Ty hơi khí nén là gì? Phân loại và ứng dụng của ty hơi

Ty hơi khí nén là một trong những thiết bị hỗ trợ chuyển động quan trọng và phổ biến trong ngành cơ khí hiện đại. Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách chọn lựa sản phẩm phù hợp sẽ giúp bạn tối ưu hiệu suất và nâng cao độ bền cho thiết bị của mình. Hãy cùng Thủy Lực Khí Nén D&S tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Ty hơi khí nén là gì?

Ty hơi khí nén còn gọi là gas spring là một dạng lò xo sử dụng khí nén chứa trong xi lanh. Thanh piston có khả năng trượt dọc ống xi lanh để tạo ra lực nén và lực đẩy.

Nhờ khả năng vận hành nhanh, chính xác và tiết kiệm năng lượng, ty hơi khí nén được dùng để nâng, hạ nắp capo, ghế ngồi, băng tải, chống cửa hoặc hỗ trợ di chuyển những đồ vật có kích thước lớn dễ dàng hơn.

Cấu tạo của ty hơi (gas spring)

Một ty hơi khí nén được cấu tạo từ nhiều bộ phận chính, mỗi bộ phận đều có vai trò quan trọng.

Dưới đây là các thành phần cơ bản và chức năng của chúng:

• Thanh piston: Là bộ phận truyền động chính, thường được làm bằng thép hoặc hợp kim nhôm, đảm bảo khả năng chịu lực cao, chống mài mòn và ăn mòn, với nhiệm vụ  tạo ra lực đẩy khi áp suất khí nén được tạo ra trong xilanh.
• Xi lanh: Là phần vỏ ngoài của ty hơi trong xi lanh áp suất khí được tạo ra bằng cách nén khí nito và áp suất sẽ tác động lên thanh piston, giúp đẩy xi lanh di chuyển. Bề mặt bên trong xi lanh được xử lý nhẵn để giảm ma sát và kéo dài tuổi thọ phớt.
• Phớt chặn: Giúp làm kín các bề mặt tiếp xúc giữa piston, thanh ty và xi lanh, không cho khí nén rò rỉ ra ngoài hoặc giữa các khoang trong xi lanh, thường được làm từ cao su hoặc các vật liệu chịu nhiệt độ và áp suất cao.
• Chất dẫn: Được sử dụng để hướng dẫn thanh Piston trong quá trình di chuyển của nó. Đảm bảo thanh Piston di chuyển theo đúng hành trình đã được lập trình trước đó.
• Van xả: Đây là thành phần quan trọng giúp kiểm soát áp suất trong xi lanh, khi áp suất đạt đến ngưỡng cần thiết van xả sẽ tiến hành mở để giảm áp xuất và điều chỉnh lượng khí.

Nguyên lý hoạt động của gas spring

Ty hơi khí nén hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của áp suất khí nén để chuyển đổi năng lượng thành chuyển động thẳng. Khi khí nén được nạp vào bên trong xi lanh, lực áp suất sẽ tác động lên thanh piston, khiến nó dịch chuyển qua lại trong ống xi lanh, tạo ra lực đẩy hoặc lực chấn động cần thiết cho hệ thống.

Quá trình hoạt động của ty hơi khí nén gồm 2 giai đoạn chính:

• Giai đoạn hút: Ở giai đoạn này, áp suất bên trong xi lanh thấp hơn áp suất khí bên ngoài. Khi van hút mở, khí nén từ môi trường sẽ được đưa vào trong xi lanh. Đồng thời, thanh piston di chuyển về phía sau, tạo ra một khoảng không gian rỗng để hút thêm khí chuẩn bị cho giai đoạn đẩy.
• Giai đoạn đẩy: Sau khi hút khí xong, van hút đóng lại và van xả mở ra. Lúc này, khí nén bên trong xi lanh bị nén lại, làm tăng áp suất, áp lực sẽ đẩy piston tiến về phía trước, tạo ra lực đẩy trực tiếp tại đầu cần ty hơi.

Quá trình hút đẩy này được lặp lại liên tục để tạo ra lực đẩy hoặc chấn động theo yêu cầu. Van xả và van hút hoạt động phối hợp để duy trì áp suất ổn định bên trong xi lanh. Bằng cách điều chỉnh lượng khí nén đầu vào, người dùng có thể tăng hoặc giảm lực đẩy của ty hơi.

