Xi lanh khí nén được coi là một giải pháp tiết kiệm để di chuyển tải một cách tuyến tính, thường được sử dụng trong máy móc tự động hóa và các quy trình công nghiệp. Vậy xi lanh khí nén là gì? Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của xi lanh khí nén là gì? Phân loại xi lanh khí nén? Hãy cùng hangchavn tìm hiểu các thông tin về xi lanh khí nén qua bài viết dưới đây nhé!
Nội dung bài viết
1. Giới thiệu chung về xi lanh khí nén
Nhờ vào ưu thế khả năng trữ lượng khổng lồ, xanh và sạch khí nén đã trở thành nguồn năng lượng mới được tập trung đẩy mạnh khai thác hiện nay. Chúng ta có thể dễ dàng thấy xi lanh hơi trong các hệ thống sản xuẩt, gia công, chế biến, đóng gói và lắp ráp và ngay cả trong đời sống hàng ngày của con người. Vậy xi lanh khí nén là gì? Nó có cấu tạo và nguyên lí hoạt động ra sao? Hãy cùng hangchavn tìm hiểu nhé !
1.1. Xi lanh khí nén là gì?
Xi lanh khí nén hay còn có tên gọi khác là ben khí nén là một loại thiết bị cơ khí dùng để chuyển đổi năng lượng khí nén thành các chuyển động tuyến tính qua lại. Xi lanh khí nén có vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa năng lượng thành động năng để thực hiện các thao tác như đóng, kéo, mở và ép tùy vào nhu cầu công việc thực tế.
Xi lanh khí nén hiện đang được sử dụng phổ biến và được nhiều khách hàng ưa chuộng hơn xi lanh thủy lực vì nó sạch sẽ, khả năng vận hành êm ái và không tốn quá nhiều diện tích cho việc chứa dầu.
Xem thêm: Xi lanh thủy lực là gì? 1 số cách sử dụng xi lanh thủy lực
1.2. Cấu tạo xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén được cấu tạo từ các bộ phận như: Thân xi lanh, piston, lỗ khí nén, thanh giằng, thanh piston. Các bộ phận của xi lanh được gia công tỉ mỉ đáp ứng theo tiêu chuẩn của châu Âu, đem lại một cây xi lanh hoàn chỉnh. Dưới đây là thông tin cụ thể, chi tiết về cấu tạo của xi lanh:
- Thân xi lanh: Là bộ phận chính của xi lanh khí nén, được làm bằng hợp kim nhôm. Thân xi lanh có hình trụ và có các lỗ để lắp các bộ phận khác.
- Piston: Là bộ phận chuyển động chính trong xi lanh, nó thường là một thanh kim loại được đặt trong thân xi lanh.
- Lỗ khí nén: có nhiệm vụ dẫn khí nén và xi lanh, được đặt trong phần trên của piston
- Thanh giằng: Được lắp đặt xung quanh xi lanh khí nén giúp cố định cho 2 đầu của xi lanh
- Thanh piston: Là bộ phận cố định được gắn vào piston, đầu còn lại được gắn vào vật cần lắp xi lanh, bộ phận này có nhiệm vụ truyền lực từ piston đến trục của vật lắp xi lanh.
Bên cạnh cấu tạo của xi lanh khí nén, có một vấn đề mà nhiều khách hàng cũng quan tâm đó là chất liệu làm xi lanh. Chất liệu chủ yếu được dụng để làm xi lanh thường là những chất có độ bền cao, cứng cáp, ít bị oxi hóa hay ăn mòn.
Để có thể lắp xi lanh và hệ thống thì cần những phụ kiện đi kèm đó là: đế xi lanh, ốc bít, giảm thanh, co nối và ống dẫn khí.
1.3. Nguyên lí hoạt động của xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén hoạt động dựa trên lực đẩy tuyến tính được tạo ra dựa trên việc sử dụng khí nén. Khí nén được đẩy vào xi lanh làm tăng áp suất trong xi lanh và đẩy piston di chuyển theo hướng tuyến tính.
