Xi lanh khí nén là gì?

Xi lanh là bộ phận tạo ra không gian hút và nén khí. Nó có độ bền cao, tốc độ ăn mòn chậm hơn các loại khác trong quá trình vận hành. Nên nếu bạn có ý định mua xi lanh khí nén cũ thì có thể cân nhắc. 

Ngoài ra xi lanh còn có vai trò là bịt kín không gian trong máy với bên ngoài tránh tổn thất khí trong quá trình vận hành. Và tăng năng suất hoạt động của máy để đáp ứng được lượng công việc. 

Xi lanh khí nén vuông và tròn 

Cấu tạo xi lanh khí nén

Xi lanh khí nén bao gồm: thân trụ, trục piston, piston, các lỗ cấp – thoát khí,... Tất cả các chi tiết đều được gia công tỉ mỉ và cẩn thận theo tiêu chuẩn châu Âu để mang lại một cây xi lanh hoàn chỉnh nhất. Hiện nay, người ta phân chia xi lanh thành 2 loại chính, phổ biến là: xi lanh khí nén vuông, xi lanh khí nén tròn. 

Nguyên lý hoạt động của xi lanh khí nén

Xi lanh của máy nén khí hoạt động bằng cách chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng, để piston của xi lanh dịch chuyển và chuyển động theo hướng mong muốn của người dùng đến thiết bị bên ngoài.

Tính lực đẩy xi lanh khí nén

Hành trình xi lanh chính là khoảng cách xa nhất mà xi lanh có thể dịch chuyển. Vì thế, các thông số kỹ thuật phải dựa vào thực tế yêu cầu, tuy nhiên khi chọn hành trình xi lanh người dùng cần phải chọn theo dãy tiêu chuẩn của hãng.

Ký hiệu xi lanh khí nén

Hình ảnh ký hiệu xi lanh hí nén trên bản vẽ

Công thức tính như sau:

F = P . A

Trong đó:

• F: Lực của xi lanh 
• P: Áp suất của khí nén cung cấp vào (kg/cm²)
• A: Diện tích của piston máy nén khí theo cm²

Ví dụ: Xi lanh có đường kính là 80mm, đường kính piston 25mm, áp suất máy nén khí cung cấp: 6kg/cm².

Ta có

D = 80mm = 8cm.

A = (?.D²)/4.(?.8²)/4= 50,24

P = 6kg/cm²

F = P .  A = 6 . 50,24 = 301,44kg/cm²

Như vậy, nếu xi lanh khí nén có đường kính là 80mm, áp lực 6kg/cm sẽ có lực đẩy là 301,44kg/cm².

Xem thêm

• Van tiết lưu: Cấu tạo, nguyên lý, phân loại và cách điều chỉnh

• XI LANH VUÔNG TRÒN AIRTAC

Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén

Để lựa chọn các loại xi lanh phù hợp với máy nén khí piston thì người dùng cần nắm rõ thông số kỹ thuật của các loại xi lanh khí nén. Thông số xi lanh khí nén quan trọng cần xác định đó là lực đẩy của xi lanh, piston là bao nhiêu kgf/cm2. Từ đó tính toán được đường kính tiết diện sao cho phù hợp với xi lanh.

Theo đó, bạn phải xác định hành trình tịnh tiến của xy lanh (đầu tiên khi xy lanh tụt hết ty, đến khi ty được kéo hết ra ở điểm cuối cùng).

Ví dụ minh họa:

Một ben hơi khí nén model “Abc”, có các thông số sau:

• Hành trình là 250mm
• Áp suất: P đạt 6 bar = 6,1183 kgf/cm²
• Thời gian dẫn động T là 0,5s
• Tải trọng F là 665,4N = 66,54kg
• Đường kính xi lanh sẽ là: D = Sqrt((F*4)/(P*Pi)) = Sqrt((665,4*4)(6,1183*3,14)) = 3,72cm

Như vậy, từ những thông số trên cho chúng ta biết được bạn nên chọn xi lanh có đường kính 40mm và hành trình 250mm.

