Blog

Khoảng hở ép đùn là khoảng cách giữa các thành phần xi lanh ghép nối, nơi áp suất cao có thể khiến vật liệu làm kín chảy và biến dạng. Để ngăn chặn sự hỏng hóc của vật liệu làm kín, cần duy trì kích thước khoảng hở dưới ngưỡng критический (thường là 0,1-0,3 mm tùy thuộc vào áp suất và độ cứng của vật liệu làm kín) thông qua dung sai gia công chính xác, lựa chọn vòng đệm phù hợp và tính tương thích vật liệu để ngăn chặn hiện tượng mài mòn, rách và suy giảm dần của vật liệu làm kín.

Các túi khí bên trong có giới hạn hấp thụ năng lượng động học hữu hạn, được xác định bởi thể tích buồng túi khí, áp suất tối đa cho phép (thường là 800-1200 psi) và chiều dài hành trình nén, với giới hạn thông thường dao động từ 5-50 joules tùy thuộc vào kích thước đường kính xi lanh. Vượt quá các giới hạn này sẽ gây ra hỏng hóc phớt đệm, hư hỏng cấu trúc và va chạm mạnh khi đệm “chạm đáy” không thể giảm tốc độ của khối lượng, khiến việc tính toán năng lượng chính xác trở nên thiết yếu để ngăn chặn các sự cố nghiêm trọng trong hệ thống khí nén tốc độ cao.

Hệ số giảm chấn của bộ giảm chấn xác định lực giảm tốc tương ứng với vận tốc, với các hệ số có thể điều chỉnh cho phép tối ưu hóa cho các tải trọng biến đổi từ 5-50kg trên cùng một xi lanh. Điều chỉnh đúng cách giúp lực giảm chấn phù hợp với năng lượng động học trong phạm vi tải trọng, ngăn chặn cả hiện tượng nảy quá mức (giảm chấn quá mức đối với tải nhẹ) và giảm tốc không đủ (giảm chấn không đủ đối với tải nặng), với phạm vi điều chỉnh thường dao động từ tỷ lệ lực 3:1 đến 10:1 tùy thuộc vào thiết kế và chất lượng của bộ giảm chấn.

Hiệu ứng nảy xảy ra khi áp suất đệm quá cao tạo ra lực nảy đẩy piston lùi lại sau khi giảm tốc ban đầu, do van kim đóng quá chặt, buồng đệm quá lớn hoặc hệ thống giảm chấn không phù hợp với tải nhẹ. Hiệu ứng nảy thể hiện qua chuyển động ngược 2-15mm, tiếp theo là 1-3 dao động trước khi ổn định, làm tăng thời gian chu kỳ thêm 0,2-1,0 giây và làm giảm độ chính xác định vị từ 300-500%. Đệm tối ưu đạt được sự ổn định trong vòng dưới 0,3 giây với độ vượt quá dưới 2mm thông qua việc điều chỉnh hệ số giảm chấn phù hợp.

Dòng chảy qua lỗ thoát trong kim đệm tuân theo cơ học chất lỏng phức tạp, nơi dòng chảy chuyển đổi từ chế độ lớp mỏng sang chế độ nhiễu loạn, với lưu lượng tỷ lệ thuận với diện tích lỗ thoát và căn bậc hai của chênh lệch áp suất (Q ∝ A√ΔP). Vị trí kim điều khiển diện tích lỗ hiệu dụng từ 0,1-5,0 mm², tạo ra sự biến đổi lưu lượng lên đến 50:1 hoặc hơn, với hành vi dòng chảy chuyển từ tuyến tính (laminar) ở tốc độ thấp sang căn bậc hai (turbulent) ở tốc độ cao. Hiểu rõ các động lực học này cho phép điều chỉnh dự đoán và tối ưu hóa khả năng đệm trong các điều kiện vận hành đa dạng.

Lực tác động khi dừng khẩn cấp trong trường hợp mất điện được tính toán bằng công thức F = mv²/(2d), trong đó khối lượng chuyển động (m) với vận tốc (v) giảm tốc trên quãng đường (d), thường tạo ra lực tác động cao gấp 5-20 lần so với các điểm dừng có đệm thông thường. Một tải trọng 30kg di chuyển với vận tốc 1,5 m/s và khoảng cách giảm tốc chỉ 5mm tạo ra lực va chạm 6.750N, so với 150N khi có hệ thống giảm chấn đúng cách — có thể gây hư hỏng kết cấu, hỏng hóc thiết bị và rủi ro an toàn. Hiểu rõ các lực này giúp thiết kế hệ thống an toàn phù hợp, bảo vệ giới hạn cơ học và quy trình ứng phó khẩn cấp.

Các bộ giảm chấn bằng elastomer và đệm khí có đặc tính đáp ứng tần số cơ bản khác nhau: miếng đệm cao su elastomer trải qua sự tăng nhiệt độ từ 30-60°C ở tần số trên 40-60 chu kỳ/phút do hiện tượng gia nhiệt hysteric, làm giảm hiệu quả giảm chấn từ 40-70% và tuổi thọ từ 60-80%, trong khi đệm khí duy trì hiệu suất ổn định trong khoảng 10-120 chu kỳ/phút với mức tăng nhiệt độ chỉ 5-15°C. Dưới 30 chu kỳ/phút, cao su đàn hồi cung cấp hiệu suất đủ dùng với chi phí thấp hơn 60-75%, nhưng trên 50 chu kỳ/phút, đệm khí mang lại độ tin cậy, tính nhất quán và tổng chi phí sở hữu ưu việt hơn, mặc dù chi phí ban đầu cao gấp 3-4 lần.

Để giảm thiểu thời gian chu kỳ, hãy thiết kế các đường cong giảm tốc cân bằng giữa việc phanh mạnh mẽ và giảm chấn có kiểm soát—sử dụng các bộ giảm chấn khí nén điều chỉnh được, bộ điều khiển lưu lượng và chiều dài hành trình tối ưu. Đường cong phù hợp có thể giảm thời gian chu kỳ từ 15-30% đồng thời kéo dài tuổi thọ của các bộ phận.

Hiện tượng cavitation trong bộ giảm chấn thủy lực xảy ra khi sự sụt giảm áp suất đột ngột tạo ra các bong bóng hơi, sau đó sụp đổ mạnh mẽ, gây ra hiện tượng ăn mòn, tiếng ồn, giảm hiệu suất giảm chấn và hỏng hóc sớm của các bộ phận. Trong các hệ thống khí nén sử dụng xi lanh không trục, nguy cơ này gia tăng do hoạt động tốc độ cao và các chu kỳ chuyển động lặp đi lặp lại, làm gia tăng quá trình phân hủy chất lỏng và hư hỏng cấu trúc.