Bộ nguồn thủy lực: Giải mã tổng thể và chuyên sâu

Một bộ nguồn thủy lực phù hợp cho ứng của bạn được thiết kế ra sao? Gồm những thành phần nào, với thông số kỹ thuật là gì sẽ được giải đáp trong nội dung bài viết này bởi những chuyên gia hàng đầu về thủy lực nhiều năm kinh nghiệm.

[toc]

Bộ nguồn thủy lực là gì? Phân loại bộ nguồn thủy lực

Bộ nguồn thủy lực hay còn gọi là trạm nguồn thủy lực là thiết bị cung cấp dòng chảy áp suất thủy lực cần thiết để dẫn động động cơ thủy lực, xi lanh và các bộ phận thủy lực khác. Bộ nguồn thủy lực bao gồm nhiều thiết bị như bơm thủy lực, động cơ, thùng dầu, van thủy lực và các phụ kiện khác. Không giống như các cụm động cơ/máy bơm thông thường, bộ nguồn thủy lực sử dụng có khả năng điều chỉnh áp suất, lưu lượng nhiều tầng để điều khiển và chúng thường được kết hợp với các thiết bị nhằm kiểm soát hoạt động của chất lỏng. 

Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta sẽ có các kiểu kết cấu nguồn thủy lực khác nhau, chúng thường được phân ra các dạng như sau:

Bộ nguồn thủy lực mini

Đặc điểm:

• Kích thước thùng dầu nhỏ hơn 30 lít 
• Áp suất làm việc tới 240 bar  
• Lưu lượng tới 12 lít /ph
• Công suất động cơ điện tới 3,7 kw

Đây là loại thường có lưu lượng nhỏ, được sử dụng chủ yếu trên các ứng dụng làm việc không thường xuyên kiểu như: Bộ nguồn cho xe chuyên dùng, bộ nguồn cho bàn nâng hạ công nghiệp, bộ nguồn cho máy ép thủy lực cỡ nhỏ, bộ nguồn thủy lực nâng hạ ô tô… Với việc loại bỏ một số phụ kiện không bức thiết nên loại này có ưu điểm là chi phí thấp nhưng chỉ phù hợp cho các ứng dụng chạy trong thời gian ngắn do thùng dầu nhỏ, khả năng tản nhiệt kém của động cơ điện cũng như cả hệ thống. 

Bộ nguồn thủy lực cỡ trung

Đặc điểm:

• Kích thước thùng dầu tới 600 lít 
• Áp suất làm việc tới 700 bar 
• Lưu lượng làm việc tới 200 lít/ phút 
• Công suất động cơ điện tới 45kw

Đây là bộ nguồn thường phổ biến thường được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp, với thiết kế đồng bộ, tối ưu hóa và được trang bị đầy đủ các phụ kiện cần thiết, bộ nguồn thủy lực cỡ trung đảm bảo hoạt động bền bỉ, điều chỉnh linh hoạt. Bộ nguồn thủy lực loại này ta gặp đa phần trong các loại máy như: Máy ép thủy lực, máy dập thủy lực, máy chấn, bộ nguồn thủy lực trong hệ thống chế biến gỗ, giấy, sản xuất than…

Ưu điểm của loại trạm nguồn này là có thể sử dụng được nhiều chức năng khác nhau, điều khiển được nhiều cơ cấu chấp hành thay vì một loại như bộ nguồn mini, thời gian sử dụng lâu dài liên tục Vì được trang bị đầy đủ, các thành phần cấu tạo nên chúng cũng phải tốt hơn, nên loại này thường có chi phí cao hơn nhiều so với bộ nguồn mini

Bộ nguồn thủy lực cỡ lớn (Trạm nguồn thủy lực)

Đặc điểm:

• Kích thước thùng dầu tới 6000 lít 
• Áp suất làm việc tới 350 bar 
• Lưu lượng tới 1000 lít/ph
• Công suất động cơ điện: 300kw

Trạm nguồn thủy lực thực chất là một bộ nguồn thủy lực cỡ lớn, là trạm trung tâm được sử dụng để điều khiển một tổ hợp các xi lanh thủy lực, mô tơ thủy lực trong một phân xưởng của nhà máy công nghiệp, hoặc một máy công nghiệp cỡ lớn. Việc hoạt động của trạm nguồn này ảnh hưởng tới cả phân xưởng nhà máy, bởi vậy yêu cầu với bộ nguồn thủy lực loại này rất cao, được trang bị các thiết bị an toàn như cảm biến vị trí, cảm biến nhiệt, cảm biến áp suất, cảm biến độ bẩn dầu, cảm biến mức dầu…

