Ngày nay, thủy lực đang rất được mọi người tin tưởng sử dụng trong các hệ thống máy móc, các dây chuyền, từ các ngành nghề trong lĩnh vực sản xuất đến trong lĩnh vực đời sống. Bởi các hệ thốn thủy lực có nguyên lý vận hành khá đơn giản lại có thể hoạt động với công suất lớn trong nhiều giờ. Vậy, thủy lực là gì? Để giúp các bạn hiểu rõ hơn về chúng, cùng chúng tôi tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây!
Nội Dung
Thủy lực là gì?
Hiểu một cách đơn giản thì thủy lực là lực được tạo ra bởi chất lỏng bị dồn nén trong một không gian kín, khi chất lỏng bị nén sẽ tạo ra áp suất, từ áp suất này sẽ tạo ra lực. Có thể nói, thủy lực chính là một môn khoa học về sự di chuyển lực của chất lỏng trong môi trường giới hạn.
Chất lỏng ở đây có thể là dầu, nhớt, các loại hóa chất với các độ đậm đặc, độ nhớt, nhiệt độ và tính chất khác nhau. Trong các loại trên thì dầu thủy lực là lựa chọn tối ưu nhất bởi vì ngoài tác dụng tạo lực ra, nó còn là chất bôi trơn giúp cho hệ thống pít tông được hoạt động trơn tru hơn.
Nguyên lý cơ bản của hệ thống thủy lực
Nguyên lý vận hành của hệ thống thủy lực được hiểu một cách đơn giản như sau:
- Đầu tiên, một lực được tác động lên cần gạt pít tông, lực này có thể đến từ động cơ điện motor diezen hoặc sức người làm cho máy bơm chạy. Máy bơm sẽ thực hiện hút chất lỏng từ thùng chứa và bơm chúng đi đến toàn bộ hệ thống thủy lực thông qua các ống dẫn.
- Đến lượng chất lỏng này được bơm vào xilanh thù chúng sẽ đẩy pít tông lên. Còn khi lượng chất lỏng rút ra khỏi xilanh thì pít tông sẽ hạ xuống. Chuyển động của pít tông có thể là chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động hướng tâm tùy thuộc vào loại xilanh. Sau khi truyền lực xong thì chất lỏng sẽ quay về thùng chứa và được lọc hồi, làm mát trước khi thực hiện một chu trình mới.
- Chiều di chuyển của chất lỏng trong động cơ thủy lực sẽ được điều chỉnh nhờ van thủy lực. Áp lực của chất lỏng cũng được khống chế nhờ van an toàn để đảm bảo hệ thống được thực hiện ổn định, hiệu quả.
Các đại lượng cơ bản của thủy lực
Khi nhắc đến hệ thống thủy lực, có 2 thông số cơ bản mà quý khách hàng cần đặc biệt quan tâm, đó là áp suất và lưu lượng.
Áp suất
Áp suất hay còn gọi là áp lực chính là lực của lượng chất lỏng. Đây là một đại lượng đo lường lực tác dụng chất lỏng khi nó bị dồn nén trong một không gian giới hạn lên vật chứa của nó. Nó sẽ tác dụng lên bề mặt của cơ cấu chấp hành hoặc thành của các ống dẫn dầu khi chất lỏng bị chặn lại tại một vị trí trên đường ống hoặc tại mặt tác dụng của cơ cấu chấp hành.
Trong hệ thống thủy lực, áp suất được biến đổi qua lại giữa 2 pít tông lớn và nhỏ nhờ vào sự di chuyển của lượng chất lỏng giữa chúng. Chính vì vậy, mà từ một lực nhỏ tác động vào hệ thống thủy lực sẽ biến lực đó trở nên lớn hơn, phụ thuộc vào sự chênh lệch kích thước giữa 2 pít tông. Chênh lệch pít tông càng lớn thì lực tạo ra càng lớn.
Một số đơn vị áp suất thông dụng như Mpa, Psi, Kg/cm2, Bar,…
Lưu lượng
Trong một động cơ, ngoài quan tâm đến độ lớn của lực tạo ra thì ta cần phải quan tâm tới tốc độ vận hành của nó. Lưu lượng thủy lực là lượng chất lỏng được vận chuyển thông qua bơm thủy lực trong một đơn vị thời gian nhất định.
Tốc độ hoạt động của hệ thống bị chi phối rất nhiều bởi lưu lượng. Do đó, lưu lượng dầu thủy lực càng lớn thì tốc độ nâng pít tông càng nhanh và tốc độ hoạt động của xilanh cũng như động cơ cũng tăng theo.
Một số đơn vị đo lường lưu lượng như lít/phút, CC/vòng, in3/vòng,…
Ưu nhược điểm của thủy lực
Cũng như các hệ thống khác, hệ thống thủy lực cũng có ưu và nhược điểm riêng.
