Xy lanh thủy lực là gì?
Xy lanh thủy lực là một thiết bị cơ khí Chuyển động tịnh tiến lên xuống, qua lại dọc theo thân Xy Lanh. Chuyển hóa Áp lực chất lỏng thủy lực thành lực kéo đẩy của thanh piston.
Lực kéo đẩy của bộ phận này thực hiện các công đoạn: Nén, Kéo, ép, Đẩy, Nâng hạ, Di chuyển… tùy theo mục đích sử dụng của nhà sản xuất.
Xy lanh thủy lực (hay còn gọi là ty ben thủy lực) là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống truyền động thủy lực.
Nhờ vào hiệu quả làm việc cao và khả năng hoạt động bền bỉ, xy lanh thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất, xây dựng, vận tải và giao thông.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cấu tạo, ứng dụng, các loại xy lanh thủy lực và lợi ích của việc sử dụng xy lanh thủy lực trong thực tế.
Phân Loại xy lanh thủy lực:
Dựa vào tính chất chuyển hóa từ áp suất thủy lực lên piston để phân loại các dòng xy lanh thủy lực như sau:
-
Xy lanh thủy lực 1 chiều:
Là Loại xy lanh có tác động 1 chiều. Ở đây dòng chất lỏng thủy lực được bơm vào xi lanh chỉ có 1 công ra vào. Chu trình đẩy ra và trả ngược lại chỉ thực hiện duy nhật ở một cổng dầu này.
Thông thường dòng xy lanh thủy lực một chiều này Có cấu tạo khá đơn giản, nhưng lại có thể hoạt động ở Áp suất rất cao, và ứng dụng tập trung vào các dạng máy ép thủy lực có công suất lớn từ vài trăm đến hàng ngàn tấn.
Loại này thường ít hư hỏng và ít phải bảo trì bảo dưỡng, vì chu trình ép của nó thường chậm và hành trình lên xuống của dòng xy lanh một chiều này không thương xuyên, chỉ khoảng vài chục lần cho 1 ca làm việc 8h.
-
Xy lanh thủy lực 2 chiều:
Là loại xy lanh thủy lực có tác dụng cả hai chiều, Cả chiều kéo và đẩy.
Đặc trưng của loại xy lanh thủy lực hai chiều này là có 2 cổng dầu ra vào. Mỗi thao tác kéo hay đẩy của xy lanh là 1 bước của quá trình bơm dầu vào ở các cổng đẩy hay kéo.
Loại xy lanh 2 chiều thường có cấu tạo phức tạp hơn, nhưng chúng có thể thực hiện được 2 thao tác. Và ứng dụng nhiều hơn trong sản xuất.
Thông thường lực kéo của xy lanh loại này thường nhỏ hơn lực đẩy.
- Xy lanh thủy lực nhiều tầng (Telescopic):
Xy lanh thủy lực nhiều tầng (hay còn gọi là xy lanh telescopic) có thể mở rộng hành trình làm việc rất dài. Loại xy lanh này bao gồm nhiều ống được xếp chồng lên nhau, giúp tiết kiệm không gian khi rút lại. Xy lanh telescopic được sử dụng trong các thiết bị cần hành trình dài, như cần cẩu hoặc các hệ thống nâng hạ trong xây dựng.
Cấu tạo xy lanh thủy lực
Xy lanh thủy lực có một số bộ phận chính, mỗi bộ phận đều có vai trò quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả của xy lanh. Dưới đây là các bộ phận chính của một xy lanh thủy lực.
1. Vỏ xy lanh (Barrel):
Vỏ xy lanh hay còn gọi là nòng ben thủy lực, được chế tạo từ vật liệu thép chất lượng cao, có vai trò chứa dầu thủy lực và bao quanh các bộ phận khác.
Vỏ xy lanh phải được gia công chính xác với đường kính trong tối ưu để piston có thể di chuyển một cách mượt mà mà không gây ma sát quá mức.
Độ bóng của vỏ xy lanh cũng rất quan trọng để giảm thiểu ma sát, giúp xy lanh hoạt động hiệu quả hơn.
