Mẹo tối đa hóa hiệu suất xi lanh khí nén

Năng lượng chất lỏng được sử dụng thường xuyên trong các ứng dụng công nghiệp, thường xuyên nhất với các xi lanh cung cấp chuyển động tuyến tính. Trong số các ưu điểm của chúng, các hệ thống truyền lực thủy lực và khí nén cung cấp: kiểm soát lực và vận tốc đơn giản và chính xác; tỷ lệ lực trên trọng lượng cao; lực không đổi hoặc đầu ra mô-men xoắn; và an toàn trong môi trường nguy hiểm, vì các thiết lập năng lượng chất lỏng không có rủi ro nổ.

xi lanh khí nén

Về mặt công nghệ, sự cạnh tranh chính của các xi lanh công suất chất lỏng là các bộ truyền động tuyến tính điện cơ – ví dụ, ốc vít điều khiển bằng động cơ – được biết đến với khả năng vận hành chính xác, linh hoạt, sạch sẽ và linh hoạt.

Yêu cầu ứng dụng thường đưa ra sự lựa chọn phù hợp nhất. Hệ thống khí nén hoạt động tốt khi công việc đòi hỏi lực tương đối thấp, và chi phí thấp hơn và vận hành sạch sẽ là mục tiêu thiết kế. Giống như điện, khí nén trong các thiết lập công nghiệp là một chút hàng hóa. Máy nén khí là một vật cố định phổ biến trong hầu hết các nhà máy, giúp đơn giản hóa việc lắp đặt các thành phần khí nén . Tuy nhiên, chi phí vận hành một máy chạy bằng không khí có thể cao hơn các đơn vị thủy lực tương đương.

Ngược lại, các thiết kế thủy lực thường có chi phí trước cao hơn cho xi lanh, van và đơn vị năng lượng – nhưng chúng hoạt động ở áp suất cao hơn, tương đương với lực đầu ra cao hơn.

Xem thêm các bài viết về xi lanh khí nén của công ty Khoa Kim.

Kích thước xi lanh khí nén

Các kỹ sư thiết kế nên xem xét các yếu tố như lực cần thiết, tải trọng bù và các yếu tố an toàn cần thiết để kích thước chính xác một bộ truyền động. Xi lanh khí nén quá khổ tiêu thụ lượng không khí quá mức và cuối cùng, chi phí cao hơn để hoạt động trong thời gian dài, so với các đơn vị kích thước phù hợp. Mặt khác, việc nhấn mạnh một hình trụ có thể làm giảm hiệu suất và độ an toàn của ứng dụng.

xi lanh khí nén
Quá tải trên cánh tay thời gian dài có thể tạo ra mô-men xoắn quá mức trong khi bắt đầu và dừng.

Kích thước đúng của một xi lanh khí nén phụ thuộc vào áp suất không khí có sẵn; kích thước của tải trọng, hướng của nó so với chất mang của xi lanh và trọng tâm của nó so với điểm tải làm việc của xi lanh; Thời gian chu kỳ; Cú đánh; và vận tốc thực của tải được di chuyển.

Để hợp lý hóa và đơn giản hóa quá trình lựa chọn xi lanh và thường cải thiện độ chính xác tổng thể, một số nhà sản xuất năng lượng có các công cụ phần mềm định cỡ có sẵn trực tuyến. Nó cho phép các kỹ sư tìm phần phù hợp cho công việc và kiểm tra nó với các biến ứng dụng khác nhau.

Trong cấu hình phổ biến nhất, tác động kép , định tuyến chất lỏng được điều áp vào đầu nắp của xi lanh làm cho thanh kéo dài; trong khi định tuyến chất lỏng vào đầu thanh làm cho thanh piston rút lại. Trong các thiết lập thủy lực, chất lỏng ở phía đối diện của piston chảy vào một bể chứa. Trong thiết bị truyền động khí nén, không khí chỉ đơn giản là thông hơi vào khí quyển.

Tìm hiểu thêm về bộ lọc khí nén Khoa Kim

Trong trường hợp cần lực cao chỉ theo một hướng (ví dụ, trong đó tải phải được di chuyển và sau đó được giữ tại một vị trí trong một khoảng thời gian đáng kể) xi lanh tác động đơn là một lựa chọn phù hợp. Đây là hoặc được mở rộng hoặc trả lại bởi một mùa xuân. Cái trước là phổ biến cho việc làm, trong khi cái sau là phổ biến trong các phanh đơn giản và thậm chí các nhiệm vụ xử lý vật liệu phức tạp.

