Motor Thủy Lực Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Làm Việc, Phân Biệt ...

Bạn đã bao giờ tự hỏi điều gì khiến những cỗ máy khổng lồ vận hành trơn tru và mạnh mẽ? Bí mật nằm ở động cơ thủy lực - trái tim của mọi hệ thống thủy lực. Là người bạn đồng hành thầm lặng, động cơ thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi năng lượng thủy lực thành chuyển động cơ học, góp phần tạo nên sức mạnh cho vô số thiết bị trong đời sống.

Từ những chiếc máy xúc khổng lồ, xe tải nâng hàng nặng đến hệ thống lái xe ô tô, động cơ thủy lực luôn âm thầm hoàn thành nhiệm vụ của mình. Bài viết này sẽ đưa bạn đến với thế giới của động cơ thủy lực

Hãy cùng mở cánh cửa đến với thế giới thủy lực đầy kỳ thú và khám phá sức mạnh tiềm ẩn của động cơ thủy lực!

Nội dung

• 1. Khái niệm động cơ thủy lực
• 2. Cấu tạo motor thủy lực
• 3. Nguyên lý làm việc của motor thủy lực
• 4. Phân loại motor thủy lực
  • a) Motor thủy lực piston
  • b) Motor thủy lực bánh răng
  • c) Motor thủy lực cánh gạt
• 5. Phân biệt bơm và động cơ thủy lực
• 6. Động cơ phanh thủy lực cầu trục
• 7. Phân tích chi tiết các loại động cơ thủy lực:
• 8. Hướng dẫn lựa chọn động cơ thủy lực phù hợp:
• Kết luận:

1. Khái niệm động cơ thủy lực

Bạn có biết động cơ thủy lực là gì? Đây chắc chắn không chỉ là thắc mắc của riêng bạn mà còn của rất nhiều người tiêu dùng đang quan tâm đến loại thiết bị này. Motor thủy lực (hay còn gọi là động cơ thủy lực) về cơ bản chính là một thiết bị truyền động cơ khí, chúng được làm bằng kim loại và có thể sử dụng trong những hệ thống chạy bằng dầu nhớt hoặc bất kỳ chất lỏng thủy lực nào khác.

Thật ra, trên thực tế không ít người đã nhầm lẫn giữa bơm thủy lực và motor. Tuy nhiên, đây là 2 loại thiết bị không hề giống nhau. Nếu như bơm thủy lực chỉ hút và đẩy dầu lên mà không thực hiện chuyển đổi năng lượng thì motor thủy lực lại biến chuyển năng lượng điện trở thành năng lượng cơ năng quay.

Tùy vào yêu cầu, tính chất cũng như đặc điểm của từng hệ thống động cơ mà khách hàng có thể lựa chọn cho mình 1 motor thủy lực mini hay thậm chí là motor thủy lực 5 sao phù hợp, nhằm đáp ứng cơ bản nhiệm vụ vận hành máy móc trong từng trường hợp khác nhau.

2. Cấu tạo motor thủy lực

Motor thủy lực, hay còn gọi là động cơ thủy lực, về cơ bản đây chính là một thiết bị để truyền động cơ khí, chúng được làm bằng kim loại. Đồng thời, chúng sử dụng trong hệ thống chạy bằng năng lượng là dầu, nhớt hay những chất lỏng thủy lực khác.

Về cấu tạo, các loại motor thủy lực suy cho cùng là hoàn toàn giống như các loại bơm, nhưng chúng chỉ khác nhau là phần cửa ra của bơm lại chính là cửa vào của motor, đồng thời, cửa hút của bơm lại trở thành cửa xả của motor.Và đối với các loại motor thủy lực thì có thể đảo chiều được nên cái gioăng phớt của motor thủy lực cũng có đặc trưng riêng, còn tùy thuộc vào kiểu của từng loại motor.

Nó có nhiệm vụ cực kỳ quan trọng, đó là chuyển đổi nguồn năng lượng thủy lực đang tồn tại ở 2 dạng áp suất và và dòng chảy sao cho trở thành năng lượng cơ năng. Sau đó, năng lượng sẽ được tạo ra để truyền vào bơm. Tức là nó biến đổi công năng trở thành cơ năng quay.

