Xi lanh thủy lực là gì? Cấu tạo, nguyên lý, phân loại, cách sử dụng

Xuân Tường 2022-05-04 14:39:33

Xi lanh thủy lực được sử dụng trong rất nhiều các loại thiết bị máy móc. Đây là một bộ phận quan trọng không thể thiếu trong hệ thống truyền động thủy lực - khí nén của các thiết bị như: Cầu nâng ô tô, máy nén khí, dây chuyền chế biến thực phẩm,... Tuy nhiện không phải ai cũng biết lanh thủy lực là gì? Nguyên lý hoạt động, cấu tạo cũng như cách tính toán chọn xi lanh thủy lực như thế nào? Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo những thông tin được chúng tôi chia sẻ dưới đây!

Xi lanh thủy lực là gì?

Xi lanh thủy lực là gì?

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hệ thống truyền động thủy lực - khí nén đã được nghiên cứu và sử dụng vô cùng rộng rãi kể từ cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX. Hệ thống này được sử dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều loại máy móc và ngành nghề khác nhau như: Trong máy nén, máy móc dùng trong xây dựng, dây chuyền chế biến thực phẩm, cầu nâng rửa xe ô tô,... trong ngành giao thông vận tải như máy bay, ô tô, tàu thủy, công nghệ vũ trụ.

Hệ thống được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau trong đó xi lanh thủy lực là bộ phận chính đóng vai trò quan trọng nhất. Bộ phận này đảm nhận nhiệm vụ truyền tải một vật bất kỳ nào đó từ vị trí này qua vị trí khác hay nâng hạ một vật gì đó như cửa đập thủy điện, ô tô (khi được ứng dụng trong cầu nâng ô tô) hoặc tạo ra lực ép cho máy ép…

Xi lanh thủy lực xe nâng

Cấu tạo của xi lanh thủy lực

Việc nắm rõ cấu tạo xi lanh thủy lực và nguyên lý hoạt động của các thiết bị kỹ thuật sẽ giúp các bạn có thể sử dụng chúng một cách hiệu quả, giảm thiểu sự cố trong quá trình sử dụng đồng thời nâng cao tuổi thọ của chúng. Đối với xi lanh thủy lực cũng không ngoại lệ. Dưới đây là cấu tạo chi tiết của một xi lanh thủy lực.

Ống xi lanh

Ống xi lanh của xi lanh thủy lực là một bộ phận có hình trụ tròn liền mạch. Ngoài tên gọi là ống xi lanh thì nó còn có tên gọi là thùng xi lanh. Chức năng chính của ống xi lanh là chứa đựng và giữ áp suất của xi lanh.

Ngoài ra thì ống xi lanh cũng chính là nơi chứa piston. Ống được thiết kế mài nhẵn, mịn nhằm tạo bề mặt có thể đạt độ hoàn thiện rơi vào trong khoảng từ 4 đến 15 microinch. 

Đế (nắp hình trụ)

Phần đế của xi lanh thủy lực điện có nhiệm vụ đi kèm với buồng áp suất ở một đầu. Đế xi lanh được thiết kế nối liền với thân xi lanh bằng cách gắn bulong, thanh tie hoặc hàn xì. Phần đế (nắp) xi lanh và ống xi lanh được nối bằng Seal tĩnh. Chúng ta có thể dựa vào thông số của ứng suất uốn để xác định kích thước của nắp xi lanh.

Đầu xi lanh

Đầu xi lanh thủy lực hay Cylinder head đảm nhận chức năng đi kèm với buồng áp suất ở phía đầu còn lại. Đầu xi lanh được nối với xi lanh thông qua các bu lông hoặc thanh tie.

Ở giữa đầu xi lanh và ống xi lanh có lắp o- ring. Tùy thuộc vào loại xi lanh thủy lực mà trên đầu xi lanh có thể chứa niêm phong que thích hợp hoặc một tuyến niêm phong.

Bản vẽ cấu tạo xi lanh thủy lực

 

Pít tông (Piston)

Pít tông hay Piston là chi tiết vô cùng quan trọng trong hệ thống xi lanh thủy lực. Nhiệm vụ chính của piston là thực hiện phân tách các vùng áp lực bên trong ống xi lanh. Thông thường các nhà sản xuất sẽ tiến hành gia công piston sao cho phù hợp với các phốt, seal, kim loại đàn hồi. Theo đó, tùy theo thiết kế mà con dấu (seal) có thể ở dạng đơn hoặc kép.

