Mục lục Hệ thống thủy lực ngày càng được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như: sản xuất, khai khoáng, xây dựng, công nghiệp nặng,... cho đến các lĩnh vực đời sống. Vậy thủy lực là gì? Hệ thống thủy lực hoạt động như thế nào? Ứng dụng của nó trong thực tế ra sao? Hãy cùng Cơ Khí Hoàng Quân tìm hiểu chi tiết hơn qua bài viết dưới đây!
Thủy lực là gì?
Thủy lực là thuật ngữ khoa học lý giải về sự chuyển động cũng như vận chuyển lực của một chất lỏng trong một môi trường giới hạn. Theo đó, trong môi trường thủy lực, khi chất lỏng bị nén sẽ tạo ra áp suất và áp suất này sẽ tạo ra lực. Chất lỏng được dùng để tạo thủy lực thường là dầu, nhớt hoặc hóa chất. Chúng có độ đậm đặc, độ nhớt và tính chất khác nhau, do vậy khả năng tạo lực cũng có khác biệt nhất định.
Hiện nay hệ thống thủy lực đang được ứng dụng phổ biến trong các ngành: chế tạo máy, hàng không, đóng tàu, lắp ráp ô tô,... Bên cạnh đó, một số lĩnh vực đặc biệt như: khai thác mỏ, các ngành công nghiệp nặng, chế tạo robot tiên tiến,... cũng cần ứng dụng nguyên lý thủy lực.
Những đại lượng cơ bản được sử dụng trong thủy lực
Trước khi đi vào tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý thủy lực, ta hãy cùng điểm qua 2 đại lượng cơ bản nhất được sử dụng trong hệ thống, đó là: lưu lượng và áp suất.
Lưu lượng
Thuật ngữ lưu lượng thủy lực là gì? Đây là đại lượng để chỉ lượng dầu được vận chuyển qua bơm thủy lực trong một đơn vị thời gian nhất định. Lưu lượng dầu càng lớn thì tốc độ vận hành xi lanh càng cao và ngược lại. Đơn vị tính lưu lượng có thể là: lít/phút, in3/vòng hoặc CC/vòng.
Áp suất
Đại lượng quan trọng tiếp theo cần chú ý là áp suất thủy lực. Áp suất (hay áp lực của chất lỏng) là lực tác dụng của chất lỏng lên thành ống dẫn hoặc bề mặt của cơ cấu chấp hành khi chất lỏng bị chặn tại một vị trí trên đường ống hay mặt tác dụng của cơ cấu chấp hành. Đây là đại lượng quan trọng, tác động trực tiếp đến cơ cấu chấp hành và xi lanh. Đơn vị đo áp suất có thể là: Bar, Mpa, PSI,...
Cấu tạo của hệ thống thủy lực
Hệ thống thủy lực được cấu thành từ nhiều bộ phận, trong đó có 4 chi tiết quan trọng nhất, bao gồm:
Xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực (hay động cơ thủy lực tuyến tính) là một bộ truyền động thủy lực, có chức năng chuyển đổi năng lượng thủy lực thành chuyển động cơ học tuyến tính. Vậy những thành phần cấu tạo xi lanh thủy lực là gì? Một xi lanh thủy lực bao gồm các bộ phận: ống xi lanh, đầu xi lanh, piston, thanh piston, seal, bộ phận dẫn dầu vào ra, bạc dẫn hướng,...
Motor thủy lực
Tiếp theo hãy cùng tìm hiểu motor thủy lực là gì. Bộ phận này cũng tương tự như xi lanh thủy lực - là một bộ truyền động. Điểm khác biệt là xi lanh truyền động tuyến tính trong khi đó motor lại truyền động hướng tâm. Motor thủy lực thực hiện chức năng cung cấp năng lượng cho ròng rọc quay trên hệ thống băng chuyền hoặc ổ bánh xe của các thiết bị nặng,...
Bơm thủy lực
Bơm thủy lực đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thống thủy lực. Bộ phận này thực hiện chức năng biến chuyển động cơ năng thành năng lượng thủy lực nhằm cung cấp năng lượng hoạt động cho các xi lanh. Cụ thể, trong quá trình vận hành, bơm thủy lực sẽ hút chất lỏng bên trong thùng chứa sau đó bơm với áp suất cao vào hệ thống giúp hệ thống thủy lực hoạt động.
Van thủy lực
Van thủy lực là ưu điểm lực của thiết bị truyền động, giúp kiểm soát lực, mô men và chuyển động một cách đồng nhất. Từ đó hỗ trợ hệ thống thủy lực hoạt động an toàn, có kiểm soát. Hiện nay có 3 loại van thủy lực phổ biến trên thị trường, bao gồm:
-
Van điều áp.
-
Van điều hướng.
