Tính toán thiết kế đồ gá với xi lanh đẩy jack vào lỗ sản phẩm để test

Khi thiết kế đồ gá với xi lanh đẩy jack vào lỗ sản phẩm để test, bạn cần tính toán và lựa chọn xi lanh dựa trên các yếu tố sau:

1. Lực đẩy của xi lanh

Bạn cần đảm bảo lực đẩy của xi lanh đủ mạnh để đưa jack vào lỗ mà không gây hư hỏng sản phẩm hoặc jack.

Công thức tính lực xi lanh:

𝐹 = 𝑃 × 𝐴
Trong đó:

F – Lực đẩy (N).

𝑃 – Áp suất làm việc của hệ thống khí nén/thủy lực (MPa hoặc bar).

A – Diện tích piston (mm²).

Nếu là xi lanh khí, áp suất thường 4-6 bar (0.4 – 0.6 MPa).

Nếu là xi lanh thủy lực, áp suất cao hơn (5 – 25 MPa).

👉 Cách tính thực tế:

Xác định lực cần thiết để jack cắm vào lỗ (tùy thuộc vào độ khít và vật liệu).

Dự phòng thêm 20-30% lực để đảm bảo vận hành ổn định.

Nếu cần lực lớn, có thể chọn xi lanh thủy lực thay vì khí nén.

2. Hành trình xi lanh

Hành trình phải đủ để đưa jack từ vị trí ban đầu đến khi cắm hoàn toàn vào lỗ sản phẩm.

Cần thêm dư một khoảng để tránh xi lanh bị cứng hành trình.

Ví dụ: Nếu khoảng di chuyển thực tế là 50 mm, nên chọn xi lanh hành trình 60 – 70 mm.

3. Loại xi lanh phù hợp

Xi lanh đơn (1 chiều): Chỉ đẩy jack vào lỗ, lực hồi về do lò xo hoặc trọng lực.

Xi lanh kép (2 chiều): Chủ động đẩy và rút jack, phù hợp nếu cần kiểm soát lực rút.

4. Kiểu gá lắp xi lanh

Lắp bích, lắp gối đỡ, lắp tai, lắp ren,… tùy thuộc vào không gian trong đồ gá.

Đảm bảo độ cứng vững của gá xi lanh để tránh rung lắc.

5. Tốc độ xi lanh

Xi lanh quá nhanh có thể gây va đập, xi lanh quá chậm sẽ ảnh hưởng thời gian test.

Có thể điều chỉnh tốc độ bằng van tiết lưu hoặc bộ điều áp.

6. Cảm biến hành trình

Nếu cần kiểm soát vị trí jack chính xác, có thể dùng cảm biến tiệm cận hoặc công tắc từ.

7. Tính toán lực xi lanh để đẩy jack vào lỗ

Khi tính toán lực xi lanh để đẩy jack vào lỗ, độ khít giữa jack và lỗ sản phẩm cùng với vật liệu sẽ ảnh hưởng đến lực cần thiết. Dưới đây là một số ví dụ cụ thể:

Lắp lỏng (Clearance Fit) – Dễ cắm, lực nhỏ

Ví dụ: Jack Ø10mm, lỗ Ø10.1mm → khe hở 0.1mm

Vật liệu: Nhựa, nhôm mềm

Lực đẩy ước tính: 5 – 10N (chỉ cần lực nhẹ để khắc phục ma sát)

Xi lanh phù hợp: Loại khí nén, đường kính piston nhỏ (Ø20 – Ø32mm)

Lắp trung gian (Transition Fit) – Vừa khít, lực trung bình

Ví dụ: Jack Ø10mm, lỗ Ø10.02mm → khe hở rất nhỏ

Vật liệu: Nhôm, thép mềm

Lực đẩy ước tính: 50 – 100N (cần thêm lực để thắng ma sát)

Xi lanh phù hợp: Xi lanh khí nén Ø32 – Ø50mm, áp suất 4-6 bar

Lắp chặt (Interference Fit) – Cần ép mạnh

Ví dụ: Jack Ø10.02mm, lỗ Ø10mm → cần ép mạnh để vào

Vật liệu: Thép, inox cứng

Lực đẩy ước tính: 200 – 500N (phụ thuộc vào độ nhám bề mặt và chất bôi trơn)

Xi lanh phù hợp:

Nếu dùng khí nén: Cần xi lanh lớn (Ø63 – Ø80mm) và áp suất cao (6 bar).

Nếu lực quá lớn: Dùng xi lanh thủy lực áp suất 5-10 MPa.

Lỗ có gioăng cao su hoặc phớt – Tăng ma sát

Ví dụ: Jack có vòng O-ring hoặc gioăng đàn hồi, tạo lực cản lớn

Lực đẩy ước tính: 100 – 300N (tùy vào độ nén của gioăng)

Xi lanh phù hợp: Xi lanh khí nén Ø50 – Ø63mm, hoặc xi lanh thủy lực nếu cần lực lớn hơn

Tóm tắt cách chọn xi lanh dựa vào lực tính toán