Chất lỏng hay dầu nhớt sẽ đẩy lên để tạo ra lực hợp với chuyển động xoay liên tục, đồng thời tác động đến bơm và làm cho bơm hoạt động. Hai đặc tính của thiết bị này được biết đến chính là tốc độ và mô men xoắn:

• Tốc độ sẽ được tính toán và đo lường bằng số vòng quay trong 1 đơn vị thời gian, cụ thể được tính bằng phút.
• Mô men chính là sự giảm áp lực và quá trình dịch chuyển bên trong motor. Áp lực lúc này vẫn xuất hiện tại cửa xả của động cơ, khi đó sự chênh lệch không nhỏ của áp suất ở phần cửa vào và áp suất phần cửa ra sẽ tạo nên áp lực cho động cơ làm việc.

3. Nguyên lý làm việc của motor thủy lực

Về nguyên lý hoạt động, các loại motor thủy lực sẽ biến năng lượng chất lỏng bên trong thành năng lượng cơ khí, do đó sẽ tạo được các mô men xoắn cực lớn và sinh ra 1 số vòng quay đủ để có thể di chuyển được một phụ tải cần thiết mà ở đó không có năng lượng nào khác có thể thay thế được.

Motor thủy lực dạng bánh răng và dạng cánh gạt với mô men vừa phải nhưng có thể đạt được 1 số vòng quay cực lớn. Còn motor piston trục nghiêng và motor piston dạng hướng trục cũng tạo được momen lớn và số vòng quay tương đối lớn.

4. Phân loại motor thủy lực

Nếu chúng ta chú ý tìm kiếm trên thị trường hiện nay thì sẽ thấy có hàng ngàn dạng động cơ thủy lực khác nhau. Chúng rất đa dạng về kiểu dáng, kích thước, mẫu mã thiết kế, công suất, hãng sản xuất,… Vì thế, việc chọn lựa cho mình một thiết bị phù hợp cũng trở nên khó khăn hơn bao giờ hết. Người ta phân chia motor thủy lực thành 3 loại cơ bản dưới đây dựa vào cấu tạo và cách thức vận hành.

a) Motor thủy lực piston

So với các loại động cơ bơm dầu thủy lực khác thì motor ở dạng piston có các dạng hướng trục, hướng kính cực kỳ đa dạng. Loại motor thủy lực độc đáo này được khách hàng đánh giá rất cao vì mô men khởi động thực tế của chúng thường cao hơn so với mẫu mã, thiết kế của động cơ. Nó đảm bảo cho động cơ hoạt động ổn định và trơn tru nhất cùng với tuổi thọ cao, máy móc ít hư hỏng hoặc trục trặc.

Với dạng motor radial piston, các piston thủy lực được bố trí sao cho vuông góc so với trục khuỷu. Khi nguồn điện được cung cấp thì trục khuỷu sẽ quay, đồng thời kéo theo piston dịch chuyển theo hướng áp suất chất lỏng bằng hình thức tuyến tính.

Một số loại motor khác thì các piston được sắp xếp thành hình tròn ở bên trong phần vỏ motor. Cho nên, khi tiến hành xoay thì các trục sẽ thẳng hàng với piston bơm dầu. Nếu là piston hướng trục thì sẽ có 2 dạng cơ bản là motor piston có trục thẳng và motor piston có trục cong.

b) Motor thủy lực bánh răng

Loại motor thứ 2 mà các bạn có thể dễ dàng tìm kiếm trên thị trường hiện nay đó chính là motor thủy lực bánh răng. Cấu tạo của loại motor thủy lực này sẽ bao gồm có 2 bánh răng: 1 bánh răng không tải và 1 bánh răng thường được gắn với trục ra.

Khi dầu nhớt hay chất lỏng thủy lực tạo ra áp suất cao được đưa vào ở 1 bên bánh răng thì nó sẽ chảy đều quanh bánh răng. Và khi đến vỏ motor thì nó sẽ được nén để đi ra khỏi động cơ.

Chính vì động cơ bánh răng vô cùng bền bỉ, ít bị hư hỏng, trục trặc và đặc biệt là rất ít có sự cố xảy ra nên chúng thường được nhiều người mua lựa chọn và trở nên thông dụng tại thị trường nước ta. Tuy nhiên, khi mua sản phẩm, khách hàng cũng cần chú ý tới việc tổn thất của các chất lỏng, áp suất tình từ cửa vào cho đến cửa ra vì chúng gây ảnh hưởng không nhỏ tới động cơ, làm sinh nhiệt và làm giảm hiệu suất.

