Tổng quan bộ nguồn thủy lực, trạm nguồn thủy lực

Hôm nay, chúng ta cùng tìm hiểu bộ nguồn thủy lực về cấu tạo, cách thức hoạt động, ưu điểm và ứng dụng của nó thông qua 1 cái nhìn tổng quan. Những kiến thức này sẽ rất bổ ích với những người đang có nhu cầu gia công trạm nguồn theo yêu cầu.

Bộ nguồn thủy lực là gì?

Đối với hệ thống thủy lực thì bộ nguồn thủy lực sẽ là 1 thành phần vô cùng quan trọng. Nó không riêng lẻ mà là sự kết hợp của nhiều chi tiết, phụ kiện, thiết bị để tạo nên 1 bộ nguồn thủy lực hoàn chỉnh. Chính vì thế mà giá trạm nguồn thủy lực cũng không giống nhau, phụ thuộc vào hãng và model thiết bị thành phần.

Chức năng của nó là chuyển hóa năng lượng điện năng được cấp thành năng lượng thủy năng và cung cấp dầu, chất lỏng vào hệ thống và giúp các thiết bị làm việc. Trong trạm nguồn các các van, nguồn cấp nên hình thành mạch thủy lực để phục vụ cho mục đích sử dụng của con người.

Nếu so sánh với các bộ nguồn khí nén được sản xuất sẵn và nhập khẩu nguyên bộ với giá thành cao thì trạm nguồn thủy lực linh động hơn. Bởi vì nó có thể thay đổi các thiết bị để đạt công suất theo yêu cầu. Giá thành rẻ và thích ứng cao đối với các công việc nặng nhọc, đặc thù tại Việt Nam là một trong những điểm đáng chú ý của thiết bị này.

Cấu tạo bộ nguồn thủy lực

Bộ nguồn thủy lực bao gồm nhiều thiết bị và phụ kiện được liên kết với nhau theo 1 trình tự, logic nhất định. Nó bao gồm:

Bơm thủy lực

Bơm là thiết bị trung tâm của trạm nguồn. Chức năng của bơm dầu đó là hút dầu từ thùng chứa và bơm đẩy dầu có áp suất xác định và đường ống để cung cấp cho van và các xi lanh làm việc. Bơm kết nối với motor và đường ống dẫn và thường được gá trên mặt của thùng dầu.

Bơm dầu được phân chia thành 3 loại chính dựa trên cấu tạo và đặc điểm hoạt động đó là: Bơm piston, bơm cánh gạt (bơm lá), bơm bánh răng (bơm nhông).

Nếu khách hàng cần trạm bơm dầu có áp suất trung bình và lưu lượng cao thì có thể cân nhắc chọn bơm lá, bơm nhông thì sử dụng cho bộ nguồn cần lưu lượng dầu và áp trung bình. Trong các trường hợp cần phải có nguồn dầu áp suất cao thì bơm piston chính là lựa chọn tốt nhất.

Motor thủy lực (Động cơ thủy lực)

Motor thủy lực hay động cơ thủy lực là thành phần đóng vai trò cơ bắp trong trạm bơm thủy lực. Nó sẽ chuyển hóa điện năng được cung cấp từ nguồn thành cơ năng. Trục bơm được kết nối với motor nên sẽ truyền lực và tạo nên các chuyển động quay cho bơm.

Nếu quan sát nhiều bộ nguồn, chúng ta có thể thấy motor điện 2 chiều rất được các kỹ sư tin dùng. Việc xác định công suất cụ thể của một động cơ dùng cho bộ nguồn sẽ dựa trên áp suất làm việc của hệ thống và lưu lượng dầu của bơm thủy lực.

Van thủy lực

Để điều khiển dòng dầu thủy lực trong bộ nguồn, chúng ta cần có 1 hệ thống van thủy lực gồm:

+ Van phân phối thủy lực: Khách hàng có thể chọn loại van gạt tay 1 cần hoặc nhiều cần hay van điện từ 1 đầu điện, 2 đầu điện làm nhiệm vụ đóng mở, phân phối dòng dầu đến xi lanh.

