Tin Tức
Hướng dẫn thiết kế bộ nguồn thủy lực, trạm nguồn thủy lực
Trạm nguồn thủy lực là thiết bị vô cùng quan trọng và xuất hiện trong hầu hết các dây chuyền, hệ thống sản xuất công nghiệp của nước ta. Trạm nguồn bao gồm rất nhiều thiết bị: nguồn, điều khiển, an toàn,… Vậy khi bạn có nhu cầu thiết kế bộ nguồn thủy lực cho hệ thống của mình thì đừng bỏ lỡ bài viết này nhé. Bởi trong bài viết này chúng tôi sẽ “hướng dẫn thiết kế trạm nguồn thủy lực” giúp bạn sở hữu thiết bị an toàn, hiệu quả.
1. Cách tính và chọn xy lanh thủy lực
Đây là công việc đầu tiên và cơ bản mà khách hàng cần phải thực hiện. Nếu tính toán thông số xi lanh thủy lực sai sẽ dẫn đến hệ thống làm việc không hiệu quả và phải bắt đầu lại.
Ngoài ra bạn cần xác định tải trọng làm việc. Chẳng hạn như trạm nguồn dùng cho bàn nâng xe cơ giới, xe ô tô,… thì khách hàng phải biết xác định tải trọng làm việc.
Nếu không dự đoán đúng, không chính xác sẽ làm xi lanh hư hỏng, cong ty, gãy cần. Và ngược lại nếu tải trọng quá nhỏ thì sẽ gây lãng phí, tốn kém.
Sau khi xác định tải trọng cần nâng, bước tiếp theo tiến hành tính các kích thước, thông số cụ thể của xy lanh thủy lực thông qua công thức:
Trong đó:
- F tiến: Là tải trọng cần nâng lên (Đơn vị tính là Neuton)
- F lùi: Là tải trọng khi hạ xuống của xi lanh (Đơn vị tính Neuton)
- p: Áp suất dầu thủy lực từ bơm, áp suất này phụ thuộc hoàn toàn vào bơm thủy lực (Đơn vị tính N/m2)
- d: Là đơn vị đo đường kính cần xi lanh (Đơn vị tính là m)
- D: Là đường kính ống xi lanh thủy lực hay còn gọi là nòng (Đơn vị tính là m)
Với trạm bơm nguồn nâng hạ thì không nên chọn bơm với công suất lớn mà khách hàng cần xác định p, d, D sao cho phù hợp.
Thông số lực nâng thường rất quan trọng nên sẽ là D nhỏ, p lớn. Lựa chọn D và d phải dựa trên kinh nghiệm và mắt nhìn, như vậy mới đảm bảo được tuổi thọ của xy lanh thủy lực. Vì D là tiêu chuẩn được mỗi hãng sản xuất cung cấp.
Ngoài ra, bạn cũng cần chú ý kiểm tra đến khả năng uốn, điều kiện bền của cần ben thủy lực trên thực tế.
Xem thêm sản phẩm khác
2. Cách tính và chọn bơm thủy lực
Bơm là trung tâm của bộ nguồn, trên thị trường hiện nay có 3 loại bơm phổ biến: Bơm cánh gạt, bơm bánh răng, bơm piston.
- Bơm piston có áp suất tương đối cao và giá thành đắt, ít phổ biến trên thị trường.
- Bơm bánh răng, bơm cánh gạt (bơm lá) dùng chủ yếu cho hệ thống cần áp. Chúng có áp suất thấp hoặc trung bình.
Cần cân nhắc chọn bơm thủy lực phù hợp, vì tùy vào lưu lượng, áp suất cũng như chế độ làm việc mà chọn loại bơm thủy lực phù hợp. Không nên chọn bơm có áp suất quá cao, bơm sử dụng trong các trạm nguồn nhỏ thì không quá 200 bar.
Khi chọn những bơm áp cao thì những thiết bị khác trong bộ nguồn thủy lực cũng phải thay đổi. Phải sử dụng ống dẫn, dầu thủy lực hoặc van,…có chất lượng tốt, điều này khiến cho chi phí tăng và việc tìm kiếm thiết bị cũng khó khăn hơn rất nhiều.
Đối với khách hàng đang sử dụng trạm bơm nguồn nhỏ thì nên sử dụng bơm có áp khoảng 150 bar. Tuy vậy, phải để đường kính xi lanh tăng lên.
