Cách chọn bơm thủy lực cho từng hệ thống

Ngày đăng: 11/12/2018

1778 Lượt xem

0 Đánh giá

Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống thủy lực vì vậy cách chọn bơm thủy lực phải được tìm hiểu kỹ lưỡng. Xét về vai trò của bơm thủy lực thì nó là nguồn động lực chính và duy nhất của hệ thống. Nguyên lí hoạt động của bơm thủy lực là biến đổi cơ năng thành năng lượng chất lỏng.

Giới thiệu bơm thủy lực

Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống thủy lực vì vậy cách chọn bơm thủy lực phải được tìm hiểu kỹ lưỡng. Xét về vai trò của bơm thủy lực thì nó là nguồn động lực chính và duy nhất của hệ thống. Nguyên lí hoạt động của bơm thủy lực là biến đổi cơ năng thành năng lượng chất lỏng. Giải thích rõ hơn cho các bạn hiểu, bơm thủy lực được kéo bởi một động cơ điện và truyền cho chất lỏng thông qua việc tăng giảm thể tích. Năng lượng này sẽ vận chuyển chất lỏng qua các thiết bị điều khiển điều chỉnh như van phân phối, van tiết lưu hay van giảm áp, đi tới cơ cấu chấp hành như động cơ thủy lực, xi lanh thủy lực để sinh công. Khả năng sinh công tức là lực hay momen phụ thuộc hoàn toàn vào bơm thủy lực nên chính vì thế, nó được coi là trái tim của hệ thống.

Trong thực tế, có rất nhiều loại bơm thủy lực tùy thuộc vào nguyên lí hoạt động. Thông thường là 3 loại bơm hay được sử dụng nhất là bơm bánh răng, bơm piston, bơm cánh gạt.

Bơm bánh răng được sử dụng rộng rãi hơn cả trong các loại bơm thủy lực. Mô tả một chút về nguyên lí hoạt động bơm bánh răng cho các bạn hiểu là một bánh răng lắp trên trục được kéo bởi động cơ điện sẽ ăn khớp với bánh răng bị động. Vùng ra khớp bên dưới sẽ tạo khoảng trống hút dầu thủy lực vào. Vùng ra khớp chèn ép chất lỏng sẽ tạo cho chất lỏng áp năng. Áp năng này sẽ chuyển thành lực khi tới cơ cấu chấp hành. Với đặc điểm là tạo ra áp suất cao và trung bình, cỡ vài chục tới vài trăm bar, nó đáp ứng hầu hết trong các hệ thống thủy lực. Lưu lượng của bơm bánh răng cũng thuộc dạng trung bình. Chính vì thế các trạm nguồn thủy lực dùng hầu hết loại bơm này.

Dầu thủy lực thông dụng Esterlube Hysper VG 32.

Bơm piston là loại bơm tạo ra áp suất cao nhất trong đại gia đình nhà bơm thủy lực. Áp suất nó tạo ra lên tới cả nghìn bar, là các loại bơm siêu áp. Bơm gồm một block gồm nhiều xi lanh con gắn trên một đĩa. Đĩa được thiết kế nghiêng có nối trục để nối với động cơ điện. Quá trình chuyển động quay tròn sẽ làm cho piston chuyển động ra vào và chèn ép chất lỏng tạo áp năng cho dầu thủy lực. Lưu lượng mà bơm piston tạo ra nhỏ hơn các loại bơm khác nên người ta chủ yếu dùng bơm này trong việc lợi dụng áp suất tạo ra lực và momen lớn.

Bơm cánh gạt thường xuất hiện trong các hệ thống cần cung cấp lưu lượng cao mà áp trung bình thấp. Lưu lượng bơm cánh gạt tạo ra lớn hơn hai loại bơm trên nhiều, song áp tạo ra lại nhỏ hơn rất nhiều, cỡ vài chục tới vài trăm bar.

2. Cách chọn bơm thủy lực

Việc chọn bơm thủy lực vô cùng quan trọng, nó quyết định lớn tới khả năng tạo lực hay momen cho cơ cấu chấp hành. Việc chọn lựa thiếu chính xác có thể gây ra việc lãng phí hay không đủ công suất cho toàn bộ hệ thống. Chọn bơm thủy lực là bước tối quan trọng và cần thực hiện một cách chính xác.

Trước tiên, các bạn cần xác định loại bơm mình sẽ mua. Bước này chỉ mang tính chất định tính, tức là, dựa vào yêu cầu bài toán, lưu lượng, áp suất mà ta chọn lựa. Cứ áp suất cao, lưu lượng nhỏ thì chọn bơm piston; lưu lượng cao, áp suất nhỏ chọn bơm cánh gạt, trung bình thì cứ bơm bánh răng mà chọn. Còn nếu cần chính xác thì các bạn tải catalog trên mạng về rồi tra nhé.

Bước tiếp theo chúng ta sẽ tính toán chính xác công suất mà chúng ta cần mua. Lưu lượng là thông số đầu tiên mà các bạn cần lựa chọn. Lưu lượng chính là lượng dầu mà bơm cung cấp cho hệ thống trong một đơn vị thời gian. Đơn vị của lưu lượng là m3/h, lit/phut.

Thông thường, bơm thủy lực sẽ chỉ ghi lưu lượng riêng, tức là lưu lượng riêng bơm bánh răng, lưu lượng riêng bơm piston, lưu lượng riêng bơm cánh gạt mà không ghi rõ lưu lượng. Lưu lượng riêng là lưu lượng mà bơm thủy lực tạo ra được trong một vòng quay. Đơn vị thường là cc/vong. Để tính được lưu lượng của bơm, bạn sẽ nhân với số vòng quay của động cơ trong một phút, trong một giờ sẽ ra lưu lượng bơm thủy lực bao nhiêu lít hay bao nhiêu mét khối trên phút, trên giờ.

Q= q. n

Q là lưu lượng, q là lưu lượng riêng ( cc/vong), n là số vòng quay động cơ kéo bơm (vòng/phút).

Áp suất bơm thủy lực là thông số thứ hai các bạn cần quan tâm. Áp suất đại diện cho khả năng tạo momen và lực đẩy cho động cơ thủy lực cũng như xi lanh thủy lực. Áp suất bơm thủy lực chọn dựa trên cơ sở công thức sau:

P= F/S

Trong đó F là lực cần tạo ra, S là diện tích của cần piston. Đơn vị chuẩn của áp suất là N/m2 các bạn chú ý đổi đơn vị nhé. Thông thường, người ta hay sử dụng đơn vị bar làm đơn vị thông dụng. 1 bar = 10^5 N/m2.

Từ hai thông số trên, các bạn đã có thể chọn được bơm cho mình rồi. Nếu cần bạn có thể tính được công suất bơm thủy lực luôn theo công thức:

N = P/(Qx 612)

P được tính theo bar, Q tính theo lít/phút và công suất N là Kw.

Một số lưu ý cho các bạn sau khi tính đó là việc chọn lưu lượng, áp suất của bơm thủy lực. Lưu lượng bơm thủy lực sau khi tính, cần xác định hợp lý để bơm không phải hoạt động liên tục vì sinh nhiệt gây tổn hại cho bơm và hệ thống. Áp suất bơm thì cần chọn cao hơn áp suất tính khoảng 10% đối với bơm áp suất cao và vào 20%- 30% đối với bơm áp suất thấp để tránh việc tụt áp sau thời gian dài sử dụng.

Và việc chọn dầu thủy lực đúng cũng là một yếu tố đặc biệt quan trọng để việc chọn bơm thủy lực hoạt động hiệu quả.