MÁY BƠM THỦY LỰC: CÔNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG

MÁY BƠM THỦY LỰC: CÔNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG

Trước tiên chúng ta làm quen với khái niệm: Thể tích công tác (hay lưu lượng riêng) của máy bơm là thể tích chất lỏng được máy bơm đẩy ra cửa thoát ứng với một vòng quay của trục máy bơm. Vậy V=Q/n; n – số vòng quay trên phút của trục máy bơm, Q – lưu lượng của máy bơm.

1. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Thể tích công tác được tạo thành giữa các mép bánh răng với thành vỏ máy bơm.

V = m∙z∙b∙h∙π    (1)

m – Modul bánh răng

z – số răng

b – bề dày của bánh răng

h – chiều cao răng

2. Bơm bánh răng ăn khớp trong

Thể tích công tác được tạo bởi các mép bánh răng trong với thành vỏ và vách ngăn.

V = m∙z∙b∙h∙π  (2)

m – Modul bánh răng

z – số răng của bánh răng trong

b – bề dày của bánh răng

h – chiều cao răng

3. Bơm rotor – bánh răng

Rotor thực hiện chuyển động hành tinh va ăn khớp trong với stato. Số răng ăn khớp của rotor nhỏ hơn số răng stato một răng.

V = z∙(A_max – A_min ) ∙b  (3)

z – số răng của rotor

b – bề dày của răng

A – diện tích của khoang trống

4. Bơm trục vít

Thể tích công tác tạo bởi giữa các trục vít với vỏ bơm

V = (D² – d²) ∙s∙π/4 – D²(α – sin2α) ∙s∙/2   (4)

Ở đó: cosα = (D+d)/(2D)

5. Bơm cánh gạt tác động đơn

Thể tích công tác tạo bởi khoang giữa mặt trụ rotor và stato và các cánh gạt

V=2∙π ∙b∙e∙D    (5)

b – bề dày của cánh gạt

6. Bơm cánh gạt tác động kép

V = π∙b(D² – d²)/2                   (6)

7. Bơm piston hướng kính với rotor lệch tâm

Piston thực hiện chuyển động tịnh tiến khứ hồi trong các lỗ trên rotor vời chiều dài hành trình bằng 2 lần độ lệch tâm e.

V = (πd_k²/4)∙2∙e∙z    (7)

z – số piston

8. Bơm piston hướng kính với trục quay lệch tâm

Trục quay lệch tâm làm các piston chuyển động tịnh tiến khứ hồi trong lòng các lỗ cố định trên stato.

V = (πd_k²/4)∙2∙e∙z            (8)

z – số piston.

9. Bơm piston hướng trục với trục gập

Phụ thuộc vào góc gập giữa cụm piston với trục quay làm các piston chuyển động tịnh tiến.

V= (πd_k²/4)∙2r_h∙z∙tgα       (9)

z – số piston.

10. Bơm piston hướng trục với đĩa nghiêng

Piston tỳ lên đĩa nghiêng một góc α quay theo trục. Từ góc nghiêng của đĩa xác định được hành trình mỗi piston

V = (πd_k²/4)∙2r_h∙z∙tgα               (10)

z – số piston.

Read More

MÁY THỦY LỰC - CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY THỦY LỰC

MÁY THỦY LỰC - CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY THỦY LỰC

1. Phân loại máy thuỷ lực.

Theo tính chất trao ñổi năng lượng

- ðộng cơ thuỷ lực.

- Máy bơm.

- Máy thuỷ lực thuận nghịch.

Theo nguyên lý tác dụng của MTL với chất lỏng:

- MTL cánh dẫn:

- MTL thể tích:Thủy lực và Máy thủy lực 86

2. Thông số cơ bản của máy thuỷ lực

a. Cột áp:

B B

A A

1( )1 2g p p v v H e e e Z( Z ) 2 A A 2 B A B B B A B A − α −α + γ− = ∆ = − = − +

H>0: máy bơm.

H<0: ðC thuỷ lực.

Ht - cột áp tĩnh.

Hñ - cột áp ñộng.

H = Ht + Hñ (1-2)

γ− = − + B A t B A p p H Z( Z )

2g

v v H

2

A A

2

B B

d

α −α

=Thủy lực và Máy thủy lực 87

b. Lưu lượng: Q (m3/s).

c. Công suất.

Công suất thuỷ lực: là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với máy trong một ñơn vị thời gian.

NTL = γ.Q.H (1-3)

Công suất làm việc: là công suất trên trục của máy khi làm việc:

- Với máy bơm: N = NTL/η (1-4)

- Với ñộng cơ: N = η.NTL (1-5)

η − Hiệu suất của máy (η < 1)Thủy lực và Máy thủy lực 88

d. Hiệu suất:

Đánh giá tổn thất năng lượng trong quá trình máy trao đổi năng lượng với chất lỏng. Tổn thất năng lượng trong máy gồm 3 loại:

Tổn thất cột áp của dòng chảy qua máy gọi là tổn thất thuỷ lực: hiệu suất thuỷ lực hay hiệu suất cột áp: ηH 

 Tổn thất do rò rỉ chất lỏng làm giảm lưu lượng gọi là tổn thất lưu lượng: ηQ.

Tổn thất ma sát của các bộ phận cơ khí của MTL gọi là tổn thất cơ khí: ηC

Vậy: η = ηH ηQ ηC (1-6)

Đồ thị thể hiện mối quan hệ của các thông số MTL gọi là ñường ñặc tính.

Read More

2 DẠNG MẠCH THỦY LỰC

2 DẠNG MẠCH THỦY LỰC

Hệ thống thủy lực mạch hở

Trong hệ thống thủy lực mạch hở đường ống hút vào máy bơm được lắp đặt ngập trong chất lỏng làm việc, ở đó áp suất tại bề mặt thoáng của chất lỏng luôn luôn duy trì ở áp suất khí quyển (có nghĩa là thùng chứa dầu luôn thông với không khí), để đảm bảo tốt khả năng hút của máy bơm luôn. Sự cản trở trên đường ống hút cần phải cần phải không lớn để đẩm bảo chiều cao hút theo yêu cầu.

