Hệ Thống Thủy Lực Là Gì? Nguyên Lý, Thiết Kế Và Ứng Dụng

Nội dung

1. Hệ thống thủy lực là gì?
2. Hệ thống thủy lực bao gồm những bộ phận nào?
   1. Bơm thủy lực
   2. Động cơ thủy lực
   3. Van thủy lực
   4. Xi lanh thủy lực
3. Một số đại lượng của hệ thống thủy lực
   1. Áp suất
   2. Lưu lượng
4. Một số ưu điểm nổi bật của hệ thống thủy lực
5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực
6. So sánh công nghệ thủy lực với những công nghệ khác
7. Hệ thống thủy lực được ứng dụng như thế nào?
8. Một số lỗi thường gặp ở hệ thống thủy lực
   1. Dầu thủy lực quá nóng hoặc bị lọt khí
   2. Van xả dầu thủy lực đặt quá thấp hoặc bị tắc
   3. Xi lanh thủy lực không hoạt động
   4. Áp suất không ổn định
   5. Rò rỉ trong hệ thống
   6. Bộ phận của bơm bị hỏng hoặc mòn
   7. Cài đặt van điều chỉnh sai, dầu thủy lực chảy ngược vào bình chứa dầu
   8. Bơm gây tiếng ồn lớn
   9. Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm hoặc thất thường
9. Kết luận

Hệ thống thủy lực là gì?

Hệ thống thủy lực hay còn được gọi ngắn gọn là thủy lực, đây là quá trình chuyển động và vận chuyển chất lỏng đặc biệt này trong một môi trường khép kín. Trong hệ thống này, chất lỏng được di chuyển bằng lực đẩy. Các chất lỏng thủy lực có thể là dầu nhớt, hóa chất bởi vì chúng có các đặc tính đa dạng như độ đặc, nhiệt độ, độ nhớt,.... Do đó, hệ thống thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Hệ thống thủy lực bao gồm những bộ phận nào?

Bên dưới đây là 4 bộ phận chính trong hệ thống thủy lực:

Bơm thủy lực

Bơm thủy lực đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thủy lực bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng thủy lực. Chức năng chính của nó là chuyển đổi lực từ một vị trí sang vị trí khác bằng việc sử dụng chất lỏng.

Động cơ thủy lực

Động cơ thủy lực là một loại bộ truyền động hướng tâm được sử dụng để cung cấp lực cho các ròng rọc gắn trên bánh xe của các thiết bị nặng hoặc trong các hệ thống băng chuyền quay. Các động cơ này có thể được lắp đặt theo kiểu mạch song song hoặc mạch nối tiếp tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống. Cơ chế hoạt động của động cơ thủy lực là chất lỏng sẽ được bơm vào để làm quay trục động cơ và sau đó thoát ra qua một cổng khác để quay trở lại hệ thống.

Van thủy lực

Van thủy lực là một thành phần thiết yếu trong mọi hệ thống thủy lực, giữ vai trò quan trọng trong việc điều khiển dòng chảy và áp suất bên trong hệ thống. Có nhiều loại van thủy lực với các chức năng và đặc điểm khác nhau, do đó cần chọn loại van phù hợp với yêu cầu của hệ thống. Khi chọn van, cần cân nhắc các thông số về áp suất và lưu lượng theo quy định của hệ thống để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.

Xi lanh thủy lực

Xi lanh thủy lực hay còn gọi là động cơ thủy lực tuyến tính, được thiết kế để tạo ra lực dọc theo một hành trình nhất định. Trong xi lanh thủy lực, piston luôn được sử dụng và lắp đặt bên trong ống xi lanh, với khả năng di chuyển liên tục trong quá trình hoạt động. Đường dẫn dầu của xi lanh được thiết kế sao cho một đầu của xi lanh luôn mở, cho phép cần piston chuyển động ra ngoài.

Piston chia không gian bên trong xi lanh thành hai ngăn riêng biệt: một ngăn cho đầu vào và một ngăn cho đầu ra của hành trình. Nhờ đó, xi lanh thủy lực tạo ra lực thông qua việc cung cấp chất lỏng hoặc dầu có áp suất vào các ngăn này.

Một số đại lượng của hệ thống thủy lực

Có 2 đại lượng chính của hệ thống thủy lực bao gồm: áp suất và lưu lượng

Áp suất

Áp suất thủy lực là đại lượng của hệ thống thủy lực. Đây là lực mà chất lỏng chẳng hạn như dầu, tác động lên bề mặt của cơ cấu bề mặt hoặc lên thành của ống dẫn khi dầu bị cản trở tại một điểm trên đường ống hoặc trên bề mặt tác dụng. Vì vậy, áp suất chính là yếu tố then chốt quyết định lực mà cơ cấu chấp hành có thể tạo ra. Đơn vị đo áp suất đa dạng, bao gồm Kg/cm², MPa, PSI và nhiều đơn vị khác.

