Bơm thủy lực là gì? Cấu tạo, nguyên lý và các loại bơm thủy lực

Bơm thủy lực được xem là công cụ quan trọng nhất trong hệ thống truyền động lực thủy lực. Cũng là một thiết bị không thể thiếu nếu bạn muốn vận hàng các thiết bị có hệ thống làm việc bằng dầu, nhớt, chất lỏng thủy lực. Vậy bơm thủy lực là gì? Cấu tạo và nguyên lý của bơm thủy lực ra sao? Các loại bơm thủy lực hiện nay và ứng dụng của nó? Tất cả các thông tin trên sẽ được giải đáp qua bài viết sau.

Bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực có tên tiếng anh là Hydraulic Pumps, là thiết bị để tạo nguồn động lực chính cho hệ thống thủy lực. Máy bơm vận hành bằng cách hút chất lỏng ở thùng chứa dầu, đẩy đi với áp suất cao thông qua các dây dẫn đi vào bộ phận của hệ thống: xilanh, lọc, van... để hệ thống hoạt động.

Có thể hiểu đơn giản hơn đó là máy bơm thủy lực là một bộ chuyển đổi, biến cơ năng thành thủy năng cung cấp cho các bộ phận khác trong một thiết bị, dụng cụ thủy lực. Việc truyền động thủy lực của máy bơm được kiểm soát bằng van điều khiển và các ống dẫn.

Bơm thủy lực là gì?

Các loại bơm thủy lực hiện nay được thiết kế với đa dạng áp suất làm việc, từ 700 bar đến 10000 Psi. Cho phép lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau kết hợp với thiết bị thủy lực khác. Bơm thủy lực có thể cung cấp dầu thủy lực cho cả xi lanh đơn và xi lanh kép với nhiều kích thước đường kính và hành trình đa dạng. 

Một hệ thống thủy lực có thể lắp đặt một hoặc nhiều máy bơm thủy lực để đáp ứng công việc.

Cấu tạo của bơm thủy lực

Một máy bơm thủy lực có cấu tạo bao gồm: 

• Vỏ bơm
• Đường cấp dầu vào
• Đường dầu ra
• Phớt
• Có thể có cánh gạt, bánh răng hoặc piston tùy loại máy bơm

Nguyên lý bơm thủy lực

Nguyên lý làm việc của bơm thủy lực và các thiết bị thủy lực khác đều hoạt động dựa trên một nguyên lý chung. Do khác nhau về cấu tạo mà hoàn thanh các chức năng khác nhau. 

Trong đo, bơm thủy lực sẽ lần lượt thực hiện hai chức năng sau:

• Lực tác động cơ học từ bên ngoài vào máy bơm sẽ hình thành nên chân không ở cửa vào của máy. Áp suất sẽ tạo lực đẩy để đưa dầu, nhớt hay chất lỏng thủy lực từ bể chứa đến bơm.
• Chất lỏng này sẽ theo ống dẫn từ đường vào của bơm dưới tác động của lực cơ học, tạo lực đẩy đi vào hệ thống thủy lực để làm thiết bị thủy lực khác hoàn thành chức năng của nó.

Nguyên lý bơm thủy lực

Để xác định công suất của bơm thủy lực ta có thể tính thông qua áp suất vận hành và dòng chảy của chất lỏng, Lưu ý răng, máy bơm thủy lực chỉ tạo ra dòng chảy của chất lỏng chứ không tạo ra áp suất. Nếu áp suất đầu ra của bơm bằng 0 có nghĩa rằng bơm đang không được kết nối với hệ thống, thiết bị thủy lực khác. Vì bơm thủy lực chỉ làm nhiệm vụ tăng áp suất lên và chống lại lưu lượng của chất lỏng trong hệ thống.

Các loại bơm thủy lực

Ngoài việc được chia theo cách vận hành là bơm tay thủy lực và bơm điện thủy lực. Thì ta có 3 loại bơm thủy lực chính: bơm thủy lực piston, bơm thủy lực cánh gạt, bơm thủy lực bánh răng. Cụ thể:

Bơm thủy lực piston (hướng trục, hướng tâm)

Đây là loại bơm thủy lực có áp suất và lưu lượng cao, chuyên dùng để hoàn thành những công việc nặng. Chính vì thế mà loại bơm này có giá thành cao nhất trong số các loại bơm thủy lực khác.

Hoạt động hút và đẩy dầu thủy lực của bơm hoạt động dựa trên nguyên tắc: sự thay đổi thể tích trong bơm thủy lực. Trong đó, piston là bộ phận đóng vai trò quan trọng nhất khi nó chuyển động tịnh tiến qua lại. Vì thế mà loại bơm này được gọi là máy bơm thủy lực piston.

Loại bơm piston được chia thành 2 loại dựa trên hoạt động của piston: bơm piston hướng tâm và bơm piston hướng trục. Bơm hướng tâm thường có kích thước lớn và chế tạo phức tạp, còn bơm hướng trục chỉ nên dùng cho những động cơ có momen thay đổi nhỏ, vận tốc lớn.

Xem thêm: Tổng hợp sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực cơ bản cần biết

Bơm thủy lực bánh răng (Bơm nhông) 

Bơm thủy lực bánh răng hay bơm nhông có tên tiếng anh là Gear Pump. Đây là dạng bơm có thể hút được các chất siêu đặc, siêu nhớt như dầu, nhớt với áp suất và lưu lượng trung bình. Ưu điểm lớn nhất của bơm đó là có kết cấu đơn giản, cho phép quá tải trong thời gian ngắn và có thể kiểm soát áp suất và lưu lượng bơm.

