Tổng quan về hệ thống thủy lực trong ngành công nghiệp

12:16, 20/08/2016 - Công ty TNHH TMDV Định Linh
Hệ thống thuỷ lực là dạng truyền động dùng dầu thủy lực tạo ra áp lực được sử dụng nhiều trong ngành chế tạo máy, cơ giới, hàng không, tàu thủy và các ứng dụng khác trong công nghiệp lắp ráp. Ngoài ra, công nghệ thuỷ lực còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực đặc biệt khác như hàng hải, khai thác hầm mỏ, công nghiệp năng, máy thu hoạch nông nghiệp, hệ thống robot nặng ...
 
Hệ thống thủy lực trong công nghiệp


Trong hệ thống thuỷ lực, chất lỏng có áp suất đóng vai trò trung gian truyền lực và chuyển động cho máy công nghệ. Quá trình biến đổi và truyền tải năng lượng được mô tả trên 
 
Mô hình vận hành hệ thống thủy lực
Các ứng dụng cơ bản của thuỷ lực:
  • Thiết bị thuỷ lực tự hành (Mobile hydraulics): di chuyển bằng bánh xe hoặc đường ray. Phần lớn trong số này có đặc trưng là thường sử dụng các van được điều khiển bằng tay (monoblock valve) chủ yếu các dạng xe cơ giới, khai khoáng, thu hoạch nông nghiệp, hàng hải ...
  •  
  • Thiết bị thuỷ lực cố định (industrial hydraulics): làm việc ở một vị trí cố định, do đó thường sử dụng các motor điện kết hộp các loại bơm thủy lực và các van điện từ kết hợp với các thiết bị điều khiển điện- điện tử dùng chủ yếu cho các loại máy móc công nghiệp tự động, các dây chuyền sản xuất, các máy chấn, ép, trộn, cắt...
* So sánh công nghệ thuỷ lực với các dạng khác:

Xét về vai trò tạo ra lực, chuyển động và các tín hiệu, ta so sánh 3 dạng thiết bị truyền động thường sử dụng: điện, khí nén và thuỷ lực. Có thể tham khảo bảng sau
Qua bảng so sánh, có thể tóm tắt các ưu điểm và nhược điểm quan trọng của công nghệ thuỷ lực:

- Một số ưu điểm quan trọng:
  • Truyền động công suất lớn với các phần tử có kích thước nhỏ
  • Khả năng điều khiển vị trí chính xác
  • Có thể khởi động với tải trọng nặng
  • Hoạt động êm, trơn không phụ thuộc vào tải trọng vì chất lỏng hầu như không chịu nén, thêm vào đó còn sử dụng các valve điều khiển lưu lượng
  • Vận hành và đảo chiều êm ả
  • Điều khiển, điều chỉnh tốt.
  Truyền động điện Truyền động thủylực Truyền động khí nén
Vận tốc làm việc Cao Khoảng 0,5 m/s Khoảng 1.5m/s
Giá thành nguồn Thấp Cao Trung bình
Tỷ lệ 0.25:1:2.5
Chuyển động thẳng Khó, giá thành cao Lực rất lớn, dễ điều chỉnh tốc độ, tải trọng Đơn giản, lực giới hạn, tốc độ lớn nhưng phụ thuộc tải trọng
Chuyển động quay Đơn giản với các dải công suất Đơn giản, mô men quay lớn, tốc độ thấp Đơn giản,tốc độ cao nhưng kém hiệu quả
Độ chính xác trong
điều khiển vị trí
Độ   chính   xác  đến
±1mm và dễ dàng đạt
được
Độ chính xác trên ±1mm và có thể đạt được phụ thuộc vào chi phí Khi không tải có thể đạt 1/10 mm
Tính ổn định Ổn định cao Cao vì dầu ít chịu nén, hơn nữa do mức áp suất lớn hơn đáng kể so với khí nén Thấp, không khí có tính
đàn hồi
Lực Có thể thực hiện được lực truyền động rất cao nhưng khả năng quá tải kém Có khả năng chịu quá tải lớn, hệ thống áp suất lên tới trên 700 bar, lực đạt được tới 3000 kN Có khả năng chịu quá tải, lực truyền động bị giới hạn bởi khí nén và đường kính xi lanh, thường F< 30 kN ở 6 bar

- Một số nhược điểm quan trọng:
  • Có thể gây bẩn, ô nhiễm môi trường
  • Nguy hiểm khi gần lửa
  • Nguy hiểm khi áp suất vượt quá mức an toàn (đặc biệt với ống dẫn)
  • Hiệu suất thấp
Cấu trúc của hệ thống thủy lực

Sơ đồ mô tả cấu trúc của một hệ thống thủy lực được biểu diễn:      
  • Khối nguồn thủy lực (Power supply section): thực chất là một bộ biến đổi năng lượng ( Điện - cơ - thủy lực). Khối nguồn thủy lực gồm: Động cơ điện; bơm thủy lực; các van an toàn; bể chứa dầu; cơ cấu chỉ thị áp suất, lưu lượng…
  • Khối điều khiển dòng thủy lực (Power control section )
Trong hệ thống thủy lực, năng lượng được truyền dẫn giữa bơm và cơ cấu chấp   hành đảm bảo những giá trị xác định theo yêu cầu công nghệ như lực; mô men; vận tốc hoặc tốc độ quay. Đồng thời cũng phải tuân thủ những điều kiện vận hành hệ    thống. Vì vậy, các van được lắp đặt trên các đường truyền đóng vai trò như những phần tử điều khiển dòng năng lượng.

Ví dụ các van: Van đảo chiều; van tiết lưu; van áp suất; van một chiều…

Các van này có thể có vai trò là phần tử điều khiển hoặc điều chỉnh áp suất hay lưu lượng, và hơn nữa chúng cũng có những đặc điểm chung là gây tổn thất áp suất.
  • Các cơ cấu chấp hành (drive section) như: các xilanh (cylinders), các động cơ thủy lực (Hydro-motors)
Mô hình thủy lực
Bộ nguồn thủy lực

Một bộ nguồn thủy lực đơn giản bao gồm:
  • Bơm thủy lực (Hydraulic Pump) được truyền động bởi động cơ điện (M) Motor
  • Bộ điều chỉnh áp suất ( Relief valve) nhằm bảo vệ bơm
  • Dụng cụ chỉ thị các thông số, ví dụ chỉ thị áp suất( Pressure gauge)
  • Thùng dầu (Tank)
  • Cổng ra P; cổng hồi dầu T
Ngoài ra, một khối nguồn tiêu chuẩn còn có các phần tử khác, như các bộ lọc dầu, bộ làm mát dầu, khâu kiểm tra dầu tràn, kiểm tra nhiệt độ dầu…
Mô hình vận hành bơm thủy lực

Một điểm khác với hệ thống khí nén là trong hệ thống thủy lực, dầu thủy lực hầu như không chịu nén nên việc sử dụng bình tích áp ít hiệu quả, vì vậy trong mỗi hệ thống thủy lực sẽ thường bao gồm ít nhất một bộ nguồn thủy lực và khi vận hành hệ thống thuỷ lực thì cũng chính là phải vận hành bơm thuỷ lực.

Sản phẩm: bom thuy luc, motor thuy luc, xi lanh thuy luc, van thuy luc, dau noi thuy luc, bo nguon thuy luc...
 
Các tin khác