Bơm thủy lực là gì? (Hydraulic Pumps)

Thủy lực và các thiết bị thủy lực 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, chúng ta không thể không nhắc đến bơm – một thiết bị trung tâm của hệ thống. Hệ thống bao gồm: nguồn cấp dầu, bơm, động cơ, các loại van, xi lanh thủy lực và cuối cùng là phụ kiện.

Bơm thủy lực là một trong những thiết bị quan trọng và cực kỳ cần thiết trong vận hành hệ thống làm việc bằng dầu, nhớt hay chất lỏng thủy lực. Bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn thêm thông tin về bơm thủy lực cũng như giải đáp một số thắc mắc liên quan đến sản phẩm.

 

Có người cho rằng, nếu bơm tốt thì hệ thống sẽ hoạt động ổn định và góp phần đạt năng suất. Điều đó quả thật không sai, vậy bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực là nguồn động lực của hệ thống. Nó thực hiện việc hút chất lỏng thủy lực ở thùng chứa, bơm và đẩy với áp suất cao vào hệ thống mà cụ thể là các ống dẫn để cung cấp cho xi lanh, lọc, van… hoạt động.

Hay có thể hiểu là bơm biến cơ năng thành năng lượng của dòng chất lỏng. Bơm cung cấp đầy đủ công suất truyền động thủy lực thông qua việc kiểm soát bằng van thủy lực và kết nối.

Thông thường, bơm đa dạng mức áp suất làm việc, có thể đặt 700 bar hoặc 10000 Psi, có thể lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau như trên thùng dầu… Bơm dầu thủy lực cung cấp dầu cho xi lanh đơn và cả cho xi lanh kép với hành trình và đường kính đa dạng.

Một hệ thống có thể lắp đặt 1 bơm thủy lực hoặc nhiều bơm để phục vụ công việc.

Nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực

Cấu tạo của bơm sẽ gồm vỏ bơm, đường cấp dầu vào, đường dầu ra, phớt và tùy theo loại bơm mà có cánh gạt, bánh răng hay piston.

Bơm hay tất cả các thiết bị thủy lực đều hoạt động theo một nguyên lý nhất định.

Bơm sẽ tạo ra một dòng chảy chất lỏng thủy lực với áp suất cao, đủ mạnh để có thể vượt qua những áp lực cản trở của tải. Bơm thủy lực là thiết bị cơ khí thực hiện việc biến đổi cơ năng thành năng lượng của thủy lực.

Trong quá trình hoạt động, bơm thực hiện lần lượt hai chức năng:

+ Đầu tiên, lực cơ học sẽ tác động hình thành nên chân không ở cửa vào của bơm. Chính áp suất khí đã tạo lực để đưa dầu, nhớt, chất lỏng thủy lực từ thùng chứa hay nguồn vào bơm.
+ Sau đó, chất lỏng này sẽ được đưa vào đường vào của bơm dưới tác động của lực cơ học và sau đó tạo lực đẩy đi vào hệ thống.

Công suất bơm thủy lực được xác định dễ dàng qua: áp suất vận hành và và dòng chảy cung cấp bởi bơm. Lưu ý với khách hàng đó là: bơm tạo ra dòng chảy của dầu, chất lỏng, bơm không tạo ra áp suất. Nếu áp suất đầu ra của bơm bằng 0 thì điều đó chứng tỏ bơm không được đấu nối với hệ thống bởi vì bơm tạo ra dòng chảy cần thiết để tăng áp suất lên và nó chống lại lưu lượng của chất lỏng trong hệ thống.

Xem thêm: BƠM THỦY LỰC ĐỘNG CƠ XĂNG

Các lại máy bơm thủy lực

 

Để thuận tiện cho việc lựa chọn bơm thủy lực, người ta phân chia thành nhiều loại bơm khác nhau dựa trên nhiều căn cứ: đặc điểm cấu tạo, hãng sản xuất, áp suất… Mỗi loại sẽ phù hợp với yêu cầu công việc khác nhau nên việc chọn bơm cần được tính toán cần thận.

Bơm thủy lực piston (hướng trục, hướng tâm)

Đây chính là loại bơm thủy lực áp suất cao. Nó thực hiện những công việc nặng nhọc, áp suất và lưu lượng cao. Chính vì thế mà giá thành của loại bơm này cũng cao hơn so với các loại bơm còn lại.

