Thiết bị thủy lực ngày càng được ứng dụng phổ biến và mang đến rất nhiều lợi ích cho con người cũng như thay đổi mạnh mẽ ngành sản xuất công nghiệp. Mỗi thiết bị đều có cấu tạo, cách thức vận hành và đặc điểm khác nhau. Nếu bạn đang đi tìm thông tin về nó này thì chần chờ gì mà không khám phá ngay bài viết này.
Thiết bị thủy lực là gì?
Đối với những khách hàng lần đầu tìm hiểu và tiếp cận đều có cho mình 1 câu hỏi: Thiết bị thủy lực là gì?
Thiết bị thủy lực là tên gọi chung để chỉ các thiết bị được lắp đặt và kết nối với nhau để hình thành 1 hệ thống thủy lực trong các máy móc, dây chuyền làm việc. Nó bao gồm các loại: van dầu, ben thủy lực, bơm dầu, motor dầu, ống dầu, đồng hồ đo áp suất, trạm nguồn, lọc dầu, giải nhiệt dầu, phụ kiện…
Tùy theo từng loại thiết bị mà chức năng cũng như vị trí lắp của nó trên hệ thống sẽ khác nhau.
Các thiết bị thủy lực
Hệ thống thủy lực là sự kết nối của rất nhiều thiết bị được lắp đặt, bố trí theo 1 thiết kế nhất định nhằm đảm bảo logic, chính xác, thông suốt.
Trạm nguồn thủy lực
Tên gọi của nó cũng đã phần nào cho thấy nó không phải là 1 thiết bị có thể hoạt động riêng lẻ mà nó là sự kết hợp của các thiết bị và phụ kiện để tạo nên 1 phiên bản thu nhỏ của hệ thống thủy lực. Do nó có nguồn cấp và hệ thống van nên hình thành nên 1 mạch thủy lực dễ dàng.
Chức năng của bộ nguồn thủy lực đó là: Biến chuyển năng lượng điện năng thành năng lượng thủy năng, cung cấp dầu thủy lực vào hệ thống. Ưu điểm của trạm nguồn khí nén đó là: Hoạt động tần suất cao và liên tục, linh động thay đổi các thiết bị để phù hợp với nhu cầu sử dụng của con người.
Một trạm nguồn hoàn chỉnh sẽ bao gồm rất nhiều thiết bị như: thùng dầu, bơm, động cơ, các loại van, lọc dầu, ống dầu, đồng hồ đo áp suất và những thiết bị phụ kiện.
Các trạm nguồn có thể dùng để cung cấp lực cho sàn nâng, bàn nâng thủy lực tải trọng lớn hoặc cấp lực ổn định cho máy kéo, máy dập…
Bơm thủy lực
Bơm luôn là thiết bị trung tâm dù là ở trạm nguồn hay ở 1 hệ thống thủy lực lớn, hoàn chỉnh.
Chức năng của bơm thủy lực đó là hút dầu từ bể chứa để bơm đẩy vào đường ống dòng dầu có lưu lượng để cung cấp cho các thiết bị cơ cấu, chấp hành trong hệ thống hoạt động.
Người ta sẽ phân chia thành 3 loại bơm chính dựa trên cấu tạo và đặc điểm hoạt động đó là:
+ Bơm cánh gạt hay còn gọi là bơm lá: Hoạt động của bơm sẽ dựa trên cơ chế luân phiên giảm, tăng áp suất để hút và đẩy dầu đi vào trong hệ thống. Cấu tạo của bơm sẽ gồm vỏ bơm, buồng bơm, rotor, bàn phẳng, stato, chi tiết làm kín, các đường cấp dầu, đường xả dầu.
Bơm lá được chia làm 2 loại đó là bơm lá đơn và bơm lá kép. Có 1 lưu ý với khách hàng đó là bơm sẽ không phù hợp cho việc hút, đẩy các chất công nghiệp có tính siêu nhớt, siêu đặc.