+ Van 1 chiều: Van này thường được lắp song song với bơm, chỉ cho phép dầu đi theo 1 chiều duy nhất để ngăn chặn dòng dầu chảy ngược về bơm gây hỏng hóc.

+ Van an toàn: Chính là thiết bị thủy lực quan trọng để đảm bảo áp suất của trạm bơm thủy lực luôn ở trong mức an toàn, bảo vệ hệ thống. Nếu áp suất tăng cao, van an toàn sẽ mở để dầu tự chảy về thùng chứa nhằm mục đích giảm áp.

Khóa đồng hồ GCT là một thiết bị có nhiệm vụ bảo vệ đồng hồ hay các thiết bị đo áp tránh việc bị tác động áp suất trong 1 thời gian dài và liên tục. Khi ở trạng thái bình thường van sẽ đóng lại. Khi cần biết mức áp hiện tại, van sẽ mở để đồng hồ thực hiện đo.

Ngoài ra, tùy vào đặc điểm của từng công việc mà khách hàng có thể yêu cầu lắp thêm một số loại van như:

+ Van khống chế hành trình: Chức năng của van là hỗ trợ điều khiển hành trình của ben dầu theo ý muốn.

+ Van tiết lưu dầu: Muốn điều chỉnh lưu lượng của dòng dầu qua van nhiều hơn hay ít hơn thì người ta sẽ sử dụng van tiết lưu dầu.

+ Van chống lún: Đây là van giúp chống tụt, chống trôi, chống xê dịch và giữ nguyên xi lanh tại vị trí cho đến khi bơm thủy lực bắt đầu hoạt động. Van này cực kỳ cần thiết cho những bộ nguồn chuyên dụng cho cẩu hoặc nâng.

+ Van giảm áp: Áp suất tăng cao là nguy cơ dọa phá hủy hệ thống. Để đề phòng thì trong 1 số bộ nguồn, người ta sẽ bố trí thêm van giảm áp ngoài các van chính để giảm áp suất nhanh chóng.

Bộ lọc hồi

Dầu thủy lực bẩn là nguyên nhân dẫn đến sự biến chất của dầu và hư hỏng của các thiết bị có trong hệ thống. Những tạp chất thường xuất hiện trong dầu như: bụi đất, sợi ni lông, hạt kim loại hay sản phẩm của quá trình oxi hóa thiết bị trong trạm nguồn thủy lực.

Bộ lọc hồi là giải pháp giúp nâng cao chất lượng của dầu bằng việc lọc, tách bỏ hoàn toàn những tạp chất bẩn. Từ đó cung cấp 1 nguồn dầu sạch để bơm cũng như các thiết bị khác hoạt động.

Kích thước lưới của bộ lọc hồi càng nhỏ thì dầu càng sạch vì thế mà trong bộ nguồn luôn có lọc dầu hồi.

Thùng dầu

Thùng dầu có dạng hình hộp chữ nhật và được làm bằng kim loại hoàn toàn như: inox, thép, sắt mạ. Thùng dầu ngoài nhiệm vụ chứa lượng dầu cung cấp cho bộ nguồn thủy lực hoạt động thì nó còn là một không gian để tản nhiệt dầu, một đế chắc chắn đế gá van, bơm, motor một cách khoa học.

Việc xác định thể tích của thùng dầu sẽ dựa trên nhu cầu của hệ thống và lưu lượng dầu. Dưới đây là một số kích thước thông dụng, có sẵn tại các cửa hàng như:

+ Thùng dầu 30 lít (320 x 420 x 200/275), (450 x 320 x 210)

+ Thùng chứa dầu 40 lít (350 x 520 x 200/280), (500 x 350 x 230), (500 x 350 x 350)

+ Thùng chứa dầu 55 lít (500 x 360 x 310)

+ Thùng chứa dầu 60 lít (600 x 420 x 280)

+ Thùng chứa dầu 100 lít (600 x 460 x 360)

+ Thùng chứa dầu 199 lít (780 x 50 x 440)

Đối với những kích thước lớn hơn thì người ta sẽ cần phải đặt thiết kế, gia công riêng.