Các loạt ty hơi phổ biến hiện nay

Hiện nay, trên thị trường có một số loại ty hơi được thiết kế để đáp ứng nhiều yêu cầu khác nhau. Dưới đây là một số loại ty hơi phổ biến:

1. Ty hơi tiêu chuẩn

Có thiết kế nhỏ gọn, với cấu tạo đơn giản gồm thanh piston, xilanh và áp suất khí nitơ, thường được sử dụng để nâng hoặc, cân bằng cửa tủ, nắp thùng, giường gấp và các thiết bị nội thất.

2. Ty hơi có thể điều chỉnh vị trí

Cho phép người dùng có thể tùy chọn điểm dừng của hành trình piston theo nhu cầu và giữ cố định vị trí mong muốn một cách an toàn. Được ứng dụng trong ghế văn phòng, ghế tàu hỏa, xe buýt, máy bay, giúp điều chỉnh tư thế linh hoạt và thoải mái.

3. Ty hơi tùy chỉnh

Đây là loại ty hơi linh hoạt, được thiết kế riêng dùng trong các ứng dụng đặc biệt như bệ phóng UAV, máy MRI, thiết bị y tế hoặc hàng không. Cho phép tùy chỉnh chất liệu, cấu trúc và các yếu tố khác theo yêu cầu.

4. Ty hơi an toàn có khóa bao phủ

Được tích hợp bộ dẫn động bao phủ piston, giúp giữ cố định khi lò xo kéo dãn tối đa và đảm bảo an toàn khi hoạt động. Thường được sử dụng các thiết bị đảm bảo độ an toàn cao, tránh mở quá giới hạn, hoặc các hệ thống yêu cầu bảo vệ người dùng.

5. Ty hơi khí nén không rỉ

Sử dụng chất liệu thép không gỉ cao cấp, chịu được hóa chất hoặc độ ẩm cao. Thường có van xả khí trên thân, phù hợp với môi trường khắc nghiệt như nhà máy hóa chất, thiết bị y tế, ngành thực phẩm.

6. Ty hơi giảm chấn

Có kích thước lớn, sử dụng dầu thủy lực, giúp chống đỡ các trục chịu tải cao. Thông thường được dùng cho các thiết bị chịu tải trọng nặng như nắp máy, cánh tay robot, hệ thống đóng mở tự động.

Ưu nhược điểm của ty hơi (gas spring)

Ty hơi khí nén ngày càng được sử dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm nổi bật sau:

• Hỗ trợ lực hiệu quả, giảm sức người: Cung cấp một lực đẩy hoặc kéo ổn định, giúp nâng, hạ các vật nặng một cách nhẹ nhàng, giảm đáng kể sức lực cho người sử dụng được ứng dụng như cốp xe, cửa tủ, hay ghế văn phòng.
• Kiểm soát chuyển động mượt mà và êm ái: Nhờ khả năng giảm chấn tích hợp giúp kiểm soát tốc độ di chuyển của piston, quá trình đóng mở diễn ra trơn tru, giảm tiếng ồn và va đập.
• Thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian: So với các loại lò xo cơ học truyền thống có cùng khả năng tạo lực, ty hơi thường có kích thước nhỏ gọn hơn giúp chúng dễ dàng tích hợp vào các thiết kế sản phẩm có không gian hạn chế.
• Thiết bị kín, ít cần bảo trì: Được thiết kế là một hệ thống kín nên chúng không yêu cầu bôi trơn hay bảo trì thường xuyên, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành.
• Lắp đặt tương đối dễ dàng: Với cấu tạo đơn giản việc lắp đặt ty hơi thường khá nhanh chóng và thuận tiện, không đòi hỏi quá nhiều công cụ hay kỹ năng phức tạp.
• Giá thành hợp lý: Chi phí sản xuất thấp, phù hợp với nhiều ứng dụng từ dân dụng (tủ bếp, ghế văn phòng) đến công nghiệp.