Các piston của xi lanh được đều được gắn với thanh piston thông qua bulong. Đặc biệt các bạn cần lưu ý rằng: Sự chênh lệch về áp suất ở hai bên thân của piston sẽ khiến cho ống xi lanh giãn ra và rút lại.

Thanh Piston

Thanh piston hay còn được gọi là piston rod. Thanh piston xi lanh thủy lực thường có cấu tạo bằng thép hoặc thép mạ crom, nhằm đảm bảo có độ cứng cao, cùng khả năng chống ăn mòn tốt nhất.

Nhiệm vụ của thanh piston là kết nối thiết bị truyền động với thành phần của máy móc để thực hiện công việc theo yêu cầu. Các thanh piston đều được gia công đánh bóng, nhẵn mịn, đính kèm các seal (con dấu) nhằm hạn chế và ngăn chặn sự rò rỉ.

Đối với xi lanh 2 đầu thì bên trong các ống xi lanh các thanh piston sẽ kéo dài từ hai phía piston đến hai đầu ống.

Con dấu (seal)

Con dấu của xi lanh thủy lực còn có cách gọi phổ thông là seal. Để chế tạo ra một con dấu phù hợp với xilanh người ta cần phải dựa vào các thông số như nhiệt độ môi trường, nhiệt độ của dầu, ứng dụng của xin lanh sau khi được chế tạo và áp suất làm việc.

Con dấu của xi lanh thủy lực

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại con dấu khác nhau như: Con dấu Elastomer (chịu nhiệt thấp), con dấu Fluorocarbon viton (chịu nhiệt cao) … Khả năng chịu nhiệt của các con dấu phụ thuộc vào chất liệu tạo nên nó.

Ví dụ như con dấu Elastomer được chế tạo từ Poly và cao su Nitrile nên nó chỉ phù hợp với những xi lanh thủy lực có môi trường làm việc bình thường, áp suất và nhiệt độ không cao.

Ngoài những bộ phận nêu trên thì cấu tạo xi lanh thủy lực còn có một số các chi tiết khác như: Bu lông kết nối, vít khóa, bạc đạn, bích. Tất cả các chi tiết và bộ phận được chúng tôi nêu ở trên đều được lắp ráp, kết nối với nhau tạo thành một ben thủy lực hoàn chỉnh.

Xi lanh thủy lực hoạt động theo nguyên lý nào?

Trên thực tế nguyên lý hoạt động xi lanh thủy lực vô cùng đơn giản. Lực được áp dụng tại một thời điểm sẽ được chuyển đến một địa điểm khác nhờ vào việc sử dụng một chất lỏng không nén được. Tất cả lực mà xi lanh tạo ra được đều là nhờ vào chất lỏng thủy lực, chất lỏng này thông thường sẽ là dầu nhớt…

Ngoài ra thì khi xi lanh được lắp vào hệ thống thủy lực khác nhau sẽ có những điểm khác nhau trong nguyên lý hoạt động. Cụ thể như sau

Nguyên lý hoạt động của xi lanh thủy lực

Trong hệ thống thủy thủy lực 1 xi lanh

Trong hệ thống thủy lực 1 xi lanh, bơm thủy lực sẽ thực hiện bơm dầu vào trong van phân phối để chuyển vào trong xi lanh. Nhờ có áp suất của dầu mà piston xi lanh thủy lực có thể di chuyển và thực hiện biến chuyển năng lượng dầu thành động năng để thực hiện các công tác.

Trong hệ thống thủy lực có 2 xi lanh

Hai piston của hai xi lanh sẽ được kết nối với nhau thông qua một ống dẫn dầu thủy lực. Dầu sẽ được cung cấp đầy ống xi lanh để phục vụ cho xi lanh hoạt động.

Khi có lực tác động lên piston thứ nhất thì lực đồng thời cũng sẽ được truyền đến pison thứ 2. Do dầu không nén được nên có khả năng truyền lực vô cùng tốt đồng thời có thể tạo ra lực ở piston thứ 2 lớn nhất, tác động ra bên ngoài để thực hiện các nhiệm vụ (nhiệm vụ này tùy thuộc vào hệ thống thủy lực được ứng dụng trong thiết bị nào).

