Nguyên Lý Làm Việc Và Cấu Tạo Của Máy Ép Thuỷ Lực

Nội Dung Bài Viết

• Máy ép thuỷ lực là gì?
• Cấu tạo của máy ép thuỷ lực
• Tham khảo sản phẩm thủy lực và phụ kiện có tại B2bmart:
  • Xi lanh thủy lực
  • Bơm thủy lực
  • Động cơ điện
  • Van điều khiển
  • Bể chứa / Bể chứa thủy lực
  • Bộ lọc
  • Ống, đường ống và phụ kiện
• Nguyên lý hoạt động của máy ép thuỷ lực
• Mô hình cấu tạo của máy ép thủy lực
• Thông số kĩ thuật chung
  • Lực ép
  • * Lưu ý với thông số lực ép của máy ép thuỷ lực
• Ứng dụng của máy nén thủy lực

Máy ép thuỷ lực là gì?

Nếu bạn đã từng đến một bãi rác hoặc khu công nghiệp, rất có thể bạn đã bắt gặp một máy ép thủy lực. Những chiếc máy mà bạn có thể đã thấy được sử dụng để nghiền ô tô và đúc các đồ vật bằng kim loại, và một loạt các ứng dụng khác.

Hầu hết các nhà máy trong ngành công nghiệp sản xuất hoặc tái chế sử dụng một máy ép thủy lực mạnh mẽ để nghiền và đúc các vật kim loại. Máy ép thủy lực sẽ tạo ra một lực nén lớn và tác dụng lên một vùng nhỏ để tạo ra kết quả mong muốn. So với máy ép cơ, máy ép thủy lực có kích thước nhỏ gọn và dễ vận hành. 

Hành trình công suất đầy đủ và bảo vệ quá tải tích hợp giúp máy ép thủy lực linh hoạt hơn và an toàn hơn. Hành trình công suất hoàn toàn có nghĩa là lực ép tối đa có thể được tạo ra ở bất kỳ đâu trong hành trình và đây là một trong những lợi ích quan trọng của máy ép thủy lực mang lại khả năng kiểm soát các thông số công việc khác nhau.

Cấu tạo của máy ép thuỷ lực

Tương tự như các hệ thống thủy lực khác, máy ép thủy lực bao gồm các thành phần cơ bản như xi lanh thủy lực, bơm thủy lực, động cơ điện, van điều khiển, bình chứa, bộ lọc, ống mềm, đường ống và phụ kiện. Việc lắp đặt đúng các bộ phận thủy lực này sẽ thiết kế một máy ép thủy lực hoạt động chính xác và đầy đủ.

Tham khảo sản phẩm thủy lực và phụ kiện có tại B2bmart:

Ống thuỷ lực 7/8 - 7/8'' 1AT GEMA China 98,000 đ Động cơ sao thủy lực JMDG3-250 ZIHYD China 6,252,000 đ Lõi lọc dầu RE-022-N-10-B/2 Stauff Germany 918,260 đ Van Khóa Hai Ngã KHB-G3/8" BOLEV China 254,000 đ Xi lanh lực VHD EB RB 80/40 Việt Hà Vietnam 2,500,000 đ Phớt piston K18 70*50*22.4/6.35 KASTAS Turkey 114,600 đ Van điều khiển khí nén M801513C VALVOLE HOFMANN Italy 37,750,000 đ Van Khí Nén GR 2000 STNC China 132,600 đ Xem thêm

Xi lanh thủy lực

Trong mọi hệ thống, thành phần quan trọng nhất là xi lanh thủy lực và nó sẽ chuyển hóa năng lượng thủy lực thành cơ năng. Sức mạnh của chất lỏng thủy lực có áp suất sẽ đẩy / kéo cần piston gắn với xi lanh để tác dụng lực nén cần thiết lên phôi. Mỗi hành trình sẽ phụ thuộc vào áp suất của chất lỏng vào và ra khỏi các cổng xylanh. Gắn cố định, lắp động và lắp vào cần piston là các tùy chọn lắp xi lanh thủy lực khác nhau có sẵn.