Dưới đây là quá trình hoạt động của xi lanh khí nén:
Khí nén được đưa vào xi lanh qua lỗ cấp khí sẽ tạo ra áp suất bên trong xi lanh. Áp suất sẽ tác động lên mặt trên của piston, đẩy piston di chuyển lên hoặc xuống. Trong lúc piston di chuyển, khí nén sẽ được ép lại và bị nén, tạo ra áp suất cao hơn và được đẩy ra ngoài thông qua các lỗ khí.
Thanh piston cũng chuyển động theo sự di chuyển của piston, lúc đó thanh piston sẽ di chuyển lực chuyển động của piston đến vật thể đã lắp ở đầu thanh piston. Quá trình hoạt động của vật thể phụ thuộc vào quá trình chuyển động của piston thông qua quá trình cung cấp khí nén của người điều khiển
2. Phân loại xi lanh khí nén
Tùy thuộc vào ứng dụng của mỗi lĩnh vực và mỗi ngành khác nhau thì sẽ sử dụng loại xi lanh khí nén khác nhau. Để có thể đáp ứng được với nhu cầu sử dụng của mỗi ngành làm việc hiện nay, xi lanh khí nén được sản xuất nhiều dòng khác nhau. Hãy cùng hangchavn tìm hiểu chi tiết về các loại xi lanh đang được sử dụng trên thị trường hiện nay nhé !
2.1. Phân loại theo kiểu tác động
Dựa theo kiểu tác động thì xi lanh khí nén được chia làm hai loại đó là: Xi lanh khí nén tác động đơn, xi lanh khí nén tác động kép.
Xi lanh khí nén tác động đơn
Đây là loại xi lanh chỉ có tác động ở một chiều. Nó hoạt động dựa trên cách sử dụng khí nén để di chuyển piston trong một hướng, lực đẩy được tạo ra bởi áp suất khí nén ở đầu trên piston. Khí nén sau khi giải phóng ra khỏi xi lanh thì lò xo sẽ đẩy piston trở về vị trí ban đầu, không có tác động lực nào được tạo ra trong hướng ngược lại.
Xi lanh khí nén tác động kép
Xi lanh khí nén tác động kép có khả năng tác động ở cả hai hướng. Nó hoạt động dựa trên việc sử dụng khí nén để di chuyển piston ở hai chiều, lực đẩy được tạo ra bởi áp suất khí nén ở cả hai phía của piston.
Khi khí nén được cung cấp phía trên piston, lực đẩy sẽ đẩy piston đi xuống và khí nén thoát ra bên dưới piston. Nếu muốn piston di chuyển theo hướng ngược lại, hãy cung cấp khí nén bên dưới piston và giải phóng khí nén phía trên piston. Điều này cho phép xi lanh khí nén tác động kép tạo ra lực đẩy và lực kéo trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
2.1. Phân loại theo hình dạng cấu tạo
Dựa theo hình dạng cấu tạo, xi lanh khí nén hiện nay được phân loại thành 2 loại xi lanh đó là: Xi lanh dạng tròn và xi lanh dạng vuông. Vậy 2 loại xi lanh này có đặc điểm gì, hãy cũng hangchvn tìm hiểu ngay nhé !
Xi lanh khí nén dạng tròn
Đây là một phần quan trọng của hệ thống khí nén, nó được dùng để tạo ra sức ép khí nén và chuyển động của các cơ cấu. Nó bao gồm một ống tròn với một piston di động bên trong, được nối với ống dẫn khí và van khí nén.
Xi lanh khí nén dạng vuông
Là một thiết bị cơ khí của hệ thống khí nén có thiết kế hình vuông (hình chữ nhật) có khả năng di chuyển piston lên xuống bên trong. Cấu trúc xi lanh dạng hình vuông giúp tiết kiệm không gian và đáp ứng được nhiều nhu cầu khác nhau.
3. Hướng dẫn giảm chấn xi lanh bằng đệm khí nén
Một trong những phương pháp giúp giảm chấn cho xi lanh hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp là giảm chấn xi lanh bằng đệm khí nén. Phương pháp này giúp bớt tiếng ồn và sự rung động của xi lanh khi hoạt động. Dưới đây là các phương pháp giảm chấn xi lanh bằng đệm khí nén !