Để tối ưu Vỏ xy lanh thủy lực, Nâng cao độ bóng và chống mài mòn, Người ta thường Mạ Crom Cứng lớp hợp kim crom có độ dày 20-100um.
2. Piston thủy lực:
Piston là bộ phận chính tiếp xúc với vỏ xy lanh. Khi dầu thủy lực được cấp vào cổng dầu, Dưới áp suất thủy lực sẽ đẩy piston tịnh tiến tạo ra lực đẩy hoặc kéo cho xy lanh thủy lực.
Piston thường được làm từ thép, nhôm hoặc gang, giúp tăng cường khả năng chống mài mòn và kéo dài tuổi thọ.
Ngoài ra, trên piston còn có các seal thủy lực và phốt thủy lực giúp ngăn ngừa rò rỉ dầu và bảo vệ các bộ phận bên trong.
Thống thường sử dụng Sắt Mạ Phủ Lớp đồng hợp kim dày khoảng 1 đến 2mm để giảm ma sát và bôi trơn.
3. Cán xy lanh (Piston rod):
Cán xy lanh là bộ phận truyền lực từ piston ra ngoài, thường được gọi là cán xilanh thủy lực, ty đẩy thủy lực.
Đây là bộ phận thường xuyên chịu lực lớn trong quá trình làm việc của xy lanh.
Vật liệu và quy trình chế tạo cán xy lanh thủy lực rất chặt chẽ. Mỗi mác thép có một đặc tính riêng để tính toán riêng cho hiệu suất làm việc của cán xy lanh.
Cán xy lanh có thể được mạ crom để chống mài mòn và tăng độ bền. Ngoài ra trong các môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm, và nước biển. Cán xy lanh thủy lực thường được chế tạo theo quy trình đặc biệt để chống chọi được các yếu tố trên.
Xem thêm: Tiêu chuẩn kỹ thuật cán xilanh thủy lực:
4. Phốt thủy lực: (Phốt ben, phốt chắn dầu)
Phốt thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc làm kín hệ thống, ngăn không cho dầu thủy lực bị rò rỉ ra ngoài.
Các loại phốt thường được làm từ cao su, PTFE hoặc các vật liệu chịu nhiệt khác để đảm bảo hoạt động bền bỉ trong môi trường áp suất cao.
Vật liệu chế tạo phốt rất đa dạng nhưng dựa vào các đặc tính sau:
- Nhiệt độ làm việc: Thông thường 30 đến 120 độ C. Các trường hợp đặc biệt phải sử dụng đến các loại vật liệu làm kín chịu được nhiệt độ cáo hơn. Hoặc thiết kế riêng bộ phận tản nhiệt cho khu vực Phốt.
- Điều kiện làm việc của phốt thủy lực: Thông thường phốt thủy lực làm việc trong điều kiện dầu thủy lực bao quanh. Nhưng chế độ làm viêc với áp suất lớn hay áp suất nhỏ, Số lượng hành trình lên xuống trong một Phút??? Áp suất tới hạn trong thời gian dài để chọn lựa loại vật liệu phù hợp.
- Khi nhắc đến Phốt ben thủy lực. Điều quan trọng nhất chính là Dẫn hướng, Bộ phận hấp thụ lực ma sát giữa piston và nòng xi lanh, bộ phận hấp thụ lực ma sát giữa cán xy lanh và nắm chắn trên xy lanh. Ngoài ra bộ phận chắn bụi cũng rất quan trọng cho xi lanh thủy lực.
5. Gland (Nắp chặn trên xy lanh thủy lực):
Là bộ phận Chặn dầu giữa Nòng xy lanh thủy lực và cán xi lanh. Đây cũng là bộ phận giúp bảo vệ cán xi lanh thủy lực.
Thông thường Ty thủy lực được trượt trên bộ phận này thông qua dẫn hướng thủy lực.
Khi bề mặt ty ben bị trầy xước, Hoặc kích thước cán xi lanh thủy lực bị hao hụt ( nhỏ hơn kích thước tiêu chuẩn h7). Thì dầu thủy lực sẽ tràn ra vị trí này.