Lưu lượng

Lưu lượng trong thủy lực biểu thị lượng dầu được bơm qua hệ thống trong một đơn vị thời gian nhất định. Tốc độ vận hành của cơ cấu chấp hành và động cơ bị ảnh hưởng trực tiếp bởi lưu lượng dầu này. Lưu lượng dầu quyết định tốc độ di chuyển của xi lanh và motor: lưu lượng càng lớn, tốc độ càng cao, và ngược lại. Lưu lượng thường được đo bằng các đơn vị như lít/phút, cc/vòng và in³/vòng.

Một số ưu điểm nổi bật của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực khí nén được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp và đời sống với những đặc điểm nổi bật sau:

• Hệ thống thủy lực có thiết kế đơn giản, ít yêu cầu về bảo dưỡng thường xuyên.

• Được chọn lựa khi cần truyền tải lực lớn và công suất cao.

• Hệ thống biến đổi cơ năng thành thủy năng, với áp suất và lưu lượng tùy theo yêu cầu.

• Dầu hoặc chất lỏng thủy lực vừa hoạt động như lưu chất, vừa đóng vai trò giải nhiệt, bôi trơn, giảm ma sát, giúp đơn giản hóa việc bảo trì.

• Hệ thống có thiết kế nhỏ gọn, hoạt động mạnh mẽ và dễ dàng điều chỉnh vận tốc cũng như đảo chiều.

• Hệ thống cho phép dễ dàng chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của xi lanh thủy lực.

• Vận hành êm, ít tiếng ồn, có van an toàn để ngừng khi quá tải.

• Áp suất trong hệ thống được kiểm tra và giám sát bằng đồng hồ đo, giúp quản lý dễ dàng trong các hệ thống phức tạp với nhiều thiết bị và mạch.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực

Trong hệ thống thủy lực, dầu có hai chức năng chính đó là truyền lực và bôi trơn các bộ phận trong hệ thống. Dầu di chuyển trong một vòng tuần hoàn khép kín nhờ bơm thủy lực và các thiết bị điều khiển.

Nguyên lý hoạt động cơ bản là như sau: khi động cơ điện hoặc động cơ Diesel khởi động, nó làm quay bơm dầu. Bơm này hút dầu từ thùng chứa và đẩy dầu qua các ống dẫn đến các bộ phận của hệ thống. Van an toàn điều chỉnh áp lực dầu để giữ cho hệ thống hoạt động ổn định.

Dầu được dẫn đến các thiết bị điều khiển và sau đó đến các bộ phận hoạt động. Tại đây, dầu tạo ra chuyển động tịnh tiến hoặc quay, tùy theo thiết kế của bộ phận. Sau khi hoàn thành việc truyền năng lượng, dầu quay trở lại thùng chứa, nơi nó được lọc và làm mát, rồi tiếp tục chu trình hoạt động.

So sánh công nghệ thủy lực với những công nghệ khác

Xét về khả năng tạo lực, chuyển động và truyền tín hiệu, chúng ta có thể so sánh ba loại thiết bị truyền động phổ biến: điện, khí nén và thuỷ lực. Dưới đây là bảng so sánh để giúp bạn hiểu rõ hơn về 3 loại này:

Yếu Tố	Điện	Khí Nén	Thuỷ Lực
Khả năng tạo lực	Có	Có	Có
Tính linh hoạt	Cao	Trung bình	Thấp
Tốc độ chuyển động	Cao	Trung bình	Thấp
Độ chính xác	Cao	Thấp	Cao
Tiêu thụ năng lượng	Thấp	Cao	Trung bình
Độ ồn	Thấp	Cao	Trung bình

Hệ thống thủy lực được ứng dụng như thế nào?

Với một loạt các ngành nghề và lĩnh vực khác nhau, có thể thấy rằng thủy lực đóng vai trò không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hiện đại.

• Trang bị trên các thiết bị chuyên dụng như máy ủi, máy đào, máy xúc, máy cẩu và máy xoay trộn bê tông, thủy lực được sử dụng để cung cấp sức mạnh và chuyển động hiệu quả.

• Trong máy ép cọc và máy đổ bê tông, các thiết bị thủy lực được áp dụng để thực hiện các tác vụ một cách chính xác và mạnh mẽ.

