Hệ thống thủy lực được ứng dụng phổ biến trong các loại máy móc và nhiều ngành công nghiệp. Nó là một phần quan trọng của thủy lực học, hệ thống thủy lực chủ yếu liên quan đến các định luật về chuyền động thủy lực thủy tĩnh.

Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu thêm về hệ thống thủy lực.

Hệ thống thủy lực là gì?

Hệ thống thủy lực (hydraulic system) là một hệ thống sử dụng chất lỏng (thường là dầu thủy lực), để thực hiện chức năng truyền động, qua đó điều khiển các cơ cấu và một số loại thiết bị cơ khí. Trong một hệ thống thủy lực, bao gồm nhiều thiết loại thiết bị thủy lực khác nhau.

Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý Pascal, theo đó áp suất tác dụng lên một vùng chất lỏng không nén được, sẽ được truyền đến tất cả các vùng chất lỏng khác mà không có sự thay đổi về độ lớn.

Các thiết bị cơ bản của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực bao gồm các thiết bị cơ bản sau:

Bơm thủy lực: Được sử dụng để tạo ra áp suất cho chất lỏng thủy lực, bằng cách bơm chất lỏng thủy lực vào hệ thống. Bơm thủy lực thường được dẫn động thông qua động cơ điện.
Chất lỏng thủy lực: Chất lỏng này có tính chất không nén được thường là dầu thủy lực, có khả năng truyền động áp suất một cách hiệu quả.
Xi lanh thủy lực: Là một thành phần chính của hệ thống thủy lực, xi lanh được sử dụng để trực tiếp dẫn động các cơ cấu, hoặc thực hiện chức năng nâng hạ.
Van điều khiển: Được sử dụng để kiểm soát dòng chảy chất lỏng thủy lực trong hệ thống.

Định luật Pascal

Định luật Pascal, còn được gọi là nguyên lý Pascal, là một định luật vật lý liên quan đến lĩnh vực cơ học chất lỏng. Nó được đặt theo tên của nhà vật lý người Pháp Blaise Pascal.

Nguyên lý Pascal phát biểu rằng “Áp suất áp dụng lên một vùng chất lỏng không nén được sẽ được truyền đều và không thay đổi trong tất cả các hướng.” Nghĩa là nếu áp suất được cấp vào một điểm trong chất lỏng thì áp suất đó sẽ được truyền qua chất lỏng và đến tất cả các điểm khác mà không có sự thay đổi về độ lớn, được biểu diễn qua công thức: P1 = P2 = P. (1)

Theo công thức xác định áp suất: P = F/A. (2)

Kết hợp (1) và (2) ta có: F1/A1 = F2/A2.

Công thức này được áp dụng cho nhiều thiết bị, và hệ thống thủy lực (ví dụ như các loại kích thủy lực) để truyền động và đồng thời khuếch đại được lực đầu ra, người ta thiết kế bề mặt tiếp xúc với chất lỏng ở phía đầu ra lớn hơn nhiều lần so với bề mặt tiết xúc ở phía đầu vào. Nếu A2 = 10 × A1 thì F2 = 10 × F1.

Lịch sử của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực đã có một quá trình phát triển dài, từ những năm đầu của thế kỷ 17, mất một thời gian rất dài để những lý thuyết nghiên cứu, được ứng dụng vào những thiết bị cụ thể. Dưới đây là một tóm tắt về lịch sử phát triển của hệ thống thủy lực:

Thế kỷ 17: Galileo Galilei, nhà khoa học người Ý. Ông đã thực hiện nhiều thí nghiệm về áp suất và lực đẩy.
Thế kỷ 18: Blaise Pascal, một nhà toán học và nhà vật lý người Pháp, đã đưa ra định luật Pascal về áp suất. Định luật này phản ánh mối quan hệ giữa áp suất và diện tích bề mặt trong các chất lỏng.
Thế kỷ 19: Joseph Bramah, một nhà phát minh người Anh, đã phát triển hệ thống cơ thủy lực đầu tiên vào năm 1795.
Thế kỷ 20: Trong thời kỳ này, công nghệ thủy lực đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Các hệ thống thủy lực được sử dụng trong máy móc công nghiệp, như máy móc xây dựng, máy cơ khí,…
Thế kỷ 21: Trong thời đại kỹ thuật số, hệ thống thủy lực vẫn tiếp tục phát triển và sử dụng rộng rãi. Các thiết bị thủy lực hiện nay được tích hợp với nhiều loại cảm biến, công nghệ điều khiển từ xa, để đáp ứng yêu cầu về khả năng làm việc tự đồng hoặc bán tự động.