Về mặt nguyên lý, các máy thủy lực là các máy có khả năng tự hút, tuy nhiên trong vài trường hợp vẫn cần bổ sung áp suất hút không lớn. Trong các hệ thống thủy lực mạch hở chất lỏng làm việc được dẫn vào động cơ thủy lực và được rót về thùng chứa sau khi đi qua van phân phối.

Các dấu hiệu để nhận ra hệ thống thủy lực mạch hở:

- Đường ống hút có đường kính lớn, và có chiều dài không lớn.

- Các van phân phối, các bộ lọc, bộ làm mát có kích thước tiêu chuẩn “lối thông” (условного прохода) tương ứng với lưu lượng chuẩn của hệ thống. (Trong từ điển dịchпроход – lối thông: mình hiểu ở đây là các thiết bị thủy lực khi cho phép chất lỏng đi qua, đều tạo ra một lối đi và đó lối thông).

- Dung tích thùng chứa dầu là bội số của lưu lượng cực đại của máy bơm

- Máy bơm thường được lắp đặt phía trên thùng chứa dầu ( cũng có trường hợp được lắp phía dưới và ngang với thùng chứa dầu – trường hợp đặt biệt) .

- Tần số quay của trục dẫn động giới hạn chiều cao hút.

- Khóa các tải trọng trong hành trình về được đảm bảo bằng các thiết bị thủy lực.

Hệ thống thủy lực mạch hở là hệ thống chuẩn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trên các trạm máy cố định và di động như: trên các máy công cụ, trên các máy ép, trên các oto và các xe cần trục.

Hệ thống thủy lực mạch kín

Hệ thống thủy lực được gọi là mạch kín khi chất lỏng làm việc thoát ra từ động cơ thủy lực được hút trực tiếp vào máy bơm.

Phụ thuộc vào hướng tác động của tải trọng (được xác định theo yêu cầu bài toán) mà máy bơm với dòng thuận nghịch (máy bơm thuận nghịch) nén chất lỏng làm việc vào đường ống A hoặc đường ống B. Kết quả là một trong các đường ống (A hoặc B) trở thành đường ống nén, đường ống còn lại (B hoặc A) trở thành ống xả.

Bảo vệ đường ống nén bằng van an toàn, là van rót chất lỏng làm việc vào đường ống xả. Khi đó chất lỏng làm việc ổn định tuần hoàn trong hệ thống.

Cần thiết bổ sung cho máy bơm và động cơ thủy lưc lượng chất lỏng công tác rò rỉ (lượng chất lỏng rò rỉ phụ thuộc vào đặc tính vận hành của các thiết bị trong hệ thống thủy lực). Để bổ sung lưu lượng rò rỉ người ta sử dụng máy bơm phụ, được lắp đặt theo nguyên tắc trực tiếp với máy bơm chính thông qua mặt bích. Máy bơm phụ trong chế độ làm việc ổn định bơm từ thùng chứa dầu lượng chất lỏng vừa đủ vào đường ống xả của hệ thống thủy lực mạch kín thông qua van một chiều. Lượng chất lỏng thừa thông qua van an toàn của hệ thông bổ sung quay về thùng chứa dầu.  

Các dấu hiệu nhận biết cơ bản của hệ thống thủy lực mạch kín:

- Cụm thiết bị phân phối có đường  kính tiêu chuẩn “lối thông” (диаметр условногопрохода) không lớn;

- Các bộ lọc và bộ làm mát có tiết diện “lối thông” không lớn và có kích thước sơ bộ nhỏ (kích thước sơ bộ - kích thước lớn nhất theo 3 chiều của 1 chi tiết );

- Kích thước thùng chứa dầu không lớn, nhưng đồng bộ với thể tích công tác của máy bơm phụ và lưu lượng tuần hoàn trong hệ thống;

- Tần số quay của trục dẫn động cao, nhờ hệ thống bổ sung;

- Hệ thống có thể được lắp đặt tự do (ở vị trí bất kỳ);

- Khóa tải trọng bằng motor thủy lực của hệ thống;

- Hoàn toàn truyền dẫn thuận nghịch đối với vị trí 0;

- Tái sinh năng lượng hãm phanh(cản trở, phanh).

Read More

BỘ LỌC DẦU THỦY LỰC VÀ XỬ LÝ DẦU THỦY LỰC

BỘ LỌC DẦU THỦY LỰC VÀ XỬ LÝ DẦU THỦY LỰC

Các bộ lọc ống dầu thủy lực có công dụng để lọc sạch và loại bỏ các tạp chất trong dầu thủy lực. Các tạp chất có thể là bụi bẩn lẫn vào dầu thủy lực trong quá trình rót, hoặc là các hạt kim loại nhỏ (sản phẩm của quá trình mài mòn giữa các chi tiết trong hệ thống thủy lực), và cả sản phẩn của quá trình oxi hóa dầu thủy lực tạo thành.

Tạp chất cơ khí vừa là sản phẩm của quá trình mài mòn, đồng thời do nó làm tăng quá trình mài mòn các chi tiết, làm kẹt các cặp chi tiết, làm giảm sự bôi trơn giữa các chi tiết, làm giảm độ bền hóa học của dầu thủy lực, làm tắc các ống thủy lực nhỏ (các ống nhỏ thường là các ống dẫn tín hiệu điều khiển khi hệ thống sử dụng phương pháp điều khiển bằng tín hiệu thủy lực).

Các bộ lọc thủy lực làm việc dựa trên nguyên lý sử dụng các phần tử lọc làm vướng lại các tạp chất khi có dòng dầu thủy lực chảy qua các phần tử lọc này hoặc sử dụng trường lực để tách các tạp chất ra khỏi dầu thủy lực. Trường hợp thứ nhất tạp chất bị vướng lại trên bề mặt hoặc dưới đáy phần tử lọc của các bộ lọc thủy lực. Trường hợp thứ hai dầu thủy lực được dẫn qua một trường nhân tạo (từ trường, điện trường, trường ly tâm, trọng trường) làm các tạp chất bị lắng xuống.

Phân loại

Dựa vào kích thước các hạt bị giữ lại, người ta chia bộ lọc dầu thủy lực thành:

- Bộ lọc thô: lọc được các hạt có kích thước ≥0,1mm. Bộ lọc thô có thể được lắp đặt tại ống rót để lọc dầu thủy lực được rót thùng chứa, được lắp đặt tại ống hút và ống nén để lọc sơ bộ dầu thủy lực.

- Bộ lọc trung bình: lọc được các hạt có kích thước từ 0,05mm tới 0,1mm. Bộ lọc trung bình thường được lắp đặt tại ống nén hoặc ống xả.

- Bộ lọc tinh: lọc được các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,05mm. Bộ lọc tinh thường được lắp đặt tại các vị trí có lưu lượng vừa phải, thường là các nhánh phụ trong hệ thống.

Phụ thuộc vào vị trí lắp bộ lọc trong hệ thống thủy lực phân bộ lọc dầu thủy lực thànhbộ lọc dầu áp suất cao và bộ lọc dầu áp suất thấp. Theo đó, bộ lọc dầu áp suất cao chỉ có thể lắp ở ống hút, còn bộ lọc dầu áp suất thấp chỉ có thể lắp ở ống xả.

Dựa vào kết cấu của bộ lọc, các bộ lọc dầu thủy lực thường là các dạng chính sau: bộ lọc lưới, bộ lọc lá, bộ lọc giấy, bộ lọc nỉ, bộ lọc nam châm,….

Cấu trúc các bộ lọc dầu thủy lực

1. Bộ lọc lưới

Bộ lọc lưới là loại bộ lọc dầu đơn giản nhất. Nó gồm có khung cứng và lưới bằng đồng bao chung quanh. Dầu thủy lực từ ngoài xuyên qua các mắt lưới và các lỗ để vào ống hút. Hình dáng và kích thước của bộ lọc lưới rất khác nhau, tùy thuộc vào vị trí và công dụng của bộ lọc.

Các bộ lọc lưới thường được lắp đặt tại ống hút và ống xả, và có thể cả tại ống rót dầu thủy lực vào thùng chứa (cần phân biệt ống rót và ống xả: ống xả là xả dầu từ hệ thống về thùng chứa. Ống rót dùng để rót dầu thủy lực từ ngoài vào thùng chứa). Phần tử lọc là các lưới đồng, kích thước cắc mắt lưới quyết định độ lọc sạch dầu thủy lực. Lưới được xếp một lớp hoặc nhiều lớp. Để làm giảm sự cản trở bề mặt lọc được thiết kế sao cho lớn nhất có thể.

Trên hình 1 thể hiện cấu trúc của bộ lọc lưới. Các chi tiết bao gồm: vỏ 1 dạng trụ với các lỗ thủng trên bề mặt cho phép dầu thủy lực đi qua, vỏ 1 bao quanh  lưới lọc 2. Bộ lọc được đóng kín 2 đầu bằng 2 đĩa. Tại tâm 2 đĩa được đục thủng, và xuyên qua bởi ống thép 4, trên ống thép đục có lỗ, một đầu ống thép 4 nối thông với ống hút của trạmmáy bơm.

Hình 1. Cấu trúc bộ lọc lưới

2. Bộ lọc dạng sợi 

Bộ lọc dạng sợi có cấu trúc tương tự với bộ lọc dạng lưới. Chúng cấu tạo từ  các sợi với số lượng lớn các lỗ hoặc các khe hướng tâm. Các sợi này được quấn quanh các có tiết diện tròn hoặc tiết diện chữa nhật cuốn quanh vỏ bộ lọc tạo thành các khe hở hướng tâm. Độ rộng các khe hở giữa các sợi quyết định độ lọc sạch của bộ lọc. 

Nhược điểm của bộ lọc dạng lưới và dạng sợi là khó làm sạch các phần tử lọc khi lưu lại các tạp chất.

3. Bộ lọc dạng lá: 

Bộ lọc dạng lá được lắp đặt tại đường ống nén và đường ống xả trong hệ thống thủy lưc. Bộ lọc lá kiểu G41 (hình 2 - chú thích: выход - cửa ra của bộ lọc; вход - cửa vào của bộ lọc) cấu tạo từ vỏ 1, nắp đậy 2 trục 3. Trên trục cố định các phần tử lọc. Nắp đậy 2 có lỗ để dẫn dầu thủy lực vào và ra khỏi bộ lọc. Nắp đậy 2 được gắn chặt với vỏ 1 bằng các bu-lông. Bít kín giữa nắp 2 và vỏ 1 bằng các vòng đệm cao su 4. Các phần tử lọc cấu tạo gồm 1 khung dạng trụ tạo thành từ các lá lọc 5 xen kẽ giữa các lá lọc 5 là các lá lọc 6 ( hình dạng các lá lọc 5 và 6 như dưới). Dầu thủy lực đi vào bộ lọc thông qua lỗ trên nắp 2 và đi qua các khe hở giữa các lá rồi theo lỗ trên nắp 2 đi ra khỏi bộ lọc. Dầu thủy lực chứa tạp chất khi đi qua khe hở giữa các lá lọc sẽ bị giữ lại các tạp chất. Độ lọc sạch của bộ lọc phụ thuộc vào kích thước khe hở giữa cá lá lọc. Trong quá trình vận hành các khe hở này dần dần sẽ bị mắc kẹt lại bởi các tạp chất. Để dọn sạch các tạp chất này người ta sử dụng các thanh gạt 7 được gắn cố định bằng các chốt 8. Khi quay bằng tay trục 3, các thanh gạt chuyển động giữa các lá 5 và 6 làm sạch các tạp chất bị mắc kẹt. Các tạp chất bị gạt lắng xuống đáy bộ lọc, và được lấy ra ngoài thông qua lỗ dưới đáy. Lỗ này được đậy lại bằng nút 9.

 

Hình 2. Bộ lọc dạng lá kiểu G41

Các bộ lọc lá kiểu G41 cho phép lưu lượng lọc lên tới 70 lít/ph với độ chênh áp 0,1 – 0,2 MPa. 

Nhận xét

Các bộ lọc dầu dạng lưới, dạng sợi và dạng lá có tính cản trở không lớn khi lọc, và độ lọc sạch cũng không cao. Để tăng độ lọc sạch dầu thủy lực cần sử dụng các bộ lọc tinh. Tuy nhiên các bộ lọc tinh cũng sẽ có tính cản trở lớn, lưu lượng lọc nhỏ, tổn thất áp suất lớn. Các bộ lọc tinh thường được lắp đặt tại các đường nhánh phụ tách ra từ nhánh chính. Để tránh làm quá tải hoặc nhanh đào thải các bộ lọc tinh, chất lỏng trước khi dẫn qua các bộ lọc tinh cần trải qua các bộ lọc thô. 

Các bộ lọc tinh

Sử dụng các phần tử lọc: dạng vải, dạng các tông, dạng nỉ, dạng sứ kim loại

Các bộ lọc với phần tử lọc dạng các tông và dạng vải lọc được 75% các hạt tạp chất kích thước khoảng 4-5 μm chỉ qua 1 lần lọc. Trong trường hợp đặc biệt các bộ lọc dạng này có thể sử dụng phần tử lọc kết hợp tạo thành từ phần tử lọc tinh 2 và phần tử lọc thô 1 (hình 3). Khi van 3 chưa mở, chất lỏng được lọc qua cả 2 phần tử lọc (hình 3a). Khi  van 3 được mở, dầu thủy lực chỉ đi qua phần tử lọc thô 1, bỏ qua phần tử lọc tinh 2. ( hình 3b)

Hình 3. Phần tử lọc kết hợp

4. Bộ lọc giấy 

Các phần tử lọc của các bộ lọc giấy thường có dạng hình trụ. Các phần tử lọc dạng này thường được gấp thành dạng như hình vẽ để tăng bề mặt lọc.

Hình 4. Phần tử bộ lọc giấy

5. Bộ lọc nỉ và bộ lọc sứ - kim loại: 

Các bộ lọc dạng này chính là các bộ lọc tinh. Các phần tử lọc có các bột kim loại và sứ dạng cầu tạo thành lớp dày. Các bộ lọc có khả năng chứa lượng tạp chất lớn, đồng nghĩa với tuổi thọ hoạt động dài. Đối với các bộ lọc dạng này phần tử lọc phổ biến làm từ bột sứ và bột kim loại. Sơ đồ cấu trúc vật liệu lọc từ sứ và kim loại thể hiện bởi hình vẽ dưới. Dầu thủy lực thấm từ từ qua khe hở giữa các hạt sứ và kim loại.

Hình 5. Cấu trúc phân bố các sứ và kim loại

Bộ lọc nỉ hình vẽ dưới cấu tạo từ vỏ 1, nắp 2 với cửa vào và cửa ra, ống 3 được cố định với nắp 2. Phần tử lọc dạng nỉ 4 được gắn với ống dẫn 3.

Hình 6. Cấu trúc bộ lọc nỉ

6. Bộ lọc phân ly 

Bộ lọc phân ly là bộ lọc có khả năng lọc không giới hạn với cản trở nhỏ. Nguyên lý hoạt động của bộ lọc này dựa trên việc dẫn dầu thủy lực đi qua trường lực có thể hút, lưu giữ các tạp chất lại. Trên hình vẽ thể hiện cấu trúc bộ lọc từ  C43-3, có công dụng làm lắng các tạp chất có từ tính. Cấu tạo bộ lọc gồm vỏ 3, nắp 8 gắn với ống đồng 7 bằng ren và cụm bẫy từ. Cụm bẫy từ gồm đĩa tròn 4 liên kết với ống đồng 7 bằng ren, trên đĩa tròn 4 đục 6 lỗ, mỗi lỗ được lắp vào 1 thanh nam châm 9. Các thanh nam châm được cách ly với nắp bộ lọc bởi vòng đệm 5. Phần dưới ống đồng 7 được gắn cố định với 1 đĩa đồng 2, có công dụng như một vách chắn từ. Các hạt từ tính khi đi qua bộ lọc sẽ bị hút lại trên bề mặt các nam châm.

Hình 7. Cấu trúc bộ lọc phân ly C43-3

Lắp đặt bộ lọc dầu thủy lực trong hệ thống thủy lực

Khi lựa chọn sơ đồ lắp đặt  cần tính đến các điều kiện sau:

 - Nguyên nhân tạo tạp chất

 - Độ nhạy của các chi tiết của hệ thống thủy lực đối với tạp chất;

- Chế độ công tác của máy thủy lực;

- Áp suất công tác;

- Thiết bị điều khiên hay không điều khiển được;

- Loại dầu công tác;

- Điều kiện vận hành.

Lắp đặt bộ lọc có thể tại đường ống hút, đường ống nén, và đường ống xả và tại các đường nhánh phụ tách ra từ các đường ống chính trên. (hình 8)

Hình 8. Sơ đồ lắp đặt bộ lọc

• Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống hút (hình 8.a) nhằm bảo vệ tất cả các thiết bị thủy lực trong hệ thống thủy lực. Nhược điểm: làm giảm khả năng hút của máy bơm, tăng khả năng xuất hiện hiện tượng xâm thực. Đối với kiểu lắp đặt bộ lọc trên đường ống hút thường cần bổ sung thêm đồng hồ kết hợp với van một chiều, tác dụng khi dầu không quá nhiều tạp chất.

• Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống nén (hình 8.b) nhằm bảo vệ tất cả các thiết bị thủy lực trong hệ thống trừ máy bơm. Dầu thủy lực lẫn tạp chất, qua máy bơm, dưới áp suất nén có thể phá hủy các phần tử lọc của bộ lọc. Để bảo vệ bộ lọc cần lắp thêm van an toàn.

• Lắp đặt bộ lọc trên đường ống xả  (hình 8c) là kiểu phổ biến nhất, các bộ lọc không làm việc với áp suất cao, không tạo ra cản trợ bổ súng trên ống hút và ống nén, đồng thời có thể lọc bỏ tất cả tạp chất cơ khí chứa trong dầu thủy lực trước khi đổ về thùng chứa. Nhược điểm của sơ đồ lắp đặt kiểu này đó là làm nóng dầu thủy lực. 

• Lắp đặt bộ lọc trên đường nhánh phụ không đảm bảo bảo vệ hoàn toàn, nhưng có thể làm giảm cơ bản tạp chất trong dầu thủy lực. Mang hiệu quả lọc bổ sung cho các bộ lọc chính. Phổ biến và hiệu quả nhất là sơ đồ lắp đặt bộ lọc dầu tinh trên đường nhánh phụ tách ra từ đường ống xả.

Khi lắp đặt bộ lọc tại các đường ống có dòng thuận nghịch đi qua (tại đoạn ống đó có thể xuất hiện dòng theo cả 2 chiều) cần sử dụng thêm các van 1 chiều để đảm bảo dòng dầu thủy lực đi qua bộ lọc chỉ theo 1 chiều cố định mà không ảnh hưởng tới chức năng làm việc của đoạn ống dẫn này.

Hình 9. Lắp bộ lọc tại dòng thuận nghịch

Người ta sử dụng áp kế để kiểm tra khả năng làm việc của bộ lọc trong trường hợp này. Khi độ chênh áp kế giữa 2 đầu bộ lọc tăng lên, tức là lượng tạp chất bị bộ lọc giữ lại đã nhiều, và cần thay bộ lọc hoặc làm sạch phần tử lọc.

Read More

Giới thiệu về dầu thủy lực

Giới thiệu về dầu thủy lực

1- Chức năng của dầu thủy lực:

Dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cho hệ thống thủy lực làm việc an toàn và chính xác. Bên cạnh là tác nhân truyền tải áp lực và truyền chuyển động, nó còn giúp bôi trơn các chi tiết chuyển động chống lại lực ma sát, nó cũng làm kín các bề mặt tiếp xúc, truyền thải nhiệt và ngăn ngừa sự mài mòn. 

2- Lựa chọn dầu thủy lực cho phù hợp:

Thông thường, ống dầu thủy lực được lựa chọn trên hai yếu tố chính: Thời tiết nơi thiết bị sử dụng và Các yêu cầu của bộ phận thủy lực sử dụng trong hệ thống truyền động thủy lực.

Độ nhớt: 

Sau khi chọn chủng loại dầu thủy lực phù hợp, bạn cần phải lựa chọn cấp độ nhớt của dầu cho phù hợp với khoảng nhiệt độ làm việc của thiết bị thủy lực. Theo ISO, cấp độ nhớt của dầu chỉ thị độ nhớt động lực học của dầu ở 40°C.

Ví dụ, dầu thủy lực phẩm cấp VG46 có độ nhớt động học (kinematic viscosity) là 46 cst (centistokes) tại nhiệt độ (dầu làm việc) 40°C.

Có rất nhiều yêu cầu chất lượng khác nhau đối với dầu thủy lực nhưng điều quan trọng nhất trong số đó là độ nhớt của dầu không thay đổi nhiều với sự thay đổi của nhiệt độ.

Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá cao???

- Ma sát trượt tăng lên, phát sinh ra nhiệt và tổn thất năng lượng lớn.

- Tổn thất trong mạch dầu tăng lên và tổn thất áp suất cũng tăng lên.

Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá nhỏ???

- Rò rỉ trong bơm sẽ tăng lên, hiệu suất thể tích không đạt được và do đó áp suất làm việc yêu cầu không đáp ứng được.

- Do có sự rò rỉ bên trong của các valve điều khiển, xy lanh sẽ bị thu lại dưới tác dụng của phản lực, còn motor không thể sản ra đủ mô-men yêu cầu trên trục quay.

Lựa chọn dầu thủy lực theo vị trí địa lý nơi thiêt bị làm việc: 

Theo vị trí địa lý và thời tiết từng vùng, người ta khuyến cáo nên sử dụng các phẩm cấp dầu như sau: 

Vùng nhiệt đới: VG46 Vùng ôn đới: VG32

Loại VG68 chỉ được sử dụng khi thiết bị làm việc trong môi trường không khí có nhiệt độ cao trong thời gian liên tục.

Read More

DẠNG MẠCH THỦY LỰC

DẠNG MẠCH THỦY LỰC

(Mạch thủy lực) – được hiểu là tổ hợp các thiết bị liên kết lẫn nhau, mà các thiết bị này có tác động trực tiếp với chất lỏng công tác (hay chất lỏng làm việc) và có công dụng để thực hiện các chức năng xác định trong hệ truyền dẫn thủy lực dạng thể tích.

Trong một bài Hệ truyền dẫn thủy lực dạng thể tích (phần 2) chúng ta đã biết mạch thủy lực phân thành mạch hở và mạch kín (hay mạch đóng). Trong bài này chúng ta tìm hiểu kĩ hơn về 2 loại mạch này. 

Hệ thống thủy lực mạch hở

Trong hệ thống thủy lực mạch hở đường ống hút vào máy bơm được lắp đặt ngập trong chất lỏng làm việc, ở đó áp suất tại bề mặt thoáng của chất lỏng luôn luôn duy trì ở áp suất khí quyển (có nghĩa là thùng chứa dầu luôn thông với không khí), để đảm bảo tốt khả năng hút của máy bơm luôn. Sự cản trở trên đường ống hút cần phải cần phải không lớn để đẩm bảo chiều cao hút theo yêu cầu.

Về mặt nguyên lý, các máy ống dầu thủy lực là các máy có khả năng tự hút, tuy nhiên trong vài trường hợp vẫn cần bổ sung áp suất hút không lớn. Trong các hệ thống thủy lực mạch hở chất lỏng làm việc được dẫn vào động cơ thủy lực và được rót về thùng chứa sau khi đi qua van phân phối.

Các dấu hiệu để nhận ra hệ thống thủy lực mạch hở:

- Đường ống hút có đường kính lớn, và có chiều dài không lớn.

- Các van phân phối, các bộ lọc, bộ làm mát có kích thước tiêu chuẩn “lối thông” tương ứng với lưu lượng chuẩn của hệ thống. (Trong từ điển dịchпроход – lối thông: mình hiểu ở đây là các thiết bị thủy lực khi cho phép chất lỏng đi qua, đều tạo ra một lối đi và đó lối thông).

- Dung tích thùng chứa dầu là bội số của lưu lượng cực đại của máy bơm

- Máy bơm thường được lắp đặt phía trên thùng chứa dầu ( cũng có trường hợp được lắp phía dưới và ngang với thùng chứa dầu – trường hợp đặt biệt) .

- Tần số quay của trục dẫn động giới hạn chiều cao hút.

- Khóa các tải trọng trong hành trình về được đảm bảo bằng các thiết bị thủy lực.

Hệ thống thủy lực mạch hở là hệ thống chuẩn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trên các trạm máy cố định và di động như: trên các máy công cụ, trên các máy ép, trên các oto và các xe cần trục.

Hệ thống thủy lực mạch kín

Hệ thống thủy lực được gọi là mạch kín khi chất lỏng làm việc thoát ra từ động cơ thủy lực được hút trực tiếp vào máy bơm.

Phụ thuộc vào hướng tác động của tải trọng (được xác định theo yêu cầu bài toán) mà máy bơm với dòng thuận nghịch (máy bơm thuận nghịch) nén chất lỏng làm việc vào đường ống A hoặc đường ống B. Kết quả là một trong các đường ống (A hoặc B) trở thành đường ống nén, đường ống còn lại (B hoặc A) trở thành ống xả.

Bảo vệ đường ống nén bằng van an toàn, là van rót chất lỏng làm việc vào đường ống xả. Khi đó chất lỏng làm việc ổn định tuần hoàn trong hệ thống.

Cần thiết bổ sung cho máy bơm và động cơ thủy lưc lượng chất lỏng công tác rò rỉ (lượng chất lỏng rò rỉ phụ thuộc vào đặc tính vận hành của các thiết bị trong hệ thống thủy lực). Để bổ sung lưu lượng rò rỉ người ta sử dụng máy bơm phụ, được lắp đặt theo nguyên tắc trực tiếp với máy bơm chính thông qua mặt bích. Máy bơm phụ trong chế độ làm việc ổn định bơm từ thùng chứa dầu lượng chất lỏng vừa đủ vào đường ống xả của hệ thống thủy lực mạch kín thông qua van một chiều. Lượng chất lỏng thừa thông qua van an toàn của hệ thông bổ sung quay về thùng chứa dầu.  

Các dấu hiệu nhận biết cơ bản của hệ thống thủy lực mạch kín:

- Cụm thiết bị phân phối có đường  kính tiêu chuẩn “lối thông” không lớn;

- Các bộ lọc và bộ làm mát có tiết diện “lối thông” không lớn và có kích thước sơ bộ nhỏ (kích thước sơ bộ - kích thước lớn nhất theo 3 chiều của 1 chi tiết );

- Kích thước thùng chứa dầu không lớn, nhưng đồng bộ với thể tích công tác của máy bơm phụ và lưu lượng tuần hoàn trong hệ thống;

- Tần số quay của trục dẫn động cao, nhờ hệ thống bổ sung;

- Hệ thống có thể được lắp đặt tự do (ở vị trí bất kỳ);

- Khóa tải trọng bằng motor thủy lực của hệ thống;

- Hoàn toàn truyền dẫn thuận nghịch đối với vị trí 0;

- Tái sinh năng lượng hãm phanh(cản trở, phanh).

Read More

BỘ LỌC DẦU THỦY LỰC VÀ XỬ LÝ DẦU THỦY LỰC

 BỘ LỌC ỐNG DẦU THỦY LỰC VÀ XỬ LÝ DẦU THỦY LỰC

Các bộ lọc dầu có công dụng để lọc sạch và loại bỏ các tạp chất trong dầu thủy lực. Các tạp chất có thể là bụi bẩn lẫn vào dầu thủy lực trong quá trình rót, hoặc là các hạt kim loại nhỏ (sản phẩm của quá trình mài mòn giữa các chi tiết trong hệ thống thủy lực), và cả sản phẩn của quá trình oxi hóa dầu thủy lực tạo thành.

Tạp chất cơ khí vừa là sản phẩm của quá trình mài mòn, đồng thời do nó làm tăng quá trình mài mòn các chi tiết, làm kẹt các cặp chi tiết, làm giảm sự bôi trơn giữa các chi tiết, làm giảm độ bền hóa học của dầu thủy lực, làm tắc các ống thủy lực nhỏ (các ống nhỏ thường là các ống dẫn tín hiệu điều khiển khi hệ thống sử dụng phương pháp điều khiển bằng tín hiệu thủy lực).

Các bộ lọc thủy lực làm việc dựa trên nguyên lý sử dụng các phần tử lọc làm vướng lại các tạp chất khi có dòng dầu thủy lực chảy qua các phần tử lọc này hoặc sử dụng trường lực để tách các tạp chất ra khỏi dầu thủy lực. Trường hợp thứ nhất tạp chất bị vướng lại trên bề mặt hoặc dưới đáy phần tử lọc của các bộ lọc thủy lực. Trường hợp thứ hai dầu thủy lực được dẫn qua một trường nhân tạo (từ trường, điện trường, trường ly tâm, trọng trường) làm các tạp chất bị lắng xuống.

Phân loại

Dựa vào kích thước các hạt bị giữ lại, người ta chia bộ lọc dầu thủy lực thành:

- Bộ lọc thô: lọc được các hạt có kích thước ≥0,1mm. Bộ lọc thô có thể được lắp đặt tại ống rót để lọc dầu thủy lực được rót thùng chứa, được lắp đặt tại ống hút và ống nén để lọc sơ bộ dầu thủy lực.

- Bộ lọc trung bình: lọc được các hạt có kích thước từ 0,05mm tới 0,1mm. Bộ lọc trung bình thường được lắp đặt tại ống nén hoặc ống xả.

- Bộ lọc tinh: lọc được các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,05mm. Bộ lọc tinh thường được lắp đặt tại các vị trí có lưu lượng vừa phải, thường là các nhánh phụ trong hệ thống.

Phụ thuộc vào vị trí lắp bộ lọc trong hệ thống thủy lực phân bộ lọc dầu thủy lực thànhbộ lọc dầu áp suất cao và bộ lọc dầu áp suất thấp. Theo đó, bộ lọc dầu áp suất cao chỉ có thể lắp ở ống hút, còn bộ lọc dầu áp suất thấp chỉ có thể lắp ở ống xả.

