Giới thiệu về hệ thống thủy lực :

Chuyển động có kiểm soát của các bộ phận hoặc một lực tác dụng có kiểm soát là phổ biến yêu cầu trong các ngành công nghiệp. Các hoạt động này được thực hiện chủ yếu bằng cách sử dụng điện máy móc hoặc động cơ diesel, xăng và hơi nước như một động cơ chính.

Những động lực chính này có thể cung cấp các chuyển động khác nhau cho các đối tượng bằng cách sử dụng một số phụ kiện cơ khí như giắc vít, đòn bẩy, giá đỡ và bánh răng, v.v. Tuy nhiên, đây không phải là những động cơ chính duy nhất.
Các chất lỏng kèm theo (chất lỏng và khí) cũng có thể được sử dụng làm động lực chính để cung cấp chuyển động có kiểm soát và lực tác động lên các đối tượng hoặc chất. Thiết kế đặc biệt kèm theo hệ thống chất lỏng có thể cung cấp cả chuyển động thẳng và chuyển động quay. Cường độ cao lực kiểm soát cũng có thể được áp dụng bằng cách sử dụng các hệ thống này. Loại chất lỏng kèm theo này hệ thống dựa trên sử dụng chất lỏng không nén được áp suất làm phương tiện truyền dẫn được gọi là như các hệ thống thủy lực.

Xem thêm : Các Vấn Đề Về Sửa Chữa Xi Lanh THủy Lực

Hệ thống thủy lực hoạt động dựa trên nguyên tắc của định luật Pascal, nói rằng áp suất trong một chất lỏng kèm theo là đồng nhất theo tất cả các hướng. Pascal’s luật được minh họa trong hình 5.1.1. Lực do chất lỏng cho bằng phép nhân của áp suất và diện tích tiết diện. Khi áp suất theo mọi hướng như nhau, thì áp suất càng nhỏ piston cảm thấy một lực nhỏ hơn và một piston lớn cảm thấy một lực lớn. Do đó, một lực lượng lớn có thể được tạo ra với đầu vào lực nhỏ hơn bằng cách sử dụng hệ thống thủy lực.

 

Nguyên lý của hệ thống thủy lực
Nguyên lý của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực bao gồm một số bộ phận để nó hoạt động bình thường. Chúng bao gồm bể chứa, bộ lọc, bơm thủy lực, bộ điều chỉnh áp suất, van điều khiển, thủy lực xi lanh, piston và đường ống dẫn chất lỏng chống rò rỉ. Sơ đồ của một hệ thống thủy lực đơn giản được thể hiện trong hình 5.1.2. Nó bao gồm:

  • một pít tông chuyển động được kết nối với trục đầu ra trong một xi lanh kín
  • bể chứa
  • bộ lọc
  • máy bơm điện
  • bộ điều chỉnh áp suất
  • van điều khiển
  • đường ống vòng kín chống rò rỉ.

Trục đầu ra truyền chuyển động hoặc lực, tuy nhiên tất cả các bộ phận khác giúp điều khiển hệ thống. Bể chứa / chất lỏng là bể chứa chất lỏng được sử dụng làm phương tiện truyền tải. Chất lỏng được sử dụng nói chung là dầu không nén được tỷ trọng cao. Nó được lọc để loại bỏ bụi hoặc bất kỳ hạt không mong muốn nào khác và sau đó được bơm bằng máy bơm thủy lực.

Công suất của bơm phụ thuộc vào thiết kế hệ thống thủy lực. Các máy bơm này thường cung cấp không đổi khối lượng trong mỗi vòng quay của trục bơm. Do đó, áp suất chất lỏng có thể tăng lên vô hạn ở đầu cụt của piston cho đến khi hệ thống bị lỗi. Bộ điều chỉnh áp suất là được sử dụng để tránh những trường hợp như vậy chuyển hướng chất lỏng dư thừa trở lại bể chứa.