Bất kể thiết kế, công suất tải xi lanh khí nén là một phần dựa trên áp suất không khí có sẵn. Các xi lanh nên thực hiện các nhiệm vụ được chỉ định với một chút công suất dự phòng. Nếu một ứng dụng yêu cầu đầu ra tối đa tuyệt đối từ một hình trụ cụ thể, nhà thiết kế nên xem xét kích thước lỗ khoan lớn hơn hoặc kiểu hình trụ khác.

Các kỹ sư thường chọn một xi lanh chỉ dựa trên công suất lực, nhưng điều đó có thể dẫn đến sự cố nếu bản thân bộ truyền động phải hỗ trợ tải. Khoảnh khắc uốn cong trở thành một yếu tố thiết kế quan trọng. Nếu thanh trụ phải hỗ trợ khối lượng công việc theo chiều dài của chuyển động tuyến tính, thì tải quá mức có thể xảy ra. Cuối cùng, hai yếu tố quyết định khả năng mô men uốn: sức mạnh của thanh chống lại độ võng và khả năng chịu lực tuyến tính hỗ trợ tải trọng đó.

Để giải quyết các thiết lập có vấn đề với các khoảnh khắc uốn cực đoan, hãy chuyển sang các slide tuyến tính có hướng dẫn. Một slide tuyến tính khí nén kết hợp một nguồn năng lượng xi lanh khí với một cơ chế dẫn hướng hỗ trợ khối lượng công việc trên một đường tuyến tính chính xác. Cơ chế dẫn hướng được sử dụng phổ biến nhất bao gồm một khối chịu lực với hai trục dẫn hướng được gắn vào một thanh công cụ chung. Một tùy chọn khác là các đơn vị hình chữ nhật được hướng dẫn theo hai chiều, do đó tải bên và thời điểm có thể được xử lý đồng thời.

Tăng xi lanh làm việc

Đôi khi các thông số vận hành thay đổi sau khi thiết bị hoạt động và chạy, và một ứng dụng sau đó đòi hỏi nhiều lực hơn một xi lanh có thể tạo ra. Nếu dành thời gian và tiền bạc để thiết kế lại máy không phải là một lựa chọn khả thi, một giải pháp là trang bị thêm xi lanh bằng bộ tăng áp – một thành phần cung cấp năng lượng bổ sung cho ứng dụng hoạt động kém hiệu quả.

Có ba tình huống phổ biến trong đó máy tăng áp thường xuyên cung cấp thêm lực:

• Một nhà máy có áp suất không khí không đủ.

• Các ứng dụng hạng nặng đòi hỏi lực bổ sung vượt quá khả năng của xi lanh.

• Thiết kế phải bù cho tổn thất áp suất.

xi lanh khí nén

Chỉ với 80 psi có sẵn ở hầu hết các nhà máy, một số nhiệm vụ không thể hoàn thành nếu không có các thành phần quá khổ. Ví dụ, khi một nhà sản xuất chai nước thực hiện các bài kiểm tra tính toàn vẹn, các tàu phải được điều áp đến 175 psi để đảm bảo chất lượng. Bằng cách thêm một bộ tăng áp, các nhà thiết kế có thể tăng gấp đôi, gấp ba hoặc thậm chí gấp bốn lần lực của bộ truyền động để đáp ứng nhu cầu ứng dụng.

Boosters cũng hữu ích trên các máy được thiết kế cho một nhiệm vụ, nhưng được sử dụng lại cho một nhiệm vụ khác đòi hỏi nhiều lực hơn. Từ kẹp đến uốn ống, vô số các ứng dụng đặc biệt đòi hỏi lực bổ sung để thực hiện công việc một cách chính xác. Trong một trường hợp như vậy, một máy được thiết kế để tạo thành 0,125 in. các dải kim loại hoạt động chậm chạp khi sản phẩm được đổi thành 0.187. Thêm một bộ tăng áp đã giải quyết vấn đề, thúc đẩy thực tế là hầu hết các xi lanh được đánh giá cho áp suất cao hơn mức có sẵn trong nhà máy.