Lịch sử phát triển thiết bị áp dụng hệ thống thủy lực

Hoạt động của một hệ thống thủy lực cơ bản

Trong thực tế một hệ thống thủy lực sẽ có những thành phần thiết bị khác nhau, mức độ phức tạp tùy thuộc vào chứng năng mà hệ thống đảm nhiệm. Để hiểu cơ bản về hoạt động của hệ thống thủy lực, ta xét hệ thống thủy lực bao gồm các thành phần sau: Nguồn cấp dầu, van điều áp, van điều hướng và xi lanh thủy lực.

Hoạt động của một hệ thống thủy lực cơ bản thường bao gồm các bước sau:

Nguồn cấp dầu: Hệ thống thủy lực sử dụng một nguồn cấp dầu để tạo ra dòng dầu có áp suất phù hợp với các thiết bị vận hành. Đồng thời bộ phận này cũng là nơi chứa dầu thủy lực của cả hệ thống.
Bơm: Một bơm thủy lực được sử dụng để bơm dầu từ nguồn cấp đến các thành phần khác của hệ thống, như xi lanh thủy lực hay các van điều khiển.
Van điều khiển: Hệ thống thủy lực có các van điều khiển để kiểm soát lưu lượng dầu và áp lực trong hệ thống. Các van này có thể được điều khiển bằng tay, bằng điện, hoặc bằng các thiết bị tự động.
Xi lanh thủy lực: Xi lanh thủy lực là thành phần chính trong hệ thống thủy lực. Khi áp lực dầu được cung cấp vào xi lanh, nó tạo ra lực và chuyển động cơ khí.
Dầu trở về: Sau khi hoàn thành công việc, dầu thủy lực trở về hệ thống chứa dầu hoặc bình chứa để tiếp tục sử dụng.

Qua quá trình này, hệ thống thủy lực tạo ra lực và chuyển động cơ khí để thực hiện các tác vụ như nâng, hạ, xoay, hoặc điều khiển các bộ phận trong các ứng dụng công nghiệp, xây dựng và động cơ khác.

Tìm hiểu về dầu thủy lực

Đối với các hệ thống thủy lực, chất lỏng được sử dụng trong hệ thống là điều bắt buộc, và trong hầu hết các trường hợp loại chất lỏng được sử dụng ở đây chính là dầu thủy lực. Nó chịu trách nhiệm chuyền tải áp suất và lực đẩy cần thiết, để di chuyển và làm việc trong hệ thống.

Dầu thủy lực thường có một số đặc tính quan trọng:

Độ nhớt: Dầu thủy lực phải có độ nhớt phù hợp, để đảm bảo khả năng chịu lực và truyền động hiệu quả. Tùy vào điều kiện làm việc cụ thể, độ nhớt của dầu thủy lực sẽ khác nhau, và người ta cũng thường phân loại dầu thủy lực, dựa trên độ nhớt của loại dầu đó (ISO VG 22, ISO VG 32, ISO VG 46,…).
Ổn định nhiệt: Xuất phát từ điều kiện làm việc thực tiễn, dầu thủy lực cần đáp ứng được yêu cầu, giữ vững được các tính chất ban đầu (độ nhớt, thể tích, thành phần,…) trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Bởi dầu thủy lực làm việc trong hệ thống, trong điều kiện áp suất tác động lớn, sự ma sát giữa các bộ phận, ma sát giữa chính dầu thủy lực và các thiết bị trong hệ thống.
Khả năng chống oxy hóa: Dầu thủy lực cần có khả năng chống oxy hóa để chống lại quá trình oxy hóa, ngăn chặn sự hình thành chất cặn và bảo vệ hệ thống thủy lực khỏi sự hư hại.
Chống mài mòn: Dầu thủy lực cần có khả năng chống mài mòn, để bảo vệ các bộ phận máy móc khỏi sự mài mòn và hao mòn trong quá trình vận hành.
Khả năng chống nước: Dầu thủy lực cần có khả năng chống nước để ngăn chặn sự hấp thụ nước và duy trì tính ổn định của dầu trong quá trình sử dụng.