Bơm thủy lực

Bơm thủy lực là trái tim của mọi hệ thống thủy lực, nó biến đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực. Một máy ép thủy lực thông thường sẽ sử dụng một bơm bánh răng bên ngoài cho hoạt động này. Máy bơm này lý tưởng cho các ứng dụng áp suất trung bình và nó cải thiện hiệu quả thể tích. Bơm bánh răng bên ngoài tiết kiệm chi phí và cấu tạo đơn giản.

Động cơ điện

Động cơ điện sẽ điều khiển máy bơm thủy lực kèm theo bằng cách chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Với năng lượng cơ học này, bơm thủy lực sẽ tạo áp suất cho chất lỏng từ bình chứa và truyền đến mạch thủy lực. Động cơ điện 3 pha thích hợp cho các ứng dụng máy ép thủy lực do cấu trúc đơn giản, hiệu suất cao, hoạt động đáng tin cậy, ít rung động và hơn thế nữa.

Van điều khiển

Các van điều khiển trong hệ thống thủy lực sẽ định hướng và điều chỉnh dòng chất lỏng qua mạch. Van điều khiển hướng, van điều khiển áp suất và van điều khiển lưu lượng là các loại van khác nhau thường được sử dụng. Trong máy ép thủy lực, mọi hành trình của ram phụ thuộc vào lưu lượng chất lỏng qua các van gắn liền với nó. Các yếu tố như hướng chất lỏng, áp suất và lưu lượng có thể được kiểm soát bằng van này.

Bể chứa / Bể chứa thủy lực

Bể chứa thủy lực trong máy ép có các chức năng khác nhau như lưu trữ chất lỏng, làm mát chất lỏng, giãn nở chất lỏng và tách chất gây ô nhiễm. Bể chứa được xây dựng bằng một tấm thép hàn và thiết kế của nó có thể thay đổi theo các yêu cầu ứng dụng.

Bộ lọc

Chất lượng của dầu thủy lực đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống. Với các bộ lọc khác nhau như bộ lọc đường hồi, bộ lọc đường hút và bộ lọc đường điều áp, có thể loại bỏ các chất bẩn rắn khỏi dầu tuần hoàn. Ngoài ra, sự mài mòn của các thành phần hệ thống thủy lực cũng có thể được giảm thiểu.

Ống, đường ống và phụ kiện

Chất lỏng thủy lực sẽ được truyền tới các bộ phận khác nhau của hệ thống bằng các ống và ống thủy lực được kết nối. Các phụ kiện được sử dụng trong mạch để lắp ráp đúng cách các ống / ống dẫn với các thành phần hệ thống khác nhau.

Máy ép thủy lực hoạt động như thế nào? Tương tự như các hệ thống thủy lực khác, sự làm việc của máy ép thủy lực dựa trên nguyên lý của Pascal. Định luật Pascal nói rằng áp suất bên ngoài tác dụng lên chất lỏng không nén được giới hạn được phân phối hoặc truyền đều trong hệ thống theo mọi hướng. Với một lực tác dụng tối thiểu, có thể tạo ra một đầu ra lớn hơn.

Đối với một máy ép thủy lực, nó bao gồm hai xi lanh được gọi là một ram (xi lanh lớn hơn) và một pít tông (xi lanh nhỏ hơn). Đối với hoạt động của máy ép thủy lực, một lực nhỏ được tác động vào pít tông, và với việc nhân lực, độ lớn của lực tác dụng này sẽ được tăng lên và phân phối tại ram. Tùy thuộc vào tải trọng làm việc, máy ép thủy lực có thể bao gồm nhiều ray có kích thước nhỏ và nó có thể kiểm soát lực đẩy.