Chuyển động của piston được điều khiển bằng cách thay đổi dòng chất lỏng từ cổng A và cổng B. Chuyển động xi lanh được điều khiển bằng cách sử dụng van điều khiển hướng dòng chất lỏng. Đường áp suất chất lỏng được kết nối với cổng B để nâng piston và nó được kết nối với cổng A để hạ pít-tông xuống. Van cũng có thể ngăn dòng chất lỏng trong bất kỳ cổng nào.

Đường ống chống rò rỉ cũng rất quan trọng do sự an toàn, các nguy cơ về môi trường và các khía cạnh kinh tế. Một số phụ kiện như hệ thống kiểm soát dòng chảy, kiểm soát giới hạn hành trình,động cơ điện khởi động và bảo vệ quá tải cũng có thể được sử dụng trong hệ thống thủy lực không được thể hiện trong hình 5.1.2.

Sơ đồ hệ thống thủy lực

Các ứng dụng của hệ thống thủy lực:

Hệ thống thủy lực chủ yếu được sử dụng để điều khiển chính xác các lực lớn hơn. Các ứng dụng chính của hệ thống thủy lực có thể được phân thành năm loại:

Công nghiệp:

Máy móc chế biến nhựa, luyện thép và kim loại nguyên sinh ứng dụng khai thác, dây chuyền sản xuất tự động, ngành công nghiệp máy công cụ, ngành công nghiệp giấy, máy xúc lật, máy nghiền, máy dệt, thiết bị R & D và hệ thống robot, v.v.

Thủy lực di động:

Máy kéo, hệ thống tưới tiêu, thiết bị làm đất, thiết bị xử lý vật liệu, xe thương mại, thiết bị khoan hầm, đường sắt thiết bị, máy móc xây dựng và xây dựng và giàn khoan, v.v.

Ô tô:

Nó được sử dụng trong các hệ thống như gãy, giảm xóc, lái hệ thống, tấm chắn gió, thang máy và làm sạch, v.v.

Ứng dụng hàng hải:

Nó chủ yếu bao gồm các tàu đi biển, tàu đánh cá và thiết bị hải quân.

Thiết bị hàng không vũ trụ:

Có các thiết bị và hệ thống được sử dụng cho bánh lái điều khiển, thiết bị hạ cánh, ngắt, điều khiển chuyến bay và truyền động, v.v. được sử dụng trong máy bay, tên lửa và tàu vũ trụ.

Bơm thủy lực :

Bộ phận kết hợp bơm và động cơ dẫn động được gọi là bơm thủy lực. Các bơm thủy lực lấy chất lỏng thủy lực (chủ yếu là một số dầu) từ thùng chứa và cung cấp nó đến phần còn lại của mạch thủy lực.

Nói chung, tốc độ của máy bơm là không đổi và bơm cung cấp một lượng dầu bằng nhau trong mỗi vòng quay. Số lượng và hướng của dòng chất lỏng được điều khiển bởi một số cơ chế bên ngoài. Trong một số trường hợp, bơm thủy lực bản thân nó được vận hành bởi một động cơ điều khiển servo nhưng nó làm cho hệ thống phức tạp.

Các máy bơm thủy lực được đặc trưng bởi công suất tốc độ dòng chảy, công suất tiêu thụ, ổ đĩa tốc độ, áp suất cung cấp ở đầu ra và hiệu suất của máy bơm. Máy bơm không 100% hiệu quả. Hiệu suất của máy bơm có thể được xác định bằng hai cách:

  • Một là hiệu suất thể tích là tỷ lệ giữa thể tích thực tế của chất lỏng được cung cấp cho khối lượng lý thuyết tối đa có thể.
  • Thứ hai là hiệu suất điện năng là tỷ lệ của đầu ra công suất thủy lực cho công suất cơ / điện đầu vào. Hiệu quả điển hình của máy bơm thay đổi từ 90-98%.

Máy bơm thủy lực có thể có hai loại:

  • máy bơm ly tâm.
  • máy bơm pittông.

