Bơm thủy lực là gì? Cách tính toán và lựa chọn bơm

Bơm thủy lực là một thiết bị không thể thiếu để có thể vận hành hệ thống làm việc bằng nhớt, dầu, chất lỏng thủy lực. Việc lựa chọn bơm như thế nào cho phù hợp và đáp ứng tất cả các tiêu chí làm việc là vấn đề được rất nhiều người quan tâm. Trong bài viết dưới đây, Tuấn Hưng Phát sẽ chia sẻ một số thông tin về thiết bị bơm thủy lực.

Khái niệm bơm thủy lực là gì

Thủy lực và các thiết bị thủy lực có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sản xuất công nghiệp ngày nay. Nó thúc đẩy hiệu quả sản xuất,  tăng sản lượng, giảm thiểu nhân công, tiết kiệm chi phí và đảm bảo an toàn cho con người.

Trong các thiết bị thủy lực đó không thể không nhắc đến bơm thủy lực– một thiết bị trung tâm của hệ thống. Một hệ thống bao gồm: Nguồn cấp dầu, bơm, động cơ, các loại van, xi lanh thủy lực và phụ kiện. Nhiều người cho rằng, nếu bơm tốt thì hệ thống sẽ hoạt động ổn định và góp phần tăng năng suất. Vậy bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực là một nguồn động lực của hệ thống. Nó thực hiện việc hút chất lỏng thủy lực trong thùng chứa, bơm và đẩy với áp suất cao vào hệ thống, cụ thể là các ống dẫn, cung cấp cho xi lanh, lọc, van… hoạt động.

Có thể hiểu là bơm biến cơ năng thành năng lượng của chất lỏng. Bơm cung cấp đủ công suất truyền động thủy lực qua việc kiểm soát bằng van thủy lực và kết nối.

Thông thường, bơm thủy lực khá đa dạng về mức áp suất làm việc, có thể đặt 700 bar hoặc 10000 Psi, lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau như trên thùng dầu… Bơm thủy lực cung cấp dầu cho xi lanh đơn và cả cho xi lanh kép với hành trình và đường kính đa dạng.

Một hệ thống có thể lắp 1 bơm thủy lực hoặc nhiều bơm để phục vụ cho công việc.

Cấu tạo của bơm thủy lực

Với sự ổn định trong hoạt động, bơm thủy lực được tích hợp khá nhiều bộ phận cao cấp. Cụ thể, bơm thủy lực có cấu tạo bao gồm những bộ phận sau:

• Vỏ bơm
• Đường dầu ra
• Đường cấp dầu vào
• Phớt
• Cánh gạt, bánh răng hoặc piston (tùy vào từng loại)

Các loại bơm thủy lực trên thị trường

Để thuận tiện hơn cho việc lựa chọn bơm thủy lực, người ta thường phân chia bơm thành các loại khác nhau, dựa vào nhiều tiêu chí: đặc điểm cấu tạo, hãng sản xuất, mức áp suất… Mỗi loại sẽ phù hợp với các yêu cầu công việc khác nhau nên việc lựa chọn bơm cần tính toán cẩn thận. Thông thường, bơm thủy lực được phân thành 4 loại chính như sau:

Bơm thủy lực piston (hướng trục và hướng tâm)

Đây là loại bơm thủy lực áp suất cao, thực hiện các công việc nặng nhọc, áp suất và lưu lượng cao. Chính vì thế mà bơm thủy lực piston có giá thành cũng cao hơn so với các loại bơm khác.

Bơm này có hoạt động hút và đẩy chất lỏng dựa trên một nguyên tắc cơ bản là: Sự thay đổi thế tích trong bơm. Trong đó, piston có vai trò quan trọng khi nó chuyển động tịnh tiến qua lại.

Bơm thủy lực piston phân thành 2 loại: Bơm piston hướng tâm, bơm piston hướng trục.

Bơm hướng kính có một hạn chế là kích cỡ lớn, chế tạo phức tạp còn bơm hướng trục thì chỉ sử dụng cho những động cơ có momen thay đổi nhỏ, động cơ có vận tốc lớn.

Bơm thủy lực bánh răng (hay bơm nhông – Gear Pump)

Bơm thủy lực bánh răng hay bơm nhông. Nếu khách hàng cần một bơm hút đẩy dầu, nhớt mà áp suất và lưu lượng không quá lớn thì bơm bánh răng là sự lựa chọn phù hợp.

Bơm bánh răng có cấu tạo bao gồm: Bánh răng chủ động, bánh răng bị động, trục, phớt, vỏ bơm, đường cấp và thoát dầu.

