Thủy lực và các thiết bị thủy lực có vai trò rất quan trọng với sản xuất công nghiệp ngày nay. Nó thúc đẩy hiệu quả sản xuất, tăng sản lượng, giảm nhân công, tiết kiệm chi phí và an toàn với con người. Trong các thiết bị thủy lực đó, bơm thủy lực là một thiết bị trung tâm của hệ thống làm việc bằng dầu, nhớt, chất lỏng thủy lực. Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu kỹ hơn về thiết bị này nhé!
Khái niệm bơm thủy lực là gì?
Bơm thủy lực (tiếng Anh là Hydraulic Pumps) là một thiết bị cơ khí được sử dụng để tạo áp lực cao trong chất lỏng, thường là dầu thủy lực, để điều khiển các hệ thống cơ khí hoặc máy móc. Loại bơm này thường được sử dụng để cung cấp lực ép, lực kéo hoặc lực nén để thực hiện các tác vụ cơ khí như nâng, đẩy, kéo, bóp, ép, uốn và xoay các bộ phận và vật liệu.
Hiểu một cách đơn giản, nó là một bộ chuyển đổi biến cơ năng thành thủy năng cung cấp cho các bộ phận khác trong một thiết bị, dụng cụ thủy lực. Việc truyền động thủy lực của máy bơm sẽ được kiểm soát bằng van điều khiển và các ống dẫn.
Hiện nay, một hệ thống thủy lực có thể được lắp đặt một hoặc nhiều chiếc máy bơm thủy lực để đáp ứng hiệu suất công việc. Thiết bị này được thiết kế đa dạng về áp suất làm việc, nằm trong khoảng từ 700 bar đến 10000 Psi. Ngoài ra, chúng có thể được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau và kết hợp với các thiết bị thủy lực khác. Bơm cung cấp dầu thủy lực cho cả xi lanh đơn, xi lanh kép với nhiều kích thước đường kính và hành trình đa dạng.
Cấu tạo của máy bơm thủy lực
Thiết bị này được cấu tạo bao gồm nhiều bộ phận hoạt động với nhau một cách nhịp nhàng để tạo ra áp lực cao trong chất lỏng và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm. Bao gồm:
– Động cơ: là bộ phận cung cấp năng lượng cho bơm, giúp nó hoạt động. Động cơ thường được kết nối trực tiếp với bơm thông qua trục quay.
– Bộ phận hút: là nơi chất lỏng được hút vào bơm thông qua ống dẫn hoặc van hút.
– Bộ phận đẩy: là nơi chất lỏng được đẩy ra khỏi bơm thông qua van đẩy hoặc ống dẫn.
– Van hút: được sử dụng để kiểm soát lượng chất lỏng được hút vào bơm. Van này chỉ cho phép chất lỏng di chuyển từ bộ phận hút vào bộ phận đẩy.
– Van đẩy: được sử dụng để kiểm soát lượng chất lỏng được đẩy ra khỏi bơm. Van này chỉ cho phép chất lỏng di chuyển từ bộ phận đẩy ra bên ngoài.
– Trục quay: là bộ phận quay của bơm và nó được kết nối với động cơ để tạo ra chuyển động quay.
– Bơm ly tâm: là loại bơm sử dụng lực ly tâm để đẩy chất lỏng ra khỏi bơm. Bơm ly tâm thường có một hoặc nhiều cánh quạt xoay để tạo ra lực ly tâm.
– Bơm piston: sử dụng các piston để tạo áp lực trong chất lỏng. Bơm piston có thể là loại đơn hoặc đa piston.
– Hệ thống điều khiển: được sử dụng để kiểm soát hoạt động của bơm. Hệ thống này bao gồm các thiết bị như van điều khiển áp suất, cảm biến áp suất, bộ điều khiển và mạch điện tử.
