1. Xi lanh điện là gì

Xi lanh điện là loại xi lanh có cơ cấu dẫn động tuyến tính (loại cơ-điện), chỉ cần có dây dẫn và nguồn điện là có thể hoạt động được. Cấu tạo xi lanh điện được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành mô-men xoắn.

Hình 1. Xi lanh điện

2. Ưu nhược điểm và ứng dụng của xi lanh điện

2.1. Ưu điểm của xi lanh điện

- Xi lanh điện là thiết bị truyền động điện cung cấp tín hiệu điều khiển chính xác nhất. Các thiết lập của thiết bị có thể mở rộng cho bất kì mục đích, có thể là yêu cầu về lực, độ yên tĩnh, sự trơn tru hay thậm chí là những công việc lặp đi lặp lại.

- Mô-tơ được dẫn động chỉ bằng hệ thống dây điện đơn giản.

- Xi lanh điện có thể được nối mạng và tái lập trình một cách nhanh chóng, cung cấp phản hồi ngay lập tức cho việc chuẩn đoán và bảo trì.

- Hiệu suất và độ chính xác cao nhờ việc áp dụng cơ cấu trục vít và đai ốc (vit-me) trong chuyển động của xi lanh.

- Xi lanh điện mini cung cấp cho người sử dụng khả năng điều khiển, kiểm soát tất cả các thông số chuyển động dưới dạng mã hóa để điều khiển vận tốc, vị trí, mômen và áp lực.

- Xi lanh điện hoạt động với tiếng ồn nhỏ hơn rất nhiều so với các thiết bị truyền động khí nén và thủy lực.

- Thân thiện với môi trường, bởi cơ cấu chấp hành điện này sẽ không bị xảy ra tình trạng rò rỉ chất lỏng.

- Các bộ bảo vệ an toàn luôn lắp sẵn trong mọi dòng sản phẩm, đảm báo vận hành an toàn khi có sự cố quá tải.

2.2. Nhược điểm của xi lanh điện

- Chi phí lắp đặt ban đầu của xi lanh điện cao hơn so với xi lanh động thủy lực và khí nén.

- Hạn chế về môi trường sử dụng: không giống như xi lanh khí nén, có thể sử dụng được trong môi trường khắc nghiệt cũng như khó gặp vấn đề về cháy nổ.

- Đối với xy lanh điện khi động cơ hoạt động liên tục sẽ gặp phải các vấn đề về nhiệt, tăng hao mòn và giảm tốc độ của bánh răng. Động cơ cũng có thể rất lớn nên việc lắp đặt sẽ trở nên khá khó khăn.

- Động cơ xi lanh điện 12V được các nhà sản xuất cài đặt sẵn các thông số về lực truyền động, lực đẩy cũng như tốc độ giới hạn bằng một thiết lập cố định. Bởi vậy, nếu muốn thay đổi các giá trị khác nhau về lực truyền động, lực đẩy và tốc độ, chúng ta phải thay đổi động cơ.

2.3. Một số ứng dụng của xi lanh điện

- Đóng mở cửa sổ, cửa trần tự động.

- Cho nâng hạ giường bệnh viện, giường nâng bệnh nhân, ghế nha khoa.

- Ghế nâng cho bồn tắm (bath lifts) và ghế xe lăn.

- Bàn văn phòng, bàn làm việc công nghiệp.

- Nhà bếp, nội thất thông minh.

- Ngành xây dựng và cơ khí máy móc.

- Hệ thống thông gió và các giải pháp cho đồng ruộng

- Các ứng dụng trong ngành hàng hải và bộ phận chuyển hướng cho pin năng lượng mặt trời.

Hình 2. Ứng dụng của Xi lanh điện

 

3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại xi lanh điện

3.1. Cấu tạo của xi lanh điện

- Xi lanh điện (Electric actuator)
- Driver
- Cáp tín hiệu số vào/ra giao tiếp, điều khiển với PLC
Ngoài ra bạn có thể mua thêm cáp truyền thông kết nối với máy tính để cài đặt thông số một cách nhanh nhất.
Cuối cùng, bạn chọn vị trí chuyển động và thực thi bằng tín hiệu từ PLC.

Hình 3. Cấu tạo của xi lanh điện

3.2. Nguyên lý hoạt động của xi lanh điện

Một động cơ điện được kết nối với máy móc sẽ làm quay vít dẫn. Khi vít dẫn xoay, đai ốc di chuyển dọc theo trục của vít dẫn, hướng đi của đai ốc phụ tùy thuộc vào chiều quay của vít dẫn.

3.3. Phân loại xi lanh điện

- Loại trục đẩy (Rod type )

- Loại trượt (Slider type)

- Loại bàn trượt (Slide table type)

- Loại bàn xoay (Slide table type)

- Loại nhỏ gọn (Miniature)

- Loại gắp (Gripper)

-…

 

 4. Thông số kỹ thuật của xi lanh điện

- Kích thước: 16, 25, 32, 40…

- Hành trình (mm): 50, 150, 500, 600, 800, 1000…

- Loại động cơ: Step motor (Servo/24 VDC), Controller type; Servo motor (24 VDC), Driver type,…

- Tải ngang/đứng (kg): 9/2, 10/4, 10/0.5, 20/7.5, 20/15, …

- Dây dẫn (mm): 10, 5, 20,12, 6, 24,16,8, 30, 20, 10,…

- Va chạm/ Chống rung (m/s2): 50/20…

- Loại chấp hành: Trục vít

- Loại dẫn hướng: dẫn hướng thẳng…

- Nhiệt độ hoạt động (°C): 5 ~ 40…

- Độ ẩm hoạt động (%RH): 90 hoặc thấp hơn

- Kích cỡ động cơ: 28, 42, 56, 4…

- Phát xung: pha A/B (800 xung/vòng)…

- Công suất tiêu thụ của động cơ (W): 22, 38, 50, 100…

5. Lưu ý khi sử dụng xi lanh điện

- Xi lanh điện không sử dụng được trong môi trường khắc nghiệt, dễ gặp vấn đề về cháy nổ.

- Khi động cơ hoạt động liên tục sẽ gặp phải các vấn đề về nhiệt, tăng hao mòn và giảm tốc độ của bánh răng.

 

Hình 5. Xi lanh điện

6. Các hãng sản xuất xi lanh điện

- SMC - Nhật Bản

- TSUBAKI - Nhật Bản

- TOYO - Đài Loan

- MOVIS - Trung Quốc