1. Thủy lực là gì?
Thủy lực còn được gọi là hệ thống thủy lực chính là sự chuyển động, vận chuyển của chất lỏng trong môi trường giới hạn. Trong môi trường thủy lực thì chất lỏng sẽ được truyền tải bằng lực đẩy của chất lỏng.
Chất lỏng thủy lực có thể là dầu nhớt, hóa chất… với độ đậm đặc, nhiệt độ, độ nhớt và các tính chất khác nhau. Do đó, hệ thống thủy lực được ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực như sản xuất máy công nghiệp, xe ô tô xe cơ giới, khai thác khoáng sản, vận chuyển và đóng gói sản phẩm, các phương tiện giao thông…
2. Nguyên lý cơ bản của thủy lực
Trong một hệ thống thủy lực thì dầu đóng vai trò quan trọng vừa là môi chất để truyền lực đi và vừa là chất bôi trơn bề mặt tiếp xúc chấp hành và cơ cấu. Dầu thủy lực di chuyển trong mạch có tính chất kín, tuần hoàn nhờ vào bơm thủy lực và các thiết bị cơ cấu điều khiển.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống thủy lực là khi động cơ điện hoặc motor Diezen hoạt động sẽ kéo theo bơm dầu quay. Khi đó bơm thực hiện việc hút dầu từ thùng chứa và đẩy chúng đến các cơ cấu trong hệ thống thông qua ống dẫn dầu. Áp lực của dầu được khống chế bởi van an toàn nhằm đảm bảo hệ thống ổn định nhất.
Dầu thủy lực được dẫn đến các thiết bị cơ cấu điều khiển và dịch chuyển đến các thiết bị chấp hành. Cho nên, nhờ vào chính áp suất và lưu lượng mà thủy lực tạo ra các chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay của cơ cấu chấp hành tạo nên. Sau khi truyền năng lượng thì dầu sẽ được di chuyển và quay về thùng chứa được lọc hồi, làm mát để bắt đầu chu trình mới.
Nguyên lý và ứng dụng của hệ thống thủy lực
3. Các đại lượng cơ bản của thủy lực
Thủy lực gồm 2 đại lượng cơ bản dưới đây
3.1 Lưu lượng
Lưu lượng là đại lượng thủy lực chỉ lượng dầu được vận chuyển thông qua bơm thủy lực trong một đơn vị thời gian nhất định. Trong đó, tốc độ chấp hành, động cơ bị chi phối rất nhiều bởi lượng dầu. Đại lượng này sẽ quyết định tốc độ của xi lanh, motor và nếu lượng dầu cao thì tốc độ lớn và ngược lại.
Lưu lượng có các đơn vị như lit/phút, CC/ vòng, in3/ vòng.
3.2 Áp suất
Đại lượng thủy lực tiếp theo là áp suất là lực của chất lỏng, lực này tác dụng của dầu lên bề mặt cơ cấu chấp hành hoặc thành của ống dẫn dầu khi dầu bị chặn tại một vị trí trên đường ống hay tại mặt tác dụng. Do đó, áp suất chính là đại lượng quyết định đến lực tác dụng của một cơ cấu chấp hành. Áp suất có nhiều đơn vị đo như Kg/cm2, Mpa, PSI…
4. Cấu tạo của hệ thống thủy lực
Hệ thống thủy lực có cấu tạo từ 4 bộ phận cơ bản như sau:
4.1 Xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực còn được gọi là động cơ thủy lực tuyến tính có tác dụng thực hiện việc cho lực không tuân theo hướng thông qua hành trình. Trong xi lanh thủy lực bao giờ cũng cần đến piston và một piston lắp đặt bên trong ống xi lanh, piston này di chuyển rất nhiều trong quá trình hoạt động. Khi đó đường dầu của xi lanh sẽ đóng và đầu của xi lanh có một đầu mở để cần piston có thể đẩy được ra ngoài xi lanh.
Piston tạo ra cho xi lanh một phần chia và chia thành 2 ngăn riêng biệt là đầu vào và đầu cuối của hành trình. Do đó, lực của xi lanh thủy lực được cung cấp bởi chất lỏng hoặc dầu có áp suất.