Có nhiều loại dầu thủy lực khác nhau, bao gồm dầu khoáng, dầu tổng hợp và dầu sinh học. Sự lựa chọn của loại dầu phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống thủy lực và các yếu tố như áp suất làm việc, nhiệt độ và môi trường hoạt động.

Để đảm bảo hiệu suất tối đa và tuổi thọ của hệ thống thủy lực, việc chọn lựa, sử dụng và bảo dưỡng dầu thủy lực đúng cách rất quan trọng. Người sử dụng cần tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và thực hiện kiểm tra và thay dầu định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định và bền vững của hệ thống.

Những thành phần cơ bản cấu thành hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực có thể đơn giản hoặc phức tạp, phụ thuộc điều kiện làm việc và chức năng cụ thể mà hệ thống đó cần đáp ứng. Mức độ phức tạp của hệ thông thường được đánh giá dựa trên, số lượng và số loại thiết bị thủy lực được sử dụng trong hệ thống. Để hiểu hơn về hệ thống sau đây chúng ta cùng nhau tìm hiểu về các loại thiết bị thủy lực, được sử dụng phổ biến hiện nay.

Bộ nguồn của hệ thống thủy lực

Bộ nguồn thủy lực bộ phận không thể thiếu trong hệ thống thủy lực, nó bao gồm nhiều thiết bị kết hợp với nhau, để thực hiện một tổ hợp các chức năng bao gồm lưu trữ dầu thủy lực khi thực hiện hết một chu kỳ làm việc, bơm dầu vào trong hệ thống, để dầu đạt được một mức áp suất nhất định, điều khiển hướng chảy của dòng dầu đến những phương hướng khác nhau,…. Tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng, bộ nguồn thủy lực sẽ có cấu tạo bao gồm những thiết bị khác nhau. Tuy nhiên những thiết bị cơ bản mà bất cứ bộ nguồn thủy lực nào cũng đều có đó là: Thùng chứa dầu, bơm dầu, lọc dầu.

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về các thành phần của bộ nguồn thủy lực.

Thùng chứa của hệ thống thủy lực

Thùng chứa dầu thủy lực (hydraulic oil tank) là một phần quan trọng của hệ thống thủy lực. Nó được sử dụng để lưu trữ và cung cấp dầu thủy lực cho các bộ phận máy móc trong hệ thống. Khác với hệ thống khí nén, dầu thủy lực sau khi kết thúc một chu trình làm việc, sẽ được thu lại về thùng dầu.

Nên đối với các hệ thống thủy lực, thùng dầu là một trong những bộ phận bắt buộc.

Các thùng chứa dầu được thiết kế với đa dạng chủng loại, dựa trên điều kiện làm việc cụ thể, thùng dầu có thể được chế tạo từ nhựa hoặc thép với thể tích khác nhau (hệ thống càng lớn thùng dầu cần phải có thể tích lớn, để chứa được lượng dầu lớn hơn).

Bơm dầu trong hệ thống thủy lực

Bơm dầu thủy lực (hydraulic oil pump) là một thành phần quan trọng trong hệ thống thủy lực. Chức năng chính của bơm dầu thủy lực là hút dầu từ thùng dầu, đồng thời cung cấp cho dòng dầu thủy lực một áp suất đủ lớn, để có thể vận hành được các thiết bị trên hệ thống.

Bơm dầu thủy lực thường được thiết kế để lắp đặt ngay phía trên thùng dầu, với một đầu hút được nhúng trong dầu thủy lực. Để thiết bị này có thể hoạt động, ta cần sử dụng động cơ điện, để dẫn động thiết bị, thông qua khớp nối đồng trục, hoặc nối thông qua hộp số. Động cơ điện được sử dụng để dẫn động cho bơm, được thiết kế với hai mức điện áp phổ biến là 24V DC hoặc 220V AC.