-
Van thủy lực điều khiển lưu lượng dòng chảy.
Nguyên lý hoạt động của thủy lực
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực là gì? Hệ thống thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản như sau:
Đầu tiên, motor (động cơ điện) hoạt động sẽ kích hoạt bơm thủy lực quay. Lúc này, bơm thủy lực thực hiện nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa và đẩy vào hệ thống thông qua các ống dẫn dầu. Khi truyền qua van thủy lực, áp lực của dầu sẽ được kiểm soát nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Tiếp đó, nhờ vào lưu lượng và áp suất của bơm thủy lực mà xi lanh bắt đầu hình thành các chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. Sau cùng, dầu sẽ được hồi dần lại về thùng chứa để lọc và làm mát trước khi tiếp tục một chu trình mới.
Trong hệ thống thủy lực, chất lỏng (thường là dầu) đóng vai trò vô cùng quan trọng. Không chỉ là môi chất để đẩy lực đi, dầu còn giúp bôi trơn bề mặt tiếp xúc cơ cấu chấp hành.
Ưu và nhược điểm của hệ thống thủy lực
Ưu điểm
Ưu điểm của hệ thống thủy lực là gì? Cùng tìm hiểu ngay sau đây!
-
Hệ thống thủy lực có khả năng truyền động với công suất cực cao.
-
Có thể dễ dàng điều chỉnh được vận tốc, vô cấp và đảo chiều linh hoạt.
-
Kết cấu hệ thống thủy lực khá gọn nhẹ, không cần tốn nhiều chi phí vệ sinh và bảo dưỡng.
-
Mô men khởi động của hệ thống thủy lực khá lớn.
-
Thiết bị hoạt động ở vận tốc cao song không xảy ra vấn đề về rung chấn hay va đập.
-
Nhờ có van an toàn nên dễ dàng phòng ngừa sự cố quá tải trong quá trình vận hành.
-
Dễ dàng kiểm soát áp suất ngay cả với những hệ thống phức tạp nhờ theo dõi qua các đồng hồ đo áp suất, cảm biến áp.
-
Hệ thống thủy lực có thể tự động hóa khâu vận hành bằng cách xây dựng các phần tử tiêu chuẩn hóa.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, hệ thống thủy lực vẫn còn tồn tại một vài hạn chế như:
-
Sự ma sát trong đường ống dẫn có thể làm giảm hiệu suất vận hành của thiết bị.
-
Khi hệ thống bắt đầu vận hành, sẽ xuất hiện hiện tượng bọt khí.
-
Khi hệ thống thủy lực được khởi động, nhiệt độ của dầu lúc này sẽ thay đổi đột ngột. Điều này dẫn đến vận tốc làm việc của xi lanh mất ổn định, không đảm bảo được hiệu suất công việc.
-
Nếu hệ thống bị vỡ hoặc rò rỉ dầu sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường.
-
Hệ thống thủy lực có giá thành cao hơn so với hệ thống khí nén, do vậy người dùng sẽ tốn nhiều chi phí đầu tư ban đầu.
Ứng dụng thủy lực trong thực tế
Hiện nay, hệ thống thủy lực được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, không chỉ trong công nghiệp mà còn cả trong đời sống. Vậy ứng dụng của hệ thống thủy lực là gì?
.jpg)
Ứng dụng hệ thống thủy lực vào việc sản xuất bàn nâng thủy lực
- Hệ thống thủy lực thường được ứng dụng phổ biến trong các máy móc công trình như: máy đào, máy ủi, cần cẩu, máy trộn bê tông, máy xúc,...
- Lắp đặt trong các thiết bị máy đổ bơm bê tông, máy ép cọc,...
- Dùng trong cấu tạo ô tô, xe máy ở các bộ phận: giảm xóc, trợ lái, hệ thống phanh, gạt nước, chế hòa khí,...
- Ứng dụng trong lĩnh vực hàng không: hệ thống nâng hạ càng chân máy bay, điều khiển cánh lái, buồng học lái máy bay,...
- Ứng dụng của hệ thống thủy lực còn được phát triển trong lĩnh vực giải trí, chế tạo các trò chơi mạo hiểm.
=>> Xem thêm các sản phẩm sử dụng hệ thống thủy lực:
- Bàn nâng thủy lực - Cơ khí Hoàng Quân
- Sàn nâng thủy lực Dock Leveler - Cơ khí Hoàng Quân
Lời kết
Có thể thấy, thủy lực đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Nhờ có nguyên lý thủy lực, các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo mới có cơ sở phát triển vượt bậc hơn. Mong rằng qua bài viết trên đây, bạn đã hiểu hơn hệ thống thủy lực là gì cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nó trong thực tế. Theo dõi Cơ Khí Hoàng Quân để có thêm nhiều thông tin hữu ích!