>> Xem thêm phân loại và nguyên lý hoạt động của máy ép thuỷ lực để có thể biết thêm lịch sử phát triển của loại máy này.

Nguyên lý hoạt động của máy ép thuỷ lực

Nguyên lý tạo ra lực ép chính cho máy được sản xuất theo định luật truyền áp suất trong chất lỏng. Dựa vào nguyên lý của định luật Pascal. Khi áp suất được áp dụng trên các chất lỏng ở một hệ thống kín, thì áp lực trong toàn hệ thống khép kín đó sẽ không đổi.

Các loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực sẽ được trang bị hai chiếc xi lanh dung tích khác nhau. Hai xi lanh này đường ống nối với nhau. Trong từng xi lanh lại có một piston vừa khít. Ở hệ thống này, có một piston hoạt động như một máy bơm với một lực cơ khí khiêm tốn trên diện tích mặt cắt ngang nhỏ. Một piston khác với diện tích lớn hơn tạo ra một lực tương ứng lớn trên toàn bộ diện tích của piston đó.

Điều đó giải thích tại sao máy ép thủy lực lại có áp lực lớn đến như vậy.

** Định luật Pascal: Áp suất lên chất lỏng hạn chế được truyền không hạn chế và tác dụng với lực bằng nhau trên các diện tích bằng nhau và ở góc 90 độ so với thành bình chứa.

Áp suất của chất lỏng do lực tác dụng F1

P = F1/A1

Kết quả lực F2 lên hình trụ lớn hơn so với áp suất của chất lỏng. Với A1 và A2 lần lượt là diện tích của hình trụ 1 và hình trụ 2.

F2 = P.A2 = F1 (A2.A1)

Mô hình cấu tạo của máy ép thủy lực

Bao gồm 3 bộ phận chính

• Hệ thống điều khiển: Là khu vực có nhiệm vụ điều hành các chi tiết trong máy nén thủy lực. Bộ phận này dùng để điều khiển để máy ép hoạt động trơn tru.
• Hệ thống thủy lực: Là bộ phận có chức năng chính là nén các dụng cụ, vật liệu. Đây là điểm đặc biệt mà các loại máy thông thường khác không có.
• Bộ phận thân khung máy ép thủy lực: Bộ phận thường có cấu tạo, thiết kế chắc chắn. Đồng thời, các chi tiết máy được làm từ chất liệu tốt, với độ bền cao. Nhằm đảm bảo khả năng hoạt động bền bỉ của thiết bị trong thời gian dài.

Thông số kĩ thuật chung

Lực ép

Lực ép của máy ép thủy lực là lực ép tối đa mà máy có thể đạt được ở áp suất an toàn. Lực ép được tính theo công thức sau Diện tích của lòng xilanh(mm)*áp suất(atm)/100000 = (tấn). Áp suất sử dụng thông thường có các thiết bị thủy lực cơ bản khoảng 140 atm (14Mpa). Với đa số các thiết bị thủy lực như van thủy lực, bơm thủy lực được nhập khẩu từ các hãng trung bình của Trung Quốc thì với áp suất này thiết bị sẽ có tuổi thọ cao hơn. Mặc dù những thiết bị thủy lực này đều có thể hoạt động với áp suất từ 200 đến 250 Mpa. Tuy nhiên, tuổi thọ của máy sẽ không cao.

* Lưu ý với thông số lực ép của máy ép thuỷ lực

 Các bạn cần chú ý khi nói lực ép bao nhiêu tấn thì cần phải biết lực ép tối đa đó đạt được ở áp suất bao nhiêu. Với các máy đạt lực ép lớn mà áp suất càng nhỏ thì giá trị máy các lớn. Nên ở cùng một lực ép thì giá máy ép thủy lực vẫn có giá trị khác nhau. Ví dụ máy ép thủy lực 10 tấn ở áp suất 14Mpa thông thường sẽ đắt hơn máy ép thủy lực 10 tấn ở áp suất 20Mpa

+ Áp suất: Áp suất này là áp suất tối đa mà máy có thể đạt được mà thiết bị thủy lực vẫn sử dụng an toàn và bình thường. Khi chạy không tải áp suất của máy sẽ thấp chỉ vài atm, áp suất chỉ tăng lên khi xilanh bắt đầu ép, áp suất này gọi là áp suất làm việc của máy. Thông thường với các máy ép thủy lực thông thường, máy ép thủy lực nhỏ áp suất trung bình là <14Mpa.

