Bơm Thủy Lực

Bơm thủy lực được xem là trung tâm của hệ thống thủy lực. Chúng cung cấp công suất truyền động thủy lực thông qua kết nối dịch và kiểm soát bởi các van thủy lực. Các công suất thủy lực của một máy bơm thủy lực được xác định bởi dòng chảy cung cấp bởi các máy bơm thủy lực và áp suất vận hành.

Máy bơm thủy lực (tên tiếng anh là hydraulic pumps) được sử dụng trong các hệ thống truyền động thủy lực. Một máy bơm thủy lực là một nguồn cơ khí của quyền lực mà chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực (năng lượng thủy tĩnh tức là dòng chảy, áp lực). Nó tạo ra dòng chảy với đủ sức mạnh để vượt qua áp lực gây ra bởi tải tại ổ cắm máy bơm. Khi bơm thủy lực hoạt động nó tạo ra chân không ở đầu hút, để hút chất lỏng từ thùng dầu vào bơm, dưới tác động cơ học chất lỏng này được bơm đẩy đi đến hệ thống thủy lực.

Hoạt động của bơm tạo ta dòng chảy trong hệ thống thủy lực, áp suất dòng chất lỏng dựa vào sự cản trở chuyển động dòng chất lỏng gây ra bởi tải. VD áp suất đầu ra của bơm là bằng 0 khi không kết nối với hệ thống thủy lực. Bơm thủy tĩnh(Hydrostatic pumps) là bơm dịch chuyển tích cực(positive displacement pumps) trong khi bơm thủy động lực có thể được bơm cố định, trong đó không thể điều chỉnh dòng chảy (bơm qua bơm trên vòng quay của bơm), hoặc bơm biến thiên, có cấu trúc phức tạp hơn cho phép dịch chuyển được điều chỉnh.

Mặc dù, máy bơm thủy động lực học(hydrodynamic pumps) thường xuyên hơn trong cuộc sống hàng ngày. Máy bơm thủy tĩnh có nhiều loại hoạt động theo nguyên tắc của luật Pascal. Nó nói rằng sự gia tăng áp suất tại một điểm của chất lỏng kèm theo trong trạng thái cân bằng của phần còn lại được truyền đều cho tất cả các điểm khác của chất lỏng, trừ khi ảnh hưởng của lực hấp dẫn bị bỏ qua (trong trường hợp của statics)

I. Định nghĩa bơm thủy lực(Hydraulic Pumps)

Một máy bơm thủy lực chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực để sử dụng bởi hệ thống. Năng lượng thủy lực là sự kết hợp của áp suất và lưu lượng được yêu cầu bởi các thiết bị truyền động để thực hiện công việc hữu ích. Điều quan trọng là phải hiểu rằng năng lượng thủy lực là cả áp suất và lưu lượng kết hợp, bởi vì thiếu 1 trong 2 thì sẽ không thể đạt được công việc. Áp lực sẽ chỉ bao gồm chất lỏng bị tắc và dòng chảy sẽ không có năng lượng để di chuyển chất lỏng một mình.

Một máy bơm thủy lực đẩy vào chất lỏng, và trong vấn đề này, chất lỏng có thể được coi là một chất rắn khi nó được truyền đi khắp máy và sau đó đẩy trên thiết bị truyền động để cuối cùng di chuyển tải. Các chuyên gia điều khiển chuyển động sẽ cho tôi biết rằng dầu được nén, nhưng đó là một cuộc thảo luận cho một diễn đàn khác.

Hình ảnh bơm thủy lực Hydromax

Áp lực trong thủy lực là kết quả của Định luật chuyển động thứ ba của Newton, rằng mọi hành động đều có phản ứng bình đẳng và ngược lại. Lực đối lập có thể là một hình trụ được nạp hoặc một điều khiển dòng chảy, và máy bơm không quan tâm. Nó sẽ tiếp tục đẩy chất lỏng như áp lực tăng lên để vượt qua sức đề kháng, ngay cả khi nó kết quả trong một cái gì đó thổi lên hoặc di chuyển chính đang bị quá tải.