Hệ thống làm mát

Nhiệt độ cao chính là nguyên nhân phá hủy dầu thủy lực hàng đầu. Nó sẽ phá vỡ cấu trúc dầu, biến đổi thành tạp chất gây hại cho vật liệu kim loại, cao su. Chính vì thế mà để trạm nguồn thủy lực có độ bền lâu dài nhất người ta sử dụng thiết bị làm mát. Thiết bị sẽ giúp hạ nhiệt độ của dầu nóng, giữ nhiệt dầu luôn nằm trong phạm vi cho phép.

Có 2 loại thiết bị làm mát thường được lắp kèm với trạm nguồn:

+ Quạt tản nhiệt: Nếu nhiệt độ dầu khi nóng không quá 60 độ thì khách hàng có thể chọn thiết bị này. Ưu điểm của nó là tăng tính sẵn sàng làm việc của hệ thống, giảm thiểu hiện tượng nghỉ, dừng. Tăng hiệu suất làm việc của trạm nguồn. Tuổi thọ khá dài.

+ Bộ làm mát dầu bằng nước hay còn gọi là OR. Thiết bị này được sử dụng khi nhiệt dầu của hệ thống làm việc cao hơn 60 độ. Ưu điểm của nó là không ồn ào khi hoạt động. Có thể sử dụng nước muối, nước lọc để làm mát dầu. Kết cấu nhỏ gọn và rất cứng cáp.

Một số thiết bị khác

Ngoài những thiết bị chính trên thì để có một trạm nguồn thủy lực hoàn chỉnh, chúng ta cần có những thiết bị đóng vai trò phụ kiện và hỗ trợ. Trong đó, có:

+ Đồng hồ đo áp suất thực hiện chức năng đo và hiển thị áp suất của lưu chất ngay tại thời điểm đo. Nó hiển thị áp suất thông qua con số hoặc kim đo để người dùng có thể quan sát và điều chỉnh kịp thời nếu xảy ra trường hợp quá áp hoặc tụt áp trên trạm bơm thủy lực.

Đồng hồ chia thành nhiều loại với 2 đường kính phổ thông là 63mm và 100m: Đồng hồ có dầu, đồng hồ không dầu, đồng hồ chân đứng, đồng hồ chân sau, đồng hồ màng…

+ Ống thủy lực sẽ giúp vận chuyển dầu từ nguồn đi đến các thiết bị van, xi lanh, bơm để hoạt động. Ngoài ra, ống còn chứa một lượng dầu nhất định để dự trữ. Nó được chia làm 2 loại: ống cứng, ống mềm.

Ống thủy lực thường được làm từ các chất liệu: Vật liệu tổng hợp, đồng, nhựa nhiệt dẻo, thép không gỉ…Với lớp vỏ bên ngoài phải dày dặn để chịu được sự tác động của thời tiết, lớp vỏ trong phải tương thích với dòng lưu chất

+ Nắp thùng dầu thủy lực và thước nhớt là 2 phụ kiện dùng cho thùng dầu.

Nắp thường được gắn liền với lưới lọc nhựa để lọc thô và loại bỏ tạp chất có trong dầu khi được rót vào thùng. Ngoài ra, lớp lưới này còn giúp thông hơi cho dầu khi được chứa trong thùng. Nắp được lắp ở cửa vào của thùng dầu.

Thước đo dầu thủy lực là thiết bị dùng để đo và hiển thị cụ thể lượng dầu đang có trong thùng. Việc theo dõi thước nhớt thường xuyên sẽ giúp công nhân tiếp dầu chính xác, tránh cạn kiệt dầu trong thùng.

