Bơm thủy lực

Bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực được biết đến là trung tâm đóng vai trò quan trọng của một hệ thống thủy lực. Cung cấp công suất và truyền động lực qua giữa sự kết nối dịch và sự kiểm soát bởi các van. Đối với một máy bơm thủy lực thì công suất thủy lực được xác định bởi những dòng chảy và áp suất vận hành.

Đây là một trong những thiết bị được đánh giá hữu dụng trong việc chuyển hóa năng lượng. Thông qua đó góp phần cung cấp dòng môi chất hay còn được gọi là dầu thủy lực. Và sau đó sẽ chuyển đổi thành lực hay momen bời nhờ có cơ cấu xi lanh thủy lực.

Nói đơn giản bơm thủy lực được hiểu là nguồn động lực là thành phần quan trọng của hệ thống với chức năng thực hiện hút chất lỏng và đồng thời đẩy với áp suất lớn vào hệ thống. Thiết bị thông qua giữa quá trình kiểm soát van thủy lực và kết nối mà đảm bào sẽ cung cấp đầy đủ công suất để truyền động thủy lực. 

Cấu tạo của bơm thủy lực

Với sự hoạt động ổn định và mạnh mẽ của mình mà bơm thủy lực đã được tích hợp rất nhiều các bộ phận cao cấp khác nhau. Bao gồm:

• Vỏ bơm 
• Đường cấp dầu vào 
• Đường dầu ra 
• Phớt 

Cánh quạt, piston hay bánh răng (tùy thuộc vào loại bơm khác nhau)

Nguyên lý hoạt động

Đa phần các loại bơm thủy lực đều có chung một nguyên lý hoạt động nhất định. Cùng với áp suất cao bơm thủy lực sẽ tạo ra dòng chảy chất lỏng mạnh đủ để vượt qua các áp lực cản trở của tải. Đối với quá trình vận hành, thiết bị sẽ thực hiện lần lượt hai chức năng sau:

Đầu tiên lực cơ học sẽ tác động giúp hình thành ra chân không ở cửa vào của thiết bị bơm. Dựa vào áp suất khí tạo ra lực để đưa dầu, nhớt, chất lỏng từ nguồn bơm. 

Thứ hai đó là dưới tác động của cơ học mà chất lỏng tạo ra sẽ được đưa vào đường vào của thiết bị bơm. Và giúp hệ thống tạo ra lực đẩy.

Nhìn chung mà nói, thiết bị bơm thủy lực có công suất được xác định bởi: dòng cung cấp bởi bơm và áp suất vận hành của thiết bị. Lưu ý rằng bơm tạo ra dòng chảy của chất lỏng và dầu mà không phải là tạo ra áp suất. 

Vì thế có thể nói nếu áp suất của đầu ra bằng 0 thì có nghĩa bơm không được kết nối với hệ thống do tạo ra dòng chảy chống lại lưu lượng chất lỏng trong hệ thống. Đồng thời điều đó giúp thúc đẩy làm tăng áp suất lên 

Thông số kỹ thuật của bơm thủy lực

Đối với các loại bơm thủy lực có thể nói nhìn chung chúng đều có mức áp suất đa dạng. Chính vì thế thông số kỹ thuật bơm thủy lực thường có dao động như sau:

Áp suất có thể lên đến 700 bar hoặc 1000 Psi. Điều này cho phép bơm thủy lực có thể lắp đặt ở nhiều nơi khác nhau như trên thùng dầu,…

Áp suất lớn nhất của bơm thủy lực có thể lên đến khoảng 250kg/cm2

Bơm thủy lực có áp suất định mức không quá 210kg/cm2

Tốc độ 500 đến 3000

Tầng bơm từ 1-3 

Tốc độ bơm trung bình 3000 vòng/phút

Các loại bơm thủy lực

Để giúp việc lực chọn và đánh giá bơm thủy lực phù hợp với từng mục đích khác nhau. Mà bơm thủy lực được chia thành nhiều loại khác nhau với những đặc điểm cấu tạo riêng, áp suất cũng như hãng sản xuất và thương hiệu khác nhau,…

1. Bơm thủy lực bánh răng

Bơm thủy lực bánh răng hay còn được gọi với cái tên là bơm nhông. Đây được xem là loại bơm được sử nhiều và phổ biến nhất hiện nay. Cấu tạo của loại bơm này gồm có bánh răng chủ động và bị động, phớt, trục, vỏ bơm và đường cấp thoát dầu. Với loại bơm này được chế tạo rất đơn giản cần cặp bánh răng ăn khớp với nhau. Và đây cũng là loại bơm có giá thành thấp so với các loại bơm khác. Nếu bạn đang tìm kiếm một loại bơm hút đẩy dầu, nhớt mà áp suất cùng với lưu lượng làm việc không cao. Thì bơm bánh răng là lựa chọn bạn không nên bỏ qua.

Đặc điểm:

• Roto chuyển động quay bên trong vỏ giúp nén chất lỏng vì thế dòng chảy của loại bơm này tương đối đều.
• Áp suất của loại bơm thủy lực bày khá lớn tuy nhiên thấp hơn bơm piston
• Có áp suất làm việc từ 20 ~ 150at, tuy nhiên trong một số trường hợp đặc biệt áp suất làm việc có thể cao hơn

Ưu điểm:

• Có kích thước nhỏ gọn cùng kết cấu đơn giản
• Tuổi thọ cao 
• Tốc độ quay lớn, độ tin cậy cao

Nhược điểm:

• Hiệu suất lưu lượng thấp có thể bị rò rỉ
• Khó trong việc điều chỉnh được lưu lượng nhưng không thay đổi số vòng quay 

Hệ thống bôi trơn:

• Kết hợp hệ thống hỗ trợ lái cùng phanh 
• Sử dụng dầu cao áp cho toàn bộ các hệ thống 

2. Bơm thủy lực Piston

Đối với loại bơm được cấu tạo từ hai thành phần chính là piston và xilanh. Thì bơm thủy lực Piston hoạt động hiệu quả ở các thiết bị máy móc có yêu cầu cso áp suất lớn.

Bởi nguyên lý hoạt động của loại bơm thủy lực này được dựa trên nguyên tắc thể tích giữa piston và xilanh. Quy trình sẽ lần lượt hút và đẩy chất lỏng đi, cùng với đó do bề mặt hoạt động là trụ nên bơm sẽ chịu được áp suất dầu lớn. Dựa vào cách lắp đặt riêng biệt này mà loại bơm thủy lực piston này thường được chia thành hai loại là bơm hướng tâm và bơm hướng trục.

Bơm Piston hướng tâm

Bơm piston hướng tâm là loại bơm được cấu tạo cá piston chuyển động hướng tâm với trục quay của rotor. Lưu lượng khác nhau sẽ được tùy thuộc vào số lượng piston trong bơm. Bên cạnh đó bơm piston hướng tâm có nhược điểm là chế tạo phức tạp và có kích thước lớn. 

Bơm Piston hướng trục

Là loại bơm được thiết kế có piston đặt song song với trục quay và được chuyển động bằng đường truyền là các khớp hoặc đĩa nghiêng. Vì sự tì sát vào mặt của đĩa nghiêng của piston mà giúp cho piston vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay trục quay. Từ đó nâng cao hiệu quả làm việc của loại bơm này.

Đặc điểm chung của bơm thủy lực Piston 

• Vỏ xilanh kín, bền đảm bảo chịu được áp suất làm việc lớn 
• Hiệu suất bơm cao
• Áp suất được tạo ra lớn 
• Nhờ hoạt động dựa trên chu kì hoạt động của piston nên dễ gặp phải hiện tượng dao động lưu lượng
• Không cần mồi bơm 
• Bị giới hạn số vòng quay 
• Có thể thay đổi quy trình quay piston để thay đổi lưu lượng 

3. Bơm thủy lực trục vít

Khi bơm bánh răng được thiết kế có ít răng cùng như góc nghiêng của bánh răng lớn hơn thì sẽ trở thành bơm trục vít. Và đây cũng là lý do có nhiều người gọi bơm trục vít là biến thể của bơm bánh răng. 

Bơm trục vít ngày càng được cải tiến hơn với 2 trục vít ăn khớp với nhau tuyệt đối. Cùng với đặc điểm nổi bật là dòng dầu được truyền từ khoang hút cho đến khoang nén theo chiều của trục vít và tại chân ren sẽ đảm bảo không xuất hiện tình trạng bị chèn dầu, giúp bơm hoạt động một cách linh hoạt nhất. Tuy có cấu tạo phức tạp nhưng loại bơm này lại có máy chạy êm cùng độ gợn dung lượng cực nhỏ. Hoàn toàn có thể đảm bảo được quá trình làm việc đạt hiệu quả của máy bơm thủy lực trục vít trong hoạt động. 