Hiểu biết về hoạt động của một máy bơm thủy lực sẽ làm cho sự hiểu biết của bạn về sức mạnh chất lỏng. Khi bạn nhận ra tất cả năng lượng bắt đầu từ máy bơm, bạn có thể thiết kế tốt hơn hoặc khắc phục sự cố bất kỳ hệ thống nào.

Xem thêm: cấu tạo bơm thủy lực, bơm thủy lực Parker, bơm thủy lực Hydromax

II. Các loại bơm thủy lực (Hydraulic Pumps)

1.  Bơm thủy lực bánh răng(gear pump)

Còn được gọi là bơm nhông : đây là loại bơm được dùng phổ biến và nhiều nhất, chế tạo bơm này đơn giản bao gồm cặp bánh răng ăn khớp với nhau. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài được dùng nhiều hơn loại ăn khớp trong  do chế tạo đơn giản hơn, giá thành thấp hơn, tuy nhiên bơm bánh răng thủy lực chỉ dùng ở hệ thống có áp suất trung bình.

Đặc điểm:

- Roto chuyển động quay trong vỏ (stato) để nén chất lỏng nên dòng chảy tương đối đều.

- Áp suất tạo ra cao hơn máy cánh dẫn, nhưng thấp hơn bơm piston.

- (Áp suất làm việc: 20 ~ 150at, một số trường hợp có thể cao hơn)

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhẹ.

- Làm việc tin cậy, chắc chắn. Tuổi thọ cao.

- Tốc độ quay lớn hơn bơm piston

Nhược điểm:

- Với bơm trục vít, bơm bánh răng: Không điều chỉnh được lưu lượng mà không làm thay đổi số vòng quay (tốc độ).

- Do rò rỉ nên hiệu suất lưu lượng thấp hơn so với bơm piston.

Phạm vi sử dụng:

Truyền động thủy lực thể tích (Máy công trình,..)

Hệ thống bôi trơn

- Hệ thống hỗ trợ lái, phanh

- Các hệ thống sử dụng dầu cao áp.

2. Bơm thủy lực piston (loại hướng trục, hướng tâm):

Loại bơm này có cấu tạo chính gồm hai thành phần không thể thiếu là piston và xylanh, nguyên lý hoạt động bơm này dựa theo nguyên tắc thay đổi thể tích giữa piston và xylanh đề lần lượt hút và đẩy chất lỏng đi, do bề mặt hoạt động là mặt trụ nên chịu đựng được áp suất dầu lớn, hoạt động hiệu quả ở các thiết bị máy móc yêu cầu có áp suất cao. Dựa vào cách thiết kế lấp đặt piston mà bơm thủy lực loại này được chia làm bơm hướng tâm và hướng trục

Hình ảnh bơm piston thuỷ lực Yuken

Nguyên lý làm việc:

Máy nén chất lỏng trong một xy lanh kín nhờ chuyển động tịnh tiến của piston trong xy lanh.

Đặc điểm:

- Hiệu suất bơm cao

- Tạo ra áp suất từ lớn đến rất lớn

- Vỏ xy lanh phải kín, bền để chịu được áp suất làm việc của bơm

- Xảy ra hiện tượng dao động lưu lượng (dao động áp suất) do bơm hoạt động dựa trên chu kì hoạt động của piston (nhược điểm cơ bản)

- Không cần mồi bơm

- Số vòng quay bị giới hạn (

- Có thể thay đổi lưu lượng bằng cách thay đổi hành trình piston

Phân loại

Bơm piston tác dụng đơn, tác dụng kép; bơm piston tác dụng ba (nguyên lý, cấu tạo khác với bơm tác dụng kép)

3. Bơm thủy lực trục vít

Biến thể của bơm bánh răng, khi bơm bánh răng có số răng ít và góc nghiêng của bánh răng lớn thì sẽ trở thành bơm trục vít. Bơm trục vít hiện nay có 2 trục vít được ăn khớp tuyệt đối với nhau, có đặc điểm là dòng dầu được truyền từ khoang hút sang khoang nén theo chiều của trục vít và đặc biệt không bị chèn dầu tại chân ren. Nhược điểm lớn nhất của máy bơm trục thủy lực trục vít là được chế tạo rất phức tạp, nhưng lại có ưu điểm tốt là máy chạy êm, độ gợn dung lượng nhỏ đảm bảo quá trình làm việc đạt hiệu quả hơn.

