Thủy lực là gì? Nguyên lý và vai trò của hệ thống thủy lực

Hệ thống thuỷ lực ngày càng được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp: sản xuất, khai khoáng, xây dựng... Vậy thuỷ lực là gì? Nguyên lý và vai trò của hệ thống thuỷ lực như thế nào. Cùng theo dõi ngay thông tin dưới đây để biết thêm chi tiết.

Thủy lực là gì?

Thuỷ lực được biết đến là thuật ngữ khoa học lý giải về sự chuyển động, vận chuyển lực của một chất lỏng trong môi trường giới hạn. Trong môi trường thuỷ lực chất lỏng bị nén sẽ tạo ra áp suất và áp suất này sẽ tạo ra lực.

Chất lỏng được sử dụng để tạo ra lực thường là dầu, nhớt hoặc hóa chất có độ đậm đặc, độ nhớt và tính chất cũng khác nhau. Hệ thống bộ nguồn thuỷ lực được ứng dụng phổ biến trong ngành chế tạo máy, hàng không, đóng tàu, lắp ráp ô tô, khai thác mỏ, các ngành công nghiệp nặng...

Các đại lượng cơ bản trong thủy lực

Áp suất

Đại lượng quan trọng cần chú ý trong thuỷ lực chính là áp suất. Áp suất là lực tác dụng của chất lỏng lên thành ống dẫn hoặc bề mặt của cơ cấu chấp hành khi chất lỏng bị chặn tại một vị trí trên đường ống hay mặt tác dụng của cơ cấu chấp hành. Đây là đại lượng quan trọng có tác động trực tiếp đến cơ cấu chấp hành và xi lanh. Đơn vị đo áp suất là Bar, PSI, Mpa

Lưu Lượng

Lưu lượng là đại lượng chỉ lượng dầu được vận chuyển qua bơm thuỷ lực trong một đơn vị thời gian nhất định. Lưu lượng dầu càng lớn thì tốc độ vận hành xi lanh càng cao và ngược lại. Đơn vị đo lưu lượng thường là lít/phút, lít/min, in3/vòng hoặc CC/vòng.

Cấu tạo trong hệ thống thủy lực

Hệ thống thuỷ lực được cấu thành từ nhiều bộ phận trong đó có 4 chi tiết quan trọng bao gồm:

Van thủy lực

Van thuỷ lực là ưu điểm lực của thiết bị truyền động giúp kiểm soát lực, mô men và chuyển động một cách đồng nhất. Đảm bảo hệ thống thuỷ lực hoạt động an toàn và có kiểm soát. Theo chuyên gia Nguyễn Minh Thuỷ - CEO Thủy Lực khí nén D&S Việt Nam thì hiện nay có 3 loại van thuỷ lực phổ biến trên thị trường là:

- Van điều áp

- Van điều hướng

- Van thuỷ lực điều khiển lưu lượng dòng chảy

Xi lanh thủy lực

Xi lanh thuỷ lực là một bộ truyền động thuỷ lực có chức năng chuyển đổi năng lượng thuỷ lực thành chuyển động cơ học tuyến tính. Xi lanh thuỷ lực bao gồm: ống xi lanh, đầu xi lanh, piston, thanh piston, seal, bộ phận dẫn dầu vào ra, bạc dẫn hướng...

Motor thủy lực

Motor thuỷ lực cũng là một bộ truyền động với điểm khác biệt là xi lanh truyền động tuyến tính còn motor lại truyền động hướng tâm. Motor thuỷ lực thực hiện chức năng cung cấp năng lượng cho ròng rọc quay trên hệ thống băng chuyền hoặc ổ bánh xe của các thiết bị nặng...

Bơm thủy lực

Bơm thuỷ lực đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thuỷ lực thực hiện chức năng biến chuyển động cơ năng thành năng lượng thuỷ lực. Từ đó cung cấp nguồn năng lượng cho hoạt động của các xi lanh.

Nguyên lý của hệ thống thủy lực

Để có thông tin chính xác về nguyên lý hoạt động hệ thống thủy lực chúng tôi đã tham khảo ý kiến chuyên môn từ chuyên gia tại Thủy Lực Khí Nén D&S: CEO Nguyễn Minh Thủy - chuyên gia có 12 năm kinh nghiệm trong ngành thủy lực khí nén.

Hệ thống thuỷ lực hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản motor (động cơ điện) hoạt động sẽ kích hoạt bơm thuỷ lực quay. Bơm thuỷ lực thực hiện hút dầu từ thùng chứa và đẩy vào trong hệ thống thông qua ống dẫn dầu. Áp lực của dầu khi được truyền qua van thuỷ lực sẽ được kiểm soát nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

Nhờ vào lưu lượng và áp suất của bơm thuỷ lực mà xi lanh bắt đầu hình thành các chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. Cuối cùng dầu sẽ được hồi dần lại về thùng chứa để lọc và làm mát trước khi tiếp tục một chu trình mới.

Ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực

* Ưu điểm

- Hệ thống thuỷ lực đảm bảo khả năng truyền động với công suất cực cao dễ dàng điều chỉnh vận tốc, vô cấp và đảo chiều linh hoạt.

- Kết cấu của hệ thống thuỷ lực khá gọn nhẹ và không mất quá nhiều chi phí bảo dưỡng.

- Thiết bị khi vận động ở vận tốc cao đảm bảo không xảy ra vấn đề về rung chấn hay va đập.

- Nhờ có van an toàn nên dễ dàng phòng ngừa sự cố quá tải trong quá trình vận hành. Đồng thời cũng thuận lợi cho việc kiểm soát áp suất ngay cả với những hệ thống phức tạp nhờ theo dõi qua các đồng hồ đo áp suất, cảm biến áp.

- Hệ thống thuỷ lực có thể tự động hóa khâu vận hành bằng cách xây dựng các phần tử tiêu chuẩn hoá.

* Nhược điểm

- Hệ thống thuỷ lực cũng có một vài hạn chế khi sự ma sát trong đường ống dẫn có thể làm giảm hiệu suất vận hành của thiết bị.

- Nhiệt độ của dầu sẽ thay đổi đột ngột khi hệ thống thuỷ lực khởi động dẫn đến vận tốc làm việc của xi lanh mất ổn định và không đảm bảo được hiệu suất công việc.

- Thậm chí nếu hệ thống bị vỡ hoặc rò rỉ dầu sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường.

- Hệ thống thuỷ lực cũng có giá thành cao hơn so với hệ thống khí nén vì thế người dùng sẽ tốn nhiều chi phí đầu tư ban đầu.

Ứng dụng của hệ thống thủy lực

Hệ thống thuỷ lực được ứng dụng phổ biến trong các máy móc công trình như máy đào, máy ủi, cần cẩu, máy xúc...

Được lắp đặt trong các thiết bị máy đổ bơm bê tông, máy ép cọc, cấu tạo ô tô, xe máy ở các bộ phận: giảm xóc, trợ lái, hệ thống phanh, gạt nước, chế hoà khí...

Bên cạnh đó bộ nguồn thủy lực D&S Việt Nam còn được ứng dụng trong lĩnh vực hàng không như hệ thống nâng hạ càng chân máy bay, điều khiển cánh lái, buồng học lái máy bay... Hệ thống thuỷ lực còn được phát triển trong lĩnh vực giải trí, chế tạo các trò chơi mạo hiểm.

Trên đây là thông tin bài viết thủy lực là gì? Nguyên lý và vai trò của hệ thống thủy lực. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp ích cho bạn hiểu hơn về hệ thống thuỷ lực.

TH