Tùy vào yêu cầu vận tốc của công việc mà xác định được vận tốc của xi lanh. Từ đường kính ống ben, đường kính cần ben mà lưu lượng sẽ phải tính theo công thức sau:
Trong đó:
- Q tiến, Q lùi: Là lưu lượng ( Đơn vị tính là m3/s, cc/vòng, lít/phút…)
- V: Là vận tốc (Đơn vị tính mét/giây)
Khi có kết quả lưu lượng áp suất thì chúng ta tiến hành quy đổi thành các đơn vị bơm dầu thông dụng như: lít/phút, bar.
Khi các bộ nguồn dùng cho máy ép, máy cẩu nâng hạ, máy bơm thì lực quan trọng hơn nên vận tốc của xi lanh thường nhỏ hơn. Các bơm có công suất trung bình đều có thể đáp ứng được.
Dựa vào vận tốc của máy, mà tìm được vận tốc của xi lanh, dựa vào kích thước ty, nòng mà ta tìm được lưu lượng của bơm.
3. Cách tính toán và chọn động cơ điện (motor điện)
Động cơ điện hay motor điện là thiết bị không kém phần quan trọng trong bộ nguồn thủy lực.
Nguyên lý hoạt động chính của động cơ điện là chuyển hóa điện năng thành cơ năng để cung cấp cho cho bơm dầu chạy hiệu quả. Hay nói một cách đơn giản động cơ này sẽ có nhiệm vụ kéo cho bơm hoạt động.
Chính vì thế mà việc lựa chọn động cơ điện cũng vô cùng quan trọng và không thể bỏ qua.
Công suất của motor điện khi tính toán thiết kế bộ nguồn thủy lực người ta thường tính dựa vào lưu lượng bơm và áp suất hệ thống với công thức sau:
Sau khi tính toán công suất bơm thủy lực, lấy kết quả vừa tìm được nhân với 1,4 để ra công suất động cơ điện.
Trên thực tế trạm nguồn và bơm được đánh giá hoạt động hiệu quả nhưng hiệu suất của bơm thủy lực không đạt 100% như thiết kế.
Nguyên nhân do sự ma sát, rò rỉ, nên khi lựa chọn bơm luôn có áp suất cao hơn so với yêu cầu để sử dụng được lâu dài. Đó là lý do chúng ta phải nhân với 1,4.
4. Cách chọn van thủy lực
Trên thị trường hiện nay van thủy lực được sử dụng để lắp cho các bộ nguồn có rất nhiều loại như: Van phân phối dầu, van điện từ, van an toàn thuỷ lực và van gạt tay nhiều cần hoặc một cần. Trong đó:
- Van phân phối dầu: Chức năng chính của van thuỷ lực là đóng mở, cung cấp và phân phối dòng dầu thủy lực theo đúng yêu cầu.
- Van một chiều: Chức năng của van đó là cho dòng chất lỏng thủy lực đi theo 1 chiều duy nhất. Van được dùng trong các bộ nguồn với nhiệm vụ bảo vệ bơm, tránh chảy ngược lại gây rò rỉ, hư hỏng.
- Van tiết lưu: Với chức năng điều chỉnh lưu lượng dầu qua van, từ đó người sử dụng có thể tác động điều chỉnh tốc độ của động cơ cũng như các chấp hành khác.
- Van an toàn thuỷ lực: Đây là thiết bị có chức năng, nhiệm vụ chính để bảo vệ hệ thống khi làm việc. Nếu trong quá trình hoạt động xảy ra sự cố khiến áp suất tăng cao, van sẽ mở cửa để xả dầu về thùng chứa, giúp hạ áp nhanh chóng.
Van tùy chỉnh sẽ thay đổi nhu cầu cụ thể của công việc mà có thể lắp thêm các loại van như: Van khống chế hành trình, van tiết lưu, van chống lún,… Các đế van được gia công lắp đặt cùng với van. Để tạo nên sự chắc chắn, cứng cáp khi trạm hoạt động.
Tiếp theo xác định những thông số liên quan đến van, cần chú ý áp suất tối đa, áp suất tối thiểu, áp suất làm việc của van, kích thước van, cỡ size.
Tiếp theo là chọn hãng sản xuất, thông thường nên chọn van chính hãng của: Rexroth, Yuken, HDX, Boden, Nachi,….
5. Cách chọn tản nhiệt và làm mát dầu thủy lực
Các bộ nguồn thủy lực hiện nay hầu hết đều có quạt tản nhiệt đi kèm. Vậy tại sao dầu cần tản nhiệt? Bởi vì sau một thời gian hoạt động, do ma sát nên nhiệt độ sinh ra dẫn dầu nóng lên làm giảm chất lượng dầu, biến chất dầu và tăng nguy cơ cháy nổ và đẩy nhanh quá trình oxy hoá.