Bơm ly tâm sử dụng động năng quay để cung cấp chất lỏng. Năng lượng quay thường đến từ động cơ thường hoặc động cơ điện. Chất lỏng đi vào cánh bơm dọc theo hoặc gần trục quay, tăng tốc trong cánh quạt và văng ra ngoại vi bằng lực ly tâm như hình 5.1.3. Trong máy bơm ly tâm, việc phân phối không đổi và thay đổi theo áp suất đầu ra. Các máy bơm này không phù hợp cho các ứng dụng áp suất cao và thường được sử dụng cho áp suất thấp và khối lượng lớn các ứng dụng dòng chảy. Công suất áp suất tối đa được giới hạn ở 20-30 bar và tốc độ cụ thể nằm trong khoảng từ 500 đến 10000. Hầu hết các máy bơm ly tâm không có tính năng tự định vị và vỏ máy bơm cần được đổ đầy chất lỏng trước khi khởi động máy bơm.

máy bơm ly tâm
máy bơm ly tâm

Máy bơm pittông là một máy bơm pít tông tích cực. Nó còn được gọi là  bơm dịch chuyển tích cực hoặc bơm piston. Nó thường được sử dụng khi số lượng tương đối nhỏ được xử lý và áp lực giao hàng là khá lớn. Cấu tạo của những máy bơm này là tương tự như động cơ bốn thì như hình 5.1.4. Tay quay được điều khiển bởi một số động cơ quay bên ngoài. Piston của bơm chuyển động tịnh tiến do quay tay quay. Pít-tông di chuyển xuống trong một nửa vòng quay của tay quay, van đầu vào mở ra và chất lỏng đi vào hình trụ. Trong nửa thứ hai quay tay quay, piston di chuyển lên, van đầu ra mở và chất lỏng di chuyển ra khỏi cửa ra. Tại một thời điểm, chỉ có một van được mở và van khác được đóng lại vì vậy không có rò rỉ chất lỏng. Tùy thuộc vào diện tích xi lanh mà máy bơm cung cấp không đổi thể tích chất lỏng trong mỗi chu kỳ độc lập với áp suất ở cổng ra.

bơm pittong
bơm pittong

Bơm nâng :

Nói chung, máy bơm được đặt trên thùng chứa chất lỏng như trong hình 5.1.5. Các máy bơm tạo ra một áp suất âm ở đầu vào làm cho chất lỏng được đẩy lên trong đường ống đầu vào bằng áp suất khí quyển. Nó dẫn đến lực nâng chất lỏng trong bơm hút. Các lực nâng tối đa của máy bơm có thể được xác định bằng áp suất khí quyển và được cung cấp bởi áp suất đầu như được đưa ra dưới đây:

Pressure Head, P = ρgh

Về mặt lý thuyết, máy bơm nâng được 8 m là có thể nhưng nó luôn thấp hơn do không mong muốn các hiệu ứng như cavitation. Sự tạo khoang là sự hình thành các khoang hơi trong chất lỏng. Các khoang có thể là các vùng nhỏ không chứa chất lỏng (“bong bóng” hoặc “khoảng trống”) được hình thành do một phần sự hóa hơi của chất lỏng (chất lỏng). Chúng thường được tạo ra khi chất lỏng bị sự thay đổi nhanh chóng của áp suất và áp suất tương đối thấp. Ở áp suất cao hơn, khoảng trống nổ và có thể tạo ra một sóng xung kích mạnh. Do đó, sự xâm thực phải luôn được tránh. Sự xâm thực có thể được giảm bớt bằng cách duy trì tốc độ dòng chảy thấp hơn ở đầu vào và do đó các đường ống đầu vào có đường kính lớn hơn đường ống đầu ra trong máy bơm. Các lực nâng máy bơm phải càng nhỏ càng tốt để giảm sự xâm thực và tăng hiệu suất của máy bơm.

bơm nâng
bơm nâng

Quy định áp suất của hệ thống thủy lực :

