Hướng dẫn về Áp suất Bộ truyền động Khí nén trong Ứng dụng Công nghiệp

Trong bối cảnh rộng lớn của ngành công nghiệp hiện đại, các dây chuyền sản xuất tự động đóng một vai trò quan trọng với hiệu quả, độ chính xác và độ tin cậy của chúng. Đằng sau những chuyển động duyên dáng của cánh tay robot và sự đẩy và kéo có trật tự của các xi lanh là một người hùng thầm lặng - bộ truyền động khí nén.

Bộ truyền động khí nén chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động tuyến tính hoặc quay đáng tin cậy, đóng vai trò là "cơ bắp" của tự động hóa. Mặc dù chúng có thể hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau, nhưng hầu hết các ứng dụng công nghiệp đều tuân theo một phạm vi áp suất tiêu chuẩn:

• Đơn vị đo lường theo hệ Anh: 60 đến 100 psi (pound trên inch vuông)
• Đơn vị đo lường theo hệ mét: Khoảng 4 đến 7 bar (hoặc 400 đến 700 kPa)

Phạm vi này được coi là tối ưu vì bốn lý do chính:

• Tạo lực: Bộ truyền động có kích thước tiêu chuẩn có thể tạo ra đủ lực cho các tác vụ tự động hóa điển hình mà không trở nên quá lớn hoặc quá nặng.
• Hiệu quả của máy nén: Máy nén khí được thiết kế cho phạm vi này có sẵn rộng rãi, tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm chi phí bảo trì.
• Tính khả dụng của linh kiện: Bộ điều chỉnh, van, đường ống và các linh kiện khí nén khác được tiêu chuẩn hóa cho phạm vi áp suất này.
• An toàn: Những áp suất này dễ quản lý hơn và vốn ít nguy hiểm hơn so với các hệ thống áp suất cao hơn.

Mặc dù bộ truyền động có thể bắt đầu di chuyển dưới 60 psi, nhưng hoạt động đáng tin cậy thường yêu cầu áp suất tối thiểu từ 40 đến 60 psi (2,5 đến 4 bar) để khắc phục ma sát bên trong và trọng lượng tải. Dưới ngưỡng này:

• Chuyển động trở nên chậm và yếu
• Hiệu suất trở nên không nhất quán
• Có thể xảy ra hỏng hóc hoàn toàn

Hoạt động dưới áp suất tối thiểu không chỉ làm giảm hiệu quả mà còn có thể tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn từ các thiết bị bị trục trặc.

Đối với các ứng dụng yêu cầu lực đáng kể từ các linh kiện nhỏ gọn, một số hệ thống hoạt động ở áp suất cao hơn (lên đến 150 psi hoặc 10 bar). Tuy nhiên, các hệ thống chuyên biệt này yêu cầu:

• Máy nén hạng nặng
• Các linh kiện được đánh giá áp suất cao
• Các biện pháp an toàn nâng cao

Chi phí và rủi ro tăng lên khiến các hệ thống áp suất cao chỉ phù hợp với các ứng dụng cụ thể, nơi những lợi thế của chúng lớn hơn các yếu tố này.

Ngoài việc cung cấp năng lượng vận hành, khí nén còn đóng vai trò là phương tiện truyền thông trong các hệ thống điều khiển. Phạm vi áp suất tiêu chuẩn công nghiệp cho tín hiệu khí nén là 3 đến 15 PSI, trong đó:

• 3 PSI: Biểu thị giá trị tối thiểu (0%)
• 15 PSI: Biểu thị giá trị tối đa (100%)

Hệ thống điều khiển tỷ lệ này cho phép định vị và vận hành thiết bị chính xác. Điều quan trọng là, các tín hiệu áp suất thấp này điều khiển thay vì cung cấp năng lượng cho thiết bị - hãy coi chúng như những hướng dẫn từ bộ não hơn là sức mạnh cơ bắp.

Khi công nghệ phát triển, các hệ thống khí nén đang phát triển theo hai hướng chính:

• Tích hợp thông minh: Kết hợp với cảm biến và bộ điều khiển để vận hành thông minh
• Hiệu quả năng lượng: Kết hợp các thiết kế được tối ưu hóa và công nghệ thu hồi năng lượng

Từ sản xuất ô tô đến đóng gói thực phẩm, công nghệ khí nén tiếp tục thể hiện tính linh hoạt của nó trong các ngành công nghiệp. Việc hiểu rõ phạm vi áp suất và các nguyên tắc tín hiệu cho phép các chuyên gia khai thác công nghệ này một cách hiệu quả, đảm bảo cả hiệu suất và an toàn trong các ứng dụng công nghiệp.