Lưu ý:

Khi các bạn tiến hành thay đổi kích thước của xi lanh và piston sẽ đồng nghĩa với việc thay đổi công suất của hệ thống thủy lực.

Tốc độ tiến lùi của xi lanh trong hệ thống thủy lực có thể điều chỉnh theo ý muốn thông qua van dầu điện tử hoặc van dầu gạt tay.

Các loại xi lanh thủy lực

Việc phân loại xi lanh thủy lực dựa trên nhiều yếu tố khác nhau. Để nắm rõ cách phân loại, giúp người dùng lựa chọn đúng loại xi lanh phù hợp với hệ thống thủy lực của máy móc mình, mời các bạn tiếp tục nội dung sau đây.

Xi lanh thủy lực một chiều dùng cho bàn nâng

Phân loại xi lanh thủy lực theo trọng lượng

Xi lanh thủy lực 5 tấn

Trọng lượng của loại kích này thường chỉ từ 3-5kg, được sử dụng để nâng hạ những vật có tải trọng tối đa là 5 tấn. Hành trình nâng của xi lanh thủy lực 5 tấn này thường là 115mm.

Xi lanh thủy lực 20 tấn

Tải trọng tối đa của loại xi lanh là 20 tấn, hành trình nâng từ 500mm - 200mm (tùy thuộc hãng sản xuất, yêu cầu sử dụng của từng công việc khác nhau).

Xi lanh thủy lực 50 tấn

Thiết bị có khả năng nâng được các vật nặng có tải trọng lớn tối đa là 50 tấn. Hành trình nâng sẽ phụ thuộc vào nhu cầu công việc cụ thể của từng đơn vị.

Tùy vào trọng tải của vật nâng để lựa chọn xi lanh thủy lực có trọng lượng phù hợp

Phân loại xi lanh thủy theo chiều tác động

Dựa trên chiều tác động lực chúng ta có hai loại xi lanh đó là xi lanh thủy lực một chiều và xi lanh thủy lực 2 chiều:

Xi lanh thủy lực 1 chiều

Đây là loại ben thủy lực có lực tác động duy nhất từ một phía. Chúng ta có thể dễ dàng nhận biết chúng thông qua lỗ cấp dầu duy nhất trên thân của xi lanh. Xi lanh thủy lực 1 chiều lại được chia ra làm hai loại là xi lanh có piston tự hồi về vị trí dự vào lò xo bên trong và loại hồi về vị trí dựa vào lực.

Xi lanh thủy lực 2 chiều

Đây là loại xi lanh thông dụng nhất trên thị trường hiện nay. Cấu tạo xi lanh thủy lực 2 chiều phức hơn so với loại 1 chiều với hai lỗ cấp dầu cho xy lanh. Để sử dụng chúng ta cần phải có van phân phối đảo chiều. Xi lanh thủy lực 2 chiều được chia ra làm 2 loại đó là loại mini và loại cỡ lớn.

➥ Xem thêm:

Phân loại xi lanh thủy lực theo tầng

Xi lanh thủy lực 2 tầng

Loại xi lanh này có cấu tạo gọn gàng, là sự kết hợp của 2 xylanh xếp nối tiếp với nhau gồm có 2 piston riêng biệt nhưng chung một trục piston. Xi lanh thủy lực 2 tầng được sử dụng tại những vị trí phức tạp, hạn chế bởi không gian nhưng yêu cầu xy lanh có lực tác động lớn. 

Xi lanh thủy lực 3 tầng

Xi lanh thủy lực 3 tầng gồm 1 vỏ và nhiều ống được xếp lồng với nhau. Nhờ kết cấu đặc biệt này mà xi lanh có thể duỗi dài hành trình hơn so với kích thước cơ sở ban đầu. Điều này giúp tạo ra khả năng thiết kế các chi tiết, cho kết cấu máy trở nên gọn gàng hơn. 