Bơm dầu cũng được cung cấp với nhiều chủng loại khác nhau, để có thể tối ưu khả năng hoạt động trong các điều kiện làm việc cụ thể. Những loại bơm dầu được sử dụng phổ biến hiện nay có thể kể đến bao gồm bơm bánh răng, loại bơm piston, loại bơm trục vít,…

Lọc dầu thủy lực

Lọc dầu thủy lực có chức năng ngăn cản cặn bẩn có trong dầu thủy lực, cuốn theo dòng chảy đi vào bên trong các thiết bị thủy lực. Ban đầu dầu thủy lực trước khi đưa vào sản xuất, đã được tinh chế và loại bỏ các loại cặn bẩn, tuy nhiên trong quá trình làm việc lâu dài, do các nguyên nhân như:

Bụi bẩn lọt vào thùng dầu.

Các vụn kim loại được hình thành do sự ma sát giữa các bộ phận bên trong hệ thống.

Thời gian làm việc lâu dài trong điều kiện bất lợi, tạo thành những căn bẩn

Những tạp chất trên nếu cùng với dòng dầu thủy lực đi vào bên trong, các thiết bị thủy lực của hệ thống, sẽ ảnh hưởng xấu đến các thiết bị (hoạt động mất ổn định, làm giảm độ bền, nghiêm trọng hơn là phá hủy thiết bị).

Vì vậy các bộ lọc dầu thường được bố trí ở đầu đường ống hút của bơm dầu, để ngăn cản cặn bẩn đi vào các thiết bị hoạt động trên hệ thống.

Bộ phận truyền tải và kiểm soát

Sau khi dầu thủy lực được hút lên khỏi thùng dầu, thông qua bơm dòng chảy này sẽ đạt được đến một ngưỡng áp suất nhất định. Để thực hiện được chức năng truyền động và điều khiển các cơ cấu và thiết bị, dòng dầu này cần được cung cấp cho các thiết bị thủy lực.

Dựa trên tính chất dầu sử dụng bên trong hệ thống thủy lực, có xu hướng đi đến những vị trí có áp suất thấy hơn, người ta đã sử dụng các đường ống, có khả năng chịu áp suất cao và nhiệt độ trong các phạm vi cho phép kết hợp với các loại van là những thiết bị cơ bản cho bộ phận truyền tải và kiểm soát

Đường ống dẫn của hệ thống thủy lực

Ống dẫn dầu thủy lực hay có thể gọi là ống dẫn chất lỏng, nó là thành phần quan trọng đối với hệ thống. Nó được sử dụng để truyền chất lỏng thủy lực, thường là dầu, từ bơm đến các bộ phận cơ khí khác trong hệ thống.

Ống dẫn chất lỏng thường được làm từ vật liệu như cao su chịu dầu, nhựa PVC, nylon hoặc thép không gỉ. Vật liệu được chọn tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và các yếu tố như áp suất làm việc (Khoảng từ 30 bar đến 700 bar và hơn thế), nhiệt độ môi trường và chất lỏng sử dụng.

Các ống dẫn chất lỏng thủy lực thường có đường kính và độ dày khác nhau để phù hợp với yêu cầu của hệ thống. Đường kính ống được chọn dựa trên lưu lượng chất lỏng cần truyền, trong khi độ dày của ống thường được thiết kế để chịu được áp suất làm việc của hệ thống.

Các ống dẫn chất lỏng thường được kết nối với nhau bằng các khớp nối hoặc ren. Đối với áp suất cao và ứng dụng yêu cầu độ bền cao, các ống có thể được gia cố bằng sợi sợi bọc để tăng độ cứng và chịu áp suất.

Các loại van trong hệ thống thủy lực

Các loại van thủy lực được lắp đặt trực tiếp lên đường ống, nhằm mục đích cho phép người dùng có thể kiểm soát và điều khiển dòng chảy của dầu thủy lực trong hệ thống. Những loại van khác nhau sẽ có những chức năng khác nhau. Một số loại van thủy lực phổ biến bao gồm.

Van điều hướng

Van điều hướng thủy lực (Hydraulic Directional Valve) là một loại van được sử dụng để điều chỉnh hướng dòng chất lỏng trong hệ thống thủy lực. Van này cho phép người điều khiển chuyển đổi dòng chất lỏng qua các đường ống khác nhau, để thực hiện chức năng điều khiển.

