Bài viết liên quan
Chưa có bài viết nào trong mục này
[Tìm Hiểu] Tính Toán Xi Lanh Khí Nén Không Cần
Xi lanh không cần là một bộ phận khí nén có khả năng di chuyển tải theo đường thẳng bằng khí nén. Trong khi xi lanh khí nén truyền thống sử dụng một piston để đẩy hoặc kéo tải từ piston, thì một xi lanh không cần sẽ di chuyển tải cùng với piston.
Điều này mang lại những lợi thế chính là có cùng chiều dài hành trình trong không gian nhỏ hơn, không phải lo lắng về sự vênh của cần khi tải cao hoặc hành trình dài và nó truyền lực như nhau theo cả hai hướng.
Xi lanh không cần được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng như xử lý vật liệu, tải, nâng, cắt web, v.v. Hình 1 cho thấy một ví dụ về xi lanh không cần.
Các loại xi lanh không cần
Có 3 loại xi lanh không cần chính, tất cả đều đề cập đến cách piston được kết nối với giá đỡ để cho phép chuyển động của tải.
- Từ tính: Có một liên kết từ tính giữa piston và giá đỡ. Điều này cho phép một xi lanh không bị rò rỉ. Tuy nhiên, bạn phải lo lắng về việc khử khớp nối và quay giá đỡ.
- Cáp: Có một dây cáp nối với piston và thông qua một ròng rọc ở mỗi đầu sau đó kết nối với giá đỡ. Đây là một thiết kế rất đơn giản, tuy nhiên, sự mài mòn của cáp gây ra vị trí không nhất quán và có thể xảy ra rò rỉ từ các sợi cáp bị kéo căng.
- Có rãnh: Có rãnh theo chiều dài của xi lanh với một dải kim loại bên trong và bên ngoài (phần màu đỏ của Hình 2) để ngăn chặn bất kỳ sự rò rỉ nào. Điều này tạo cho giá đỡ một kết nối cơ học trực tiếp với piston. Điều này cho phép chúng linh hoạt nhất và được sử dụng rộng rãi, vì vậy chúng ta sẽ thảo luận về thiết kế này trong bài viết này và nó có thể được nhìn thấy trong Hình 2.
Làm thế nào để một xi lanh khí loại không cần hoạt động?
Các thành phần chính của xi lanh không cần có thể được nhìn thấy trong Hình 3. Một piston bên trong (A) chuyển động bên trong thùng xi lanh (E) và được dẫn động bằng khí nén. Tùy thuộc vào áp suất không khí trên mỗi cổng, piston di chuyển theo hai hướng dọc theo chiều dài của xi lanh. Piston được gắn với một giá đỡ.
Giá đỡ này hỗ trợ tải trọng được gắn và di chuyển cùng với piston. Các dải kim loại (D) cho phép vật mang di chuyển qua lại đồng thời tạo ra sự kín khít đáng tin cậy của rãnh xi lanh. Dưới giá đỡ, các dải được uốn cong ra khỏi rãnh để cho phép kết nối giữa piston và giá đỡ.
Có đệm cuối có thể điều chỉnh ở cả hai đầu (B) để ngăn chặn bất kỳ điểm dừng cứng nào sau khi di chuyển hết chiều dài ở đầu cuối (C). Hình 4 cho thấy một thiết kế xi lanh không cần có rãnh và cách kết nối cơ học được thực hiện qua các dải.
Cân nhắc tải
Hiểu đúng cách tải trọng ảnh hưởng đến xi lanh không cần đảm bảo chức năng phù hợp. Với các trọng lượng, vị trí trọng lượng và tốc độ khác nhau, có thể hình thành một thời điểm cần được tính đến. Mômen là một lực làm cho một vật quay quanh một điểm hoặc một trục cụ thể.
Hình 5 cho thấy 3 thời điểm cần xem xét (thảo luận bên dưới) cùng với các công thức về cách tính toán chúng. Sau đó, chúng ta có thể sử dụng lực mô men tính toán này cho mô men uốn được công bố của xi lanh không cần (thông thường chúng liệt kê là lớn nhất) để đảm bảo lực của chúng ta nằm dưới giới hạn này.
- Momen lắc dọc (Ma): Có thể xử lý tốt những momen này, và thậm chí tốt hơn nếu gái đỡ dài hơn. Lực tăng và giảm tốc ảnh hưởng đến thời điểm này.
- Momen gây nghiêng (Mr): Rất nhạy cảm với những momen này. Tải trọng lệch tâm có thể gây ra những momen này.
- Momen gây xoắn (Mv): Hơi nhạy cảm với những momen này, nhưng ít phổ biến hơn.
Momen có thể được tính như hình dưới đây. So sánh các giá trị được tính toán của bạn với các giá trị lớn nhất trong biểu dữ liệu xi lanh.
- Momen: Lực x Khoảng cách
- Lực: Thông thường chỉ là trọng lượng của tải
- Khoảng cách: Khoảng cách từ khối tâm của vật tải đến khối tâm của giá đỡ.
Ma= F x Ha
Mr= F x Hr
Mv= F x Hv
Tăng tốc và giảm tốc
Không giống như xi lanh khí nén thông thường có piston , xi lanh không có piston phải hỗ trợ các mômen sinh ra từ việc tăng tốc và giảm tốc. Hãy tưởng tượng điều này giống như một lực “giật”, là lực bạn cảm nhận được khi bạn tăng tốc/giảm tốc độ trong ô tô mà bạn giật lùi/về phía trước trong ô tô do tác dụng của lực. Lực trong các phương trình này bằng khối lượng nhân với gia tốc (hoặc giảm tốc). Nếu là lực giảm tốc, bạn cần xem xét đệm điều chỉnh ở cuối chiều dài hành trình. Các lực bổ sung cũng có thể ảnh hưởng đến tổng lực theo một trong hai hướng, như lực ma sát và lực ly khai.