Ưu điểm
Thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong đời sống đều nhờ vào những ưu điểm vượt trội dưới đây:
- Thủy lực có kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao, không cần phải chăm sóc, bảo trì cũng như bảo dưỡng tỉ mỉ, ít tiêu tốn thời gian như các hệ thống khác.
- Dễ dàng điều chỉnh vận tốc, áp lực, điều chỉnh vô cấp hay đảo chiều.
- Hoạt động êm ái, ít gây ra tiếng ồn.
- Có sử dụng van toàn nên có khả năng phòng tránh việc quá tải.
- Momen của hệ thống thủy lực khi khởi động khá lớn.
- Có thể tự động hóa hệ thống thủy lực làm việc.
- Dễ dàng theo dõi và kiểm tra áp suất của thủy lực nhờ đồng hồ đo áp, áp kế dễ dàng dù trong hệ thống phức tạp, nhiều thiết bị.
- Người vận hành có thể giảm kích thước cũng như khối lượng của hệ thống nhờ điều chỉnh áp suất.
- Có thể sử dụng hệ thống thủy lực có vận tốc cao và có thể đảo chiều mà không sợ bị va đập.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm kể trên thì thủy lực vẫn có một số nhược điểm sau:
- Khi mới bắt đầu vận hành thì hệ thống thủy lực sẽ có hiện tượng nổi bọt khí.
- Gây ô nhiễm môi trường bởi nguyên liệu chủ yếu mà hệ thống thủy lực sử dụng là dầu hoặc nhớt.
- Giá thành cao so với hệ thống khí nén.
- Khi sử dụng lâu thì chất lỏng có thể bị rò rỉ ra ngoài qua các đường ống làm giảm hiệu suất hoạt động của motor. Nguy hiểm hơn, có thể có nguy cơ xảy ra cháy nổ.
Ứng dụng của thủy lực trong công nghiệp và đời sống
Ngày nay thủy lực đang dần khẳng định vai trò của mình khi được ứng dụng rất phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực như:
Trong các xưởng chế tạo ô tô
Thủy lực được ứng dụng trong các xưởng chế tạo ô tô, nhà máy sửa chữa, bảo dưỡng ô tô. Cụ thể là thủy lực được sử dụng làm kích thủy lực, hỗ trợ nâng hạ ô tô hoặc các vật thể lớn.
Trong xây dựng
Hệ thống thủy lực được sử dụng trong các công trình xây dựng, xây cầu đường bởi nguyên lý thủy lực được ứng dụng trong các máy móc như máy cẩu, máy ép, máy xúc, máy nghiền, máy ủi, máy dập, máy đổ bơm bê tông, máy xúc, giàn khoan,…
Trong y học
Hệ thống thủy lực được ứng dụng trong việc lọc máu cho thận, máu thở, máy bơm thay cho tim phổi nhân tạo cũng như giúp nâng hạ giường nằm cho các phòng khám bệnh nha khoa.
Trong ngành hàng không – vũ trụ – hàng hải – công nghệ
Ứng dụng trong nâng hạ cánh máy bay, càng chân máy bay, xây dựng các buồng học tập lái máy bay hiện đại để giảm chi phí đào tạo.
Trong ngành vũ trụ thì thủy lực được ứng dụng trong hệ thống truyền động lái các tên lửa, tàu vũ trụ. Ngoài ra, thủy lực còn góp phần trong chế tạo robot tự động, hệ thống truyền động lái tàu biển.
Trong các ngành công nghiệp
Thủy lực được ứng dụng đa dạng trong các dây chuyền sản xuất xe ô tô – xe cơ giới, các phương tiện giao thông vận tải, sản xuất các loại máy nông nghiệp. Giúp khai thác và vận chuyển khoáng sản, khai thác gỗ, luyện kim, chế tạo cơ khí, tua bin gió,…
Trong đời sống
Thủy lực được ứng dụng trong các ngành chế biến thực phẩm, đóng gói sản phẩm. Ngoài ra, nó còn góp phần trong các trò chơi giải trí mạo hiểm như đu quay, đu nâng hạ, đu lắc lư,…
Kết luận
Trên đây là toàn bộ những thông tin cơ bản về thủy lực cũng như những ứng dụng của nó trong đời sống và sản xuất. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp cho quý khách hàng hiểu thêm về thủy lực là gì, nguyên lý hoạt động đồng thời ứng dụng của nó. Hệ thống thủy lực đã và đang chứng minh cho chúng ta thấy được hiệu quả mà nó mang lại cho công việc rất nhiều, hỗ trợ và thay thế sức lao động của con người. Cảm ơn bạn đã quan tâm đến bài viết của chúng tôi.