4.2 Motor thủy lực
Motor thủy lực là bộ truyền động hướng tâm được ứng dụng để cung cấp năng lượng cho ròng rọc trên ổ bánh xe trên các thiết bị nặng hoặc hệ thống các băng chuyền quay. Động cơ thủy lực sẽ được đặt trong mạch song song hoặc một loạt các mạch tùy thuộc theo cách sử dụng của nó. Động cơ Mortor sẽ hoạt động bằng cách chất lỏng đi vào động cơ quay trục và thoát khỏi động cơ bằng cổng đối diện để trở lại hệ thống.
4.3 Bơm thủy lực
Bơm thủy lực là bộ phận quan trọng trong cả hệ thống thủy lực với công dụng biến chuyển động và năng lượng cơ trở thành điện thủy lực. Khi đó, lực được áp dụng ở vị trí này sẽ được chuyển sang vị trí khác sử dụng chất lỏng.
4.4 Van thủy lực
Van thủy lực là bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ hệ thống thủy lực nào, chúng có vai trò kiểm soát được sự tồn tại trong hệ thống. Có nhiều loại van thủy lực khác nhau nên cần chọn van phù hợp với hệ thống và khi chọn van các bạn cần phải chọn van dựa theo chỉ định về áp lực của hệ thống và dòng chảy.
5. Ưu điểm của hệ thống thủy lực
Hệ thống thủy lực khí nén được ứng dụng đa dạng trong các ngành sản xuất công nghiệp hay lĩnh vực trong đời sống với các ưu điểm vượt trội như:
- Thủy lực có độ chính xác cao, kết cấu đơn giản và không cần thường xuyên chăm sóc hay bảo dưỡng, bảo trì.
- Được lựa chọn khi cần truyền động với lực lớn và công suất cao.
- Hệ thống thủy lực giúp biến đổi cơ năng thành thủy năng với áp suất và lưu lượng theo yêu cầu riêng.
- Sử dụng dầu thủy lực hoặc các chất lỏng thủy lực di chuyển trong mạch vừa là lưu chất, vừa có tác dụng giải nhiệt, bôi trơn, giảm ma sát nên việc bảo dưỡng đơn giản, không tốn nhiều thời gian như hệ thống khí và điện.
- Kết cấu của hệ thống thủy lực đơn giản, hoạt động mạnh và kích thước nhỏ gọn.
- Điều chỉnh vận tốc và điều chỉnh vô cấp hoặc đảo chiều dễ dàng so với các thiết bị khác.
- Với thủy lực, người dùng có thể dễ dàng thay đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu cụ thể là xi lanh thủy lực.
- Hệ thống được đánh giá đơn giản nhờ vào việc áp dụng các tiêu chuẩn hóa và các thành phần dẫn, bị dần dầu không phụ thuộc vào nhau.
- Thủy lực có hoạt động êm ái, ít tạo ra tiếng ốn và có sử dụng van an toàn nên có tác dụng ngừng khi bị quá tải.
- Áp suất của thủy lực được theo dõi và kiểm tra bằng đồng hồ đo áp, áp kế nên dễ dàng thực hiện trong hệ thống phức tạp, nhiều thiết bị, nhiều mạch.
- Người dùng có thể giảm kích thước, khối lượng của hệ thống nhờ vào việc chọn áp suất.
Ưu điểm hệ thống thủy lực
6. Ứng dụng của hệ thống thủy lực
Thủy lực thường được ứng dụng trong các ngành nghề, lĩnh vực như sau”
- Dùng trong các máy công trình như máy ủi, máy đào, máy xúc, máy cần cẩu, máy trộn bê tông.
- Dùng trong máy đổ bơm bê tông và máy ép cọc làm việc dựa vào nguyên lý truyền động thủy lực khí nén.
- Thủy lực được dùng trong cấu tạo ô tô, xe máy không thể thiếu truyền động thủy lực khí nén như hệ thống phanh, gạt nước, trợ lái, giảm xóc, bôi trơn, chế hòa khí, đóng mở cửa…
- Thủy lực cũng được ứng dụng trong lĩnh vực giải trí để làm các trò chơi thể thao mạo hiểm như đu lắc lư, đu nâng hạ, đu quay…
- Dùng trong ngành hàng không như hệ thống nâng hạ càng chân máy bay và điều khiển cánh lái tầm,hướng cũng như xây dựng các buồng học tập lái máy bay hiện đại để giảm chi phí đào tạo.
Vì vậy, với những thông tin cụ thể mà bài viết vừa chia sẻ có thể thấy thủy lực là thiết bị không thể thiếu trong các lĩnh vực của cuộc sống hiện nay.