XI LANH KHÍ NÉN LÀ GÌ?
Xi lanh khí nén hay ben hơi khí nén (Air Cylinder) là thiết bị cơ học sử dụng sức mạnh của khí nén tác động làm piston di chuyển tịnh tiến tạo ra lực nhằm thực hiện các thao tác như đẩy, kéo, kẹp, nâng, hạ trong hệ thống tự động hóa giúp thiết bị hoạt động. Xi lanh khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như tự động hóa, vận chuyển, xây dựng và nông nghiệp. Trên thị trường hiện nay có nhiều thương hiệu xi lanh khí nén nổi tiếng như xilanh khí nén Airtac (Đài Loan), SMC (Nhật Bản), TPC (Hàn Quốc), Parker (USA),...
CẤU TẠO XI LANH KHÍ NÉN
Xi lanh khí nén có cấu tạo chung gồm: Thân Xi lanh (Nòng Xilanh), Piston, trục Piston, và các lỗ cấp - thoát khí.
- Ống xylanh (Barrel/Cylinder Tube): Là phần thân chính của xylanh, thường được làm từ hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ. Bên trong ống xylanh được gia công nhẵn bóng để pít-tông có thể di chuyển trơn tru.
- Pít-tông (Piston): Là bộ phận hình đĩa, di chuyển bên trong ống xylanh. Pít-tông được gắn gioăng phớt để đảm bảo độ kín khít, ngăn chặn khí nén bị rò rỉ.
- Trục pít-tông (Piston Rod): Là một thanh kim loại được gắn vào pít-tông, truyền lực ra bên ngoài xylanh để thực hiện công việc.
- Nắp trước và nắp sau (End Caps): Đóng kín hai đầu của ống xylanh, chứa các cổng cấp khí và các gioăng phớt để giữ kín khí.
- Gioăng phớt (Seals): Là các vòng đệm cao su hoặc vật liệu đàn hồi khác, có nhiệm vụ làm kín các khe hở để khí nén không bị rò rỉ ra ngoài và giữ cho xylanh hoạt động hiệu quả.
- Đệm khí/Giảm chấn (Cushioning): Một số xylanh cao cấp có bộ phận giảm chấn ở hai đầu để hấp thụ động năng của pít-tông khi nó đến cuối hành trình, giúp hoạt động êm ái hơn và tăng tuổi thọ thiết bị.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG XI LANH KHÍ NÉN
Xilanh tác động đơn (single-acting cylinder)
- Hành trình đi ra (kéo dài): Khí nén được cấp vào một khoang (thường qua cửa cấp khí phía sau piston). Áp suất khí đẩy piston di chuyển, tạo chuyển động tuyến tính (thanh truyền đi ra). Năng lượng khí nén được chuyển thành cơ năng.
- Hành trình đi vào (thu về): Khi ngắt khí nén, lò xo (hoặc lực bên ngoài) đẩy piston trở về vị trí ban đầu, khí trong khoang thoát ra ngoài qua cửa thoát.
Xilanh tác động kép (double-acting cylinder)
- Hành trình đi ra (kéo dài): Khí nén được cấp vào khoang phía sau piston (qua cửa A), áp suất khí đẩy piston tiến về phía trước, thanh truyền đi ra. Đồng thời, khí ở khoang phía trước piston thoát ra qua cửa B.
- Hành trình đi vào (thu về): Khí nén được cấp vào khoang phía trước piston (qua cửa B), đẩy piston lùi về, thanh truyền rút vào. Khí ở khoang phía sau thoát qua cửa A.
Van điều khiển: Van 5/2 hoặc 3/2 thường được dùng để đảo chiều dòng khí, điều khiển hành trình đi/về của piston.
KÝ HIỆU XI LANH KHÍ NÉN
PHÂN LOẠI XI LANH KHÍ NÉN
Xi lanh khí nén được phân loại dựa trên 2 yếu tố chính là kiểu tác động và hình dáng bên ngoài.
Phân loại theo kiểu tác động gồm có tác động đơn và tác động kép
- Xi lanh khí nén tác động đơn (xilanh 1 chiều): là một loại xi lanh có tính năng tác động ở một chiều duy nhất. Nó hoạt động bằng cách sử dụng khí nén để di chuyển piston theo một hướng, và lực đẩy được tạo ra bởi áp suất khí nén phía trên piston. Khi khí nén được giải phóng ra khỏi xi lanh, lò xo sẽ đẩy piston trở lại vị trí ban đầu, và không có lực tác động được tạo ra trong hướng ngược lại.
- Xi lanh khí nén tác động kép (xilanh 2 chiều): là loại xi lanh có khả năng tác động ở hai hướng. Nó hoạt động bằng cách sử dụng khí nén để di chuyển piston trong hai chiều, và lực đẩy được tạo ra bởi áp suất khí nén phía trên và dưới piston.