• Trong cấu tạo của các phương tiện giao thông như ô tô, xe máy, hệ thống thủy lực không thể thiếu, từ hệ thống phanh, gạt nước, trợ lái đến giảm xóc, bôi trơn, đóng mở cửa...

• Trong lĩnh vực giải trí, thủy lực được sử dụng để tạo ra các trò chơi thể thao mạo hiểm như đu lắc lư, đu nâng hạ, đu quay, mang lại trải nghiệm hấp dẫn và an toàn cho người chơi.

• Trong ngành hàng không, hệ thống thủy lực được sử dụng để nâng hạ càng chân máy bay, điều khiển cánh lái tầm và hướng, cũng như xây dựng các buồng học tập lái máy bay hiện đại, giúp giảm chi phí đào tạo và tăng tính an toàn.

Một số lỗi thường gặp ở hệ thống thủy lực

Dầu thủy lực quá nóng hoặc bị lọt khí

• Dấu hiệu: Nhiệt độ dầu thủy lực cao hơn bình thường.

• Nguyên nhân: Rò rỉ trên đường dầu từ bơm dẫn tới thùng chứa dầu.

• Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa van dầu, hệ thống làm mát, và kiểm tra lượng dầu đáp ứng được yêu cầu.

Van xả dầu thủy lực đặt quá thấp hoặc bị tắc

• Dấu hiệu: Dầu thủy lực chảy ngược về bình chứa dầu khi áp suất chưa đủ mạnh.

• Nguyên nhân: Van xả đặt quá thấp hoặc bị bẩn.

• Khắc phục: Kiểm tra và điều chỉnh van xả đúng vị trí, thay thế van khi cần.

Xi lanh thủy lực không hoạt động

• Dấu hiệu: Xi lanh không chuyển động.

• Nguyên nhân: Van phân phối thủy lực bị trục trặc hoặc quá tải.

• Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa van phân phối, điều chỉnh tải trọng của công việc.

Áp suất không ổn định

• Dấu hiệu: Áp suất thấp và không đều.

• Nguyên nhân: Bơm hoặc đường ống bị hỏng.

• Khắc phục: Kiểm tra và thay thế bơm, đường ống bị hỏng, ngăn không cho khí lọt vào dầu.

Rò rỉ trong hệ thống

• Dấu hiệu: Mất dầu, áp suất giảm.

• Nguyên nhân: Rò rỉ ở các đường ống kín.

• Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa các đường ống rò rỉ.

Bộ phận của bơm bị hỏng hoặc mòn

• Dấu hiệu: Tiếng ồn lớn, áp suất giảm.

• Nguyên nhân: Mài mòn do sử dụng.

• Khắc phục: Thay thế bộ phận mòn hoặc hỏng.

Cài đặt van điều chỉnh sai, dầu thủy lực chảy ngược vào bình chứa dầu

• Dấu hiệu: Dầu thủy lực chảy ngược về bình chứa dầu.

• Nguyên nhân: Van điều khiển không đúng cài đặt.

• Khắc phục: Điều chỉnh van điều khiển và thay thế van khi cần.

Bơm gây tiếng ồn lớn

• Dấu hiệu: Tiếng ồn lớn.

• Nguyên nhân: Khí lọt vào cửa hút, trục bơm không thẳng hàng.

• Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa các nguyên nhân gây tiếng ồn.

Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm hoặc thất thường

• Dấu hiệu: Chuyển động chậm hoặc không đều.

• Nguyên nhân: Độ nhớt chất lỏng quá cao, bơm hoặc van điều khiển không hoạt động đúng cách.

• Khắc phục: Kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận, thay thế khi cần thiết.

Việc kiểm tra và bảo dưỡng là điều quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn. Bạn nên cẩn thận khi tự mình bảo dưỡng hoặc thay thế linh kiện vì các linh kiện của hệ thống thủy lực rất nhỏ. Nếu có thể bạn hãy tìm đến sự giúp đỡ từ các trung tâm bảo dưỡng chuyên nghiệp.

Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã cùng tìm hiểu về hệ thống thủy lực là gì cũng như những lỗi hay gặp và cách khắc phục chúng, qua đó không thể phủ nhận những tiện ích và ưu điểm mà hệ thống thủy lực đem lại cho chúng ta trong cuộc sống.

Nếu như bạn cần thêm thông tin hoặc có bất kỳ câu hỏi nào về hệ thống thủy lực hoặc những dụng cụ thủy lực khác, đừng ngần ngại liên hệ ngay đến số hotline 0932 540 460 hoặc truy cập đến website của DBK Việt Nam để được tư vấn và giải đáp một cách nhanh chóng nhất.

Ngày tạo: 2020-10-24 17:22:06 | Người tạo: Phát Review