Các thiết bị van điều hướng có thể được điều khiển bằng điện, điều khiển trực tiếp thông qua cơ cấu tay gạt, hoặc điều khiển nhờ vào việc trích một phần nhỏ dầu thủy lực, để điều khiển van (tùy thuộc vào chủng loại sản phẩm).

Van điều hướng sử dụng cho hệ thống thủy lực

Van an toàn

Van an toàn thủy lực (Hydraulic Safety Valve), còn được gọi là van bảo vệ thủy lực. Nó được sử dụng để bảo vệ hệ thống, và các thiết bị khỏi hiện tượng quá áp.

Van được thiết kế để có thể tự động mở, khi mà áp suất của dầu thủy lực trong hệ thống đạt đến một ngưỡng nhất định. Giới hạn mở van ta có thể điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. Lượng dầu sau khi đi qua van thông qua một đường ống khác được dẫn quay trở lại thùng dầu.

Công dụng chính của van an toàn thủy lực là đảm bảo rằng áp suất chất lỏng không vượt quá giới hạn an toàn, ngăn chặn sự hỏng hóc hoặc rò rỉ của hệ thống và giữ cho hệ thống hoạt động ổn định. Khi áp suất chất lỏng tăng quá mức được thiết lập, van an toàn sẽ mở và cho phép chất lỏng chảy qua van để giảm áp suất.

Van 1 chiều

Một van 1 chiều thủy lực, còn được gọi là van một chiều, là một loại van điều khiển dòng chảy của chất lỏng trong hệ thống thủy lực. Van này được thiết kế để chỉ cho phép dòng chất lỏng chảy qua trong một hướng duy nhất, ngăn chặn dòng chảy ngược lại.

Thiết bị này có cấu tạo khá đơn giản, với bộ phận chính là thân van bên trong được thiết kế bộ phận đĩa van (có hình dạng một đĩa kim loại hoặc một viên bi), nó bị lò xo ép về một phía. Trong quá trình làm việc khi mà dòng dầu thủy lực có áp suất cao chảy theo chiều, đối ngược với lực tác động từ lò xo, lực này sẽ làm van mở. Trong ở chiều ngược lại

Khi áp lực chất lỏng tác động vào van từ phía mở, van sẽ mở ra và cho phép chất lỏng chảy qua. Tuy nhiên, khi áp lực chất lỏng tác động vào van từ phía đóng, van sẽ đóng kín và ngăn chặn dòng chảy ngược lại. Chính áp suất của dòng đầu cộng với lực đàn hồi từ lò xo, sẽ làm van đóng lại. Từ đó mà van sẽ chỉ cho phép dầu thủy lực chảy theo một chiều nhất định.

Van tiết lưu

Van tiết lưu thủy lực, hay còn được gọi là van kiểm soát lưu lượng dòng chảy thủy lực, là một loại van được sử dụng trong hệ thống thủy lực, để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng (thường là dầu thủy lực). Chức năng chính của van tiết lưu là điều chỉnh lưu lượng chất lỏng thông qua hệ thống và kiểm soát áp suất.

Van tiết lưu thủy lực thường có thiết kế với một van cơ khí hoặc van điện tử, có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động. Van này có thể điều chỉnh tiết diện thân van để mở rộng hoặc thu hẹp, từ đó tạo ra một khu vực hẹp hơn hoặc rộng hơn trong đường ống. Khi van được điều chỉnh, nó ảnh hưởng đến dòng chảy của chất lỏng trong hệ thống.

Bộ phận giám sát của hệ thống thủy lực

Bộ phận giám sát là những thiết bị đo lường thường thấy trên các hệ thống thủy lực, chúng được sử dụng để kiểm tra và đánh giá các đại lượng vật lý, liên quan đến hoạt động của dầu thủy lực bên trong hệ thống bao gồm áp suất, nhiệt độ, mức dầu,…

Đồng hồ đo áp suất

Đồng hồ đo áp suất sẽ được lắp đặt trực tiếp lên hệ thống đường ống, hoặc trên một số bộ phận và thiết bị của hệ thống, dầu thủy lực trong quá trình làm việc sẽ chảy một phần vào bộ máy đồng hồ đo, sau đó giá trị về độ lớn của áp suất được hiển thị trên mặt đồng hồ.