Motor thủy lực bao gồm có 2 bánh răng

c) Motor thủy lực cánh gạt

Bên cạnh motor bánh răng thì khách hàng còn có thêm 1 sự lựa chọn nữa cho hệ thống có áp suất ở mức trung bình, thấp. Cấu tạo của motor thủy lực cánh gạt cũng có điều khác biệt đó chính là lỗ khoan trục được làm lệch tâm so với phần vỏ.

Rotor của động cơ sẽ được chuyển động trượt ra trượt vào, quá trình chuyển động của dầu nhớt cùng với áp suất cao sẽ tạo ra 1 lực buộc roto phải quay theo hướng duy nhất. Điều quan trọng là motor thủy lực bánh răng có giá thành phải chăng nhất, phù hợp nhất đối với những hệ thống làm việc mà trong đó yêu cầu áp suất, lưu lượng của dòng chảy luôn ở mức trung bình.

Trong khi đó, động cơ piston lại là lựa chọn tối ưu dành cho những hệ thống đòi hỏi lưu lượng dòng chảy của dầu nhớt phải lớn, tạo ra áp suất cao khi làm việc. Và loại thiết bị này thường có giá thành cao hơn so với 2 loại motor còn lại. Do đó, khách hàng cần cân nhắc thật kỹ trước khi lựa chọn sử dụng loại motor này.

Cấu tạo của motor thủy lực cánh gạt có nhiều điều khác biệt

5. Phân biệt bơm và động cơ thủy lực

Để phân biệt giữa 1 chiếc bơm thủy lực và 1 motor thủy lực, người ta sẽ dựa trên những vấn đề cơ bản như sau:

• Máy bơm dầu của bơm thủy lực không thực hiện việc chuyển đổi từ dạng năng lượng này sang một dạng năng lượng khác. Nhưng ngược lại, motor thủy lực lại có thể chuyển từ nguồn năng lượng điện mà chúng được cung cấp để biến thành năng lượng cơ năng, cụ thể là cơ năng quay.
• Máy bơm thủy lực thường sử dụng cơ năng quay được tạo ra bắt nguồn từ động cơ điện hay động cơ nổ để có thể biến chuyển thành năng lượng thủy lực. Và nó sẽ truyền năng lượng thông qua dòng dầu, nhớt hoặc chất lỏng thủy lực nhằm cung cấp kịp thời cho các thiết bị động cơ chấp hành, chẳng hạn cơ cấu như: xi lanh, van, bánh răng bơm dầu,… để có thể vận chuyển được dòng chất lỏng có đặc điểm nhớt cao.
• Còn motor thủy lực lại thực hiện chuyển hóa nguồn năng lượng điện năng được cung cấp hoặc nguồn năng lượng do máy bơm vận chuyển đến thành cơ năng quay. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp kết cấu motor thủy lực trong các động cơ máy xúc, ví dụ như bộ phận quay toa cần phải có motor quay toa, ở bộ phận chân dùng để chạy, di chuyển của chiếc máy xúc ta có motor chân chạy hoặc là hệ thống quạt thì cần phải có motor quạt.
• Muốn bơm thủy lực có thể hoạt động được thì khách hàng cần phải có 1 chiếc động cơ hoặc một cơ chế tương tự như động cơ. Động cơ thủy lực thì đơn giản hơn, chúng chỉ cần 1 loại năng lượng duy nhất, đó chính là điện năng. Trên thực tế, có thể hiểu rằng bơm thủy lực chỉ thực hiện 2 nhiệm vụ hút dầu và đẩy dầu lên, còn motor thủy lực thì sẽ biến chuyển các loại năng lượng.