Khi khí nén được cung cấp vào bên trên piston, lực đẩy sẽ đẩy piston di chuyển xuống, trong khi khí nén phía dưới piston sẽ được giải phóng ra. Khi muốn di chuyển piston về phía ngược lại, khí nén được cung cấp vào phía dưới piston, trong khi khí nén phía trên sẽ được giải phóng. Nhờ vậy, xi lanh khí nén tác động kép có thể tạo lực đẩy và lực kéo trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Phân loại theo hình dáng
- Xi lanh khí nén đế vuông: là một thiết bị trong hệ thống khí nén có thiết kế kiểu hình hộp chữ nhật có các cạnh vuông góc, dùng để chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động tuyến tính giúp cho các hệ thống hoạt động. Xi lanh khí nén vuông được làm từ chất liệu nhôm, inox, thép chịu được tác động từ môi trường bên ngoài. Cấu trúc của xi lanh khí nén dạng vuông có thể giúp tiết kiệm không gian và đáp ứng được nhiều yêu cầu khác nhau của ứng dụng.
- Xi lanh khí nén tròn: là một loại xi lanh khí nén với thiết kế nhỏ gọn thân dài, dạng trụ tròn được làm bằng hợp kim, inox, thép,… Dòng xi lanh tròn có nguyên lý hoạt động tương tự như dòng xi lanh vuông là một loại xi lanh khí nén có thân hình tròn. Đây Xi lanh khí nén tròn thường được sử dụng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao, độ bền cao và chi phí thấp.
- Xi lanh khí nén nhỏ gọn (compact cylinder): là một loại xi lanh khí nén có hành trình ngắn và đường kính nhỏ. Xi lanh nhỏ gọn được sử dụng cho các ứng dụng có không gian hạn chế và không cần lực cao. Các xi lanh nhỏ gọn có thể là loại tác động đơn hoặc tác động kép, tùy thuộc vào việc chúng sử dụng áp suất không khí hay chất lỏng để kéo dài và rút thanh piston. Một số ứng dụng phổ biến của xi lanh nhỏ gọn là kẹp, định vị, đẩy và nâng.
- Xi lanh khí nén bàn trượt là một loại xi lanh khí nén có khả năng chuyển động hai chiều trên một bề mặt phẳng. Xi lanh bàn trượt có ưu điểm là độ chính xác và cứng vững cao, nó thường được sử dụng ngành tự động hóa đòi hỏi độ chính xác như ngành vi mạch điện tử, dây chuyền lắp ráp linh kiện tự động ...
- Xi lanh dẫn hướng: Khác với các loại xi lanh thông thường khác. Xi lanh dẫn hướng được trang bị thêm bộ phận dẫn hướng nhầm mục đích tăng độ cứng vững cho kết cấu và tránh moment xoay. Chúng thường có cấu tạo gồm hai ổ trượt và thanh trượt được gắn cố định vào khung vỏ xi lanh. Điều này giúp đảm bảo chuyển động chính xác và ổn định của xi lanh, giảm thiểu sự cố và đảm bảo sự an toàn cho nhân viên và thiết bị. Ngoài ra, xi lanh dẫn hướng còn được sử dụng để giảm tiếng ồn và rung động trong quá trình vận hành, tăng hiệu suất và độ chính xác của máy móc và thiết bị.
- Xilanh kẹp là một loại thiết bị truyền động khí nén được sử dụng để nắm hoặc giữ các vật thể. Nó bao gồm một pít-tông di chuyển bên trong xi-lanh và một cặp hàm được gắn vào thanh pít-tông. Các hàm có thể mở và đóng bằng cách đưa khí nén vào hai bên của pít-tông. Xi lanh kẹp thường được sử dụng trong các ứng dụng tự động hóa, rô bốt và sản xuất công nghiệp.
- Xi lanh bàn xoay (Rotary Table Cylinder) là một loại thiết bị truyền động khí nén có thể xoay tải quanh một trục cố định. Nó bao gồm một pít-tông và một xi-lanh được kết nối với bàn quay bằng cơ cấu giá đỡ và bánh răng. Xi lanh bàn quay có thể cung cấp định vị góc chính xác và điều khiển mô-men xoắn cho các ứng dụng khác nhau. Được sử dụng trong các quy trình sản xuất tự động, chẳng hạn như gia công CNC hoặc dây chuyền lắp ráp, để định vị và xoay phôi hoặc dụng cụ với độ chính xác và tốc độ cao. Chúng cũng được sử dụng trong các loại máy móc khác nhau, chẳng hạn như bảng chỉ mục, thiết bị đóng gói hoặc máy in.