Căn cứ vào giá trị áp suất đo được kết hợp với mục đích sử dụng, người dùng có thể điều chỉnh để áp suất để có giá trị phù hợp, với yêu cầu kỹ thuật đặt ra trong quá trình làm việc.

Đồng hồ đo nhiệt độ

Cùng với áp suất thì nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động của các thiết bị, Trong quá trình làm việc dầu thủy lực bị nóng lên, là hiện tượng bình thường. Tuy nhiên pham vi gia tăng nhiệt độ cần được đảm bảo trong ngưỡng nhất định (các loại dầu thủy lực thông thường là việc trong khoảng -40℃ đến 70℃, một số loại đặc biệt chịu được nhiệt độ lên đến 150℃).

Chính vì vậy đồng hồ đo nhiệt độ được sử dụng, cho phép người dùng giám sát chỉ số nhiệt độ của hệ thống, qua đó có những đánh giá và điều chỉnh sao cho phù hợp.

Thiết bị báo mức dầu

Để hệ thống luôn đảm bảo được khả năng hoạt động ổn định, lượng dầu thủy lực bên trong thùng dầu cần được đảm bảo duy trì ở một mức vừa đủ, trong nhiều trường hợp ta khó mà quan sát được mức dầu thực tế bên trong, và vì vậy cần đến những thiết bị báo mức dầu.

Chúng có thể làm những cơ cấu phao nổi đơn giản, có thể quan sát bằng mắt thường, hoặc những kính thăm dầu có vạch chia, đặc biệt hơn và những thiết bị cảm biến có khả năng cung cấp dữ liệu về máy tính điều khiển trung tâm.

Bộ phận chấp hành của hệ thống thủy lực

Bộ phận chấp hành bao gồm những thiết bị tiếp nhận dòng dầu thủy lực có áp suất cao, để làm năng lượng thực hiện một số những thao tác cụ thể trong hệ thống.

Xi lanh thủy lực

Xi lanh thủy lực là một thành phần cơ bản trong hệ thống thủy lực. Nó là một loại thiết bị chuyển đổi năng lượng thủy lực thành chuyển động cơ học. Xi lanh thủy lực thường được sử dụng để tạo lực đẩy hoặc lực kéo, trong các ứng dụng công nghiệp và cơ khí.

Xi lanh thủy lực bao gồm hai thành phần chính là xi lanh và piston. Xi lanh là một ống hình trụ được làm bằng vật liệu bền như thép, và nó có đủ độ kín để ngăn chặn rò rỉ dầu thủy lực. Piston là một thanh hình trụ được chèn chặt trong xi lanh và có thể di chuyển theo chiều dài của xi lanh.

Khi dầu thủy lực được đưa vào xi lanh thông qua một đường ống, áp suất dầu làm piston di chuyển trong xi lanh, tạo ra lực đẩy hoặc lực kéo. Khi áp suất dầu được giải phóng hoặc giảm đi, piston di chuyển ngược lại và dầu thủy lực trở lại nguồn cấp dẫn đến hoạt động của xi lanh.

Xi lanh thủy lực có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, máy xây dựng, ô tô, máy kéo và hệ thống cơ giới.

Motor thủy lực

Cùng với xi lanh thì motor thủy lực được biết đến là thiết bị thủy lực được sử dụng phổ biến, thiết bị này được sử dụng để chuyển hóa năng lượng thủy lực thành chuyển động quay. Chuyển động này được sử dụng để dẫn động các cơ cấu hoặc thiết bị khác.

Các đại lượng vật lý liên quan đến hệ thống thủy lực

Trong quá trình tính toán thiết kế cũng nhữ quá trình vận hành hệ thống sau này, các kỹ sư và kỹ thuật viên cần dựa vào các đại lượng vật lý, để có thể đánh giá và điều chỉnh chế độ làm việc. Đối với hệ thống thủy lực, những đại lượng vật lý quan trọng có thể kể đến như:

Các đại lượng vật lý quan trọng liên quan đến hệ thống thủy lực bao gồm:

