Đặc tính cơ bản của xi lanh khí nén

Trang này tổng hợp những mục cần nắm trước tiên khi chọn xy lanh khí nén. Lực đẩy có thể tính được, nhưng tốc độ di chuyển và nhiệt độ sử dụng lại khác nhau tùy nhà sản xuất, nên trang tách riêng phạm vi do tính toán quyết định và phạm vi chỉ biết được qua catalog.

Cách tính lực đẩy

Lực khí nén đẩy piston là tích của diện tích chịu áp và áp suất. Ở hành trình đẩy, toàn bộ mặt piston là diện tích chịu áp.

A = \pi \left(\frac{D}{2}\right)^2 \qquad F = A \times P

$D$ là đường kính trong của ống [mm], $P$ là áp suất sử dụng [MPa]. Vì 1 MPa = 1 N/mm² nên nhân trực tiếp với diện tích [mm²] sẽ được lực [N].

Ở hành trình kéo về, phải trừ đi tiết diện của cần. Đó là lý do vì sao ở cùng một áp suất, lực đẩy ở hành trình kéo về nhỏ hơn.

A' = \pi \left(\frac{D}{2}\right)^2 - \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2

Hệ số tải

Không thiết kế dùng hết toàn bộ lực đẩy lý thuyết. Trên thực tế có ma sát và độ trễ khi áp suất tăng nên cần có phần dự phòng. Cách lấy phần dự phòng đó chính là Hệ số tải $\eta$ .

Kẹp giữ tĩnh, chuyển động chậm: khoảng 0.7
Vận chuyển thông thường: khoảng 0.5
Chuyển động nhanh: khoảng 0.35
Có va đập: 0.3 trở xuống

Khối lượng nâng được theo đường kính trong

Bảng dưới áp dụng công thức ở trên để ước lượng khối lượng nâng thẳng đứng được theo từng đường kính trong. Có thể thay đổi áp suất sử dụng và hệ số tải để kiểm tra.

使用圧力 P [MPa]

負荷率 η

チューブ内径 D [mm]	受圧面積 A [mm²]	理論推力 F [N]	負荷率を掛けた推力 [N]	持ち上げ質量の目安 [kg]
2.5	4.909	2.454	1.718	1.752e-1
4	12.57	6.283	4.398	4.485e-1
6	28.27	14.14	9.896	1.009
8	50.27	25.13	17.59	1.794
10	78.54	39.27	27.49	2.803
12	113.1	56.55	39.58	4.036
16	201.1	100.5	70.37	7.176
20	314.2	157.1	110	11.21
25	490.9	245.4	171.8	17.52
32	804.2	402.1	281.5	28.7
40	1257	628.3	439.8	44.85
50	1963	981.7	687.2	70.08
63	3117	1559	1091	111.3
80	5027	2513	1759	179.4
100	7854	3927	2749	280.3
125	1.227e+4	6136	4295	438
140	1.539e+4	7697	5388	549.4
160	2.011e+4	1.005e+4	7037	717.6
180	2.545e+4	1.272e+4	8906	908.2
200	3.142e+4	1.571e+4	1.100e+4	1121
250	4.909e+4	2.454e+4	1.718e+4	1752
300	7.069e+4	3.534e+4	2.474e+4	2523

Đây là giá trị tham khảo cho trường hợp nâng thẳng đứng. Lực đẩy cần cho chuyển động ngang do ma sát và gia tốc quyết định chứ không do khối lượng, nên bảng này không tính được.

Các mục cần kiểm tra trong catalog

Các mục sau có giá trị khác nhau tùy nhà sản xuất và dòng sản phẩm. Vì không xác định được bằng tính toán nên hãy kiểm tra catalog của dòng sản phẩm sử dụng.

Áp suất làm việc tối thiểu: áp suất thấp nhất cần có để xy lanh bắt đầu chuyển động. Do ma sát của gioăng quyết định nên khác nhau theo từng dòng sản phẩm. Có ảnh hưởng khi dùng ở áp suất thấp
Phạm vi tốc độ sử dụng: giới hạn trên và giới hạn dưới của tốc độ. Khi dùng ở tốc độ thấp, hãy kiểm tra giới hạn dưới mà tại đó không xảy ra hiện tượng stick-slip (giật cục)
Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ lưu chất: do vật liệu của gioăng quyết định. Đôi khi có sẵn phiên bản chịu lạnh hoặc chịu nhiệt riêng
Tuổi thọ: được cho theo quãng đường chạy. Thường được công bố kèm điều kiện thử nghiệm, và điều kiện khác thì kết quả cũng khác. Lưu ý rằng đây không phải giá trị bảo đảm
Tải trọng cho phép ở đầu cần: giới hạn lực ngang có thể tác dụng lên cần. Hành trình càng dài thì giá trị này càng nhỏ

Trang liên quan

Chọn xi lanh khí nén

Tính lực đẩy, năng lượng hấp thụ và mất ổn định uốn dọc để chọn xi lanh theo yêu cầu kỹ thuật.