3.1. Phương pháp thủ công
Để giảm chấn xi lanh đệm khí nén theo phương pháp thủ công, ta cần thực hiện các bước dưới đây:
Bước 1: Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ cần thiết
- Đệm khí nén (có thể mua hoặc tự làm bằng cao su hoặc vật liệu tương tự
- Dao
- Que sắt
- Bộ kẹp đệm
- Kẹp kim loại
Bước 2: Đo và cắt đệm khí nén
- Đo kích thước của xi lanh và cắt đệm khí nén phù hợp với kích thước của xi lanh
Bước 3: Lắp đệm khí nén lên xi lanh
- Đặt đệm khí nén lên đầu xi lanh, sử dụng bộ kẹp đệm hoặc kẹp kim loại giúp cho đệm khí nén ở vị trí cố định
- Đệm khí nén cần được đặt chính xác, không bị lệch hay bị uốn cong
Bước 4: Kiểm tra và sửa chữa
- Sau khi lắp đệm khí nén xong, bạn cần kiếm tra xem nó có bị rò rỉ khí hay gặp bất cứ vấn đề nào khác nữa không
- Nếu có vấn đề, hãy sửa chữa ngay để đảm bảo phương pháp giảm chấn đạt hiệu quả.
3.2. Phương pháp tự động
Để giảm chấn bằng phương pháp tự động, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Cài bộ điều khiển tự động
- Lắp bộ điều khiển trên hệ thống khí nén. Bộ điều khiển này có nhiệm vụ giám sát và điều khiển áp suất, dòng khí, thời gian và một số thông số khác của quá trình giảm chấn.
Bước 2: Xác định thông số cần thiết
- Các thông số cần thiết bao gồm độ cao đệm khí nén, áp suất khí nén, thời gian khí phát hành và một số thông số khác liên quan đến quá trình giảm chấn.
Bước 3: Lắp đặt đệm khí nén
- Nệm khí nén được lắp giữa piston và vách xi lanh, trong vòng bi của xi lanh. Nó giúp giảm chấn va chạm giữa piston và vách xi lanh, nó cũng giúp giảm độ rung và độ ồn của hệ thống.
Bước 4: Kích hoạt bộ điều khiển tự động
- Bộ điều khiển tự động có nhiệm vụ theo dõi các thông số cần thiết và điều chỉnh áp suất của khí nén, độ cao khí nén, thời gian phát hành khí nén để có thể đạt được hiệu quả giảm chấn tốt nhất.
Bước 5: Kiểm tra và điều chỉnh
- Khi quá trình giảm chấn được hoàn thành, kiểm tra và điều chỉnh các thông số để đảm bảo quá trình giảm chấn diễn ra đạt hiệu quả và hệ thống được an toàn
Với phương pháp tự động giảm chấn xi lanh bằng đệm khí nén giúp tăng độ chính xác của quá trình và tối ưu hóa hiệu quả giảm chấn, tăng tính ổn định và độ bền của hệ thống, giúp giảm độ rung.
4. Cách chọn xi lanh phù hợp nhất
Chúng ta nên lựa chọn xi lanh khí nén phù hợp với nhu cầu sử dụng. Vậy làm sao để có thể chọn xi lanh vừa đáp ứng được nhu cầu sử dụng của mình, vừa tiết kiệm chi phí thì các bạn hãy cùng xem cách chọn xi lanh khí nén dưới đây nhé:
4.1. Xác định kiểu xi lanh khí nén cần chọn
Các yếu tố quan trọng cần xem xét là:
- Áp suất làm việc: Ta cần chọn xi lanh khí nén phù hợp với áp suất làm việc của hệ thống
- Khối lượng tải: Xác định khối lượng tải xi lanh cần di chuyển
- Chiều dài hành trình: Xi lanh cần có chiều dài hành trình phù hợp để đảm bảo hiệu quả hoạt động
- Tốc độ di chuyển: Tốc độ di chuyển của xi lanh cần phải phù hợp với nhu cầu của ứng dụng. Nếu tốc độ quá nhanh hay quá chậm cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.