Cuối cùng, tên lửa đẩy có thể bù đắp cho mất áp lực. Khi áp lực nhất quán là vô cùng quan trọng, thì cần phải tăng cường. Áp suất có thể giảm trong thời gian cao điểm của nhu cầu máy nén và, không bù cho điều này, một số ứng dụng có thể bị ảnh hưởng. Ví dụ, trong một hoạt động in báo, áp lực lên các cuộn phải duy trì ở mức 75 psi không đổi để phân phối mực in đồng đều. Nếu không có máy tăng áp để hoạt động không an toàn, giảm áp suất có thể khiến chất lượng bị ảnh hưởng và dẫn đến lãng phí.

Tuy nhiên, lưu ý rằng nhiều van điều khiển hướng được định mức cho áp suất tối đa từ 100 đến 125 psi. Mạch sử dụng bộ tăng áp có thể dễ dàng vượt quá giới hạn này, dẫn đến việc bịt kín. Vì vậy, trước khi thêm bộ tăng áp, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật của tất cả các thành phần liên quan để tránh thất bại. Tương tự như vậy, nhưng không phải tất cả, xi lanh khí nén được định mức tới 250 psi và cao hơn để xử lý lực bổ sung.

Cũng nên nhớ rằng tên lửa đẩy thường không được thiết kế cho nhiệm vụ liên tục. Các hệ thống nên kết hợp một bể chứa hạ lưu, với kích thước một chức năng của kích thước bộ truyền động và chu kỳ nhiệm vụ. Hầu hết các tên lửa đẩy được thiết kế để bắt đầu tự động, tắt ở đầu ra áp suất tối đa và khởi động lại khi áp suất hạ lưu giảm.

Xem thêm đồ hồ đo áp suất của công ty Khoa Kim

Sự lựa chọn khác

Nếu các hạn chế về không gian trong thiết kế mới hoặc trang bị thêm cấm một xi lanh đường kính lớn và bộ tăng áp không phải là một lựa chọn, có nhiều cách khác để tăng lực đầu ra. Một cách tiếp cận là xếp chồng nhiều pít-tông để tạo ra nhiều diện tích hơn trong cùng một lỗ khoan – trong cái được gọi là thiết lập xi lanh song song. Cách tiếp cận đa tầng này không thêm vào chiều dài tổng thể, nhưng cung cấp độ tin cậy cao.

xi lanh khí nén
Xy lanh khí thiên văn hai tầng tiết kiệm không gian này từ TRD Mfg., Machesney Park, Ill., Sử dụng không gian ít hơn 46% so với các xi lanh truyền thống có cùng 60 inch. Cú đánh.

Các xi lanh này hoạt động như hai xi lanh đầu thanh đơn được nối với nhau, với mỗi piston được liên kết với một thanh chung cũng như một thanh thứ hai kéo dài qua nắp đầu thanh. Mỗi buồng piston được tác động kép để tạo ra lực cao mà không làm tăng áp suất hoặc đường kính lỗ khoan.

Cân nhắc về độ hư hỏng của xi lanh.

Trong xi lanh phổ biến nhất, một thanh duy nhất dài gần bằng nòng nhô ra khỏi nắp đầu thanh để truyền lực và chuyển động. Xy lanh hai đầu thanh có hai thanh (một thanh gắn vào mỗi mặt pít-tông) kéo dài qua cả hai nắp đầu. Chúng có thể di chuyển hai tải đồng thời, loại bỏ khu vực vi sai giữa bên thanh và bên piston trống. Với diện tích bằng nhau (và thể tích xi lanh) ở cả hai phía của pít-tông, một dòng chảy nhất định tạo ra cùng tốc độ mở rộng và rút lại.

Tuy nhiên, nếu một thiết kế đòi hỏi nhiều chiều dài hành trình, xi lanh song công là một lựa chọn. Các đơn vị này có nhiều xi lanh không kết nối; thanh của một nhô vào đầu nonrod thứ hai, v.v. – hữu ích cho việc cung cấp nhiều độ dài hành trình với một đơn vị.

Hợp tác một xi lanh với van tỷ lệ khí nén cho phép khả năng đa vị trí giữa hành trình tối thiểu và tối đa của xi lanh.

Trong đó tổng chiều dài hành trình đạt tới nhiều feet (thậm chí vượt quá 16 ft trong một số trường hợp) xi lanh kính thiên văn là phù hợp hơn. Chúng có một số bộ giai đoạn làm tổ hoạt động như cả thùng xi lanh và cần piston. Các giai đoạn có thể kéo dài đồng thời, hoặc từng giai đoạn.