Bơm bánh răng cũng phân thành 2 loại chính: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng ăn khớp trong. Bơm thủy lực máy xúc, máy đào, máy ủi… là loại bơm bánh răng có công suất lớn.

Ưu điểm nổi bật của bơm bánh răng là: Kết cấu bơm đơn giản, khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn, có thể điều chỉnh áp suất và lưu lượng bơm. Đặc biệt, bơm còn có thể bơm được các chất lỏng có tính siêu đặc, siêu nhớt.

Chính vì thế mà bơm nhông hiển nhiên trở thành một cái tên quen thuộc được nhiều khách hàng sử dụng trong các hệ thống làm việc bằng nhớt, dầu.

Bơm thủy lực cánh gạt (hay bơm lá – Vane Pumps)

Bơm thủy lực cánh gạt được nhiều người gọi là bơm lá. Một bơm cánh gạt có cấu tạo bao gồm các bộ phận sau: Vỏ bơm, stato, cánh gạt, đường dầu đẩy ra, đường dầu cấp vào, trục, rotor.

Trung bình mỗi bơm có từ 8-12 cánh gạt (bàn phẳng). Bơm có độ phổ biến khá cao với hiệu suất làm việc đảm bảo, vận hành êm ái, dễ tháo lắp để bảo dưỡng, lưu lượng bơm đều. Tuy nhiên, khi cần bơm lưu chất đặc hoặc nhớt thì bơm lá không phải là sự lựa chọn phù hợp.

Trên thị trường hiện nay có 2 loại bơm đó là: Bơm cánh gạt kép, bơm cánh gạt đơn. Tương tự như bơm nhông, bơm lá phù hợp với những hệ thống có áp suất và lưu lượng trung bình.

Bơm thủy lực trục vít

Loại bơm này là biến thể của bơm thủy lực bánh răng. Khi mà góc nghiêng lớn kèm với số bánh răng ít hơn thì được gọi là bơm trục vít.

Sự biến thể này giúp dầu hoặc chất lỏng thủy lực đi từ khoang hút sang khoang nén theo chiều trục vít mà không có sự chèn dầu tại các chân ren.

So với các loại bơm khác thì bơm trục vít có hạn chế là: Chế tạo bơm phức tạp, cấu trúc của bơm không đơn giản. Tuy nhiên, bơm trục vít có ưu điểm vượt trội là: Vận hành êm ái, ít tiếng ồn, hiệu quả bơm cao, độ gợn dung lượng nhỏ.

Ngoài ra,  người ta cũng phân chia bơm thủy lực theo các hãng sản xuất: Bơm HDX, Saitfon, Yuken, Nachi, Hydroluc…hoặc phân loại theo nguồn gốc xuất xứ:  Ấn Độ, Hàn Quốc, Đài Loan, Đức, Nhật Bản…

Ứng dụng của bơm thủy lực trong thực tiễn

Trên thực tế, có thể dễ dàng bắt gặp những ứng dụng nổi bật của bơm dầu thuỷ lực trong các lĩnh vực khác nhau.  Trong số đó có thể kể đến một số ứng dụng tiêu biểu như sau:

• Bơm thủy lực được sử dụng rộng rãi trong việc tạo ra dòng chất lỏng có áp lực cao, giúp phục vụ các hoạt động sản xuất. Qua đó giúp tiết kiệm đáng kể sức người, giảm số lượng nhân công, tăng năng suất, sản lượng và tiết kiệm chi phi ban đầu.
• Bơm thủy lực kết hợp với kích thủy lực chủ yếu phục vụ cho chế tạo sản xuất vật liệu xây dựng, các nhà máy cơ khí chế tạo, sản xuất và lắp ráp ô tô, luyện kim, sản xuất giấy, công nghiệp nhựa, chế biến gỗ, hóa chất, hàng không…
• Đối với bơm thủy lực mini: Được sử dụng cho lắp đặt cánh tay robot trong ngành lắp ráp máy móc, linh kiện, dệt may…
• Lắp đặt cho các bộ nguồn phục vụ vận tải hàng hóa, khai thác khoáng sản, xây dựng công trình, xử lý rác thải hoặc các nhà máy nhiệt điện, thủy điện…

Cách tính toán và lựa chọn mua bơm thủy lực

Việc tính toán và lựa chọn mua bơm thủy lực là rất quan trọng bởi nó quyết định trực tiếp đến lực của cơ cấp chấp hành xi lanh và gián tiếp đến hiệu quả sử dụng bơm, đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Trước hết cần xác định loại bơm mà bạn cần sử dụng là bơm piston áp cao hay các loại bơm áp thấp như: Bơm cánh gạt, bơm bánh răng.