Mỗi thiết bị của trạm nguồn đều phải trang bị sản phẩm dự phòng để đảm bảo hệ thống làm việc một cách liên tục. Chính bởi vậy loại này giá cao nhất và đòi hỏi các đơn vị có năng lực mới có thể đảm nhận được 

Cấu tạo của bộ nguồn thủy lực

Cho dù bộ nguồn thủy lực loại nào thì cũng được cấu thành từ 5 phần chính như sau:

Thùng dầu

Thùng dầu là bộ phận có kích thước lớn nhất trong bộ nguồn. Chức năng của nó là chứa dầu, chất lỏng thủy lực. Có một điều khách hàng cần lưu ý đó là: Kích thước thùng dầu phải có thiết kế chính xác với các kích thước cụ thể. Thể tích của thùng dầu cần được tính toán, đảm bảo nhu cầu lượng dầu và tốc độ tỏa nhiệt trong hệ thống.

Hình dạng của thùng chứa cũng là vấn đề quan tâm. Thông thường, thùng dầu có hình chữ nhật và được làm từ các chất liệu: inox, thép… để tạo sự cứng cáp để gá các bơm, van ở phía trên, một số loại còn sử dụng các loại vật liệu chống ăn mòn và oxi hóa.

Bơm thủy lực

Nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực

Bơm thủy lực biến đổi cơ năng thành năng lượng thủy lực. Dầu thủy lực trong bể chứa được bơm hút và tải vào buồng nén. Tại đây, dầu thủy lực có áp suất làm các thiết bị trong hệ thống hoạt động . Hiện nay trên thị trường có 3 loại bơm phổ biến: bơm piston, bơm bánh răng, bơm cánh gạt.

• Bơm bánh răng: loại bơm này có các chỉ số về lưu lượng, áp suất và độ bền ở mức trung bình.
• Bơm cánh gạt: loại bơm này có lưu lượng rất cao, nhưng áp suất thấp và độ bền ở mức trung bình.
• Bơm Piston: loại bơm này được đánh giá cao nhất với lưu lượng cao, áp suất rất cao và độ bền tương đối lớn.

Động cơ điện

Động cơ điện (hay còn gọi là motor) là thiết bị không thể thiếu trong bộ nguồn thủy lực, động cơ điện được cấp nguồn để hoạt động làm kéo theo trục của bơm thủy lực, làm bơm thủy lực hoạt động cấp dầu cho toàn bộ hệ thống. Động cơ điện dùng trong bộ nguồn thủy lực rất đa dạng, có thể sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC) hay nguồn điện một chiều (DC). 

Đối với động cơ điện dùng nguồn xoay chiều (AC) có bộ nguồn thủy lực 220V, công suất đa dạng từ nhỏ (bộ nguồn thủy lực 1.5kw) đến lớn (Trạm nguồn thủy lực 300kw). Động cơ điện dùng nguồn một chiều (DC) có bộ nguồn thủy lực 12V, bộ nguồn thủy lực 24V, những loại này thường dùng trong bộ nguồn thủy lực mini.

Van thủy lực

Sau khi dầu thủy lực được đẩy ra khỏi bơm, chất lỏng thủy lực được dẫn tới các cụm van để điều chỉnh điều khiển trước khi vào cơ cấu chấp hành, tùy vào vị trí và chức năng khác nhau mà sử dụng loại van cho phù hợp. Có nhiều loại van được sử dụng cho bộ nguồn thủy lực, có thể kể đến các loại như sau:

• Van an toàn (van xả): chức năng bảo vệ bộ nguồn thủy lực bằng cách cài đặt một áp suất nhất định, khi áp suất hệ thống vượt quá áp suất đã cài, van an toàn sẽ hoạt động.
• Van một chiều: tránh dòng chảy ngược về lại bơm gây hư hỏng bơm vì van một chiều chỉ cho phép dòng chảy chảy theo một chiều nhất định. 
• Van tiết lưu: dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, thường được gắn trên đường dầu hồi. 
• Van điều khiển (Van phân phối): dùng để điều khiển hoạt động của xi lanh, động cơ thủy lực.