Xi lanh thủy lực tầng gồm vỏ xy lanh và nhiều ống được xếp lồng với nhau

Hướng dẫn cách sử dụng xi lanh thủy lực

  • Xác định trọng lượng vật cần nâng và lựa chọn kích thủy lực có tải trọng lớn hơn ít nhất 20% trọng lượng của vật nâng.

  • Kiểm tra từng phần trước khi thiết lập hệ thống thủy lực. Tuyệt đối không sử dụng các bộ phận bị hư hỏng hoặc mòn. Hãy tiến hành sửa chữa hoặc thay thế trước khi sử dụng.

  • Đọc kỹ tất cả các cảnh báo và hướng dẫn trước khi sử dụng thiết bị. Luôn trang bị đầy đủ đồ bảo hộ khi sử dụng các thiết bị thủy lực.

  • Kích thủy lực cần được gắn hoàn toàn vào một chất rắn, đảm bảo vững chắc, chống trượt, có thể chịu được tải nặng.

  • Sử dụng hệ thống thủy lực an toàn, không đặt bất kỳ trọng lượng vào các xi lanh thủy lực hoặc bơm tay thủy lực để tăng tải.

  • Tải cần phải tập trung vào các kích thủy lực hoặc chia đều phân phối trên nhiều kích thủy lực. Cần có miếng đệm đặt dưới để không thể trượt, không nằm giữa tải và thủy lực.

  • Phân phối tải trọng đồng đều khi sử dụng nhiều xi lanh thủy lực để đảm bảo cân bằng tải. Khi sử dụng nhiều hơn một xi lanh thủy lực, việc tải trọng đồng đều trên các xi lanh vô cùng quan trọng.

  • Hãy kết nối hệ thống thủy lực bằng phụ kiện ốc vít, như đồng hồ đo, ống thủy lực phải được thắt chặt bằng đầu nối và không rò rỉ. Chú ý không dùng lực quá mạnh bởi như vậy ốc vít vì có thể bị biến dạng hoặc bị hư hỏng.

  • Không được hàn hay để hệ thống thủy lực nơi có nguồn nhiệt cao vì chất lỏng thủy lực có thể được đốt cháy khi nó đang bốc hơi hoặc tiếp xúc quá gần với nhiệt độ cao.

Hy vọng qua những thông tin về xi lanh thủy lực được chúng tôi chia sẻ trong bài viết trên đây sẽ giúp bạn đọc có thêm hiểu biết về bộ phận quan trọng này. Nếu còn có bất cứ thắc mắc nào cần giải đáp về vấn đề này, các bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua số hotline 0987 661 782 để nhận được đội ngũ nhân viên Yên Phát hỗ trợ tư vấn nhanh nhất. 

Hỏi Đáp

Top 4 loại cầu nâng 2 trụ 4 tấn phổ biến nhất

Top 4 loại cầu nâng 2 trụ 4 tấn phổ biến nhất

Kích nâng xe ô tô: Phân loại và cách sử dụng kích an toàn

Kích nâng xe ô tô: Phân loại và cách sử dụng kích an toàn

Cầu nâng cắt kéo giá bao nhiêu? Có những loại cầu nâng cắt kéo nào?

Cầu nâng cắt kéo giá bao nhiêu? Có những loại cầu nâng cắt kéo nào?

Bàn nâng thủy lực 5 tấn: Đặc điểm cấu tạo & Ưu điểm

Bàn nâng thủy lực 5 tấn: Đặc điểm cấu tạo & Ưu điểm

Cầu nâng đỗ xe  - Giải pháp đỗ xe hiện đại

Cầu nâng đỗ xe - Giải pháp đỗ xe hiện đại

Thông số kích thước & bản vẽ lắp đặt xi lanh thủy lực

Thông số kích thước & bản vẽ lắp đặt xi lanh thủy lực

Cơ cấu nâng hạ bằng thủy lực | vít me | khí nén | cầu trục đơn giản

Cơ cấu nâng hạ bằng thủy lực | vít me | khí nén | cầu trục đơn giản

Nguyên Nhân & cách khắc phục bơm thủy lực yếu

Nguyên Nhân & cách khắc phục bơm thủy lực yếu

Cầu xe nâng vào container: Cấu tạo, ưu điểm, giá bán, cách lựa chọn

Cầu xe nâng vào container: Cấu tạo, ưu điểm, giá bán, cách lựa chọn