+ Bơm bánh răng hay còn gọi là bơm nhông: Đây chính là loại bơm thủy lực thông dụng nhất hiện nay. Hoạt động của bơm sẽ phụ thuộc vào bánh răng chủ động, bánh răng bị động ăn khớp với nhau trong 1 vòng quay để tạo nên quá trình hút, quá trình đẩy dầu.
Bơm có rất nhiều ưu điểm như: Kích thước bơm nhỏ, thiết kế đơn giản mang đến độ chính xác cao khi làm việc. Trên 1 cùng một đơn vị trọng lượng thì số vòng quay và công suất bơm lớn hơn so với bơm cánh gạt. Cấu tạo không phức tạp nên thuận lợi cho việc lắp đặt và bảo dưỡng, vệ sinh bơm. Đặc biệt, bơm có thể chịu quá tải trong khoảng thời gian nhất định.
+ Bơm piston chính là loại bơm áp suất cao có khả năng hoạt động liên tục với áp lực lớn, lưu lượng ổn định và tần suất cao.
Do được kết nối với motor nên trong đơn vị thời gian 1 phút, khi motor quay vài nghìn vòng thì bơm piston cũng hút vào, đẩy ra chất lỏng liên tục nên có thể đáp ứng nhu cầu về áp suất và lưu lượng dầu.
Bơm piston có thể đạt áp từ 50 psi – 500 psi, mã lực từ 1-500 và tốc độ từ 1gpm – 700 gpm. Người ta phân chia bơm piston thành 2 loại đó là bơm piston hướng trục và bơm piston hướng kính.
Hoạt động của bơm dựa trên nguyên lý thay đổi thể tích công tác trong bơm thông qua các piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh của bơm.
Motor thủy lực
Nếu bơm là trái tim thì motor thủy lực chính là cơ bắp. Motor hay là động cơ thủy lực là thiết bị truyền động quay. Người ta thường lắp đặt motor này song song với bơm. Chức năng của nó là biến năng lượng của chất lỏng được cung cấp thành các chuyển động quay để cung cấp lực, chuyển động phục vụ cho di chuyển tải ở bên ngoài. Chúng ta có thể hiểu đơn giản đó là dầu thủy lực được bơm motor để làm trục ra quay với tốc độ từ vài trăm đến vài nghìn vòng trên 1 phút.
Tương tự như với bơm thì motor cũng được chia thành nhiều loại như: động cơ bánh răng, động cơ cánh gạt, piston, 5 sao. Tùy theo từng công việc khác nhau mà việc chọn lựa loại động cơ tốc độ thấp momen cao hay tốc độ cao momen thấp để đáp ứng nhu cầu vận hành của các máy móc công nghiệp.
Van thủy lực
Van thủy lực là thành phần cơ cấu để tạo nên hệ thống. Tùy vào từng loại van mà nhiệm vụ cụ thể của nó sẽ khác nhau nhưng nhìn chung thì nó sẽ cung cấp, phân phối và điều chỉnh dòng dầu thủy lực có áp suất để đáp ứng nhu cầu vận hành của động cơ hoặc xi lanh.
Một số loại van dầu cơ bản mà chúng ta thường bắt gặp trong các hệ thống thủy lực:
+ Van 1 chiều: Người ta có thể gọi nó với nhiều tên khác nhau như one way valve, check valve hay non return valve. Chức năng của van là chỉ cho phép dòng dầu đi theo 1 chiều duy nhất. Ngăn chặn việc dòng dầu chảy ngược về bơm gây hỏng. Lắp đặt van một chiều đúng cách là bạn đã bảo vệ bơm dầu tránh được yếu tố gây trục trặc.
+ Van phân phối dầu: Đó có thể là van 3/2, van 4/2, van 5/3, van 4/3, van 5/2 hoạt động bằng lực điện từ hoặc lực cơ học tay gạt của con người. Chức năng của nó là đóng mở luân phiên các cửa van để điều khiển dòng dầu cấp cho xi lanh làm việc.
