Giới thiệu

Nói một cách tối thiểu, khí nén là một hệ thống sử dụng khí nén để tạo ra nhiệm vụ cơ học theo cách mà kỹ sư của hệ thống mong muốn. Nhiệm vụ cơ học thường ở dạng di chuyển, kẹp hoặc các cách tác dụng lực lên một vật khác. Loại phổ biến nhất của bộ truyền động khí nén là xi lanh khí nén tuyến tính. Đúng như tên gọi, xi lanh khí nén tuyến tính tác dụng lực theo "đường thẳng".

Hình 1 Xi lanh lắp ghép bằng gu-rông (Tie Rod Cylinder)

(Gu-rông kéo dài qua đến các cạnh của thân xi lanh làm xi lanh cứng thêm bằng cách tăng ngưỡng để bảo vệ chống lại bất kỳ lực đập nào).

Có nhiều loại bộ truyền động khí nén, mỗi loại được thiết kế cho một chức năng riêng biệt. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nghiên cứu các loại thiết bị truyền động khí nén khác nhau, cấu trúc và chức năng của chúng.

Các loại thiết bị truyền động khí nén:

1. Xi lanh khí nén - Xi lanh tuyến tính

Đây là loại xi lanh khí nén phổ biến nhất trên thị trường và được sử dụng trong ngành công nghiệp nói chung. Kết cấu của nó bao gồm một ống hình trụ (thường là bằng nhôm), một piston nối với một thanh trục và hai nắp. Khí nén tác dụng một lực lên một hoặc cả hai bên của piston (tùy vào xilanh một chiều hay hai chiều), dẫn đến việc kéo dài hoặc thu lại thanh. Thanh được ghép với một tải để thực hiện công việc cơ khí.

Hình 2. Cấu tạo của Xi lanh

2. Xi lanh khí nén - xi lanh mỏng

Xi lanh mỏng hoạt động với cùng nguyên tắc của một xi lanh khí nén tuyến tính nói chung. Đó là - khí nén tác dụng lực lên một hoặc hai bên ở bên trong piston. Tuy nhiên, nó được thiết kế với kích thước nhỏ hơn nhiều. Do đó, chiều dài hành trình của nó cũng sẽ ngắn hơn. Vì lý do này, xi lanh mỏng đôi khi còn được gọi là xi lanh hành trình ngắn. Mặc dù, chúng nhỏ hơn, lực tạo ra phụ thuộc vào kích thước đường kính lòng xi lanh và áp lực đường ống.

3. Xi lanh Pancake

Xi lanh pancake cũng thích hợp ở nơi không gian hạn chế. Chúng có thân hình tròn và dẹt. Mặc dù có thể có những cải tiến, về nguyên tắc, chúng cũng giống như xi lanh khí nén mỏng và xi lanh khí nén nói chung.

4. Xi lanh thân tròn

Xi lanh khí nén thân tròn, như tên gọi của nó, có thân tròn. Yếu tố hình thức của chúng cho phép trục và nắp được thiết kế theo nhiều kiểu để gắn theo yêu cầu. Ví dụ, xi lanh thân tròn có thể có một cái móc được tích hợp, có thể là để gắn được trên một trục cố định.

Có thể được gắn theo nhiều cách khác nhau. Xem bài viết về gắn xi lanh.

5. Xi lanh không trục

Phần bên trong của một xi lanh không trục tương tự như bất kỳ xi lanh nào khác, trong đó có một piston, khí nén tác dụng lực lên đó, ít nhất là một trong các phía của nó. Tuy nhiên, piston có từ tính, và có một nam châm được gắn ở bên ngoài của xi lanh. Khi piston di chuyển bên trong thân xi lanh, nam châm gắn theo này cũng chuyển động theo. Tải được kết hợp nối với nam châm gắn theo này. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là lực xi lanh gắn theo có thể cung cấp.

Điều này là do lực có thể được cung cấp bởi các xi lanh không trục được xác định bởi lực bị đứt đoạn giữa piston và nam châm gắn theo. Trong một số trường hợp, khi thiết kế phức tạp hơn, có thể có một khớp nối vật lý giữa piston và nam châm gắn thêm. Nhưng điều này cũng có nhược điểm lớn ở chỗ có xu hướng rò rỉ. Đó là - ngay cả khi có các gioăng xung quanh kết nối vật lý giữa nam châm gắn thêm và pít-tông, vì kết nối luôn chuyển động, các gioăng cũng sẽ yếu dần theo thời gian.

6. Bộ truyền động quay

Loại thiết bị truyền động khí nén cuối cùng mà chúng ta nói đến là bộ truyền động quay. Về cơ bản, các bộ truyền động quay rất giống với động cơ điện, về nguyên tắc, nhưng nhỏ gọn hơn. Công suất đầu ra (HP hoặc kW) của bộ truyền động phụ thuộc vào mô-men xoắn và tốc độ quay. Mô-men xoắn được tạo ra bởi một bộ truyền động quay có liên quan trực tiếp đến áp suất chất lỏng. Khi áp suất tăng, mô-men xoắn cực đại cũng tăng.

Có hai loại cấu tạo bộ truyền động quay khí nén chính: (i) giá đỡ và bánh răngvà (ii) loại cánh gạt.

Bên trong bộ truyền động quay khí nén giá đỡ và bánh răng, một piston được gắn vào một bánh răng giá đỡ để khi có khí nén tác động lên piston, giá đỡ sẽ di chuyển theo kiểu tuyến tính và qua đó quay một bánh răng. Bánh răng quay sau đó được chuyển bằng một số chuyển động quay theo một cách nào đó.

Trong một bộ truyền động khí nén loại cánh gạt, khí nén tác động lên một phía của cánh gạt và do đó, làm quay cánh gạt. Tuy nhiên, có thể có tải trọng phụ đáng kể lên cần của thiết kế kiểu cánh gạt đơn. Hầu hết các thiết bị truyền động quay cánh gạt sẽ có thiết kế cánh kép.