Thủy lực khí nén đã và đang ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống của con người. Có thể thấy, thủy lực khí nén đang có mặt trong hầu hết các lĩnh vực từ sản xuất, chế biến đến các công trình xây dựng cầu đường. Hệ thống này chủ yếu giúp máy móc hoạt động được nhanh và chính xác hơn. Vậy thủy lực khí nén là gì? Có mấy dạng và ưu nhược điểm ra sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về hệ thống này qua bài viết dưới đây nhé!
Thủy lực khí nén là gì?
Thủy lực khí nén (Pneumatic Systems) hay còn gọi là hệ thống khí nén. Là hệ thống hoạt động từ lực khí được nén ở bên trong hệ thống, chất đó được gọi là lưu chất. Chúng sẽ được tạo thành nhờ tổng hợp từ chất lỏng và chất khí để tạo thành nguồn năng lượng. Phần năng lượng này sẽ được dùng để truyền đi đến các vị trí khác để tạo ra các chuyển động quay, tịnh tiến hay tác dụng lực.
2 dạng của hệ thống thủy lực khí nén
Tùy vào mục đích hoạt động của từng hệ thống máy móc, thủy lực khí nén sẽ tạo ra cách chuyển động và nguồn năng lượng khác nhau. Hiện nay, hệ thống thủy lực khí nén có 2 dạng phổ biến nhất:
Truyền động quay
Truyền động quay sẽ được sử dụng trong những trường hợp có yêu cầu về tốc độ truyền động rất cao nhưng công suất không quá lớn. Hơn nữa, dạng truyền động này sẽ gọn nhẹ và tiện lợi hơn rất nhiều so với các dạng truyền động sử dụng nguồn năng lượng khác.
Để minh chứng điều đó, chúng ta có thể hình dung qua hình ảnh các công cụ ốc vít dùng trong sửa chữa và lắp ráp chi tiết. Công việc này đòi hỏi máy khoan phải có công suất dưới 3 kW và tốc độ yêu cầu tới hàng chục nghìn vòng trong một phút (vòng/phút). Thế nhưng, ở những truyền động quay có công suất lớn, chi phí bỏ ra cho hệ thống sẽ rất cao so với hệ truyền động điện.
Truyền động thẳng
Dạng truyền động thẳng là ưu thế của hệ thống khí nén thủy lực nhờ có kết cấu đơn giản và rất linh hoạt trong vận hành. Dạng này thường được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gá kẹp khi gia công chế tạo. Đôi khi, các máy móc đóng gói sản phẩm, phân loại hay thiết bị độp dập cũng có sử dụng truyền động thẳng.
Ưu và nhược điểm của thủy lực khí nén
Bất kỳ hệ thống hay ứng dụng nào được phát minh đều cũng sẽ có ưu và nhược điểm riêng. Và hệ thống thủy lực khí nén cũng vậy, chúng ta cần phải biết ưu thế và một số hạn chế của nó để từ đó nâng cao hiệu suất công việc.
Ưu điểm
- Bên trong hệ thống thủy lực khí nén là một kho năng lượng chứa đầy không khí đã được nén sẵn. Từ đó dễ dàng tạo ra áp suất cao để phục vụ công việc cho con người.
- Có tốc độ truyền động linh hoạt với lực rất cao.
- Dễ dàng điều khiển, sử dụng hệ thống thủy lực khí nén với độ chính xác cao.
- Có các giải pháp cùng các thiết bị phòng ngừa khi quá tải hay quá áp suất.
- Có thể truyền tải nguồn thủy lực khí nén đi xa bằng hệ thống đường ống với tổn thất rất nhỏ.
- Không gây ô nhiễm môi trường bởi khí nén sau khi sinh công cơ học sẽ được xử lý thải ra ngoài một cách an toàn.
Nhược điểm
- Mức công suất truyền động của hệ thống không quá lớn. Nếu muốn sử dụng với công suất truyền động lớn thì chi phí bỏ ra cao gấp 10 đến 15 lần so với các truyền động điện cùng công suất. Thế nhưng, trọng lượng và kích thước chỉ bằng 30% so với truyền động điện.
- Khi giải phóng dòng khí nén ra môi trường mặc dù không làm ô nhiễm nhưng vẫn gây ra nhiều tiếng ồn lớn. Vì thế, nó không nên sử dụng ở những khu vực đông dân cư như trường học, bệnh viện, chung cư,…
- Khi tải trọng của thủy lực khí nén thay đổi sẽ kéo theo vận tốc truyền động thay đổi, do khả năng đàn hồi của khí nén trong lúc này khá lớn. Vì vậy, khả năng duy trì chuyển động thẳng đều là rất khó thực hiện.
Ứng dụng quan trọng của thủy lực khí nén
- Hệ thống thủy lực khí nén được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như:
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, các dây chuyền sản xuất, chế biến và đóng gói bao bì sản phẩm như rửa bao bì tự động, sấy khô thực phẩm.
- Thủy lực khí nén còn được ứng dụng trong các nhà máy phát điện, dùng tua bin khí để phát điện,…
- Sử dụng trong các ngành công nghiệp gia công cơ khí, in ấn, lắp ráp, công nghiệp khai thác khoáng sản,…
- Là giải pháp hàng đầu trong việc thăm dò năng lượng từ xa, giúp điều hòa không khí ngay cả những nơi có nhiệt độ khắc nghiệt.
- Thủy lực khí nén đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp nước sinh hoạt bời các trạm nguồn khí nén còn được dùng để lọc nước, khử trùng những đường ống, van khóa và các thiết bị đo lường áp suất, lưu lượng.
- Trong lĩnh vực sản xuất và chế tạo ô tô, máy bay, tàu thủy cũng rất cần hệ thống này để tạo ra áp suất ổn định.
- Ngoài ra, trong lĩnh vực y học, thủy lực khí nén cũng được ứng dụng trong việc lọc máu cho thận, máy thở, máy bơm thay thế cho tim phổi nhân tạo,… Hay ở các bệnh viện nha khoa, ứng dụng truyền động của khí nén cũng được dùng trong việc nâng hạ giường nằm của bệnh nhân răng miệng.
Kết luận
Trên đây là một số thông tin cơ bản về hệ thống thủy lực khí nén. Hi vọng qua những gì chúng tôi chia sẻ, sẽ giúp cho các bạn phần nào biết được những ưu nhược điểm cũng như ứng dụng của hệ thống trong các hoạt động sản xuất và đời sống.