+ Van chống lún: Nếu hệ thống thủy lực làm nhiệm vụ cẩu hoặc nâng vật thì chắc chắn cần phải có van này. Chức năng của nó là chống xê dịch, chống tụt và trôi xi lanh cho đến khi bơm bắt đầu hoạt động lại. Nếu trong quá trình làm việc, bơm bị trục trặc hoặc nghỉ thì van chống tụt sẽ giữ xi lanh tại nguyên vị trí đạt độ cao cần thiết khi nâng vật có tải trọng.
+ Van an toàn: Thiết bị này sẽ làm việc khi áp suất trong hệ thống cao quá mức đã cài đặt an toàn. Lúc này, nó sẽ mở cửa van để dòng dầu chảy liên tục về thùng chứa nhằm giảm áp suất. Van an toàn chính là thiết bị quan trọng để đảm bảo áp suất ổn định cho hệ thống.
+ Van tiết lưu: Loại van này sẽ giúp con người có thể điều chỉnh tốc độ ben thủy lực 1 chiều hoặc 2 chiều dễ dàng thông qua việc điều tiết lưu lượng dòng dầu qua van cấp cho ben. Nếu độ mở của van tiết lưu càng lớn thì lưu lượng dầu đi qua càng lớn và ngược lại.
Ngoài ra, tùy theo đặc điểm của từng công việc mà người ta có thể sử dụng các van thủy lực như: Van tuần tự, van giảm áp, van khóa đồng hồ, van cân bằng, van xả tràn, van chỉnh áp…
Xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực là chấp hành trong hệ thống. Nó là một thiết bị sẽ nhận và biến đổi dòng dầu thành động năng để thực hiện ép, dập, chấn, kéo theo ý muốn của người điều khiển.
Dầu thủy lực sẽ được bơm đẩy đi vào đường ống, qua các van phân phối đến xi lanh và đi vào bên trong. Lượng dầu tăng dần và bị giới hạn trong khoang xi lanh nên tạo lực để piston có thể di chuyển ra bên ngoài.
Cấu tạo của xi lanh thủy lực sẽ gồm: Ống xi lanh, đế hoặc nắp hình trụ, pít tông (Piston), đầu xi lanh (Cylinder head), thanh piston (Piston rod), con dấu (seal) và bu lông, vít vặn…
Xi lanh được phân chia thành các loại khác nhau dựa trên các yếu tố như:
+ Theo kiểu xếp cán: Xi lanh cán đơn, xi lanh nhiều tầng.
+ Theo kiểu hàn hoặc ghép gu rông: Xi lanh ghép gu rông, xi lanh kết cấu hàng.
+ Theo chiều tác động: Xi lanh 1 chiều, xi lanh 2 chiều.
Kích thủy lực
Một số hệ thống đặc biệt sẽ cần có kích thủy lực. Thiết bị này hỗ trợ con người nâng hạ vật có kích thước lớn, tải trọng từ vài tấn cho đến hàng chục tấn 1 cách an toàn, nhẹ nhàng. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý lực được tạo ra từ áp lực và cơ chế vận hành piston.
Cấu tạo cơ bản của 1 kích thủy lực gồm: Các bình chứa chất lỏng công tác, khóa, piston và các van. Có rất nhiều loại kích được sử dụng trên thị trường như: Kích 1 chiều, kích 2 chiều, kích lùn, kích móc, con đội đẩy hàng, kích cá sấu… Kích thủy lực nếu phân chia theo tải trọng có các loại: 1 tấn, 5 tấn, 10 tấn, 20 tấn, 30 tấn, 50 tấn…
Thiết bị này thường được sử dụng trong các gara ô tô, nhà máy lắp ráp xe ô tô – xe cơ giới, đóng tàu biển…
Bình tích áp thủy lực
Ngoài tên gọi bình tích áp thủy lực thì nó còn có thể gọi là bình tích áp lực, nó là thiết bị dùng để tích trữ năng lượng của dầu, dự trữ để sẵn sàng cung cấp cho hệ thống khi cần. Không những vậy nó còn giúp điều hòa và cân bằng áp suất để giúp hệ thống ổn định khi làm việc và bảo vệ bơm dầu thủy lực.