Nguyên lý hoạt động của bơm
Thiết bị thủy lực này hoạt động theo nguyên lý chuyển động của chất lỏng, áp suất và lực hút. Khi bơm được kích hoạt, chất lỏng sẽ được hút vào bơm thông qua bộ phận hút và di chuyển đến bộ phận đẩy, trong đó chất lỏng sẽ được đẩy ra khỏi bơm thông qua van đẩy. Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực, ta có thể tham khảo các bước sau:
Bước 1: Hút chất lỏng vào bơm
Trong bơm thủy lực, chất lỏng được hút vào bơm thông qua bộ phận hút, thường là van hút hoặc ống dẫn. Khi bộ phận hút được kích hoạt, áp suất bên trong bơm giảm, tạo ra lực hút và hút chất lỏng từ nguồn cung cấp.
Bước 2: Tạo áp suất trong bơm thủy lực
Sau khi chất lỏng được hút vào bơm, nó sẽ được đẩy đến bộ phận đẩy thông qua trục quay. Trong quá trình này, bơm sẽ tạo ra lực ly tâm, đẩy chất lỏng về phía trục quay. Lực ly tâm tạo ra áp suất cao trong bơm, làm tăng áp suất chất lỏng và đẩy nó ra khỏi bơm thông qua van đẩy hoặc ống dẫn.
Bước 3: Đẩy chất lỏng ra khỏi bơm
Khi áp suất chất lỏng được tăng cao đủ để vượt qua áp suất của môi trường xung quanh, chất lỏng sẽ được đẩy ra khỏi bơm thông qua van đẩy hoặc ống dẫn. Quá trình này được lặp lại liên tục, tạo ra luồng chất lỏng liên tục và cung cấp áp suất cao cho các ứng dụng thủy lực.
Phân loại bơm thủy lực
Dựa vào cách thức vận hành, chúng được chia thành 2 loại chính là bơm tay thủy lực và bơm điện thủy lực. Hai dạng máy bơm này được chia thành 3 loại chính với đặc điểm riêng như sau:
Bơm thủy lực piston (hướng trục, hướng tâm)
Loại bơm có áp suất và lưu lượng cao, được sử dụng chuyên cho những công việc nặng nên giá thành cao nhất hiện nay.
Bơm hoạt động hút và đẩy dầu thủy lực theo nguyên tắc: sự thay đổi thể tích trong bơm. Trong đó, piston là bộ phận đóng vai trò quan trọng nhất khi nó chuyển động tịnh tiến qua lại. Cũng vì thế mà chúng còn có tên gọi khác là máy bơm thủy lực piston.
Dựa trên sự hoạt động của piston thì máy bơm này được chia thành hai loại nhỏ: bơm piston hướng tâm (có kích thước lớn và chế tạo phức tạp) và bơm piston hướng trục (chỉ nên dùng cho những động có có momen thay đổi nhỏ, vận tốc lớn).
Bơm thủy lực bánh răng (Bơm nhông)
Loại máy bơm này tên tiếng Anh là Gear Pump – một dạng bơm có thể hút được các chất siêu đặc, siêu nhớt như dầu, nhớt với áp suất và lưu lượng trung bình. Ưu điểm lớn nhất của loại bơm này đó là nó có kết cấu đơn giản, cho phép quá tải trong thời gian ngắn và có thể kiểm soát được áp suất, lưu lượng bơm.
Bơm nhông có cấu tạo gồm bánh răng chủ động, bánh răng bị động, phớt, trục, vỏ bơm, đường cấp và thoát dầu. Nó cũng được chia thành hai dạng nhỏ đó là bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng ăn khớp trong.
Bơm bánh răng này có công suất lớn nên thường được nằm trong cấu tạo của các loại máy công nghiệp cỡ lớn như máy xúc, máy ủi, máy đào…
Bơm thủy lực cánh gạt (Bơm lá)
Loại bơm này có tên tiếng Anh là Vane Pumps với cấu tạo gồm vỏ bơm, stato, đường dầu cấp vào, đường dầu đẩy ra, cánh gạt, trục, rotor. Trung bình mỗi chiếc bơm lá sẽ có khoảng 8 – 12 cánh gạt (bàn phẳng). Ưu điểm của loại máy bơm này là có hiệu suất làm việc cao, vận hành êm, lưu lượng đều đặn, dễ dàng tháo lắp và bảo dưỡng. Tuy nhiên, bạn không nên sử dụng loại máy bơm này để bơm các chất đặc như nhớt hoặc dầu.