Cách lắp ráp xi lanh khí nén

Ta chia xi lanh khí nén ra làm 3 cụm; cụm A: đầu xi lanh, cụm B: đáy xi lanh, cụm C: nhóm thiết bị. Mỗi nhóm thiết bị được lắp ráp riêng cuối cùng mới lắp ráp chúng lại với nhau cho ra xi lanh khí nén. 

Bản vẽ xi lanh khí nén

Lắp ráp cụm A

Bôi nhẹ một lớp mỡ ở đường kính ngoài của bạc dẫn hướng rồi ghép với nắp trước qua sự hỗ trợ của máy ép thủy lực. Sử dụng bulông có bậc để định tâm ống lót vào đường kính trong của nó. Sau đó ép bộ phớt chặn bụi đến mặt tựa trong lỗ khoan tiếp nhận đã bôi mỡ với sự trợ giúp của một ống lót. Vị trí của nó được xác định bởi vòng chặn đàn hồi.

Lấy tay đẩy gioăng giảm chấn vào trong lỗ khoan. Nó sẽ tự định tâm trong rãnh khoan sau khi buông tay ra. Bên trong đó có một độ rơ nhỏ dọc trục cuối cùng vòng-O đã bôi mỡ trước đó được đặt vào trong rãnh có sẵn của nắp trước. 

Lắp ráp cụm B

Tiếp theo cụm B gồm có nắp đáy và những gioăng (5) và (6). Lắp ráp như những gioăng tương đương của cụm A.

Lắp ráp cụm C

Cụm này gồm tất cả các phần nối kết chặt với piston. Đẩy piston giảm chấn vào trên phần cắt bước đã bôi một lớp mỡ của cây ti pittông. Đẩy piston vào trên thanh piston. Cuối cùng vặn piston giảm chấn vào ren của cây ti piston và siết bằng chìa khóa sáu cạnh với một mômen xoắn đã được định trước. 

Lắp ráp hoàn tất

Trước tiên mặt bích xi lanh được đẩy qua xi lanh và vòng chặn (circlip) được đặt vào rãnh ở trong ống xi lanh. 

Lắp cụm C vào trong cụm A: Bôi mỡ vào các ngăn chứa chất bôi trơn và cây ti piston rồi đưa ti piston vào trong bạc dẫn hướng của nắp trước. Trong quá trình đó không được làm hư hại những vòng gioăng. Sau đó đưa piston vào trong xi lanh xuyên qua cây ti piston với cụm A.  

Vặn nhẹ 4 vít lục giác chìm ở những vị trí chéo nhau, sau đó mạnh dẩn và cuối cùng vặn chặt với mômen xoắn đã được quy định. Còn nắp trước được vặn vít với mặt bích xi lanh.

Tương tự như thế, cụm B được vặn vít với mặt bích của xi lanh

Sau khi lắp ráp xong, kiểm tra lại xem xi lanh có dễ di chuyển, có bị dò khi làm việc không. 

Tiêu chuẩn xi lanh khí nén theo tiêu chuẩn quốc gia

Pháp Luật Việt Nam đã đưa ra tiêu chuẩn TCVN 2014:1977 về xi lanh khí  nén và thủy lực. 

Ứng dụng của xi lanh khí nén

Xi lanh hơi được dùng để nâng, hạ, di chuyển sản phẩm với tốc độ nhanh, góp phần nâng cao hiệu quả công việc. Vì vậy, chúng được sử dụng trong nhiều máy móc, thiết bị khác nhau như máy cẩu, máy xúc, máy ủi, dây chuyền sản xuất,.... và ứng dụng phổ biến nhất phải kể đến máy nén khí. 

Trong máy nén khí, xi lanh là bộ phận nằm trong máy nén khí, có vai trò quan trọng cho các thao tác trao đổi và tạo ra khí nén của thiết bị. Tùy theo từng dòng máy và mức công suất,