Bộ truyền động quay khí nén

Bộ truyền động quay khí nén là thiết bị sử dụng khí nén để tạo ra chuyển động quay. Trong lĩnh vực van công nghiệp, bộ truyền động quay sử dụng để tự động hóa các van như van bi, van bướm. Sự kết hợp này tạo thành các dòng sản phẩm như: van bi điều khiển khí nén, van bướm điều khiển khí nén. Thiết bị truyền động khí nén, so với bộ truyền động bằng điện thường bền hơn, phù hợp hơn với môi trường nguy hiểm và ít tốn kém. Ngoài ra, chúng thường yêu cầu bảo trì ít hơn và cung cấp mô-men xoắn cao hơn so với kích thước của chúng.

Thiết kế của bộ truyền động quay khí nén

Trong bộ truyền động quay, chuyển động tuyến tính của piston được điều khiển bằng khí nén chuyển đổi thành momen xoắn thông qua cơ cấu bánh răng truyền động. Nó bao gồm một bánh răng tròn và một thanh răng thẳng chuyển động tuyến tính. Thanh răng này kết nối với trục của piston. Khi piston dịch chuyển là thanh răng chuyển động tịnh tiến, các răng ăn khớp sẽ làm bánh răng quay tạo ra momen xoắn.

Các bộ truyền động quay khí nén dạng bánh răng tsự hanh răng cung cấp phạm vi mô-men xoắn lớn nhất so với các cơ chế chuyển đổi khác. Nó có hiệu suất cơ học cao và momen mà chúng có thể tạo ra từ một vài Nm đến vài nghìn Nm.

Tuy nhiên, nó có một nhược điểm lớn đến từ sai lệch giữa thanh răng và bánh răng do sự gia công thiếu chính xác. Điều này khiến chúng không hoàn toàn thẳng hàng và ăn khớp với nhau. Dẫn đến khi hoạt động ở cường độ cao sẽ gây ra các sự rung động dữ dội. Lâu dần sẽ dẫn đến sự mài mòn của các răng ăn khớp.

Bộ truyền động quay thông dụng hiện nay sử dụng hai thanh răng ở hai bên đối diện của bánh răng. Điều này giúp cân bằng lực hai bên của bánh răng, giảm sự rung động đồng thời tăng lượng momen xoắn tạo ra.

Chức năng của bộ truyền động quay khí nén

Bộ truyền động quay có hai dạng chức năng chính đó là tác động đơn và tác động kép.

Bộ truyền động tác động đơn

Trong bộ truyền động tác động đơn, không khí được cung cấp vào 1 cổng của bộ truyền động và chịu tránh nhiệm cho sự chuyển động của piston theo một hướng. Chuyển động theo hướng ngược lại được thực hiện bởi một lò xo. Bộ truyền động quay khí nén tác động đơn thường sử dụng trong các van thường đóng hoặc thường mở. Khi cung cấp khí nén van sẽ chuyển trạng thái ngược lại so với mặc định. Khi ngừng cung cấp khí nén, lò xo phản hồi sẽ giúp đưa van về vị trí ban đầu.

Bộ truyền động tác động kép.

Trong bộ truyền động tác động kép, có hai cổng cấp khí vào hai buồng của bộ truyền động. Mỗi buồng phụ trách một chiều chuyển động của piston. Áp suất không khí một bên cao hơn sẽ đẩy piston sang hướng còn lại. Bộ truyền động tác động kép được sử dụng khi công việc cần được thực hiện theo cả hai hướng. Hạn chế của các xi lanh tác động kép là nhu cầu của chúng đối với khí nén để di chuyển theo cả hai hướng và thiếu một vị trí xác định trong trường hợp mất điện hoặc áp suất.

Bulong hành trình

Bu lông hành trình nằm ở phía bên của thân thiết bị truyền động và cho phép điều chỉnh vị trí cuối của piston bằng cách hạn chế hành trình quay của trục bộ truyền động. Khi cài đặt bộ truyền động, lái xe trong cả hai bu lông dừng du lịch cho đến khi chúng tiếp xúc với nắp dừng du lịch. Tiếp tục vặn bu-lông dừng di chuyển bên trái cho đến khi khe bánh răng nhìn thấy trên đỉnh quay đến vị trí song song với chiều dài của thân thiết bị truyền động.

Một số dạng bộ truyền động quay khí nén khác

Bộ truyền động quay dạng Scotch Yoke 

Trong cơ chế Scotch Yoke, trục của pít-tông được nối với trục quay thông qua chốt và khe. Chuyển động tuyến tính của trục làm cho pin quay. Thiết bị truyền động ách Scotch có thể trở lại mùa xuân hoặc hành động kép. Các bộ truyền động này cũng có thể được trang bị hai pít-tông đối diện để tăng gấp đôi lượng mô-men xoắn trên trục đầu ra như trong Hình 5 bên phải. Thiết bị truyền động ách Scotch là thiết bị truyền động hạng nặng tạo ra các viên đạn từ nhiều nghìn đến hàng trăm nghìn Nm.

Bộ truyền động quay kiểu cánh quạt

Bộ truyền động kiểu cánh quạt gồm một trục và một cánh quạt gắn liền với nó. Khi khí nén được cung cấp vào buồng khí, nó tạo sự chênh lệch áp suất ở một bên cánh quạt, áp suất chênh lệch làm cho cánh quạt và trục quay.

Các bộ truyền động kiểu cánh quạt là các bộ truyền động nhiệm vụ nhẹ tạo ra các mô men xoắn từ một vài Nm đến hàng trăm Nm. Chúng có thể là tác động đơn, tác động kép và có cấu hình cánh đơn và cánh kép. Các cấu hình cánh kép cung cấp các mô men xoắn cao hơn với chi phí cho các phạm vi dao động nhỏ hơn. Dao động của bộ truyền động cánh kép thay đổi từ 90 ° đến 100 ° trong khi bộ truyền động cánh đơn có thể có phạm vi lên tới 280 °.