Kéo dài tuổi thọ xi lanh

Thiết lập đúng có thể mang lại lợi ích lớn trong việc tối đa hóa hiệu suất xi lanh. Ví dụ, xem xét nhiệt độ. Nó ảnh hưởng đến phớt xi lanh và bôi trơn, vì vậy chỉ định một con dấu được sửa đổi nếu nhiệt độ của môi trường hoạt động đặc biệt nóng hoặc lạnh – để bảo vệ toàn bộ cài đặt khỏi thất bại.

Tương tự như vậy, rửa trôi caustic có thể tấn công vật liệu xi lanh. Ở đây, các vật liệu hoàn thiện và vật liệu đặc biệt có sẵn để giảm hiệu ứng ăn mòn và các thiết kế đặc biệt có thể giúp giữ nước rửa trôi ra khỏi bên trong xi lanh.

Cuối cùng, chất lượng không khí kém có thể tăng tốc ăn mòn và rút ngắn tuổi thọ con dấu. Nếu không có nguồn cung cấp không khí sạch, nhất quán, các bộ phận khí nén dễ bị hao mòn sớm và cuối cùng là hỏng. Nhưng thông thường, không khí cửa hàng trong thế giới thực là bẩn thỉu, thiếu sáng suốt và cung cấp áp lực không nhất quán. Vì vậy, khi các điều kiện như vậy khiến ngay cả một trạm duy nhất yêu cầu dịch vụ, toàn bộ nhà máy sản xuất có thể bị gián đoạn. Để ngăn chặn những tình huống như vậy, chuẩn bị không khí là một lựa chọn.

Đầu tiên tập trung vào độ ẩm và mảnh vụn. Trong khi nhiều cửa hàng sử dụng một số mức độ lọc trong toàn bộ nhà máy, xếp hạng micron có thể không đủ cao cho các thành phần nhạy cảm hơn. Ngoài ra, độ ẩm có thể tích tụ trong các dòng, dẫn đến ăn mòn xi lanh theo thời gian.

Thứ hai, xem xét áp lực. Áp suất không khí nhà máy có sẵn có thể thay đổi lớn, đặc biệt là trong thời gian nhu cầu cao nhất. Chẳng hạn, áp suất không nhất quán có thể gây ra vấn đề về chất lượng bằng cách đảm nhận các bộ phận trong quá trình lắp ráp.

Cuối cùng, có bôi trơn. Điều cuối cùng bất cứ ai muốn là tiếp xúc kim loại trên kim loại. Nếu không được bôi trơn đầy đủ, ma sát có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của thiết bị khí nén.

Để chống lại những vấn đề này, đôi khi nó phù hợp để kết hợp các xi lanh thể thao hoàn thiện bề mặt hoặc vật liệu đặc biệt. Nhưng một hệ thống chuẩn bị không khí hoàn chỉnh thường được khuyến khích. Điều này thể hiện một quá trình nhiều bước và thường yêu cầu ba thành phần: bộ lọc, bộ điều chỉnh và chất bôi trơn hoặc FRL. Bộ lọc loại bỏ các mảnh vụn và độ ẩm và có sẵn trong nhiều xếp hạng micron khác nhau. Bộ điều chỉnh cho phép các nhà khai thác điều chỉnh chính xác áp lực có sẵn cho sự nhất quán. Dầu bôi trơn thêm một màn sương dầu mịn vào không khí để kéo dài tuổi thọ của các bộ phận.

Công Ty TNHH Thiết Bị Công Nghiệp Khoa Kim chuyên nhập khẩu phân phối thiết bị khí nén, điện công nghiệp và phụ kiện thủy lực với chất lượng cao, uy tín chất lượng với chế độ dịch vụ tốt nhất:

–   Bảo hành theo tiêu chuẩn nhà máy

–   Hàng luôn có sẵn với số lượng lớn.

–   Tư vấn giải pháp miễn phí.

–   Giao hàng miễn phí trong nội thành.

Quý khách hàng có nhu cầu mua hàng, tư vấn về kỹ thuật, báo giá sản phẩm, tìm kiếm sản phẩm vui lòng liên hệ:

Số điện thoại: 024 3212 1397 / 024 6296 8822

Địa chỉ: Cụm kho số 8, Đường Tân Mai, Q. Hoàng Mai, Tp. Hà Nội

About The Author

Reply