+ Cút nối thủy lực là phụ kiện dùng để gắn trên các đường ống dẫn dầu để kết nối các đường ống, các thiết bị một cách chắc chắn. Yêu cầu khi chọn 1 khớp nối đó là: Thông số chuẩn, chống chịu được nhiệt độ môi trường, không bị oxi hóa, hoen gỉ do độ ẩm.

+ Đế van thủy lực là phụ kiện của các van nhằm hỗ trợ con người khi cần bố trí van trên trạm nguồn sao cho hợp lý và gọn đẹp. Đế có dạng hình hộp chữ nhật với các lỗ ren và lỗ thông dầu được bố trí ở hông, đáy…

Quy trình vận hành của trạm bơm thủy lực

Trạm bơm thủy lực chỉ hoạt động khi người dùng đấu nguồn điện phù hợp và bật công tắc. Lúc này, bơm bánh răng hoặc bơm piston, bơm cánh gạt sẽ hút dầu ra khỏi thùng ở bên dưới và nạp vào ắc quy. Quá trình này sẽ tiếp diễn để áp suất đạt đến một mức đã cài đặt sẵn thì ngưng lại. Van thủy lực sẽ làm việc để lưu thông dầu thủy lực trong mạch. Bơm thủy lực cần phải giải phóng chất lỏng thông qua van để nạp về bồn chứa. Sự kết hợp của các van phân phối, van 1 chiều giúp xả chất lỏng ra khỏi ắc quy. Tuy nhiên, khi áp suất giảm nhiều thì van nạp sẽ nạp bằng dầu thủy lực. Các van chỉnh lưu lượng trên đường ống sẽ điều chỉnh lưu lượng thích hợp để cung cấp cho thiết bị truyền động, cụ thể là xi lanh.

Ưu điểm của trạm nguồn thủy lực

Sử dụng bộ nguồn thủy lực có rất nhiều điểm lợi ích như:

+ Do đặc tính nhỏ gọn nên trạm nguồn sẽ giúp tạo nên 1 không gian làm việc đơn giản, gọn gàng và hiện đại, thích hợp với hầu hết các dây chuyền, hệ thống máy.

+ Các thiết kế của các trạm nguồn hãng cấp sẵn hay gia công đều được đảm bảo tiêu chuẩn thông số, khá linh động nên đáp ứng hầu hết các yêu cầu của khách hàng.

+ Giá thành phải chăng, người dùng có thể chọn các thiết bị thành phần phù hợp về giá để lắp đặt cho trạm bơm.

+ Hiệu suất làm việc của thiết bị này cao, tuổi thọ làm việc có thể đạt 20 năm.

+ Linh kiện được nhập khẩu hoàn toàn.

+ Sửa chữa, bảo dưỡng vô cùng dễ dàng và nhanh chóng.

+ Tùy theo đặc điểm của từng máy móc làm việc với tải trọng và áp lực khác nhau mà chúng ta có thể đặt gia công bộ nguồn có kích cỡ tương ứng.

Ứng dụng của trạm bơm thủy lực

Trạm bơm thủy lực là 1 thiết bị được sử dụng khá phổ biến ở nước ta. Nó hỗ trợ cho bàn nâng, xe nâng để nâng hạ vật tải trọng lớn, cung cấp lực ổn định cho các máy kéo,máy dập, máy đào, máy cẩu, máy ép.

Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các trạm nguồn trong các nhà máy chuyên sản xuất xi măng, thép, luyện kim, cơ khí chế tạo máy, đóng tàu, lắp ráp ô tô, xử lý rác thải, chế biến gỗ. Nó còn dùng trong các công trường xây dựng, thủy điện hay trong các xưởng đóng tàu biển…

Với ưu điểm nổi bật cũng như ứng dụng mang lại hiệu quả cao thì trạm nguồn sẽ ngày càng phổ biến không chỉ trong công nghiệp mà còn trong 1 số hoạt động của đời sống khác của con người.