Các phụ kiện thủy lực khác

Tùy theo từng nhu cầu cụ thể khác mà ta có thể lắp thêm vào bộ nguồn thủy lực các phụ kiện sau:

• Mắt thăm dầu
• Nắp rót dầu
• Đồng hồ áp suất
• Van khóa đồng hồ áp suất
• Nút xả dầu
• Khớp nối 
• Bộ giải nhiệt dầu

Với mỗi bộ nguồn thủy lực, Thái Sơn sẽ tư vấn cụ thể để đảm bảo mang lại hiệu quả tốt nhất với mức chi phí tối ưu nhất cho Quý khách hàng.

Quy trình vận hành bộ nguồn thủy lực

Để đảm bảo bộ nguồn thủy lực hoạt động hiệu quả và có tuổi thọ lâu bền, chúng ta nên tuân thủ theo quy trình vận hành dưới đây:

• Cấp nguồn cho bộ nguồn thủy lực: Chính là cấp điện cho motor. Động cơ được cấp điện, quay trục, biến cơ năng quay thành thủy năng, nhờ trục động cơ gắn với trục bơm. Bơm hoạt động, hút dầu vào từ thùng dầu, ra đầu đẩy và dầu được đẩy đi tới các cơ cấu chấp hành qua các cụm van được lắp đặt trên hệ thống, các van hoạt động theo chức năng của từng loại, từ đó điều khiển cho cơ cấu hoạt động đúng cách.
• Các thông số liên quan đến áp suất dầu, lưu lượng bơm, nhiệt độ dầu đều có thể theo dõi, giám sát nhờ vào những thiết bị như đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt… 
• Khi cần dừng trạm nguồn thủy lực, chúng ta sẽ ngắt nguồn điện cung cấp cho động cơ. Lúc này bơm thủy lực sẽ dừng hoạt động, van một chiều sẽ làm các cơ cấu chấp hành khóa lại. Tới đây, mọi thứ không phải sẽ dừng hoàn toàn nhé. Nguồn điều khiển của bộ nguồn sẽ cấp điện cho cuộn dây van điện tử, dầu sẽ được xả, trở về thùng dầu nhờ van lưu lượng.
• Khi cần chạy lại trạm nguồn thủy lực, ta lại cấp nguồn theo như hướng dẫn ban đầu.

Vì sao nên dùng trạm nguồn thủy lực?

So với các thiết bị khác cùng chức năng, tại sao các ngành công nghiệp, nông nghiệp lại ưu tiên lựa chọn trạm nguồn thủy lực? Dưới đây là một số lý do giúp bạn hiểu hơn về ưu điểm của thiết bị này.

Vận hành và bảo trì đơn giản, qua tìm hiểu về thành phần cấu tạo cũng như cách thức vận hành hẳn bạn sẽ nhận thấy sự đơn giản của hệ thống này. Các bộ phận thiết lập nên trạm nguồn thủy lực đều rất phổ biến trên thị trường, thân thuộc, do đó mà việc vận hành cũng như bảo trì nó thật dễ dàng.

Tiết kiệm điện năng tiêu thụ 40% là con số điện năng tiết kiệm nếu sử dụng trạm nguồn thủy lực thay cho thiết bị điện ở cùng một áp suất yêu cầu. Hoạt động êm ái, thân thiện với môi trường, gần như không có phát thải ô nhiễm môi trường ngay cả khi bạn dùng một bộ nguồn thủy lực cũ.

Ứng dụng của bộ nguồn thủy lực

Ngày nay, bộ nguồn thủy lực được ứng rộng rãi trong tất cả các ngành công – nông nghiệp khác nhau, dưới đây sẽ là một số ngành tiêu biểu nhất: Trong công nghiệp sản xuất, gia công, chế biến: hệ thống lắp ráp ô tô có dây chuyền tự động, máy sản xuất, chế biến gỗ, chế biến và gia công nhôm thép, máy nông – ngư cụ, dây chuyền sản xuất xi măng, băng tải than trong nhà máy nhiệt điện than… Trong vận tải, di chuyển: máy xúc, xe nâng, xe đào, cẩu thang, xe bảo dưỡng đường… Các ngành công nghiệp khác: hàng không, hàng hải, công trình xây dựng, cầu đường,…

Mua trạm nguồn thủy lực ở đâu tốt?

Hình ảnh trạm nguồn Công ty TNHH Công Nghiệp Thái Sơn đã và đang thi công: