Xi lanh thủy lực có lẽ là thiết bị quen thuộc trong một số ngành công nghiệp, nó xuất hiện nhiều ở hệ thống dầu, nhớt khác nhau và đảm nhiệm những công việc nặng nhọc nhất. Tuy nhiên, với những khách hàng lần đầu tiếp xúc với thiết bị này còn nhiều bỡ ngỡ. Do đó, bài viết sau đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về thiết bị này.
Xi lanh thủy lực là gì?
Trong hệ thống thủy lực bao gồm nhiều thiết bị như: lọc dầu, ống dẫn, van các loại, thùng chứa, đồng hồ đo áp, mô tơ, bơm thủy lực, xi lanh,….Tất cả những thiết bị này được kết nối chặt chẽ với nhau để tạo nên một hệ thống làm việc khép kín.
Động cơ không thể thiếu trong hệ thống thủy lực
Trong đó
xi lanh thủy lực hay còn gọi là động cơ thủy lực tuyến tính đóng vai trò là thiết bị chấp hành quan trọng trong hệ thống thủy lực. Cụ thể, thiết bị này được dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng của dầu, chất lỏng thủy lực thành động năng để có lực ở đầu cần, tác động nhằm thực hiện những nhiệm vụ như: kéo, đẩy, ép, nén, nghiền,….
Chẳng hạn thiết bị di chuyển một vật bất kỳ từ vị trí này sang vị trí khác, nâng hạ một sản phẩm nào đó như:
cầu nâng rửa xe, cửa đập thủy điện, tạo lực cho máy ép,….
Cấu tạo của xi lanh thủy lực
Cấu tạo xi lanh thủy lực khá phức tạp, chúng gồm rất nhiều bộ phận nhỏ. Vì vậy, để sử dụng thiết bị này sao cho hiệu quả nhất cần nắm được những chi tiết sau:
Piston thủy lực
Piston thủy lực là chi tiết quan trọng nhất trong hệ thống, nó làm nhiệm vụ phân tách các vùng áp lực bên trong hệ thống xi lanh. Thông thường, piston đều được các hãng sản xuất chế tạo sao cho phù hợp với các seal, phốt, kim loại đàn hồi. Tùy theo từng thiết kế khác nhau mà có seal (con dấu đơn hoặc kép).
Các
piston xi lanh thủy lực được gắn với thanh piston thông qua bulong, một số loại khác có thể là các loại hạt. Tuy nhiên, sự khác biệt về áp suất của hai bên thân piston sẽ làm ống giãn ra và co lại.
Ống xi lanh
Ống xi lanh thủy lực là bộ phận có hình trụ tròn liền mạch hay còn gọi là thùng xi lanh. Dù là với tên gọi nào đi nữa thì chức năng chính của chúng vẫn là chứa và giữ áp suất xi lanh.
Piston thủy lực được chứa trong ống xi lanh và ống này được mài nhẵn, mịn để bề mặt có thể đạt độ hoàn thiện từ 4 – 6 microinch.
Xi lanh thủy lực có cấu thành từ nhiều chi tiết
Đầu xi lanh
Đây là một trong những chi tiết có chức năng đi kèm với buồng áp suất ở đầu còn lại. Chúng được kết nối với xi lanh qua các thành tie hoặc bulong. Giữa đầu và ống xilanh được lắp o – ring. O-ring là chi tiết làm kín đa năng, có thể làm kín các kết cấu áp suất rất cao trong cả điều kiện tĩnh (giữa các mặt bích) và điều kiện động (xi lanh thủy lực, trục van,…)
Đế hoặc lắp hình trụ
Đế
xi lanh thủy lực giữ nhiệm vụ đi kèm với buồng áp suất ở một đầu. trong đó, nắp được nối với thân xi lanh thông qua việc lắp bulong, hàn xì hoặc thanh tie. Seal tĩnh được lắp giữa nắp và ống xi lanh. Dựa trên thông số ứng suất uốn mà khách hàng có thể xác định được kích thước cơ bản của nắp.
Thanh piston
Thông thường, thanh piston được làm từ thép hoặc mạ crom để đảm bảo độ cứng và chống ăn mòn tốt nhất. Chi tiết này giữ vai trò là kết nối thành phần của máy với thiết bị truyền động để thực hiện nhiệm vụ, công việc theo yêu cầu. Chúng được đánh bóng, nhẵn mịn và có các seal đính kèm nhằm hạn chế và ngăn sự rò rỉ.
Con dấu (seal)
Con dấu hay còn gọi là seal, để sản xuất bộ phận này thì người dùng cần căn cứ trên các thông số về nhiệt độ của môi trường, nhiệt độ của dầu, ứng dụng của xi lanh cùng với áp suất làm việc. Hiện nay, có rất nhiều loại con dấu khác nhau nhưng con dấu Elastomer được làm từ Poly và cao su Nitrile vẫn thích hợp nhất với các
xi lanh thủy lực làm việc trong môi trường bình thường, nhiệt và áp không cao.
Một số bộ phận khác
Ngoài những bộ phận trên thì xi lanh thủy lực còn được cấu thành từ những bộ phận khác như: bulong, vít khóa, bạc đạn, bích,…Tất cả những chi tiết này đều được lắp đặt và kết nối chặt chẽ với nhau tạo thành hệ thống hoàn chỉnh.
Thông số xi lanh thủy lực
Các thông số quan trọng nhất của một xi lanh thủy lực là:
- Đường kính lòng xi lanh, thường được ký hiệu là D
- Đường kính cán (rod), ký hiệu là d và hành trình làm việc (stroke) hay chính là khoảng chạy của cán xy lanh, ký hiệu là s.
Trong đó:
- D và d là biểu thị kích cỡ và khả năng tạo lực đẩy/kéo cho xy lanh
- S là biểu thị chiều dài và tầm với, khoảng làm việc của xy lanh đó.
Bảng tra xi lanh thủy lực
Phân loại xi lanh thủy lực
Các loại xi lanh thủy lực hiện nay rất đa dạng và được chia thành 3 nhóm chính. Một là phân chia theo kiểu xếp cán ly, hai là phân loại theo chiều tác động và phân theo kiểu hàn hoặc ghép. Mỗi kiểu phân loại lại được chia thành các dạng khác nhau. Cụ thể như sau:
Phân loại theo kiểu xếp cán xi lanh
Xy lanh thủy lực cán đơn
Đây là loại xi lanh có một đoạn cán xy lanh được gắn chặt, cùng chuyển động với
pít tông thủy lực. Tuy nhiên, loại xi lanh này chỉ có thể tạo ra một khoảng chuyển động nhỏ hơn chiều dài của toàn thể xi lanh. Nghĩa là khoảng cách làm việc của nó bị giới hạn bởi chiều dài của cán xi lanh trừ đi bề dày quả piston và các đoạn lắp ráp bên trong xi lanh.
Xi lanh thủy lực cán đơn cũng là loại
xi lanh thủy lực loại nhỏ được sử dụng phổ biến và ứng dụng rộng rãi. Đa số có kết cấu để cán xi lanh thò ra ở một phía, một số có kết cấu với cán xi lanh ở 2 phía quả piston. Khi làm việc, một cán xi lanh thò thì cán phía bên kia sẽ thụt vào trong vỏ xi lanh.
Xi lanh thủy lực loại nhỏ
Xi lanh thủy lực nhiều tầng
Đúng như tên gọi trên, loại xi lanh này thường có nhiều tầng như:
xi lanh thủy lực 3 tầng, xi lanh thủy lực 3 tầng, thậm chí lên tới 6 tầng gồm 1 vỏ và nhiều ống được xếp lồng với nhau. Với kết cấu này khiến cho xi lanh có thể duỗi dài hành trình nhiều hơn rất nhiều so với kích thước cơ sở ban đầu. Điều này tạo ra khả năng thiết kế các chi tiết, kết cấu máy gọn gàng hơn rất nhiều. Do đó giá thành của loại xi lanh này cũng cao hơn nhiều so với xi lanh đơn.