Những lưu ý khi sử dụng trạm nguồn thủy lực

Điều đầu tiên mà các khách hàng cần chú ý khi sử dụng bộ nguồn thủy lực đó là:

+ Không tự ý điều chỉnh áp suất mặc định của bộ nguồn mà hãng sản xuất đưa ra. Không thay đổi các thiết kế của bộ nguồn

+ Nhiệt độ dầu, nhớt thủy lực làm việc không vượt quá 70 độ C.

+ Vị trí lắp và không gian lắp đặt bộ nguồn phải phù hợp, bằng phẳng và thoải mái. Tránh để các vật nặng khác đè lên trên bộ nguồn.

+ Lượng dầu có trong thùng chứa phải luôn luôn ở mức quy định, không được để cạn dầu trong thùng vì sẽ dễ gây hỏng bơm thủy lực.

+ Người dùng phải lựa chọn những loại dầu có đặc điểm phù hợp với độ nhớt phải từ 15 cst đến 80 cst.

+ Đối với những trạm nguồn mới được thi công xong và đưa vào vận hành thì sau 100 giờ đầu tiên phải thay dầu, sau đó cứ 300 giờ làm việc sẽ thay dầu thủy lực 1 lần.

Những loại trạm bơm thủy lực thường làm

Trên thực tế, chúng ta sẽ bắt gặp các trạm nguồn thủy lực thực hiện nhiệm vụ trong các hệ thống máy móc công nghiệp như:

Bộ nguồn máy ép thủy lực

Hầu như các máy ép thủy lực đều được trang bị một bộ nguồn đi kèm. Chúng đảm bảo việc ép bùn, ép gạch, ép phế liệu với khối lượng ép lớn, công suất cao, chính xác, an toàn và không tiêu tốn nhiều nhiên liệu, công sức của con người.

Bộ nguồn thủy lực bàn nâng, xe nâng

Để điều khiển bàn nâng, xe nâng thực hiện việc nâng hạ vật nặng một cách dễ dàng thì người dùng cần các trạm nguồn thủy lực. Bộ nguồn sẽ đóng vai trò nguồn cung cấp dầu có áp suất cho xi lanh dầu để chuyển động tịnh tiến. Các bàn nâng, xe nâng sẽ nâng vật có tải trọng 1 cách nhịp nhàng.

Trạm nguồn máy bẻ đai

Muốn bẻ đai sắt thành hình vòng cung, lò xo hay bẻ thẳng các thanh sắt, thép, đồng… cần phải có lực ổn định và bộ nguồn đã được sử dụng. Do đặc tính phải di chuyển theo các công trình nên nó được thiết kế sao cho nhỏ và gọn gàng nhất.

Trạm nguồn máy chấn tôn

Máy chấn tôn khi làm việc cần có lực rất lớn để có thể chấn các tấm kim loại như: tôn, thép, nhôm. Con người đã kết hợp giữa bộ nguồn thủy lực và máy chấn để đáp ứng yêu cầu làm việc trong các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng.

Bộ nguồn máy uốn sắt

Trạm nguồn thủy lực thường được sử dụng để cung cấp lực ổn định cho việc lơ, bẻ cong các thanh sắt có kích cỡ khác nhau để phục vụ cho nhu cầu đúc trụ, ép cọc hay xây móng, đổ sàn…

Thiết bị này chuyên dùng cho ngành xây dựng, cơ khí chế tạo máy móc bởi có thể đảm bảo số lượng lớn và tốc độ cao.

Trạm bơm thủy lực máy kéo

Bộ nguồn thủy lực máy kéo được ứng dụng rộng rãi trong ngành khai thác gỗ hay trong các loại máy móc cơ giới phục vụ nông nghiệp. Tùy theo tải trọng của vật cần kéo mà người ta sẽ thiết kế trạm nguồn có công suất thích hợp.