Xi lanh khí nén Airtac Compact TACQ Series: Giải pháp dẫn hướng kép hiệu quả cho tự động hóa

II. Thông số kỹ thuật chi tiết

Việc hiểu rõ các thông số kỹ thuật là cần thiết để lựa chọn xi lanh TACQ Series phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

A. Kích thước đường kính lỗ (Bore Size)

Xi lanh TACQ Series cung cấp một dải đường kính lỗ đa dạng, từ 12 mm đến 100 mm. Sự đa dạng này cho phép người dùng lựa chọn kích thước phù hợp nhất với yêu cầu về lực đẩy và lực kéo trong các ứng dụng khác nhau, từ những tác vụ nhẹ nhàng đến những công việc đòi hỏi lực lớn hơn.

B. Kiểu tác động và môi chất

TACQ Series là xi lanh tác động kép (Double-acting), có nghĩa là nó có thể tạo lực và chuyển động theo cả hai chiều (đẩy ra và rút vào) bằng cách cấp khí nén vào các cổng khác nhau. Môi chất sử dụng cho xi lanh là khí nén, và điều quan trọng là khí nén này phải được lọc qua bộ lọc có kích thước mắt lọc 40 µm hoặc nhỏ hơn để đảm bảo độ sạch, bảo vệ các bộ phận bên trong và kéo dài tuổi thọ của xi lanh.

C. Áp suất hoạt động và thử nghiệm

Phạm vi áp suất hoạt động hiệu quả của xi lanh TACQ Series là từ 0.15 MPa đến 1.0 MPa (tương đương 22-145 psi). Điều này cho thấy khả năng hoạt động ổn định trong hầu hết các hệ thống khí nén công nghiệp tiêu chuẩn. Ngoài ra, xi lanh còn có khả năng chịu áp suất thử nghiệm lên đến 1.5 MPa (215 psi), chứng tỏ độ bền và khả năng chịu quá tải tạm thời tốt, đảm bảo an toàn trong vận hành.

D. Phạm vi nhiệt độ và tốc độ

Xi lanh TACQ Series có thể hoạt động hiệu quả trong dải nhiệt độ rộng từ -20°C đến 70°C, cho phép ứng dụng trong nhiều môi trường khác nhau, từ khu vực lạnh đến khu vực có nhiệt độ tương đối cao. Tốc độ hoạt động của xi lanh dao động từ 30 mm/s đến 500 mm/s, cung cấp sự linh hoạt cho các ứng dụng từ các tác vụ cần tốc độ nhanh đến những quy trình đòi hỏi kiểm soát tốc độ chặt chẽ.

E. Dung sai hành trình và loại giảm chấn

Xi lanh TACQ Series có dung sai hành trình là ±0.7, thể hiện độ chính xác cao trong việc kiểm soát vị trí piston. Loại giảm chấn được sử dụng là “Bumper”, giúp hấp thụ năng lượng dư thừa khi piston đạt đến cuối hành trình, giảm thiểu va đập, tiếng ồn và bảo vệ cấu trúc xi lanh khỏi những hư hại do lực tác động mạnh, từ đó kéo dài tuổi thọ cơ học của xi lanh.

F. Kích thước cổng nối (Port Size)

Các kích thước cổng nối khí nén của TACQ Series được tiêu chuẩn hóa để phù hợp với từng đường kính lỗ cụ thể:

• M5 x 0.8 cho đường kính lỗ 12, 16, 20 mm.
• 1/8″ cho đường kính lỗ 25, 32, 40 mm.
• 1/4″ cho đường kính lỗ 50, 63 mm.
• 3/8″ cho đường kính lỗ 80, 100 mm. Sự đa dạng này đảm bảo tính tương thích với nhiều hệ thống ống khí nén khác nhau, tạo sự linh hoạt trong quá trình lắp đặt và tích hợp vào các hệ thống máy móc hiện có.

G. Hành trình tiêu chuẩn và hành trình tùy chỉnh

TACQ Series có các hành trình tiêu chuẩn phổ biến bao gồm 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 75, 100 mm, với hành trình tiêu chuẩn tối đa là 100 mm. Ngoài ra, xi lanh còn hỗ trợ phạm vi hành trình trung bình, cho phép tùy chỉnh để phù hợp chính xác với yêu cầu ứng dụng, từ đó tối ưu hóa thiết kế máy móc và giảm lãng phí hành trình không cần thiết. Cụ thể, phạm vi hành trình trung bình là 1-99mm cho các đường kính lỗ 12, 16, 20mm; 1-199mm cho 25, 32, 40mm; và 1-299mm cho 50, 63, 80, 100mm.

III. Cấu trúc bên trong và vật liệu chính

Cấu tạo và vật liệu của xi lanh TACQ Series được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất và độ bền tối đa.