- Môi trường hoạt động: Cần chú ý các yếu tố môi trường của xi lanh bao gồm độ ẩm, nhiệt độ… Ta cần chọn xi lanh có khả năng hoạt động tốt trong môi trường đó.
- Điều kiện lắp đặt: Cần chú ý các yếu tố như kích thước, hình dạng và vị trí lắp đặt trước khi lắp đặt xi lanh. Cần chọn xi lanh có kích thước và hình dạng phù hợp nhu cầu để dễ dàng lắp đặt vào bảo trì, bảo dưỡng.
4.2. Phụ kiện đi kèm với xi lanh khí nén
Khi lựa chọn phụ kiện đi kèm, bạn nên chú ý đến mục đích sử dụng của xi lanh và các yêu cầu kĩ thuật của hệ thống. Dưới đây là một só loại phụ kiện đi kèm với xi lanh khí nén:
- Van điều khiển: Được sử dụng để điều khiển áp suất và dòng khí hệ thống
- Bộ lọc khí: Bộ lọc khí được dùng để lọc dầu, hơi nước và bụi bẩn khỏi khí nén trước khi nó được đưa vào hệ thống.
- Bộ chuyển đổ tín hiệu: Có khả năng chuyển tín hiệu điện sang tín hiệu khí và ngược lại.
- Bộ kết nối: Được dùng để kết nối xi lanh với các bộ phận khác trong hệ thống
- Bộ giảm chấn: Được dùng để giảm độ rung và va chạm trong quá trình hoạt động.
- Bộ đo áp suất: Dùng để đo áp suất khí nén hệ thống
- Bộ phận gắn lắp: Có nhiệm vụ gắn xi lanh vào hệ thống hoặc các thiết bị khác.
Việc lựa chọn phụ kiện đi kèm xi lanh khí nén cũng cần được thực hiện dựa trên yêu cầu cụ thể của hệ thống và các nhà sản xuất uy tín. Chọn phụ kiện phù hợp sẽ giúp tăng độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống.
4.3. Chọn thương hiệu và nhà cung cấp uy tín
Việc chọn thương hiệu và nhà cung cấp xi lanh khí nén uy tín giúp đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm. Nếu bạn chọn một sản phẩm không rõ nguồn gốc có thể ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống và đôi khi các nhà cung cấp giả còn vì lợi ích cá nhân mà độn giá sản phẩm. Khi đó, ta vừa mua phải sản phẩm kém chất lượng, vừa bị ảnh hưởng đến chi phí vận hành của cả hệ thống.
Do đó, để có thể lựa chọn được sản phẩm có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí vận hành thì chúng ta nên cân nhắc và chọn các thương hiệu và nhà cung cấp uy tín !
5. Ứng dụng của xi lanh khí nén
Xi lanh khí nén có ứng dụng rộng rãi trong đời sống thường ngày và trong sản xuất. Dưới đây là một số ứng dụng của xi lanh khí nén:
- Dùng trong các ngành công nghiệp, tự động hóa: Lắp ráp linh kiện điện tử, sản xuất giấy, chế bến gỗ, lắp ráp ô tô, cơ khí chế tạo máy móc…
- Xi lanh khí nén loại nhỏ, không trục dùng trong ngành chế biến thực phẩm, đóng gói nông sản, dệt may công nghiệp, sản xuất bánh kẹo, thuốc lá, rượu bia và nước giải khát…
- Xi lanh khí nén loại vuông và loại tròn kích thước lớn được dùng trong đời sống hàng ngày để ép phế liệu, xử lí rác thải, sửa chữa ô tô,…
Phía trên là các thông tin về xi lanh khí nén mà hangcha đã cung cấp cho bạn, hy vọng bài viết sẽ hữu ích với bạn. Nếu bạn có bất kì thắc mắc hay góp ý nào về xi lanh khí nén hoặc có nhu cầu tìm hiểu xe nâng hàng hóa thì hãy nhanh chóng liên hệ với chúng tôi qua số hotline 0975 645 225 để được các chuyên gia tư vấn của chúng tôi hỗ trợ nhanh nhất nhé !