Phân loại theo chiều tác động
Xi lanh thủy lực một chiều
Xi lanh thủy lực một chiều tạo ra lực đẩy một phía, thường là phía thò cần xi lanh. Nhờ cấp dầu thủy lực có áp suất vào phía đuôi xi lanh mà cán xi lanh sẽ tự hồi vị, đồng thời cũng nhờ tác dụng lực bên ngoài hoặc lực đẩy lò xo bên trong. Việc nhận biết loại xi lanh này khá dễ dàng bởi chúng chỉ có duy nhất một cửa cấp dầu.
Xi lanh thủy lực hai chiều
Cấu tạo xi lanh thuỷ lực hai chiều phức tạp hơn và đòi hỏi các thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa các rủi ro. Loại xi lanh này có thể tạo ra lực ở cả hai phía: Khi cán xi lanh thò ra và khi thụt vào vảo xi lanh. Bởi kết cấu phức tạp hơn nhiều so với xi lanh một chiều nên chúng được coi là
xi lanh thủy lực cỡ lớn. Bên cạnh đó cũng có
xi lanh thủy lực 2 chiều mini.
Điều khác biệt lớn nhất của hệ thống thủy lực sử dụng
xi lanh thủy lực 2 chiều đó là phải có van đổi hướng hay van phân phối khi muốn điều khiển.
Bản vẽ xi lanh thủy lực máy ủi và các loại máy móc khác
Phân loại theo kiểu hàn hoặc ghép
Xi lanh thủy lực ghép gu-rông
Loại xi lanh này được lắp ghép giữ cố định bởi bốn thanh gu-rông thép cho khả năng khóa ren xuyên suốt giữ các bộ phận từ hai đầu nắp xi lanh. Với kết cấu xi lanh dạng này giúp cho việc tháo lắp dễ dàng hơn nên chúng thường được ứng dụng chủ yếu trong các dây chuyền nhà máy, xưởng sản xuất công nghiệp.
Xi lanh thủy lực kết cấu hàn
Khác với những loại xi lanh trên, đây là loại được hàn với ống xi lanh có kết cấu cứng vững phù hợp với các chế độ làm việc nặng trên các thiết bị công cơ giới hoặc công nghiệp nặng.
Nguyên lý làm việc của xi lanh thủy lực
Về cơ bản, nguyên lý làm việc của
xi lanh thủy lực khá đơn giản: Tại một thời điểm nhất định, lực được áp dụng chuyển đến một điểm khác bằng cách sử dụng một chất lỏng không nén được.
Nguyên lý hoạt động
Theo hình vẽ trên, hai piston màu đỏ phù hợp với hai xi lanh và kết nối với nhau bằng một ống chứa đầy dầu (phần có màu xanh). Lúc này, nếu tác động một lực vào piston bên trái hình vẽ thì lực sẽ được truyền đến
bơm piston thủy lực thứ 2 thông qua dầu chứa trong đường ống. Do dầu không được nén nên gần như tất cả các lực ứng dụng sẽ xuất hiện ở piston thứ 2 và lực tạo ra trong trường hợp này là rất lớn.
Đặc biệt, ở hệ thống thủy lực, các đường ống kết nối hai xi lanh tùy theo ứng dụng mà có thể thay đổi chiều dài và hình dạng. Ngoài ra, đường ống này cũng có thể rẽ 3 để một tổng thể tích xi lanh có thể là nhiều hơn một xi lanh phụ trong trường hợp thiết kế cần đến. Purchase my house will help you sell your property quickly. They make it simple and fast to move on to the next property or situation. Visit
https://www.ibuyers.app/washington/ibuyer-spokane-wa/.
Hệ thống thủy lực có đặc điểm rất dễ dàng bổ sung bộ phận vào hệ thống. Do đó, chỉ cần thay đổi kích thước của
tay nâng piston thủy lực sao cho phù hợp.