6. Động cơ phanh thủy lực cầu trục

Video sản phẩm thực tế phanh thủy lực cầu trục

7. Phân tích chi tiết các loại động cơ thủy lực:

7.1 Động cơ thủy lực piston:

• Ưu điểm:
  • Mô-men xoắn cao
  • Hiệu suất cao
  • Hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện
  • Dễ dàng điều chỉnh tốc độ
  • Tuổi thọ cao
• Nhược điểm:
  • Giá thành cao
  • Cấu tạo phức tạp
  • Kích thước lớn
  • Độ ồn cao

7.2. Động cơ thủy lực bánh răng:

• Ưu điểm:
  • Giá thành rẻ
  • Cấu tạo đơn giản
  • Kích thước nhỏ gọn
  • Dễ dàng bảo trì
  • Hoạt động êm ái
• Nhược điểm:
  • Mô-men xoắn thấp
  • Hiệu suất thấp
  • Độ nhạy cảm cao với chất bẩn
  • Không phù hợp với các ứng dụng có tải trọng cao

7.3. Động cơ thủy lực cánh gạt:

• Ưu điểm:
  • Giá thành trung bình
  • Cấu tạo đơn giản
  • Kích thước nhỏ gọn
  • Hiệu suất cao hơn động cơ bánh răng
  • Hoạt động êm ái
• Nhược điểm:
  • Mô-men xoắn thấp hơn động cơ piston
  • Không phù hợp với các ứng dụng có tải trọng cao

Bảng so sánh:

Ví dụ ứng dụng:

• Động cơ piston: Máy xúc, máy đào, máy ép, máy nghiền...
• Động cơ bánh răng: Máy bơm, quạt, băng tải, máy khuấy...
• Động cơ cánh gạt: Máy tiện, máy phay, máy cắt, máy dệt...

Lưu ý:

• Lựa chọn loại động cơ phù hợp dựa trên các yếu tố: áp suất, lưu lượng, tốc độ, mô-men xoắn, môi trường làm việc...
• Tham khảo ý kiến của các chuyên gia để lựa chọn được loại động cơ phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

8. Hướng dẫn lựa chọn động cơ thủy lực phù hợp:

8.1. Xác định các yêu cầu của ứng dụng:

• Áp suất: Áp suất làm việc tối đa và tối thiểu của hệ thống.
• Lưu lượng: Lưu lượng dầu cần thiết cho hệ thống.
• Tốc độ: Tốc độ quay mong muốn của động cơ.
• Mô-men xoắn: Mô-men xoắn cần thiết để tải trọng hoạt động.
• Môi trường làm việc: Nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn...

8.2. Lựa chọn loại động cơ phù hợp:

• Động cơ piston: Phù hợp với các ứng dụng có tải trọng cao, yêu cầu mô-men xoắn cao và tốc độ quay chậm.
• Động cơ bánh răng: Phù hợp với các ứng dụng có tải trọng nhẹ, yêu cầu mô-men xoắn thấp và tốc độ quay cao.
• Động cơ cánh gạt: Phù hợp với các ứng dụng có tải trọng trung bình, yêu cầu mô-men xoắn vừa phải và tốc độ quay cao.

8.3. Chọn thương hiệu uy tín, chất lượng cao:

• Thương hiệu uy tín: Parker Hannifin, Bosch Rexroth, Danfoss, Eaton...
• Chất lượng cao: Động cơ được chế tạo từ vật liệu cao cấp, có độ bền bỉ cao, hoạt động ổn định và hiệu quả.

Kết luận:

Động cơ thủy lực không còn là điều bí ẩn nữa, phải không nào? Từ việc hiểu bản chất đến cách chọn lựa phù hợp, hy vọng bài viết này đã trở thành người bạn đồng hành hữu ích trên hành trình khám phá thế giới thủy lực của bạn. Giờ thì, hãy sẵn sàng chinh phục mọi thử thách với sức mạnh và sự linh hoạt của những cỗ máy tuyệt vời này nhé!

Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:

• Phanh Cầu Trục Ứng Dụng, Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Kỹ Thuật Lựa Chọn, Hướng Dẫn Cách Bảo Trì Lắp Đặt
• Động Cơ Điện 1 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
• Động Cơ Điện 3 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
• Giá Động Cơ Điện 3 Pha Đức Nhật Đài Loan, Các Hãng, Các Công Suất
• Động Cơ Điện: Những Loại Mô Tơ Quan Trọng Nhất Trong Đời Sống, Tính Năng Và Ý Nghĩa Kỹ Thuật.
• Thông Số Kỹ Thuật Motor Điện, Cách Đọc Tem, Kiểm Tra Hiệu Suất Motor, Tiêu Chuẩn Tiết Kiệm Điện
• Khái Niệm Motor Điện. Các Phương Pháp Đấu Điện Khởi Động Motor 3 Pha