Làm thế nào để tính Lực được tạo ra bởi một xi lanh khí nén?
Việc tính toán được lượng lực tác dụng của xy lanh khí nén khi nạp và xả rất quan trọng, đối với bất kỳ cỡ đường kính và áp suất dòng hệ thống nào. Việc tính toán giúp chọn xi lanh phù hợp để thực hiện nhiệm vụ trong khả năng của xi lanh.
Sử dụng một xi lanh nhỏ hơn so với yêu cầu của nhiệm vụ có thể dẫn đến xi lanh không đẩy được như nhiệm vụ và các vấn đề đối với xi lanh. Sử dụng một xi lanh lớn hơn so với yêu cầu có thể dẫn đến việc sử dụng nhiều khi nén, năng lượng và không gian hơn mức cần thiết. Đối với các chuyển động lặp đi lặp lại (và các chuyển động được lặp lại trên các chuỗi), năng lượng lãng phí có thể khá lớn.
Tính toán lực tối đa của xi lanh khí nén
Một xi lanh khí nén bao gồm một piston, kết nối với một trục, bên trong một thân xi lanh.
Trong xi lanh hai chiều, có một đầu vào và đầu ra. Khi khí nén đi vào đầu vào, nó sẽ tạo áp lực lên phía bên của bên không được kết nối với trục của của piston. Diện tích của phía bên này của piston hoàn toàn phụ thuộc vào đường kính xi lanh và được tính bởi công thức sau: πR2, trong đó R là bán kính
Minh họa về cách hoạt động:
Lực xi lanh khi xả (Số liệu theo tính toán)
Vì đường kính xi lanh bằng với đường kính của piston, xi lanh đường kính 32mm có piston đường kính 32mm. Do đó, bán kính pít-tông là 16mm (một nửa đường kính). Bây giờ, chúng ta có thể tính diện tích pít-tông của xi lanh đường kính 32mm với công thức sau: π162
Do đó, diện tích pít-tông của xi lanh đường kính 32mm là: 804,248 mm2 hoặc 8,04 cm2. Bây giờ, lực của một xi lanh khí nén cũng phụ thuộc vào áp suất đo, và được tính bởi công thức sau:
F = P x A x 10
trong đó, F theo newtons,P theo bar, và A là diện tích của piston tính theo cm2
Nếu áp suất đo là 6 bar thì lực là 482,5488 newton. Nói chung, nếu áp suất tăng thì lực tác dụng trên cùng một xi lanh cũng sẽ tăng.
Lực của xi lanh khí nén ở kỳ xả
(Số liệu theo tính toán)
Ở kỳ xả, lực được sinh ra sẽ thấp hơn. Điều này là do diện tích phía bên piston gắn với trục thấp hơn. Khi hơi nén vào ống ra ở xi lanh hai chiều, nó có ít diện tích bề mặt hơn để tác dụng lực.
Để tính diện tích mặt bên của pít-tông nối với trục, trước tiên phải tính diện tích của pít-tông không có trục, sau đó trừ đi diện tích của trục. Để tính diện tích của piston, sử dụng công thức sau:
Diện tích của piston có trục bên: πR2 - πr2 ,
Trong đó, R là bán kính của piston, và r là bán kính của trục.
Danh sách kiểm tra yêu cầu lực xi lanh khí nén
Điều quan trọng là kiểm tra xem một xi lanh khí nén có khả năng hoàn thành một công việc nhất định bằng cách đẩy được một tải hay không. Hãy sử dụng phương pháp trên để xác định lực lý thuyết được xi lanh tạo ra.
Lực của một vật thể
Lực tác dụng bởi một vật đứng yên sẽ được xác định bởi khối lượng của vật nhân nhân với lực hấp dẫn (để dễ tính, chúng ta có thể xem là 10 m/s2). Nếu tải trọng là 10kg, thì lực tác dụng lên là 100 newton. Một xi lanh đường kính 32mm hoạt động ở 6 bar sẽ có thể đẩy tải 45 kg.
Tuy nhiên, còn có những yếu tố khác cần cân nhắc có thể ảnh hưởng đến yêu cầu về lực.
1. Đối tượng có thực sự đứng yên không?
Nếu không thì sẽ cần tính toán lực tác dụng thực sự của tải. Các vật thể được tăng tốc theo bất kỳ hướng nào có thể tác động lên lực tác dụng của tải.
2. Có lực ma sát nào tác dụng lên vật không?
Nếu việc di chuyển tải theo đường đi tạo ra lực ma sát tác dụng lên vật, thì lực cần thiết để di chuyển có thể lớn hơn lực được tính toán.
3. Lực ma sát trong xi lanh
Nhiều bộ phận bên trong xi lanh như gioăng trục và piston, ống lót, dây và các gioăng khác sẽ làm giảm lượng lực do xi lanh tạo ra. Tùy thuộc vào phương pháp được áp dụng, tải ở bên có thể xảy ra và các thành phần này sẽ gây ra ma sát lớn hơn.
Thực tiễn không cho phép xác định lực thực sự được tác động bởi một vật thể cho một ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, nói chung, có thể dùng để đại diện cho lực cho việc chọn xi lanh hơn là các yêu cầu về lực.