Nhược điểm

• Ty hơi hoạt động dựa trên áp suất khí nén, theo thời gian có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ khí nén, dẫn đến việc lực đẩy của ty hơi sẽ giảm dần.
• Áp suất khí nén bên trong ty bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nếu nhiệt độ cao khiến lực đẩy tăng, ngược lại nếu thời tiết lạnh có thể làm lực yếu đi, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động.
• Lực đẩy của ty được nạp cố định tại nhà máy, không thể thay đổi sau khi xuất xưởng. Do đó, cần tính toán kỹ trước khi chọn loại phù hợp.
• Ty hơi khi bị mất áp suất khí hoặc các bộ phận bên trong bị hỏng thì không thể sửa chữa được mà bắt buộc phải thay mới toàn bộ.

Ứng dụng của ty hơi phổ biến hiện nay

Dưới đây là những ứng dụng phổ biến của ty hơi khí nén:

• Sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô: Dùng dễ dàng nâng và giữ cố định nắp capo, cốp xe một cách nhẹ nhàng hoặc được dùng để điều chỉnh độ ngả của ghế hoặc hỗ trợ cơ cấu trượt ghế.
• Ứng dụng trong nội thất dân dụng: Giúp nâng, hạ cửa tủ, nắp giường, điều chỉnh độ cao, độ nghiêng của giường y tế, ghế massage một cách tiện lợi dễ dàng, nhẹ nhàng, không gây va đập.
• Dùng trong ngành công nghiệp: Dùng trong cánh tay robot, bàn thao tác, nắp máy để điều khiển chuyển động. Cân bằng trọng lượng trên các cơ cấu máy móc, hỗ trợ trên băng tải, cửa máy, nắp thiết bị công nghiệp để vận hành mượt và giảm chấn.
• Sử dụng trong ngành hàng không, hàng hải.

Cách lựa chọn ty hơi phù hợp

Việc lựa chọn đúng loại ty hơi khí nén không chỉ giúp đảm bảo hiệu quả hoạt động mà còn kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí bảo trì. Dưới đây là những yếu tố quan trọng giúp lựa chọn ty hơi phù hợp.

Lực nén của thiết bị: Lực nén là thông số quan trọng hàng đầu khi chọn ty hơi. Bạn cần xác định trọng lượng thực tế của vật để chọn lực nén phù hợp. Nếu chọn ty có lực quá yếu, thiết bị sẽ không hoạt động hiệu quả. Ngược lại, nếu lực quá mạnh sẽ gây nguy hiểm, hỏng bản lề hoặc làm bung nắp tủ, cửa,…Điều này sẽ khiến bạn tốn chi phí sửa chữa, thậm chí còn không sử dụng được.

Nhiệt độ môi trường: Lực nén của ty hơi phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ tăng 10°C, lực nén tăng khoảng 3,5%, ngược lại khi nhiệt độ giảm, lực cũng giảm tương ứng.

Chiều dài khi mở tối đa: Giúp xác định không gian cần thiết để lắp đặt ty hơi khi nó ở trạng thái mở hoàn toàn. Đây là thông số liên quan trực tiếp đến hành trình và chiều dài khi đóng.

Chiều dài khi đóng tối thiểu: Đây là chiều dài của ty hơi khi piston co lại hoàn toàn, giúp bạn thuận tiện trong việc lắp đặt ty hơi trong không gian nhỏ, hẹp.

Kiểu đầu nối: Là các loại khớp nối hoặc phụ kiện ở hai đầu của ty hơi, dùng để gắn ty hơi vào các bộ phận của ứng dụng.

Hy vọng rằng với những thông tin trên giúp bạn hiểu rõ hơn về ty hơi khí nén, nếu bạn cần biết thêm thông tin gì khác về sản phẩm vui lòng liên hệ với chúng tôi qua số Hotline để được tư vấn và hỗ trợ nhé!

Thông tin liên hệ

Công ty TNHH Kỹ thuật D&S Việt Nam

• Địa chỉ: Số 4 ngõ 283 Phố Yên Duyên – Phường Yên Sở –  Quận Hoàng Mai – TP Hà Nội
• Trụ sở công ty: Thôn Lâm Hộ, Xã Thanh Lâm, Huyện Mê Linh, Thành phố Hà Nội, Việt Nam  Hotline: 0979 436 075
• Email: thuykhidiends@gmail.com
• Facebook: https://www.facebook.com/thuykhi331
• Website: https://thuyluckhinends.com/