Chính vì vậy việc dùng quạt tản nhiệt làm mát dầu là điều vô cùng cần thiết, đặc biệt là những bộ nguồn hoạt động trong một thời gian dài.
Với một số máy móc, hệ thống, thiết bị hoạt động với tần số thấp, áp suất không cao thì việc làm mát sẽ không thật sự cần thiết. Thay vào đó loại chuyên dùng cho các bộ nguồn là quạt gió. Vì quạt gió có khả năng tăng đối lưu không khí, giúp tản nhiệt nhanh hơn, hiệu quả hơn.
Thiết bị cấu tạo gồm: 1 chiếc quạt có 1 tấm nhôm có khả năng chống mòn hiệu quả, để gió thổi thẳng vào tấm nhôm, tăng khả năng đối lưu không khí và giúp hạ nhiệt nhanh chóng.
6. Cách xác định lượng dầu thủy lực cho hệ thống
Dầu thủy lực chảy xuyên suốt trong bộ nguồn thuỷ lực. Chức năng chính của dầu là sinh nhiệt, tản nhiệt, truyền năng lượng và nhận năng lượng, làm mát, chống ăn mòn và oxy hoá.
Dầu cung cấp cho tất cả các thiết bị trong trạm, tùy thuộc vào trọng tải cũng như đặc điểm của từng máy móc và tính chất môi trường mà khách chọn lựa các loại dầu: 32, 46, 68, 100.
Khối lượng dầu thuỷ lực cần cho bộ nguồn được tính bằng tổng khối lượng dầu dùng cho đường ống hay cơ cấu chấp hành rồi nhân với 2 hoặc 3, 4, 5 lần phụ thuộc vào cơ cấu chiều dài đường ống và công suất làm việc.
Mỗi một loại dầu sẽ có độ nhớt khác nhau và độ nhớt ảnh hưởng đến tính chất dầu. Nếu dầu có độ nhớt không phù hợp với hệ thống thì sẽ làm giảm tuổi thọ, oxi hóa dầu, thậm chí còn khiến hệ thống không vận hàng được.
Chúng ta cần phải cân nhắc sử dụng lượng dầu để tránh sử dụng lãng phí. Không nên sử dụng lượng dầu quá ít vì sẽ không đủ để phục vụ cho các hoạt động hoặc dư thừa dầu quá nhiều gây lãng phí.
7. Tính toán thùng dầu thủy lực
Việc cuối cùng của thiết kế bộ nguồn thủy lực chính là lựa chọn thùng dầu thủy lực. Thùng dầu hay bể dầu là thiết bị có chức năng chính là lưu trữ lượng dầu, dùng để cung cấp cho hệ thống hoạt động.
Ngoài ra thùng dầu thủy lực là nơi để tản nhiệt dầu. Thùng dầu được thiết kế dạng hình hộp vuông hoặc hình hộp chữ nhật. Nhằm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí, để có thể tản nhiệt dầu tốt hơn.
Lưu ý:
- Thùng chứa dầu phải có kích thước lớn hơn, sao cho lượng dầu chức max chiếm khoảng 2/3 chiều cao của thùng. Vị trí đặt các ống hút, ống xả dầu phải cách đáy khoảng 300mm.
- Vị trí lắp ống xả, ống hút dầu gần đáy sẽ dẫn đến tình trạng dầu bị vẩn đục, sri bọt. Dẫn đến tình trạng dầu không chảy đầy vào ống, làm hệ thống bị tổn hao công suất dây ảnh hưởng đến hệ thống.
- Nên chọn thùng dầu có đáy nghiêng về 1 góc nhất định, bởi vì các chất bẩn, cặn thường được lắng ở dưới đáy của thùng.
- Nếu ống dầu đặt sát đáy các tạp chất theo đường ống đi vào bơm và các thiết bị gây ra tình trạng tắc nghẽn, bị trầy xước các thiết bị. Chọn thùng dầu đáy nghiêng giúp bạn dễ dàng vệ sinh, gom cặn cáu.
- Thùng dầu hoàn chỉnh bao gồm: Nắp thùng dầu có gắn lọc, thước nhớt để kiểm tra lượng dầu và thùng chứa.
Việc tính toán thiết kế bộ nguồn thủy lực quả thực chưa bao giờ là dễ dàng đặc biệt là với những người chưa có kinh nghiệm. Nếu cần thiết kế bộ nguồn thủy lực hãy liên hệ với chúng tôi nhé. Với đội ngũ giàu kinh nghiệm và tâm huyết, chúng tôi sẽ tính toán thiết kế trạm nguồn thủy lực và cung cấp thiết bị có công suất phù hợp với giá thành, yêu cầu của bạn trong thời gian ngắn nhất.