A. Các bộ phận chính và vật liệu tương ứng

Các thành phần chính của xi lanh TACQ Series và vật liệu chế tạo tương ứng bao gồm:

• Nắp sau (Back cover): Hợp kim nhôm. Vật liệu này giúp giảm trọng lượng tổng thể của xi lanh, đồng thời cung cấp độ bền và khả năng tản nhiệt tốt.
• Thân xi lanh (Body): Hợp kim nhôm. Tương tự như nắp sau, hợp kim nhôm mang lại sự nhẹ nhàng và khả năng chống ăn mòn.
• Piston (Piston): Thép carbon mạ chrome 20µm. Lớp mạ chrome giúp tăng cường độ cứng bề mặt, khả năng chống mài mòn và ăn mòn, đảm bảo piston hoạt động trơn tru trong thời gian dài.
• Thanh piston (Piston rod): Thép carbon. Thép carbon cung cấp độ bền kéo và độ cứng cần thiết để chịu được lực tác động trong quá trình vận hành.
• Phớt (Seal) và Vòng chữ O (O-ring): Cao su NBR (Nitrile Butadiene Rubber). NBR là vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng làm kín trong khí nén nhờ khả năng chịu dầu, chịu mài mòn và đàn hồi tốt trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của xi lanh.
• Vòng đệm (Wear ring): Cao su NBR. Vòng đệm NBR giúp giảm ma sát và hỗ trợ định tâm piston trong xi lanh.
• Thép lò xo (Spring steel): Được sử dụng cho các bộ phận như lò xo hồi vị hoặc các chi tiết đàn hồi khác.
• Tấm cố định (Fixing plate): Hợp kim nhôm.
• Vít (Screw): Thép carbon. Cung cấp độ bền cơ học cho các mối ghép.
• Thanh dẫn hướng (Leader): Thép không gỉ. Thép không gỉ đảm bảo độ cứng, khả năng chống ăn mòn và độ chính xác cao cho chức năng dẫn hướng, ngăn chặn xoay.
• Bạc lót (Bushing): Đồng thau. Đồng thau là vật liệu có hệ số ma sát thấp, thích hợp cho các bạc lót để giảm ma sát và mài mòn cho thanh dẫn hướng.
• Nắp trước (Front cover): Hợp kim nhôm.
• Nam châm (Magnet): Kim loại thiêu kết (Neodymium-iron-boron). Đây là loại nam châm vĩnh cửu mạnh, được sử dụng để tương tác với công tắc từ tính.
• Giá đỡ nam châm (Magnet holder): Hợp kim nhôm.

IV. Ứng dụng và Lắp đặt

Xi lanh TACQ Series với tính năng dẫn hướng kép được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và khả năng chống xoay.

A. Đặc điểm ứng dụng chính

Với thiết kế thanh dẫn hướng kép, xi lanh TACQ Series đảm bảo chuyển động tịnh tiến mà không bị xoay. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng như:

• Hệ thống kẹp và định vị chính xác: Trong các máy gia công, máy lắp ráp tự động, xi lanh TACQ có thể kẹp và định vị chi tiết với độ chính xác cao, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
• Ứng dụng nâng hạ và đẩy với tải trọng lệch tâm: Khả năng chống xoay và chịu tải bên tốt giúp xi lanh xử lý hiệu quả các tải trọng có thể gây ra mô-men xoắn trên thanh piston, điều mà các xi lanh tiêu chuẩn không có dẫn hướng khó thực hiện.
• Dây chuyền lắp ráp và đóng gói: Đảm bảo các hành động đẩy, kéo diễn ra một cách thẳng hàng và ổn định, tránh sai lệch vị trí.
• Thiết bị kiểm tra và đo lường: Nơi yêu cầu chuyển động tịnh tiến mượt mà, không rung lắc và độ lặp lại cao.

B. Các lưu ý quan trọng khi lắp đặt

Để đảm bảo hiệu suất tối ưu và kéo dài tuổi thọ của xi lanh TACQ Series, cần tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn lắp đặt và vận hành sau:

1. Tiêu chuẩn và Tương thích: Xi lanh tuân thủ tiêu chuẩn JIS. Khi lựa chọn, cần đảm bảo xi lanh có đủ khả năng chịu tải để xử lý sự thay đổi của tải trọng trong quá trình vận hành.
2. Lắp đặt thiết bị cố định: Chỉ lắp đặt thiết bị cố định (fixture) lên giá đỡ xi lanh khi thanh piston đang ở trạng thái rút vào hoàn toàn. Điều này giúp tránh gây lực không mong muốn lên thanh piston và cấu trúc dẫn hướng trong quá trình lắp đặt.
3. Kiểm tra độ chính xác không xoay: Đảm bảo độ chính xác không xoay của tấm cố định nằm trong phạm vi cho phép. Sai số trong độ thẳng hàng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của xi lanh.
4. Tránh mô-men xoắn ngược và lực bên quá mức: Không được tác dụng mô-men xoắn ngược lên các thanh piston. Bất kỳ mô-men xoắn hoặc lực phụ bên ngoài quá mức tác dụng lên giá đỡ hoặc thanh piston mà không đồng tâm với thanh piston đều có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho xi lanh. Điều này bao gồm việc không gây hư hại vật lý lên thanh piston và thanh dẫn hướng, vì điều đó có thể dẫn đến hư hại phớt, rò rỉ khí hoặc giảm hiệu suất.
5. Kiểm soát tải trọng bên: Đảm bảo tải trọng bên tác dụng lên giá đỡ nằm trong giới hạn cho phép theo thông số kỹ thuật của xi lanh. Việc vượt quá giới hạn tải trọng bên có thể gây ra hỏng hóc hoặc làm giảm đáng kể tuổi thọ của sản phẩm. Cần tham khảo biểu đồ tải trọng bên và tốc độ tối đa trong tài liệu kỹ thuật để đảm bảo phù hợp với ứng dụng.
6. Môi trường hoạt động:
   • Đối với môi trường có nhiệt độ cao hoặc có tính ăn mòn, cần lựa chọn xi lanh có khả năng chống chịu nhiệt độ và ăn mòn phù hợp, hoặc bổ sung các biện pháp bảo vệ cần thiết.
   • Trong môi trường có độ ẩm cao, nhiều bụi bẩn, hoặc có văng bắn dầu, nước, xỉ hàn, cần có biện pháp bảo vệ xi lanh phù hợp để tránh hư hại.
   • Nếu hoạt động trong môi trường nhiệt độ thấp, cần sử dụng loại xi lanh có khả năng chống đông để ngăn ngừa đóng băng của hơi ẩm trong hệ thống.
7. Chất lượng khí nén: Môi chất khí nén được sử dụng cho xi lanh phải được lọc sạch dưới 40 µm. Việc này vô cùng quan trọng để ngăn chặn các hạt bẩn xâm nhập vào bên trong xi lanh, gây mài mòn các bộ phận và làm hỏng phớt. Trước khi kết nối xi lanh với đường ống, cần làm sạch hoàn toàn hệ thống đường ống để đảm bảo không có cặn bẩn.
8. Bảo quản và bảo dưỡng: Nếu xi lanh được tháo rời và cất giữ trong một thời gian dài, cần tiến hành xử lý chống gỉ cho bề mặt và lắp thêm nắp chống bụi vào các cổng khí. Đặc biệt, không được tháo rời nắp trước và nắp sau của xi lanh khi không cần thiết. Đối với việc tháo lắp kẹp chữ C (C clip), cần sử dụng dụng cụ phù hợp và thực hiện cẩn thận để đảm bảo kẹp được lắp chắc chắn vào đúng vị trí, ngăn ngừa rò rỉ.

V. Các phụ kiện tùy chọn

Để tăng cường tính linh hoạt và khả năng tích hợp, xi lanh TACQ Series có thể được trang bị thêm các phụ kiện tùy chọn.

A. Phụ kiện lắp đặt

Airtac cung cấp nhiều loại phụ kiện lắp đặt khác nhau để đáp ứng các yêu cầu gắn kết đa dạng, bao gồm:

• FA Type: Phụ kiện lắp đặt với ren cái.
• FB Type: Phụ kiện lắp đặt với ren đực.
• CB Type: Một loại phụ kiện lắp đặt khác không có ren.
• Các khớp nối (Knuckle): Ví dụ như dòng F-ACQY, giúp xi lanh có thể được gắn một cách linh hoạt, cho phép một mức độ điều chỉnh góc độ nhất định hoặc bù đắp sự sai lệch nhẹ trong căn chỉnh, giảm căng thẳng lên xi lanh trong một số ứng dụng.

B. Công tắc cảm biến từ tính

Xi lanh TACQ Series được trang bị các rãnh tích hợp cho phép lắp đặt dễ dàng các công tắc cảm biến từ tính. Các công tắc này được sử dụng để phát hiện vị trí của piston trong hành trình, cung cấp tín hiệu phản hồi cho hệ thống điều khiển tự động hóa (PLC). Các loại công tắc cảm biến phổ biến và tương thích bao gồm CMSG, DMSJ, DMS(S), CMSGVMG(S). Việc sử dụng công tắc cảm biến giúp hệ thống có thể tự động kiểm soát chu trình hoạt động, cải thiện độ chính xác và hiệu quả của máy móc.