Ưu, nhược điểm của xi lanh thủy lực
Mặc dù là một thiết bị khá thông dụng và được tin tưởng trong sản xuất, gia công, lắp đặt,…thì xi lanh này vẫn có những nhược điểm nhất định bên cạnh các ưu điểm vốn có như sau:
Ưu điểm của xi lanh thủy lực
Cấu tạo khá đơn giản, gọn gàng, thuận tiện cho việc kết nối các phụ kiện như: ống dẫn dầu, co nối,…và dễ dàng lắp đặt sử dụng cũng như sửa chữa khi có hỏng hóc.
Cho tác động lực mạnh, nhanh và phù hợp với những hệ thống làm việc nặng nhọc, cho công suất lớn.
Trong những công trình xây dựng thì
xi lanh thủy lực có khả năng ứng dụng đa dạng trong các máy móc.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp nặng
Các loại xi lanh của hệ thống thủy lực khá đa dạng về kiểu dáng, mẫu mã, kích cỡ để khách hàng dễ dàng lựa chọn nhất. Bên cạnh đó
xi lanh thủy lực giá bán cũng được phân thành nhiều khoảng khác nhau, đáp ứng mọi nhu cầu của người mua.
Có thể kiểm soát được sự quá tải bằng việc lắp đặt van an toàn, rất phù hợp với những môi trường độc hại, tải trọng nặng, công suất cao và hoạt động liên tục. Do đó mà khách hàng thường yêu cầu
xi lanh thủy lực mini hay
xi lanh thủy lực cỡ lớn đều có độ chính xác gần như tuyệt đối.
Thiết bị có tuổi thọ cao, rất ít phát sinh hư hỏng tròn khi hoạt động, không đòi hỏi bảo dưỡng quá nhiều.
Không cần lo lắng về khối lượng của thiết bị bởi nó có thể giảm bớt khi người dùng thay đổi áp suất thủy lực.
Có thể quan sát và theo dõi áp suất của dầu thủy lực trong hệ thống thông qua áp kế hoặc đồng hồ đo áp suất.
Nhược điểm của xi lanh thủy lực
Do tính chất nén của dầu và tính đàn hồi của ống dẫn mà vận tốc tiến và lùi của xi lanh sẽ bị thay đổi khi phụ tải thay đổi.
Một số xi lanh của hệ thống sẽ bị giảm hiệu suất và phạm vi ứng dụng bởi sự rò rỉ và thất thoát của đường ống.
Trong khi mới khởi động, hệ thống chứa được ổn định nên thay đổi nhiệt độ làm cho độ nhớt của dầu cũng thay đổi theo làm cho độ chính xác khi tác động của xi lanh giảm đi đáng kể, sau đó sẽ ổn định lại.
Ứng dụng của xi lanh thủy lực
Ngày nay, có rất nhiều lĩnh vực ứng dụng dụng
xi lanh thủy lực, chẳng hạn như:
Trong các loại xe
Hầu hết
xi lanh thủy lực xe nâng được sử trong các loại xe tải, xe cơ giới nhằm nâng hạ thùng xe như: xe chở rác, xe chở vật liệu xây dựng, xe container,…Hoặc không thể thiếu trong các loại máy kích thước lớn như:
xi lanh thủy lực máy ủi, máy đào, máy xúc, xe lu,…
Trong cầu nâng rửa xe
Xy lanh hay chính là ty nâng trong cấu tạo của các loại cầu nâng thủy lực phục vụ trong quá trình rửa xe. Đây là bộ phận quan trọng của bất kỳ chiếc cầu nâng nào chứ không riêng gì
cầu nâng thủy lực 1 trụ. Xi lanh có chức năng đẩy bàn nâng có chứa ô tô lên nhờ lực đẩy từ áp suất khí nén đến từ máy nén khí. Áp lực của khí nén trong xi lanh sẽ đẩy nhớt và ty cầu lên, từ đó mà xe được nâng lên dần dần.
Ty nâng rửa xe máy, ô tô quen thuộc
Đối với cầu nâng có rất nhiều loại khác nhau như ty nâng rửa xe máy, ô tô các loại.