Áp suất (Pressure): Đại lượng này đo lường lực tác động lên một diện tích nhất định. Trong hệ thống thủy lực, áp suất thường được đo bằng đơn vị Pascal (Pa) hoặc psi (pound per square inch).
Lưu lượng (Flow rate): Đại lượng này đo khối lượng hoặc thể tích của chất lỏng thông qua một điểm trong hệ thống trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng thường được đo bằng đơn vị mét khối mỗi giây (m³/s) hoặc gallon mỗi phút (GPM).
Vận tốc chất lỏng (Fluid velocity): Đại lượng này đo tốc độ di chuyển của chất lỏng trong hệ thống. Dòng chảy thường được đo bằng mét/giây (m/s) hoặc feet/giây (ft/s).
Lực (Force): Đại lượng này đo khả năng tác động và làm di chuyển các thành phần trong hệ thống thủy lực. Lực thường được đo bằng đơn vị Newton (N) hoặc pound-force (lbf).
Công suất (Power): Đại lượng này đo lường khả năng thực hiện công việc hoặc tạo ra công cụ thủy lực. Công suất thường được đo bằng đơn vị Watt (W) hoặc horse-power (hp).
Momen xoắn (Torque): Đại lượng này đo lường lực tác động khiến cho vật thể xoay quanh một trục. Trong hệ thống thủy lực, momen xoắn thường được đo bằng đơn vị Newton mét (N·m) hoặc pound-force feet (lbf·ft).

Các đại lượng trên đóng vai trò quan trọng trong việc mô tả, đo lường và điều khiển các thông số và hiệu suất của hệ thống thủy lực.

Ứng dụng của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của hệ thống thủy lực:

Công nghiệp sản xuất: Hệ thống thủy lực được sử dụng phổ biến trong các nhà máy công nghiệp nặng, nó thực hiện các chức năng nâng hạ, di chuyển vật thể từ khu vực này đến khu vực khác. Ngoài hệ thống thủy lực được tích hợp trong một số loại thiết bị máy móc, đơn giản nhất có thể kể đến là kích thủy lực, bơm tay thủy lực, hay những loại máy móc và thiết bị phức tạp hơn như cánh tay robot,…
Giao thông vận tải: Hệ thống truyền động thủy tĩnh được tính hợp trên nhiều loại phương tiện giao thông, quen thuộc nhất là hệ thống phanh thủy lực của xe máy, đến hệ thống lái của ô tô, xe tải, các hệ thống truyền động thủy lực của máy bay và tàu biển,….
Trong ngành xây dựng: Các loại máy móc phục vụ trong xây dựng bao gồm máy ủi, máy xúc, máy ép cọc,… Là những những loại máy móc ứng dụng hệ thống thủy lực, để vận hành một số cơ cấu nhất định.

Đây là một số ví dụ phổ biến về ứng dụng của hệ thống thủy lực.

Hệ thống thủy lực ứng dụng trong công nghiệp

Kết luận

Trên thực tế, hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực và ứng dụng công nghiệp. Nhờ sức mạnh và khả năng điều khiển linh hoạt, hệ thống thủy lực đã trở thành một công nghệ, không thể thiếu trong việc thực hiện các tác vụ nâng, hạ, xoay và điều khiển trong các máy móc và thiết bị.

Mặc dù hệ thống thủy lực mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng đặt ra một số thách thức. Vấn đề về rò rỉ, mất mát áp lực, tiếng ồn và bảo dưỡng định kỳ là những vấn đề phổ biến mà người sử dụng hệ thống thủy lực phải đối mặt. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy của hệ thống, việc bảo trì định kỳ và sử dụng các vật liệu chất lượng cao là rất quan trọng.

Nhìn chung, hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực và ứng dụng công nghiệp. Sự linh hoạt, hiệu suất cao và khả năng điều khiển của nó đã mang lại nhiều lợi ích và cải thiện hiệu suất làm việc. Mặc dù đòi hỏi sự quản lý và bảo trì nghiêm ngặt, hệ thống thủy lực vẫn là một công nghệ quan trọng và đáng tin cậy trong ngành công nghiệp và kỹ thuật.

Những chia sẻ liên quan đến kiến thức cơ bản về hệ thống thủy lực của minh xin được dừng lại tại đây, nếu có bất cứ yêu cầu gì hoặc phản hồi về bài viết, có thể liên hệ trực tiếp hoặc để lại thắc mắc và đóng góp dưới phần bình luận.

Xin cảm ơn!