4. Bơm cánh gạt(vane pumps)

Là loại bơm được sử dụng phổ biến chỉ đứng sau bơm bánh răng, do chủ yếu được dùng ở hệ thống động cơ có áp suất thấp và trung bình trở lại. Đối chiếu với bơm bánh răng thì bơm cánh quạt có lưu lượng đều và đảm bảo hơn nên hiệu suất lưu lượng cao hơn. Bơm cánh gạt có nhiều phân khúc khác nhau nhưng cơ bản được chia thành 2 loại chính là bơm cánh gạt đơn và bơm cánh gạt kép.

Bơm cánh gạt Yuken

III. Cách tính toán và chọn mua bơm thủy lực sao cho hiệu quả

+ Thông số ban đầu:

     - Chọn sơ bộ số vòng quay động cơ điện: nđc (vg/ph). (tham khảo theo tốc độ của động cơ điện muốn sử dụng).

     - Áp suất làm việc lớn nhất yêu cầu bơm cấp (tính cả tổn thất): p (Bar).

     - Lưu lượng lớn nhất của cơ cấu chấp hành (xi lanh thủy lực, mô tơ thủy lực) cần cấp đồng thời: Q (cm3/ph)

     - Tổn thất lưu lượng của bơm (chọn sơ bộ):

                                         Ƞvol = 0,9 ÷ 0,95

+ Tính toán lưu lượng riêng của bơm:

     - Tính lưu lượng riêng của bơm: q = Q/(nđc*ηvol) (cm3/vg) hay (cc).

     Sau khi tính được lưu lượng riêng của bơm q cần chọn theo tiêu chuẩn (xem thêm phần dưới).

+ Tính toán công suất động cơ điện:

     - Lưu lượng lý thuyết của bơm được tính theo công thức:

                                  Qb = q.nđc/1000 (l/ph)

     - Chọn sơ bộ hiệu suất của bộ truyền từ bơm tới động cơ: Ƞ1 = 0,86

     - Công suất làm việc trên trục động cơ được tính theo công thức:

                                  Ntr = pp.Qp/(600.Ƞ1) (kw)

Tiêu chuẩn chọn mua bơm thủy lực cần phải lưu ý những đại lượng đặc trưng như sau:

     + Lưu lượng riêng (lưu lượng vòng): là đại lượng đặc trưng quan trọng nhất, kí hiệu V (cm3/vòng). Đây là giá trị thể hiện lưu lượng mà bơm đẩy ra được sau một vòng quay, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc của các cơ cấu chấp hành.

     + Số vòng quay n (vg/ph): Thường bơm được thiết kế trong dải số vòng quay tối ưu để bơm hoạt động tốt, đảm bảo hiệu suất.

     + Áp suất p (Bar): có các loại áp suất như: áp suất làm việc liên tục lớn nhất; áp suất làm việc tức thời lớn nhất nhất; áp suất lớn nhất bơm có thể chịu được.

     + Hiệu suất ƞ (%): Tùy từng kết cấu và hãng sản xuất thì bơm sẽ có hiệu suất khác nhau.

     + Độ ồn.

Khi chọn mua bơm thủy lực cần chú ý đến các yếu tố về kỹ thuật và kinh tế như sau: Giá cả; tuổi thọ; áp suất; phạm vi số vòng quay; khả năng chịu các hợp chất hóa học; sự dao động của lưu lượng; thể tích nén cố định hoặc thay đổi; công suất; hiệu suất…

Thủy lực khí nén Định Lịnh chuyên cung cấp các loại bơm thủy lực của các thương hiệu như Yuken, Propiston, Hydromax, Hystar...Gồm các loại như bơm piston, bơm cánh gạt (Bơm lá), bơm bánh răng (bơm nhông), bơm áp chỉnh, bơm PTO, và các loại bơm khác, có thể liên hệ và đặt hàng theo yêu cầu để được hỗ trợ tư vấn nhanh và tốt nhất.