Bơm có hoạt động hút và đẩy chất lỏng dựa trên một nguyên tắc cơ bản đó là: Sự thay đổi thế tích trong bơm. Trong đó, piston đóng vai trò quan trọng khi nó chuyển động tịnh tiến qua lại.

Bơm piston có hai loại: Bơm piston hướng tâm, bơm piston hướng trục.

Bơm hướng kính thì có nhược điểm là kích cỡ lớn, chế tạo phức tạp còn bơm hướng trục thì chỉ dùng cho những động cơ có momen thay đổi nhỏ, động cơ có vận tốc lớn.

Bơm thủy lực bánh răng (Bơm nhông – Gear Pump)

Bơm thủy lực bánh răng hay còn có tên gọi khác là bơm nhông. Nếu khách hàng cần một bơm hút đẩy dầu, nhớt mà áp suất làm việc và lưu lượng không lớn thì bơm bánh răng là một lựa chọn hợp lý.

Cấu tạo của bơm bánh răng bao gồm: bánh răng chủ động, bánh răng bị động, phớt, trục, vỏ bơm, đường cấp và thoát dầu.

Bơm bánh răng cũng có hai loại: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài, bơm bánh răng ăn khớp trong. Bơm thủy lực máy xúc, máy đào, máy ủi… là bơm bánh răng với công suất lớn.

Ưu điểm của bơm bánh răng đó là: Kết cấu bơm đơn giản, chịu được quá tải trong thời gian ngắn, có thể điều chỉnh áp suất và lưu lượng của bơm. Đặc biệt, bơm có thể bơm được các chất lỏng có tính siêu đặc, siêu nhớt.

Cũng chính vì thế mà bơm nhông hiển nhiên trở thành cái tên quen thuộc được nhiều khách hàng sử dụng trong các hệ thống làm việc bằng dầu, nhớt.

Bơm thủy lực cánh gạt (Bơm lá – Vane Pumps)

Bơm thủy lực cánh gạt được nhiều người gọi với tên khác đó là bơm lá. Một bơm cánh gạt sẽ có cấu tạp gồm các bộ phận sau: Vỏ bơm, stato, đường dầu cấp vào, đường dầu đẩy ra, cánh gạt, trục, rotor.

Trung bình mỗi bơm sẽ có từ 8-12 cánh gạt (bàn phẳng). Bơm có độ phổ biến cao với hiệu suất làm việc đảm bảo, vận hành êm ái, dễ dàng tháo lắp để bảo dưỡng, lưu lượng bơm đều. Tuy nhiên, khi cần bơm các chất đặc hoặc nhớt thì bơm lá không phải là lựa chọn phù hợp.

Hiện nay, trên thị trường có hai loại bơm đó là: bơm cánh gạt kép, bơm cánh gạt đơn. Cũng giống với bơm nhông, bơm lá phù hợp với hệ thống có áp suất và lưu lượng trung bình.

Bơm thủy lực trục vít

Đây chính là bơm biến thể của bơm thủy lực bánh răng. Khi mà góc nghiêng lớn kèm với số bánh răng ít hơn thì người ta gọi đó là bơm trục vít.

Sự biến thể này giúp dầu hay chất lỏng thủy lực đi từ khoang hút sang khoang nén theo chiều của trục vít mà không có sự chèn dầu tại các chân ren.

So với các loại bơm khác thì bơm trục vít có nhược điểm: Chế tạo bơm phức tạp, cấu trúc bơm không đơn giản. Tuy nhiên, bơm trục vít lại có ưu điểm nổi bật như: Vận hành êm, ít tiếng ồn, độ gợn dung lượng nhỏ, hiệu quả bơm cao.

Bên cạnh đó, người ta phân chia theo các hãng sản xuất: Bơm HDX, Yuken, Saitfon, Nachi, Hydroluc… hay theo nguồn gốc xuất xứ: Bơm Ấn Độ, bơm Hàn Quốc, bơm Đài Loan, bơm Đức, bơm Nhật bản…

Ứng dụng của bơm thủy lực

Trong công nghiệp, bơm thủy lực được sử dụng nhiều nhằm tạo ra dòng chất lỏng có áp lực cao để phục vụ hoạt động. Chính vì thế mà nó ứng dụng trong nhiều hệ thống làm việc giúp tiết kiệm sức người, giảm nhân công, tăng năng suất cũng như sản lượng.

Bơm thủy lực cũng nhưu thiết bị thủy lực đã được con người nghiên cứu, đưa vào sản xuất ở những năm 30 của thế kỷ 20 nhưng nó trở nên phổ biến và cần thiết ở nước ta nhất là khi thực hiện đổi mới công nghiệp hóa- hiện đại hóa.