Điều chỉnh áp suất là quá trình giảm áp suất nguồn cao xuống mức thấp hơn áp suất làm việc phù hợp với ứng dụng. Đó là một nỗ lực để duy trì lối thoát áp suất trong giới hạn chấp nhận được. Việc điều chỉnh áp suất được thực hiện bằng cách sử dụng áp suất bộ điều chỉnh. Chức năng chính của bộ điều chỉnh áp suất là để phù hợp với dòng chất lỏng với nhu cầu. Đồng thời, bộ điều chỉnh phải duy trì áp suất đầu ra trong phạm vi nhất định giới hạn chấp nhận được. Sơ đồ của bộ điều chỉnh áp suất và các vị trí van khác nhau được hiển thị trong hình 5.1.6. Khi van V1 đóng và V2 mở thì tải chuyển động xuống và chất lỏng quay trở lại bể chứa nhưng máy bơm đã chết và nó dẫn đến sự gia tăng liên tục áp suất bơm. Cuối cùng, nó có thể dẫn đến hỏng máy bơm vĩnh viễn. Do đó cần có một số phương pháp để giữ áp suất phân phối P1 trong mức an toàn. Nó
có thể đạt được bằng cách đặt van điều chỉnh áp suất V3 như hình 5.1.6. Điều này van được đóng trong điều kiện bình thường và khi áp suất vượt quá một giới hạn nhất định, nó mở và chất lỏng từ đầu ra của bơm trở lại bể chứa qua van điều chỉnh áp suất V3. Như áp suất giảm trong khoảng giới hạn, van V3 lại đóng.

Sơ đồ điều chỉnh áp suất
Sơ đồ điều chỉnh áp suất

Khi van V1 đóng, toàn bộ chất lỏng được đưa trở lại bể chứa thông qua áp suất van điều tiết. Điều này dẫn đến mất điện đáng kể vì chất lỏng tuần hoàn từ bể chứa đến máy bơm và sau đó bơm đến bể chứa mà không thực hiện bất kỳ hoạt động hữu ích nào công việc. Điều này có thể dẫn đến tăng nhiệt độ chất lỏng vì năng lượng đầu vào chất lỏng dẫn đến tăng nhiệt độ chất lỏng. Điều này có thể cần cài đặt nhiệt thiết bị trao đổi vào bể chứa để tách nhiệt thừa. Điều thú vị là, mức tiêu thụ điện của động cơ nhiều hơn trong điều kiện như vậy vì áp suất đầu ra cao hơn áp lực công việc.

Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống thủy lực:

Ưu điểm của hệ thống thủy lực:

Hệ thống thủy lực sử dụng chất lỏng không nén được nên mang lại hiệu quả cao hơn.
• Nó cung cấp sản lượng điện ổn định mà khó khăn trong khí nén hoặc cơ khí hệ thống truyền động.
• Hệ thống thủy lực sử dụng chất lỏng không nén được mật độ cao. Khả năng của rò rỉ trong hệ thống thủy lực ít hơn so với trong hệ thống khí nén. Các chi phí bảo trì ít hơn.
• Các hệ thống này hoạt động tốt trong điều kiện môi trường nóng.

Nhược điểm của hệ thống thủy lực :

Vật liệu của bể chứa, đường ống, xi lanh và piston có thể bị ăn mòn với chất lỏng thủy lực. Vì vậy, người ta phải cẩn thận trong khi lựa chọn vật liệu và chất lỏng thủy lực.
• Trọng lượng và kích thước cấu trúc của hệ thống lớn hơn khiến nó không phù hợp với các công cụ nhỏ hơn.
• Các tạp chất nhỏ trong chất lỏng thủy lực có thể làm hỏng vĩnh viễn toàn bộ hệ thống, do đó cần phải cẩn thận và phải lắp đặt bộ lọc phù hợp.
• Sự rò rỉ của chất lỏng thủy lực cũng là một vấn đề quan trọng và cách phòng ngừa thích hợp phương pháp và con dấu phải được thông qua.
• Chất lỏng thủy lực, nếu không được xử lý đúng cách, có thể gây hại cho môi trường.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

0932 053 586