Sau đó sẽ tính toán để lựa chọn loại bơm có công suất thích hợp. Chúng ta cần quan tâm đến các thông số như: Lưu lượng, số vòng quay và áp suất.

Lưu lượng bơm chính là lượng chất lỏng thủy lực mà bơm cung cấp cho hệ thống trong một đơn vị thời gian nhất định, thường tính là phút.

Trên thân bơm hoặc trong tờ thông tin bơm sẽ ghi cụ thể lưu lượng riêng max, lưu lượng min mà bơm có thể đạt được trong 1 vòng quay. Đơn vị tính của lưu lượng riêng là cc/vòng.

Để tính lưu lượng của bơm thì cần phải sử dụng công thức: Q= n.q.

Trong đó: Q là lưu lượng, n là số vòng quay và q là lưu lượng riêng.

Tiếp theo là áp suất – thông số thứ 2 mà bạn cần quan tâm. Áp suất ở đây là đại diện khả năng tạo ra lực đẩy để động cơ chấp hành có thể làm việc. Công thức áp dụng tính áp suất đơn giản là: P= F:S.

Trong đó: P là áp suất, F là lực cần tạo ra cho xi lanh và S là diện tích của piston . Thông thường, người ta thường sử dụng Bar nhưng đúng sẽ là N/m2, do đó ta có công thức để quy đổi như sau: 1 bar= 10^5 N/m2.

Từ 2 công thức trên đây, khách hàng đã có thể tìm được công suất bơm phù hợp, đáp ứng 99% công việc.

Tiếp theo cần xem xét và lựa chọn hãng sản xuất. Một số loại bơm thủy lực được nhiều người dùng hiện nay như: Bơm thủy lực Yuken, Parker, Rexroth, Nachi…

Đối với các loại bơm thủy lực xe nâng, máy cày, máy cơ giới… thì người ta thường lựa chọn bơm nhông của hãng HDX, Yuken… vừa có giá cả phải chăng, vừa bền và dễ tìm mua trên thị trường.

Các hãng sản xuất bơm thủy lực

Mặc dù trên thị trường hiện nay có hàng trăm loại bơm thủy lực khác nhau với đa dạng chủng loại, giá thành, nguồn gốc, xuất xứ đa dạng, tuy nhiên các thiết bị từ hãng Yuken, Parker, Nachi… vẫn được nhiều khách hàng lựa chọn.

Yuken

Yuken là thương hiệu chuyên sản xuất các thiết bị thủy lực từ Nhật Bản. Tại Việt Nam, bơm Yuken được ưa chuộng sử dụng bởi giá thành phải chăng và có nhiều chủng loại để khách hàng lựa chọn.

Shimadzu

Shimadzu là công ty hàng đầu tại Nhật Bản chuyên cung cấp các thiết bị có độ chính xác cao. Mặc dù chỉ mới thành lập và phát triển mạnh cách đây hơn 50 năm nhưng hãng đã khẳng định được độ uy tín trên thị trường quốc tế. Phần lớn các khách hàng khi sử dụng bơm Shimadzu đều công nhận là tính bền bỉ và chất lượng cao, đặc biệt là đối với các loại bơm áp cao.

Rexroth

Rexroth là một thương hiệu uy tín về lĩnh vực thiết bị cơ giới, máy móc chuyên sử dụng cho nhà máy, thiết bị tự động hóa. Giá thành cao nhưng chất lượng hoàn toàn xứng đáng chính là điểm thu hút khách hàng của hãng này.

Parker

Thủy lực Parker là thương hiệu của Mỹ, có chất lượng cao và đẳng cấp chuyên sử dụng cho các cơ cấu nâng hạ, máy ép thủy lực, chuyên dùng cho máy cơ giới công trình…

Nachi

Nachi là cái tên quen thuộc đối với các khách hàng thường sử dụng bơm áp cao piston. Sản phẩm bơm của hãng này đều đảm bảo tiêu chuẩn 100%, chất lượng tốt và độ bền cao.

Trên đây là một số thông tin cơ bản về sản phẩm bơm thuỷ lực. Hy vọng thông qua bài viết trên đây sẽ giúp các bạn có thêm các nhìn tổng quan hơn về sản phẩm. Chúc các bạn sớm sở hữu một chiếc máy bơm thuỷ lực chất lượng tốt nhất với giá thành phải chăng. Nếu muốn tìm hiểu thêm về van tay gạt và tay quay, hãy liên hệ với Tuấn Hưng Phát Valve, đội ngũ nhân viên tư vấn chuyên nghiệp, có kiến thức sâu sẽ giúp khách hàng giải đáp mọi thắc mắc.