Bộ phận này tuy nhỏ nhưng lại đóng vai trò hết sực quan trọng trong việc thiết kế xy lanh thủy lực.
Các xi lanh thủy lực thường xuyên bị hư hỏng bộ phận này.
6. Đường dầu cấp:
Các đường dẫn dầu giúp dầu thủy lực được cấp vào và thoát ra khỏi xy lanh để điều khiển chuyển động của piston.
Thông thường các đường cấp dầu bằng thép và Vặn ren vào thân xy lanh.
Một số trường hợp khác thì được hàn lên trên thân xy lanh thủy lực. với phương thức nào cũng có thể đáp ứng được, nhưng tùy vào mỗi vị trí thì đường dầu thủy lực được kết nối với thân xi lanh sao cho thuận tiện nhất và tính toán đến việc thay thế sửa chữa.
Ứng dụng của xy lanh thủy lực
1. Công nghiệp:
Xy lanh thủy lực có thể được sử dụng trong nhiều loại máy móc công nghiệp như máy ép, máy cắt, máy gia công kim loại, và máy nén khí. Chúng giúp tạo ra lực mạnh mẽ để vận hành các thiết bị này, đặc biệt là khi yêu cầu lực tác động lớn.
2. Xây dựng:
Trong ngành xây dựng, xilanh thủy lực được ứng dụng trong các thiết bị như máy xúc, cần cẩu, và máy nâng. Các thiết bị này cần sử dụng xi lanh thủy lực để thực hiện các thao tác nâng hạ, đẩy, kéo, giúp tăng hiệu quả công việc và giảm sức lao động.
3. Giao thông vận tải:
Xilanh thủy lực cũng được sử dụng trong ngành ô tô và giao thông vận tải, đặc biệt trong hệ thống phanh, tay lái trợ lực, hoặc nâng hạ thùng xe tải.
Bảo trì và bảo dưỡng xy lanh thủy lực
Để đảm bảo xy lanh thủy lực hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ, bảo trì và bảo dưỡng là rất quan trọng. Các bước bảo trì bao gồm:
- Kiểm tra mức dầu thủy lực: Dầu thủy lực là yếu tố quan trọng giúp tạo ra lực đẩy trong xy lanh. Việc kiểm tra và thay dầu định kỳ giúp duy trì hiệu suất làm việc.
- Kiểm tra phốt thủy lực: Phốt thủy lực giúp ngăn chặn sự rò rỉ dầu và bảo vệ hệ thống. Kiểm tra phốt để đảm bảo chúng không bị hỏng.
- Vệ sinh xi lanh: Vệ sinh các bộ phận của xi lanh giúp giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ.
Lợi ích khi sử dụng xy lanh thủy lực
- Hiệu suất làm việc cao: Xy lanh thủy lực có khả năng tạo ra lực lớn mà không cần kích thước quá lớn, giúp tiết kiệm không gian.
- Độ bền cao: Do sử dụng áp suất thủy lực, xi lanh có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt mà không bị hao mòn nhanh chóng.
- Đơn giản trong thiết kế: Xi lanh thủy lực có cấu tạo đơn giản và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống phức tạp.
- Điều khiển chính xác: Hệ thống thủy lực có thể điều khiển chính xác chuyển động của xy lanh, từ đó giúp thực hiện các công việc đòi hỏi độ chính xác cao.
Kết luận
Xy lanh thủy lực là một thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động thủy lực, giúp tạo ra lực đẩy và kéo trong các ứng dụng công nghiệp và xây dựng. Việc lựa chọn và bảo trì lanh thủy lực phù hợp sẽ giúp đảm bảo hiệu suất làm việc của thiết bị, đồng thời kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.
Xem thêm:
Bảng tra lực kéo đẩy xi lanh thủy lực
Bảng tra thông số thiết kế xi lanh thủy lực
Quy trình chế tạo cán xi lanh thủy lực
Quy trình chế tạo nòng xi lanh thủy lực