Hình ảnh bơm thủy lực bánh răng (bơm nhông)

Cấu tạo của bơm thủy lực bánh răng bao gồm: bánh răng chủ động, bánh răng bị động, phớt, trục, vỏ bơm, đường cấp và thoát dầu.

Bơm nhông được phân thành 2 loại chính: bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng ăn khớp trong. Trong cấu tạo của các máy công nghiệp cỡ lớn như máy xúc, máy ủi, máy đào... là các loại bơm thủy lực bánh răng có công suất lớn.

Bơm thủy lực cánh gạt (Bơm lá)

Bơm thủy lực cánh gạt hay còn được gọi là bơm lá, có tên tiếng anh là Vane Pumps. Cấu tạo của bơm lá bao gồm các bộ phận: vỏ bơm, stato, đường dầu cấp vào, đường dầu đẩy ra, cánh gạt, trục, rotor.

Vì trung bình mỗi bơm sẽ có khoảng 8 - 12 cánh gạt (bàn phẳng) nên nó mới có cái tên này. Máy bơm dạng này có hiệu suất làm việc cao, vận hành êm, lưu lượng đều đặn, dễ dàng tháo lắp và bảo dưỡng nên bơm cánh gạt rất phổ biến. Tuy nhiên, bạn không nên dùng máy bơm này để bơm các chất đặc như nhớt hoặc dầu.

Các loại bơm cánh gạt hiện nay bao gồm: bơm cánh gạt kép và, bơm cánh gạt đơn. Và chỉ nên sử dụng bơm với các hệ thống thủy lực có áp suất và lưu lượng trung bình.

Có thể bạn muốn biết: Thủy lực là gì? Cấu tạo và nguyên lý cơ bản của hệ thống thủy lực

Ứng dụng của bơm thủy lực

Trong các ngành công nghiệp và cơ khí, bơm thủy lực được ứng dụng rất nhiều để phục vụ các hoạt động giúp tiết kiệm sức người, giảm nhân công và tăng năng suất làm việc.

Từ những năm 30 của thế kỷ XX, bơm thủy lực đã được nhiều nhà máy, đơn vị, công xưởng nghiên cứu đưa vào phục vụ quá trình hoạt động sản xuất. Dần dần, nó phổ biến ở Việt Nam trong giai đoạn đổi mới công nghiệp hóa - hiện đại hóa.

Máy bơm thủy lực được ứng dụng nhiều vào các ngành công nghiệp

Các loại bơm thủy lực kể trên từ piston, cánh gạt hay bánh răng được dùng rất nhiều chó các hệ thống sản xuất, thiết bị như máy ép, máy nghiền, máy đột lỗ thủy lực, máy xử lý vật liệu, máy uốn thủy lực.... Hay cả trong các thang hàng, băng tay, xe nâng, cẩu trục... phục vụ cho các công xưởng, nhà máy cơ khí chế tạo và sản xuất vật liệu xây dựng, luyện kim, lắp ráp ô tô, chế biến gỗ, sản xuất giấy, chế tạo máy bay... Các ngành như xử lý rác thải, nhà máy nhiệt điện, thủy điện.. cũng ứng dụng bơm thủy lực vào các công trình sản xuất của mình.

Các loại bơm thủy lực có công suất nhỏ, bơm thủy lực mini cũng được lắp vào cánh tay robot trong việc lắp ráp và sản xuất linh kiện máy móc, dệt may...

Công thức tính lưu lượng bơm thủy lực

Thông thường, trên thân của máy bơm hoặc trong thông tin đi kèm nhà sản xuất sẽ đề cập đến lưu lượng cao nhất mà máy bơm hoạt động trong 1 vòng quay. Đơn vị tính lưu lượng riêng của bơm thủy lực là cc/vòng.

Còn để tính được lưu lượng bơm cụ thể của máy bơm, ta sử dụng công thức sau:

Q= n.q

Trong đó:

• Q là lưu lượng
• n là số vòng quay
• q là lưu lượng riêng.

Cách tính áp suất của bơm thủy lực

Áp suất là thông số thứ 2 mà bạn cần quan tâm khi sử dụng máy bơm thủy lực, Áp suất của máy thể hiện khả năng tạo lực đẩy để động cơ chấp hành trong hệ thống (thuộc thiết bị khác) có thể làm việc.

Công thức để tính áp suất: P= F:S

Trong đó:

• P là áp suất
• F là lực cần tạo ra cho xi lanh
• S là diện tích của piston

Thông thường, đơn vị tính áp suất là Bar nhưng đúng nhất sẽ là N/m2. Nên bạn có thể quy đổi theo công thức sau 1 bar= 10^5 N/m2.

Như vậy, qua bài viết maydochuyendung.com đã chia sẻ chi tiết những kiến thức tổng hợp về máy bơm thủy lực là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực. Các loại bơm thủy lực chính và ứng dụng của nó trong thực tế hiện nay. Cũng như công thức tính 2 đại lượng quan trọng nhất khi sử dụng bơm thủy lực cần lưu ý. Hy vọng với bài viết này, chúng tôi đã giúp bạn có được những kiến thức bổ ích cho mình.