Bơm thủy lực các loại: piston, cánh gạt, bánh răng được lắp và dùng cho các máy ép, máy nghiền, máy dập lỗ, máy uốn, máy xử lý vật liệu hay trong các thang hàng, băng tải, cẩu trục …phục vụ cho các nhà máy cơ khí chế tạo, sản xuất vật liệu xây dựng, luyện kim, sản xuất và lắp ráp ô tô- xe cơ giới, chế biến gỗ, sản xuất giấy, hóa chất, công nghiệp nhựa, hàng không…

Đối với các bơm thủy lực loại nhỏ, mini thường được lắp vào cánh tay robot sử dụng trong ngành lắp ráp máy móc, linh kiện, dệt may…

Bơm thủy lực công nghiệp còn được lắp cho các bộ nguồn phục vụ vận tải hàng hóa, khai thác khoáng sản, xây dựng công trình, xử lý rác thải hay trong các nhà máy nhiệt điện, thủy điện…

Để có thể sử dụng hiệu quả bơm thủy lực thì chắc chắn khách hàng cần phải sử dụng dầu chất lượng với độ nhớt, độ lỏng thích hợp. Bên cạnh đó, những phụ kiện cho bơm và hệ thống cũng không nên bỏ qua: ống dẫn dầu, lọc dầu, co nối, đồng hồ đo áp suất…

Cách tính toán và chọn mua bơm thủy lực

Việc tính toán và chọn mua bơm rất quan trọng vì nó quyết định trực tiếp đến lực của cơ cấp chấp hành xi lanh và gián tiếp đến hiệu quả sử dụng bơm, an toàn hệ thống.

Trước tiên cần xác định loại bơm mà bạn cần đó là bơm piston áp cao hay các bơm áp thấp như: bơm cánh gạt, bơm bánh răng.

Sau đó sẽ tính toán để tìm ra bơm có công suất thích hợp. Chúng ta quan tâm đến các thông số như: lưu lượng, số vòng quay, áp suất.

Lưu lượng bơm chính là lượng chất lỏng thủy lực mà bơm cung cấp cho hệ thống trong một đơn vị thời gian nhất định, thường là phút.

Trên thân bơm hoặc trong tờ thông tin bơm sẽ có ghi cụ thể lưu lượng riêng max, lưu lượng min mà bơm có thể đạt được trong 1 vòng quay. Đơn vị của lưu lượng riêng là cc/vòng.

Để tính lưu lượng của bơm thì bạn phải sử dụng công thức: Q= n.q

Với Q là lưu lượng, n là số vòng quay và q là lưu lượng riêng.

Tiếp theo đó là áp suất – thông số thứ 2 mà bạn cần phải quan tâm. Áp suất ở đây đại diện cho khả năng tạo ra lực đẩy để động cơ chấp hành có thể làm việc. Công thức tính áp suất đơn giản với: P= F:S

Với P là áp suất, F là lực cần tạo ra cho xi lanh, S là diện tích của piston . Thông thường, người ta hay dùng Bar nhưng đúng sẽ là N/m2 nên ta có công thức để quy đổi như sau: 1 bar= 10^5 N/m2.

Từ hai công thức trên, quý khách đã có thể tìm được công suất bơm phù hợp, đáp ứng 99% công việc.

Sau đó các bạn sẽ xem xét và lựa chọn hãng sản xuất. Một số loại bơm được nhiều người dùng hiện nay như: Bơm thủy lực Yuken, Rexroth, Parker,Nachi…

Đối với các bơm thủy lực xe nâng, máy cày, máy cơ giới… người ta chọn bơm nhông của hãng HDX, Yuken… vừa giá cả phải chăng lại bền và dễ tìm mua trên thị trường.

CÔNG TY THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG AN

Công ty thiết bị thủy lực Trường An chuyên cung cấp phân phối và sửa chữa thiết bị thủy lực công nghiệp chất lượng cao từ các nhãn hiệu lớn : OPT, TLP, TAC, Boss... của các nước như: USA, Japan, Taiwan …Với kinh nghiệm hơn 7 năm trong lĩnh vực công nghiệp, thiết bị thủy lực Trường An luôn chia sẻ những kinh nghiệm cũng như tư vấn khách hàng những sản phẩm tốt nhất, phù hợp với từng nghành nghề.