Cơ cấu chấp hành
Xilanh có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thế năng hay động năng của lưu chất thành năng lượng cơ học - chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay góc quay <360o). Thông thường xilanh được lắp cố định, píttông chuyển động. Một số trường hợp píttông có thể cố định, xilanh chuyển động. Píttông bắt đầu chuyển động khi lực tác động một trong hai phía của nó lực áp suất, lò xo hoặc cơ khí ) lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động lực ma sát, phụ tải, lò xo, thủy động, lực ì…). Xilanh được chia làm 2 loại: xilanh lực và xilanh quay. Trong xilanh lực, chuyển động tương đối giữa píttông và xilanh là chuyển động tịnh tiến. Trong xilanh
quay chuyển động giữa píttông với xilanh là chuyển động quay. Góc quay thường nhỏ hơn 360o
.
Công thức tính lực đẩy của píttông [3]
F = A.Pg – Ff – FsF[N] Lực tác dụng lên píttông . F[N] Lực tác dụng lên píttông . D[cm] Đường kính píttông . 4 . 2 D A Diện tích píttông .
Pg [bar] Áp suất khí nén trong xilanh. Fs [N] Lực căn lò xo.
Ff [N] Lực ma sát, phụ thuộc vảo chất lượng bề mặt giữa píttông và xilanh, vận tốc chuyển động píttông lên loại vòng đệm.
Phân loại
Xilanh tác động kép không có giảm chấn ở cuối hành trình. Xilanh tác động kép có giảm chấn ở cuối hành trình. Xilanh có vòng đệm nam châm từ.
Xilanh tác động kép không có giảm chấn ở cuối hành trình
Xilanh tác dụng kép được sử dụng trong trường hợp cần thực hiện hai chiều có điều khiển, trái với loại tác động đơn loại xilanh này ta muốn di chuyển theo chiều nào đó, ta phải cung cấp khí nén có áp suất tương đối vào trong buồng của xilanh, và khí trong buồng còn phải được nối với cửa xả.
Loại xilanh tác dụng kép không có giảm chấn ở cuối hành trình, khi píttông chuyển động đến cuối hành trình thường bị va đập rất mạnh giữa píttông với các nắp che kín của hai đầu xilanh nhất là các xilanh có tốc độ cao sẽ gây ra hư hỏng píttông và va trạm lớn. Chỉ sử dụng loại xilanh này khi hành trình làm việc ngắn hơn chiều dài làm việc của xilanh và phải bố trí giới hạn hành trình cho thích hợp.
Nếu không tính đến lực ma sát, lực chuyển động lên cần píttông được tính theo công thức.
F = P.A
P – Áp suất chất lỏng; – Diện tích làm việc của píttông.
Diện tích làm việc của píttông phía khoang píttông được tính theo công thức:
4 .
2
D A
D – Đường kính cùa píttông đồng thời cũng là đường kính trong của xilanh.
Đối với khoang cần, diện tích làm việc của píttông được tính theo công thức:
4 ). (D2 d2
A
d – đường kính cần píttông.
Thể tích làm việc của xilanh được tính theo công thức:
H p F H A V .
H – Là khoãng chạy của píttông .
Vận tốc chuyển động của píttông phụ thuộc vào lưu lựơng Q và diện tích làm việc F của píttông. Nếu không kể đến rò rỉ:
A Q v
Xi lanh tác động kép có giảm chấn ở cuối hành trình
Để tránh sự va đập và dẫn tới các hư hỏng các trang thiết bị trong xilanh người ta thiết kế chế tạo một hệ thống giảm chấn điều chỉnh được ở cuối hành trình ở các xilanh có giảm chấn ở cuối hành trình được bố trí 1 hay 2 phía đầu trên của xilanh. Với xilanh loại này người ta chế tạo trên mỗi nắp của xilanh một cửa thoát khí nhỏ còn gọi là cửa phụ có lắp van tiết lưu một chiều và van tiết lưu này có thể điểu chỉnh được. Trên cần píttông ở mỗi bên píttông chính có thêm một píttông phụ. Khi có khí nén vào một cửa của xilanh, píttông di chuyển, khí sẽ thoát ra hai bên cửa chính và phụ của xilanh.
Khi píttông di chuyển về gần cuối hành trình,lúc đó cửa lớn thoát khí chính trên nắp xilanh bị đóng lại, khí còn lại ở đoạn cuối hành trình bị nén lại do quán tính của píttông phải thoát ra cửa phụ qua van tiết lưu và hiệu ứng giảm chấn được hình thành.
Xilanh có vòng đệm từ trường
Các vòng đệm mang từ tính bọc xung quanh píttông tiếp xúc với xilanh không mang từ tính. Cấu tạo này của xilanh có thể giúp ta đặt các sensor từ ở cuối hành trình bên ngoài thân xilanh để nhận tín hiệu điều khiển xilanh hoàn thành một hành trình.