4. Bơm cánh gạt

Đây là một trong những loại bơm có số lượng sử dụng phổ biến hiện nay chỉ sau bơm bánh răng. Với hệ thống động cơ có áp suất thấp và trung bình khi đối chiếu với bơm bánh răng thì bơm cánh gạt có thể đảm bảo hiệu suất lưu lượng cao hơn. Là loại bơm có nhiều phân khúc khác nhau tuy nhiên bơm cánh gạt có hai loại chính đó là bơm cánh gạt đơn và bơm cánh gạt kép. 

Ứng dụng của bơm thủy lực

Bơm thủy lực được sử dụng trên nhiều thiết bị chuyên dụng khác nhau và những máy móc công công nghiệp.

Một số bơm được ứng dụng trên thiết bị như:

• Bơm thủy lực xe nâng
• Bơm thủy lực xe xúc lật
• Bơm thủy lực xe xúc đào
• Bơm thủy lực xe ủi

Mẹo tính toán chọn mua bơm thủy lực

Để tính toán chọn mua bơm thủy lực có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn bạn cần chú ý các vấn đề sau:

Về thông số kỹ thuật ban đầu

Bạn cần xác định được tốc độ động cơ điện muốn sử dụng để chọn sơ bộ số vòng quay động cơ điện nđc (vg/ph)

Áp suất làm việc lớn nhất của bơm cung cấp (tính cả tổn thất): p

Lưu lượng lớn nhất của cơ cấu (cần được cấp đồng thời): Q (cm3/ph)

Tổn thất của lưu lượng bơm được tính như sau:

Ƞvol = 0,9 ÷ 0,95

Cách tính lưu lượng riêng của bơm 

Áp dụng công thức: q = Q/(nđc*ηvol) (cm3/vg)

Sau khi tính được lưu lượng riêng, từ đó có thể bắt đầu chọn loại bơm theo tiêu chuẩn 

Cách tính công suất động cơ điện

Lưu lượng lý thuyết của bơm được tính như sau:

Công thức: Qb = q.nđc/1000 (l/ph)

Hiệu suất của bộ truyền từ bơm đến động cơ được tính bằng: Ƞ1 = 0,86

Áp dụng công thức sau để tính được công suất làm việc trên trục động cơ của bơm 

Ntr = pp.Qp/(600.Ƞ1) (kw)

Chọn động cơ theo tiêu chuẩn sẽ đảm bảo bơm có công suất lớn trên trục. Tùy với mức độ an toàn của hệ thống cùng linh kiện sử dụng có bơm khác nhau mà sẽ có những hiệu quả khác nhau. Sau bước tính các số liệu của bơm thủy lực, người mua nên tiến hành kiểm  nghiệm lại áp suất cũng như lưu lượng thực tế của bơm. Từ đó có cách cài đặt van an toàn sao cho hợp lý nhất. 

Tiêu chuẩn khi chọn mua bơm thủy lực 

Lưu lượng riêng là đại lượng đặc trưng của bơm thủy lực. Đây là giá trị thể hiện được lưu lượng bơm có thể đẩy được say một vòng quay. Lưu lược riêng có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của các cơ cấu.

Số vòng quay cần được thiết kế trong dải số vòng quay tối ưu, để giúp có bơm có thể hoạt động tốt cùng với đó có thể đảm bảo được hiệu suất làm việc.

Xem thêm: Các thương hiệu bơm thủy lực hàng đầu hiện nay

Đối với áp suất cần chú ý các áp suất của bơm như áp suất làm việc liên tục lớn nhất, áp suất làm việc tức thời và áp suất chịu đựng lớn nhất của bơm. 

Hiệu suất và độ ồn của bơm cũng là một trong những tiêu chuẩn cần chú ý trong quá trình lựa chọn. 

Ngoài ra khi mua bơm thủy lực các tiêu chuẩn về kỹ thuật không kém phần quan trọng cần chú ý đó là giá cả, tuổi thọ của bơm, phạm vi số vòng quay, sự dao động lưu động, thể tích nén cố định hay thay đổi và khả năng chịu tác động của các hợp chất hóa học,…