Xy-lanh khí nén đủ lực trên giấy nhưng chạy chậm. Lực và tốc độ là hai bài toán khác nhau: lực do đường kính xy-lanh quyết định, tốc độ do khả năng cấp và xả khí quyết định.
Tính lực
Lực bằng áp suất nhân diện tích piston. Như thuỷ lực, lực kéo nhỏ hơn lực đẩy vì cần piston chiếm bớt diện tích.
Nhưng khí nén cần hệ số dự phòng lớn hơn thuỷ lực, vì khí nén được và áp suất trong hệ dao động. Hệ số phụ thuộc kiểu chuyển động:
- Chuyển động chậm, tải ổn định — dự phòng vừa phải.
- Chuyển động nhanh, có quán tính — dự phòng lớn hơn, vì phần lực dùng để tăng tốc khối lượng.
- Đẩy theo phương thẳng đứng lên — cộng trọng lượng tải.
Cũng nên tính theo áp suất thấp nhất mà hệ thực sự có tại điểm đó, không theo áp đặt ở máy nén — sụt áp trên đường ống có thể đáng kể.
Tốc độ do van quyết định
Van được đặc trưng bằng hệ số lưu lượng: khả năng cho khí đi qua ở một chênh áp nhất định. Van quá nhỏ so với xy-lanh làm hành trình chậm bất kể xy-lanh lớn tới đâu.
| Triệu chứng | Nguyên nhân thường gặp |
|---|---|
| Hành trình chậm cả hai chiều | Van nhỏ, ống nhỏ, hoặc áp suất thấp |
| Chậm một chiều | Van tiết lưu đặt sai hoặc chỉnh quá tay |
| Giật ở đầu hành trình | Tải quán tính lớn, thiếu giảm chấn |
| Đập mạnh ở cuối hành trình | Giảm chấn cuối chưa chỉnh hoặc đã hỏng |
| Không đủ lực khi máy khác chạy | Sụt áp hệ thống, đường ống chung quá nhỏ |
Hàng cuối là triệu chứng của vấn đề nằm ngoài cụm xy-lanh, và sửa ở xy-lanh sẽ không giải quyết được.
Van tiết lưu đặt ở đâu
Đây là chi tiết nhỏ hay bị lắp sai. Với xy-lanh tác động kép, van tiết lưu một chiều nên đặt để hạn chế dòng khí ra, không hạn chế dòng vào.
Lý do: điều tiết đường xả tạo một đệm khí phía đối diện giữ cho chuyển động đều. Điều tiết đường vào làm xy-lanh chạy giật và tốc độ thay đổi theo tải.
Nhiều van tiết lưu một chiều có mũi tên chỉ chiều tự do — lắp ngược mũi tên là lắp sai chức năng.
Cảm biến vị trí
Xy-lanh khí nén thường dùng cảm biến từ gắn ngoài thân, bắt vòng từ trên piston. Ba lưu ý:
- Chỉ hoạt động với thân xy-lanh không nhiễm từ và có piston mang nam châm.
- Đặt cách xa nguồn từ trường mạnh và cách xa nhau đủ để không nhiễu chéo.
- Kiểm tra tín hiệu ổn định ở cả tốc độ chậm và nhanh — cảm biến bắt được ở tốc độ chậm có thể bỏ sót khi xy-lanh chạy nhanh.
Xử lý khí trước cụm van
Bộ lọc, điều áp và bôi trơn đặt ngay trước cụm van của máy. Nước ngưng và hạt bẩn là nguyên nhân kẹt van phổ biến nhất, và điều áp cục bộ cho phép mỗi máy chạy ở đúng áp cần thay vì áp của cả hệ.
Câu hỏi thường gặp
Van tiết lưu nên đặt ở đường vào hay đường ra?
Đường ra, tức hạn chế dòng khí xả. Cách này tạo một đệm khí phía đối diện giữ cho chuyển động đều. Nếu tiết lưu đường vào, xy-lanh chạy giật và tốc độ thay đổi theo tải vì không có gì cản lại chuyển động. Nhiều van tiết lưu một chiều có mũi tên chỉ chiều tự do — lắp ngược là lắp sai chức năng.
Xy-lanh đủ lực nhưng chạy chậm là do đâu?
Lực và tốc độ do hai thứ khác nhau quyết định: lực do đường kính xy-lanh và áp suất, còn tốc độ do khả năng cấp và xả khí. Van có hệ số lưu lượng quá nhỏ so với xy-lanh sẽ làm hành trình chậm bất kể xy-lanh lớn tới đâu. Kiểm cả đường kính ống và bộ xử lý khí trước cụm van.
Vì sao khí nén cần hệ số dự phòng lớn hơn thuỷ lực?
Vì khí nén được nên áp suất trong hệ dao động nhiều hơn, và vì sụt áp trên đường ống khi các thiết bị khác cùng hoạt động có thể đáng kể. Nên tính lực theo áp suất thấp nhất mà hệ thực sự có tại điểm đó chứ không theo áp đặt ở máy nén, và cộng thêm phần lực để tăng tốc khối lượng nếu chuyển động nhanh.