Lượng dầu thủy lực được dẫn qua cửa dầu để vào vỏ bình. Lượng dầu được liên tục tăng dần lên, nén lượng khí Ni tơ được chứa trong vỏ bình, cho đến khi đạt được mức áp suất nhất định. Khi cần sử dụng thì chúng ta chỉ cần trích áp lực từ bình nhưng phải đúng với điều kiện là áp trích ra luôn nhỏ hơn áp có trong bình.
Cấu tạo của ruột bình tích áp được chia làm 2 phần: Một phần sẽ được bịt kín để chứa khí ni tơ, 1 phần sẽ dùng để chứa dầu thủy lực được liên thông với cửa cấp dầu, cửa xả dầu. Chúng sẽ được bao bọc và bảo vệ bởi 1 lớp vỏ cứng cáp, chắc chắn.
Bộ giải nhiệt dầu thủy lực
Nhiệt dầu cao luôn là một vấn đề ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động và độ bền bỉ của các thiết bị trong hệ thống và thậm chí còn gây ra cháy nổ. Nó còn làm oxi hóa và giảm tuổi thọ của dầu. Chính vì thế mà bộ giải nhiệt dầu thủy lực rất cần thiết cho mỗi hệ thống làm việc bằng dầu, nhớt. Hiện có 2 loại giải nhiệt dầu thủy lực dễ sử dụng nhất đó là:
+ Quạt giải nhiệt hay còn gọi là két sinh hàn bằng gió, nó thích hợp với những hệ thống mà có nhiệt độ dầu cao nhất khoảng 60 độC. Khi kết nối nguồn điện, quạt sẽ thổi thẳng vào tấm tản nhiệt nhôm để tỏa khí mát vào dầu nóng trong bể. Quạt sẽ hoạt động liên tục cho đến khi nhiệt độ dầu về mức ổn định.
+ Giải nhiệt dầu bằng nước (OR) hay còn gọi là két nước làm mát, két làm mát dạng ống, nó là giải pháp tản nhiệt dầu thủy lực cho hầu hết các hệ thống hiện nay.
Với thiết bị này, khách hàng có thể sử dụng nước muối, nước sạch để làm mát dầu rất linh hoạt. Dầu nóng sẽ được dẫn vào bên trong các OR và đi vào ruột của các ống đồng nhỏ được bố trí song song. Nước làm mát sẽ dẫn vào trong OR bao phủ lên ống đồng để hạt nhiệt dầu.
Lọc dầu
Sau một thời gian sử dụng, dầu sẽ bị bẩn. Nó lẫn các tạp chất nguy hiểm như: Hạt cát, vụn kim loại, sợi ni lông, giấy… mà nếu đi vào bên trong của hệ thống thủy lực sẽ gây tắc nghẽn, ăn mòn và phá hủy các thiết bị. Chính vì thế mà người ta cần sử dụng lọc dầu.
Ống thủy lực
Ống thủy lực là thiết bị có chức năng kết nối và dẫn nguồn dầu từ thùng chứa đến bơm và từ bơm đến các thiết bị khác trong hệ thống, Ngoài ra, nó còn có chức năng chứa và dự trữ một lượng dầu có thể dung cấp cho các thiết bị khi cần thiết.
Ống thủy lực hiện có 2 loại là: Ống cứng và ống mềm.
+ Ống cứng: Là những ống được làm từ inox, đồng, nhôm… Loại ống này có khả năng chống va đập tốt, tản nhiệt dầu nhanh hơn.