Giá gắn dọc
Các ứng dụng giá gắn dọc có hai cân nhắc quan trọng bổ sung liên quan đến tải. Đầu tiên, bạn phải chống lại trọng lực (hoặc với trọng lực) khi di chuyển tải và giữ tải. Ngoài ra, nếu bạn đang giữ tải, bạn cần đảm bảo rằng xi lanh khí nén không bị rò rỉ không khí và nguồn cung cấp không khí liên tục để ngăn chặn bất kỳ chuyển động nào tại vị trí đo trọng lực.
Các thành phần bổ sung
Một xi lanh không cần yêu cầu các hệ thống/bộ phận khí nén sau để hoạt động hiệu quả:
- Cung cấp khí nén: Cung cấp không khí sạch và khí nén để truyền động cho xi lanh không cần.
- Van điện từ khí nén: Để điều khiển dòng khí nén.
- Ống khí nén: Để cung cấp khí nén cho các cổng, van và các thiết bị khác.
Ưu điểm / nhược điểm của xi lanh không cần
Xi lanh không cần khác với xi lanh thông thường và cung cấp nhiều lợi thế so sánh.
- Bước nhỏ hơn cho độ dài hành trình tương tự khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng có không gian hạn chế.
- Khả năng hỗ trợ tốt hơn tải trọng cao và lực mô men.
- Không cần piston, chúng loại bỏ nguy cơ uốn cong và vênh thanh.
- Lực tác dụng theo cả hai phương như nhau.
Xi lanh không cần cũng có một số nhược điểm:
- Dễ bị tác động bởi bụi và mảnh vụn của môi trường.
- Chuyển động của tải được cố định theo chiều dài của xi lanh.
- Các dải bên trong và bên ngoài có thể bị mòn theo thời gian khi chúng căng ra.
- Rò rỉ khí do mòn dây đeo có thể làm mất áp suất không khí.
Phụ kiện
Sau đây là các phụ kiện được sử dụng phổ biến nhất với xi lanh không cần:
- Giá đỡ chân: Cung cấp sự hỗ trợ cho xi lanh và ngăn nó quay qua lại.
- Gá đặt giữa: Cung cấp sự hỗ trợ cho xi lanh hành trình dài bằng cách hấp thụ lực dọc theo đường tâm và phân bổ đều qua xi lanh.
- Công tắc giới hạn: Phát hiện vị trí gần của giá đỡ/tải hoặc vị trí cuối, do đó ngăn chặn chuyển động xa hơn.
- Giá đỡ: Cung cấp sự hỗ trợ bằng cách hỗ trợ và di chuyển tải dọc theo chiều dài của xi lanh.
Các ứng dụng chủ yếu của xilanh không trục
Xi lanh không cần, do có nhiều ưu điểm nên được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Ô tô
- Chế tạo
- Người máy
- Đồ ăn và đồ uống
- Bao bì
- May thương mại
- Nâng hàng trong kho
- In ấn
- Phun sơn
- Chế tạo lốp xe
- Phân loại quang học
Tiêu chí lựa chọn xilanh không cần
Các tiêu chí sau đây cần được xem xét khi lựa chọn xi lanh không cần:
- Tốc độ hành trình: Đây là tốc độ mà piston di chuyển trong xi lanh. Điều này sẽ phụ thuộc vào áp suất không khí được cung cấp tại mỗi cổng và tải trọng.
- Tải trọng của người giá đỡ: Giá đỡ phải có khả năng hỗ trợ và di chuyển tải được gắn một cách an toàn và hiệu quả.
- Chiều dài vô ích: Là chiều dài của xi lanh không thể sử dụng được do các bộ phận bên trong và không gian cần thiết cho giai đoạn cuối của hành trình. Điều này là cần thiết để xác định chiều dài xi lanh làm việc cần thiết cho ứng dụng.
- Chiều dài xi lanh: Đây là khoảng cách hành trình làm việc thực tế, là quãng đường mà tải sẽ di chuyển.
- Áp suất không khí: Khi piston được dẫn động khí nén của tôi, phải có áp suất không khí không đổi trong suốt quá trình ứng dụng.
- Kích thước lỗ khoan: Kích thước lỗ khoan có thể được lựa chọn theo phạm vi công suất cần thiết cho ứng dụng. Để một xi lanh hoạt động ở công suất lớn nhất, cần xem xét kích thước lỗ khoan lớn hơn.
Câu hỏi thường gặp
Làm thế nào để một xi lanh không cần hoạt động?
Một xi lanh không có piston bao gồm một piston bên trong di chuyển trong xi lanh được dẫn động bởi khí nén. Piston được gắn với một giá đỡ, có tác dụng hỗ trợ tải và di chuyển nó theo phương thẳng với piston.
Làm thế nào để bạn tính toán lực xi lanh khí?
Lực tác dụng trong xi lanh là sản phẩm của áp suất không khí tác dụng và diện tích piston có thể sử dụng.
F= P x A
Trong đó, F là lực xylanh không khí (lbs); P là áp suất không khí (psi); A là diện tích lỗ xilanh (tính bằng in ²).
B2bmart.vn vừa hướng dẫn mọi người quy trình tính toán xi lanh piston không cần. Hãy lưu lại ngay những kiến thức bổ ích này để có thể ứng dụng thật tốt trong công việc của mình.
B2b Team