Dựa vào kết cấu của bộ lọc, các bộ lọc dầu thủy lực thường là các dạng chính sau: bộ lọc lưới, bộ lọc lá, bộ lọc giấy, bộ lọc nỉ, bộ lọc nam châm,….

Cấu trúc các bộ lọc dầu thủy lực
1. Bộ lọc lưới

Bộ lọc lưới là loại bộ lọc dầu đơn giản nhất. Nó gồm có khung cứng và lưới bằng đồng bao chung quanh. Dầu thủy lực từ ngoài xuyên qua các mắt lưới và các lỗ để vào ống hút. Hình dáng và kích thước của bộ lọc lưới rất khác nhau, tùy thuộc vào vị trí và công dụng của bộ lọc.

Các bộ lọc lưới thường được lắp đặt tại ống hút và ống xả, và có thể cả tại ống rót dầu thủy lực vào thùng chứa (cần phân biệt ống rót và ống xả: ống xả là xả dầu từ hệ thống về thùng chứa. Ống rót dùng để rót dầu thủy lực từ ngoài vào thùng chứa). Phần tử lọc là các lưới đồng, kích thước cắc mắt lưới quyết định độ lọc sạch dầu thủy lực. Lưới được xếp một lớp hoặc nhiều lớp. Để làm giảm sự cản trở bề mặt lọc được thiết kế sao cho lớn nhất có thể.

Trên hình 1 thể hiện cấu trúc của bộ lọc lưới. Các chi tiết bao gồm: vỏ 1 dạng trụ với các lỗ thủng trên bề mặt cho phép dầu thủy lực đi qua, vỏ 1 bao quanh  lưới lọc 2. Bộ lọc được đóng kín 2 đầu bằng 2 đĩa. Tại tâm 2 đĩa được đục thủng, và xuyên qua bởi ống thép 4, trên ống thép đục có lỗ, một đầu ống thép 4 nối thông với ống hút của trạmmáy bơm.

Hình 1. Cấu trúc bộ lọc lưới

2. Bộ lọc dạng sợi 

Bộ lọc dạng sợi có cấu trúc tương tự với bộ lọc dạng lưới. Chúng cấu tạo từ  các sợi với số lượng lớn các lỗ hoặc các khe hướng tâm. Các sợi này được quấn quanh các có tiết diện tròn hoặc tiết diện chữa nhật cuốn quanh vỏ bộ lọc tạo thành các khe hở hướng tâm. Độ rộng các khe hở giữa các sợi quyết định độ lọc sạch của bộ lọc. 

Nhược điểm của bộ lọc dạng lưới và dạng sợi là khó làm sạch các phần tử lọc khi lưu lại các tạp chất.

3. Bộ lọc dạng lá:

Bộ lọc dạng lá được lắp đặt tại đường ống nén và đường ống xả trong hệ thống thủy lưc. Bộ lọc lá kiểu G41 (hình 2 - chú thích: выход - cửa ra của bộ lọc; вход - cửa vào của bộ lọc) cấu tạo từ vỏ 1, nắp đậy 2 trục 3. Trên trục cố định các phần tử lọc. Nắp đậy 2 có lỗ để dẫn dầu thủy lực vào và ra khỏi bộ lọc. Nắp đậy 2 được gắn chặt với vỏ 1 bằng các bu-lông. Bít kín giữa nắp 2 và vỏ 1 bằng các vòng đệm cao su 4. Các phần tử lọc cấu tạo gồm 1 khung dạng trụ tạo thành từ các lá lọc 5 xen kẽ giữa các lá lọc 5 là các lá lọc 6 ( hình dạng các lá lọc 5 và 6 như dưới). Dầu thủy lực đi vào bộ lọc thông qua lỗ trên nắp 2 và đi qua các khe hở giữa các lá rồi theo lỗ trên nắp 2 đi ra khỏi bộ lọc. Dầu thủy lực chứa tạp chất khi đi qua khe hở giữa các lá lọc sẽ bị giữ lại các tạp chất. Độ lọc sạch của bộ lọc phụ thuộc vào kích thước khe hở giữa cá lá lọc. Trong quá trình vận hành các khe hở này dần dần sẽ bị mắc kẹt lại bởi các tạp chất. Để dọn sạch các tạp chất này người ta sử dụng các thanh gạt 7 được gắn cố định bằng các chốt 8. Khi quay bằng tay trục 3, các thanh gạt chuyển động giữa các lá 5 và 6 làm sạch các tạp chất bị mắc kẹt. Các tạp chất bị gạt lắng xuống đáy bộ lọc, và được lấy ra ngoài thông qua lỗ dưới đáy. Lỗ này được đậy lại bằng nút 9.

 

Hình 2. Bộ lọc dạng lá kiểu G41

Các bộ lọc lá kiểu G41 cho phép lưu lượng lọc lên tới 70 lít/ph với độ chênh áp 0,1 – 0,2 MPa. 

Nhận xét

Các bộ lọc dầu dạng lưới, dạng sợi và dạng lá có tính cản trở không lớn khi lọc, và độ lọc sạch cũng không cao. Để tăng độ lọc sạch dầu thủy lực cần sử dụng các bộ lọc tinh. Tuy nhiên các bộ lọc tinh cũng sẽ có tính cản trở lớn, lưu lượng lọc nhỏ, tổn thất áp suất lớn. Các bộ lọc tinh thường được lắp đặt tại các đường nhánh phụ tách ra từ nhánh chính. Để tránh làm quá tải hoặc nhanh đào thải các bộ lọc tinh, chất lỏng trước khi dẫn qua các bộ lọc tinh cần trải qua các bộ lọc thô. 

Các bộ lọc tinh sử dụng các phần tử lọc: dạng vải, dạng các tông, dạng nỉ, dạng sứ kim loại

Các bộ lọc với phần tử lọc dạng các tông và dạng vải lọc được 75% các hạt tạp chất kích thước khoảng 4-5 μm chỉ qua 1 lần lọc. Trong trường hợp đặc biệt các bộ lọc dạng này có thể sử dụng phần tử lọc kết hợp tạo thành từ phần tử lọc tinh 2 và phần tử lọc thô 1 (hình 3). Khi van 3 chưa mở, chất lỏng được lọc qua cả 2 phần tử lọc (hình 3a). Khi  van 3 được mở, dầu thủy lực chỉ đi qua phần tử lọc thô 1, bỏ qua phần tử lọc tinh 2. ( hình 3b)

Hình 3. Phần tử lọc kết hợp

4. Bộ lọc giấy 

Các phần tử lọc của các bộ lọc giấy thường có dạng hình trụ. Các phần tử lọc dạng này thường được gấp thành dạng như hình vẽ để tăng bề mặt lọc.

Hình 4. Phần tử bộ lọc giấy

5. Bộ lọc nỉ và bộ lọc sứ - kim loại: 

Các bộ lọc dạng này chính là các bộ lọc tinh. Các phần tử lọc có các bột kim loại và sứ dạng cầu tạo thành lớp dày. Các bộ lọc có khả năng chứa lượng tạp chất lớn, đồng nghĩa với tuổi thọ hoạt động dài. Đối với các bộ lọc dạng này phần tử lọc phổ biến làm từ bột sứ và bột kim loại. Sơ đồ cấu trúc vật liệu lọc từ sứ và kim loại thể hiện bởi hình vẽ dưới. Dầu thủy lực thấm từ từ qua khe hở giữa các hạt sứ và kim loại.

Hình 5. Cấu trúc phân bố các sứ và kim loại

Bộ lọc nỉ hình vẽ dưới cấu tạo từ vỏ 1, nắp 2 với cửa vào và cửa ra, ống 3 được cố định với nắp 2. Phần tử lọc dạng nỉ 4 được gắn với ống dẫn 3.

Hình 6. Cấu trúc bộ lọc nỉ

6. Bộ lọc phân ly 

Bộ lọc phân ly là bộ lọc có khả năng lọc không giới hạn với cản trở nhỏ. Nguyên lý hoạt động của bộ lọc này dựa trên việc dẫn dầu thủy lực đi qua trường lực có thể hút, lưu giữ các tạp chất lại. Trên hình vẽ thể hiện cấu trúc bộ lọc từ  C43-3, có công dụng làm lắng các tạp chất có từ tính. Cấu tạo bộ lọc gồm vỏ 3, nắp 8 gắn với ống đồng 7 bằng ren và cụm bẫy từ. Cụm bẫy từ gồm đĩa tròn 4 liên kết với ống đồng 7 bằng ren, trên đĩa tròn 4 đục 6 lỗ, mỗi lỗ được lắp vào 1 thanh nam châm 9. Các thanh nam châm được cách ly với nắp bộ lọc bởi vòng đệm 5. Phần dưới ống đồng 7 được gắn cố định với 1 đĩa đồng 2, có công dụng như một vách chắn từ. Các hạt từ tính khi đi qua bộ lọc sẽ bị hút lại trên bề mặt các nam châm.

Hình 7. Cấu trúc bộ lọc phân ly C43-3

Lắp đặt bộ lọc dầu thủy lực trong hệ thống thủy lực

Khi lựa chọn sơ đồ lắp đặt  cần tính đến các điều kiện sau:

 - Nguyên nhân tạo tạp chất

 - Độ nhạy của các chi tiết của hệ thống thủy lực đối với tạp chất;

- Chế độ công tác của máy thủy lực;

- Áp suất công tác;

- Thiết bị điều khiên hay không điều khiển được;

- Loại dầu công tác;

- Điều kiện vận hành.

Lắp đặt bộ lọc có thể tại đường ống hút, đường ống nén, và đường ống xả và tại các đường nhánh phụ tách ra từ các đường ống chính trên. (hình 8)

Hình 8. Sơ đồ lắp đặt bộ lọc

• Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống hút (hình 8.a) nhằm bảo vệ tất cả các thiết bị thủy lực trong hệ thống thủy lực. Nhược điểm: làm giảm khả năng hút của máy bơm, tăng khả năng xuất hiện hiện tượng xâm thực. Đối với kiểu lắp đặt bộ lọc trên đường ống hút thường cần bổ sung thêm đồng hồ kết hợp với van một chiều, tác dụng khi dầu không quá nhiều tạp chất.
• Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống nén (hình 8.b) nhằm bảo vệ tất cả các thiết bị thủy lực trong hệ thống trừ máy bơm. Dầu thủy lực lẫn tạp chất, qua máy bơm, dưới áp suất nén có thể phá hủy các phần tử lọc của bộ lọc. Để bảo vệ bộ lọc cần lắp thêm van an toàn.
• Lắp đặt bộ lọc trên đường ống xả  (hình 8c) là kiểu phổ biến nhất, các bộ lọc không làm việc với áp suất cao, không tạo ra cản trợ bổ súng trên ống hút và ống nén, đồng thời có thể lọc bỏ tất cả tạp chất cơ khí chứa trong dầu thủy lực trước khi đổ về thùng chứa. Nhược điểm của sơ đồ lắp đặt kiểu này đó là làm nóng dầu thủy lực. 
• Lắp đặt bộ lọc trên đường nhánh phụ không đảm bảo bảo vệ hoàn toàn, nhưng có thể làm giảm cơ bản tạp chất trong dầu thủy lực. Mang hiệu quả lọc bổ sung cho các bộ lọc chính. Phổ biến và hiệu quả nhất là sơ đồ lắp đặt bộ lọc dầu tinh trên đường nhánh phụ tách ra từ đường ống xả.

Khi lắp đặt bộ lọc tại các đường ống có dòng thuận nghịch đi qua (tại đoạn ống đó có thể xuất hiện dòng theo cả 2 chiều) cần sử dụng thêm các van 1 chiều để đảm bảo dòng dầu thủy lực đi qua bộ lọc chỉ theo 1 chiều cố định mà không ảnh hưởng tới chức năng làm việc của đoạn ống dẫn này.

Hình 9. Lắp bộ lọc tại dòng thuận nghịch

Người ta sử dụng áp kế để kiểm tra khả năng làm việc của bộ lọc trong trường hợp này. Khi độ chênh áp kế giữa 2 đầu bộ lọc tăng lên, tức là lượng tạp chất bị bộ lọc giữ lại đã nhiều, và cần thay bộ lọc hoặc làm sạch phần tử lọc

Read More