+ Ống mềm: Nó sẽ gồm lớp lõi, lớp gia cố, lớp vỏ. Mỗi hãng sản xuất khác nhau sẽ lựa chọn vật liệu, tỉ lệ khác nhau. Ống mềm có thể linh động lắp đặt trong các hệ thống yêu cầu gấp khúc.
Đầu nối thủy lực
Đầu nối thủy lực còn được gọi là cút nối thủy lực đều là tên gọi chung của phụ kiện. Chức năng của nó đó là kết nối ống dẫn dầu với các thiết bị như xi lanh, van, motor hay các bơm thủy lực. Ngoài ra, nó còn giúp kết nối các ống để đạt độ dài tiêu chuẩn phục vụ cho truyền dầu đi trong hệ thống.
Những loại đầu nối thủy lực hiện có như: Đầu nối thẳng, đầu nối cong, đầu nối T, đầu nối cái.
Ứng dụng thiết bị thủy lực
Hệ thống thủy lực trở thành một trong những hệ thống sản xuất chính trong công nghiệp hiện nay. Hệ thống này đảm nhận tốt và mang lại hiệu quả cao đối với những công việc đòi hỏi áp suất, lưu lượng lớn, tần suất làm việc dày, tải trọng lớn hoặc siêu khủng.
Hệ thống thủy lực được ứng dụng trong các dây chuyền của các nhà máy:
+ Sản xuất thép, nhôm, đồng, cơ khí chế tạo máy, khai thác khoáng sản, sản xuất xi măng, gạch, thủy tinh, công nghiệp hóa chất.
+ Sản xuất và lắp ráp ô tô, đóng tàu biển, sửa chữa máy móc cơ giới…
+ Chế biến gỗ, xử lý rác thải, sản xuất giấy, nhà máy in ấn.
Các thiết bị thủy lực còn được ứng dụng trong hệ thống cấp thoát nước của tòa nhà, hệ thống nước phòng cháy chữa cháy, hệ thống lái tàu, hệ thống của các xe cơ giới…
Các hãng sản xuất thiết bị thủy lực
Nếu để kể tên đầy đủ các hãng sản xuất thiết bị thủy lực trên thế giới thì list danh sách sẽ rất là dài. Tuy nhiên, Thủy Khí Điện chỉ chọn và giới thiệu đến các bạn 2 hãng uy tín và phổ biến trên thị trường nhất. Đó là:
Yuken
Yuken là hãng sản xuất lớn tai Nhật Bản chuyên về các thiết bị thủy lực. Ưu điểm nổi bật mà các sản phẩm hãng mang đến như: Chất liệu sản xuất đảm bảo được độ cứng cáp, chắc chắn. Thiết kế van và các thiết bị tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tê nghiêm ngặt. Gia công sản xuất có độ tỉ mỉ cao. Tất cả các thiết kế đều phù hợp với môi trường làm việc đa dạng dầu, hóa chất…
Vì thế mà thiết bị Yuken có độ phổ biến cao không chỉ tại khu vực mà còn trên thế giới.
Sản phẩm hãng đa dạng: bơm piston dầu, bơm cánh gạt, Yuken valves,, bơm nhông, trạm nguồn có sẵn, phụ kiện, xi lanh dầu…
Parker
Parker đến từ Mỹ mang đến cho các khách hàng những sản phẩm thủy lực hàng đầu thế giới về chất lượng, độ bền vượt trội, tỉ mỉ trong gia công chi tiết. Tuy nhiên giá thành của nó lại cao hơn so với thiết bị yuken.
Các thiết bị thủy lực của hãng như: Bơm piston áp suất cao, van điện từ dầu, động cơ, ống dầu, trạm nguồn, bơm bánh răng… đều đáp ứng hiệu suất làm việc lý tưởng ngay cả những ứng dụng công nghiệp di chuyển.