Ở áp suất này phù hợp với đa số thiết bị thủy lực tại Việt Nam, ở áp suất cao hơn máy vẫn hoạt động được nhưng tuổi thọ của máy không cao. Với các máy ép thủy lực có lực ép lớn thì áp suất khi lực ép đạt lớn nhất thì áp suất có thể lên đến 40Mpa. Việc này sẽ giúp xilanh có kích thước nhỏ hơn, ở áp suất cao tất cả các thiết bị thủy lực phải có chất lượng tốt đủ tiêu chuẩn để chạy ở áp suất cao.

+ Hành trình xilanh: Hành trình xilanh là chiều dài ty xilanh đẩy ra được hay là chiều dài ty xilanh đẩy ra tối đa trừ đi chiều dài ty xilanh lúc thụt về ngắn nhất. Máy ép thủy lực càng có hành trình lớn thì máy càng có giá trị cao.

+ Hành trình máy (khoảng hở của máy): là khoảng cách từ bàn máy đến đầu ty xilanh khi đầu ty xilanh thụt về hết hành trình xilanh

+ Kích thước bàn làm việc: Kích thước bàn làm việc là kích thước rộng, kích thước chiều sâu của bàn làm việc. Kích thước này do bên sử dụng ra yêu cầu cho phù hợp với công việc của mình.

+ Tốc độ ép của xilanh:  Tốc độ ép của xilanh được chia ra là 3 loại tốc độ

+ Tốc độ rút lên của xilanh: ty xilanh càng to thì tốc độ rút về của xilanh càng nhanh

+ Tốc độ ép không tải: là tốc tộ của xilanh khi chưa thực hiện vào quá trình ép của vật thể

+ Tốc độ ép có tải: là tốc độ khi xilanh đã bắt đầu chạm vào vật thể. Thông thường khi bắt đầu chạm vào vật thể thì áp suất làm việc sẽ tăng dần đồng thời tốc độ xilanh sẽ giảm xuống. Với một số máy ép thủy lực đặc biệt thì tốc độ ép khi có tải có thể nhanh do yêu cầu của công việc. 

Ứng dụng của máy nén thủy lực

Máy nén thủy lực là loại dụng cụ thuỷ lực có hiệu quả và độ chính xác cao. Chính vì điều này máy được ưu tiên ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp sản xuất. Cụ thể như:

• Bởi sức mạnh vượt trội của máy ép thủy lực, nó được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế tạo. Tiêu biểu là máy nén thủy lực được dùng để việc ép, tháo lắp, nắn thẳng,… Hay định hình các chi tiết máy móc. Hoặc tạo áp lực cho các vật liệu trong ngành công nghiệp.
• Hơn nữa, máy ép thủy lực còn được dùng để để ép các khối kim loại có kích thước lớn, trọng lượng lớn. Mà con người và các thiết bị khác không thể thực hiện được.
• Ngoài ra, máy ép thuỷ lực còn được cải tiến để ép cos, ép sắt vụn, ép giấy vụn, ép rác thải các loại,… giúp tiện ích hơn trong cuộc sống hàng ngày.

Trên đây là những kiến thức cơ bản về máy ép thuỷ lực mà B2bmart.vn tổng hợp được. Bạn đọc sẽ nắm được khái niệm, nguyên lý và ứng dụng của loại máy này. Từ đó, lựa chọn và sử dụng nó thật hiệu quả.