan đến khả năng đáp ứng cho chuyển động của cơ cấu chấp hành. Đặc biệt đối với các xi lanh thay thế, để đảm bảo độ an toàn chúng ta nên yêu cầu nhà chế tạo dung sai – 2mm đối với tâm ắc. Khi ấy, việc lắp ráp sẽ dễ dàng hơn

Kiểu lắp ráp (đầu đuôi xi lanh)

Kiểu lắp phụ thuộc rất lớn vào kết cấu của máy cũng như không gian lắp đặt. Tuy nhiên, chúng ta nên lưu ý các kết cấu máy chúng ta chế tạo là kết cấu hàn và độ đồng tâm vẫn có sự sai lệch. Ngay cả đối với xi lanh thủy lực, để đảm được độ vuông góc giữa tâm ắc với xi lanh nhà xuất phải tính toán rất kỹ. Điều này sẽ ta ra áp lực tác động lên cổ xi lanh, dẫn đến các hư hỏng phớt cổ xi lanh. Khi thiết kế cần tối ưu kiểu lắp xilanh 2 đầu khớp cầu sẽ giúp xi lanh hoạt động ổn định hơn.

Môi trường hoạt động

Một số xi lanh hoạt động ngâm trong nước hoạt môi trường ngoài biển thì chúng ta cần chọn loại ty xi lanh là những vật liệu đặt biệt như thép không gỉ hoặc phủ gốm để chống ăn mòn.

Ở một số môi trường khắc nghiệt (VD: xi lanh thủy lực cho xe ép rác thường xuyên tiếp xúc với chất bẩn, nước rỉ rác…) chúng ta cũng cần lưu ý đến vấn đề này.Mặc dù chưa cần đến các loại vật liệu chống ăn mòn nhưng ty xi lanh vẫn phải là loại đạt chất lượng để tránh bong tróc lớp mạ trong quá trình sử dụng.

Thông thường các dòng ty này phải đạt tiêu chuẩn phun muối 500h thi chúng ta mới có thể yên tâm sử dụng. Ngoài ra một số vị trí thường xuyên có vật cứng có thể va vào thì ty ben cứng là lựa chọn cần thiết.

Chế độ hoạt động

Tốc độ cao: các dòng xi lanh sử dụng gioang phốt công nghiệp thông thường chịu được tốc độ tối đa 5m/phút nếu chạy nhanh hơn sẽ dẫn cháy phốt ngay hỏng hóc. Có thể tốc độ bình thường không nhanh đến 5m/phút, nhưng bạn nên lưu ý đến trường hợp quán tính có tải trọng lớn sẽ gây ra tình trạng quá tốc cục bộ.

+ VD: Các xi lanh cần cẩu có dùng bình tích áp để giảm xóc.

Trên đây là 7 điều cần biết khi tính toán xi lanh thuỷ lực mà B2bmart.vn tổng hợp được. Hy vọng những thông tin trên hữu ích với bạn đọc và hỗ trợ tốt trợ tốt nhất cho anh em khi ứng dụng vào thực tế.