Dòng bơm cánh gạt hiện nay có hai dạng chính đó là bơm cánh gạt ké và bơm cánh gạt đơn. Chúng chỉ nên được sử dụng để bơm tại các hệ thống thủy lực có áp suất và lưu lượng trung bình.
>> Có thể bạn quan tâm
- Tìm hiểu về nối đất bảo vệ là gì? Mục đích và cách nối đất bảo vệ
- Hướng dẫn cách lắp bảng điện gia đình, dân dụng đơn giản
Máy bơm thủy lực được ứng dụng như thế nào?
Trong các ngành công nghiệp và cơ khí, thiết bị này được ứng dụng rất phổ biến để tạo ra dòng chất lỏng với áp lực cao, phục vụ cho các loại máy móc hoạt động hiệu quả. Hiện nay, chúng được ứng dụng cho nhiều hệ thống làm việc của các nhà máy, xưởng sản xuất công nghiệp… với ưu điểm giúp tiết kiệm sức người, giảm chi phí nhân công, tăng năng suất và sản lượng.
Mặc dù các thiết bị thủy lực khác và bơm thủy lực đã được nghiên cứu và đưa vào sản xuất từ những năm 30 của thế kỷ XX. Thế nhưng phải đến thời kỳ đổi mới nền công nghiệp hóa – hiện đại hóa thì những thiết bị này mới phổ biến ở Việt Nam. Mỗi loại máy bơm sẽ có những ứng dụng cụ thể khác nhau như:
Bơm thủy piston, bánh răng, cánh gạt
Chúng được lắp và dùng cho những loại móc như: máy ép, máy nghiền, máy uốn, máy dập lỗ, máy xử lý vật liệu hoặc trong các thang hàng, băng tải, cẩu trục…
Thiết bị phục vụ cho các sản xuất vật liệu xây dựng, nhà máy cơ khí chế tạo, luyện kim, chế biến gỗ, sản xuất giấy, sản xuất và lắp ráp ô tô- xe cơ giới, công nghiệp nhựa, hàng không, hóa chất…
Máy bơm thủy lực loại nhỏ (bơm mini)
Chúng thường được dùng để lắp vào cánh tay robot, sử dụng cho ngành lắp ráp máy móc, linh kiện, dệt may…
Bơm thủy lực công nghiệp
Thiết bị được sử dụng lắp cho các bộ nguồn phục vụ vận tải hàng hóa,xây dựng công trình, khai thác khoáng sản, xử lý rác thải hay sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện, thủy điện…
Cách đo hiệu suất bơm thủy lực
Thông thường, trên thân máy bơm hoặc trong thông tin đi kèm sản phẩm, nhà sản xuất sẽ đề cập đến lưu lượng cao nhất mà thiết bị đó hoạt động trong một vòng quay.
Công thức tính lưu lượng của bơm
Đơn vị tính lưu lượng riêng của bơm thủy lực là cc/vòng. Để tính được lưu lượng bơm cụ thể của từng loại máy bơm thì sử dụng công thức:
Q= n.q
Trong đó:
- Q là lưu lượng
- n là số vòng quay
- q là lưu lượng riêng.
Cách tính áp suất của bơm thủy lực
Áp suất là thông số quan trọng thứ hai mà bạn cần quan tâm khi sử dụng thiết bị này. Áp suất của máy thể hiện khả năng tạo lực đẩy để động cơ chấp hành trong hệ thống (thuộc thiết bị khác) có thể làm việc. Công thức tính áp suất của máy bơm này là:
P= F:S
Trong đó:
- P là áp suất
- F là lực cần tạo ra cho xi lanh
- S là diện tích của piston.
Đơn vị tính áp suất thông thường là Bar nhưng đúng nhất sẽ là N/m2. Nếu cần thiết, bạn có thể quy đổi theo công thức:
1 bar= 10^5 N/m2.
Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ về khái niệm, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng đặc thù của máy bơm thủy lực. Nếu có nhu cầu tìm mua thiết bị này thì hãy liên hệ với thietbi.us. Đơn vị sẽ tư vấn giúp bạn lựa chọn được loại máy bơm phù hợp nhất và mua hàng với nhiều ưu đãi nhất.