Các loại bơm thủy lực phổ biến hiện nay và ứng dụng của chúng

Bơm thủy lực là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống truyền động thủy lực, giúp chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực để cung cấp lực đẩy cho các máy móc công nghiệp, xây dựng, và các hệ thống tự động hóa. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại bơm thủy lực khác nhau, mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu các loại bơm thủy lực phổ biến, ưu nhược điểm của từng loại, cũng như cách lựa chọn bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực là thiết bị có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa và đẩy dầu với áp suất cao đến hệ thống thủy lực. Bơm tạo ra dòng chảy và áp suất cần thiết để vận hành các cơ cấu chấp hành như xi lanh, motor thủy lực…

Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng trong lĩnh vực thủy lực, một dạng truyền động chuyên dụng kiểm soát năng lượng của chất lỏng chịu áp suất, chuyển đổi năng lượng này thành năng lượng cơ học. Bơm được sử dụng để truyền chất lỏng thủy lực thường được gọi là bơm thủy lực. Với các ứng dụng đa dạng của hệ thống thủy lực, chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều tiện ích thương mại, công nghiệp và tiêu dùng.

Các loại bơm thủy lực phổ biến hiện nay

Bơm dịch chuyển cố định

Bơm dịch chuyển cố định là loại dịch chuyển tích cực, trong đó lượng dịch chuyển không thể thay đổi vì không có bộ điều khiển nào cho việc này. Nó có lưu lượng cố định – mỗi chu kỳ động cơ di chuyển cùng một lượng chất lỏng. Bơm dịch chuyển cố định dễ bảo trì hơn, tương đối rẻ và đơn giản. Nó được sử dụng trong các hệ thống thủy lực trung tâm mở. Bơm bánh răng có lẽ là loại bơm dịch chuyển cố định đơn giản nhất hiện có. Trong loại bơm này, các bánh răng quay đẩy các bánh răng thủy lực. Tuy nhiên, các bánh răng được liên kết với nhau trong một phiên bản hiệu quả hơn. Bơm trục vít là một biến thể tuyệt vời khác của bơm dịch chuyển cố định. Nó sử dụng vít Archimedes nổi tiếng để di chuyển chất lỏng. Bơm dịch chuyển cố định được biết đến với lưu lượng cao ở áp suất tương đối thấp.

Bơm lưu lượng thay đổi

Bơm dịch chuyển biến thiên chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực, nhưng yêu cầu về lưu lượng thủy lực sẽ khác nhau tùy theo điều kiện vận hành. Đĩa nghiêng của bơm dịch chuyển biến thiên không cố định và bạn có thể điều chỉnh góc của nó bằng tín hiệu áp suất, không giống như các loại bơm dịch chuyển cố định tương ứng. Góc đĩa nghiêng thay đổi nếu cần nhiều lưu lượng hơn, tạo ra hành trình piston dài hơn làm tăng dịch chuyển của bơm. Không giống như bơm dịch chuyển cố định, bơm dịch chuyển biến thiên được sử dụng trong các hệ thống trung tâm kín. Trong hệ thống trung tâm kín, góc đĩa nghiêng của bơm dịch chuyển biến thiên giảm khi yêu cầu về lưu lượng giảm, ngăn ngừa lưu lượng dư thừa hoặc mất mã lực thủy lực.

Bơm bánh răng

Bơm bánh răng có lẽ là loại bơm thủy lực đơn giản và phổ biến nhất hiện nay. Chúng là một loại bơm dịch chuyển tích cực, còn được gọi là bơm dịch chuyển cố định. Trong loại bơm này, chất lỏng di chuyển bằng cách bao bọc một thể tích chất lỏng xác định bằng các bánh răng liên động và sau đó vận chuyển chất lỏng khi bánh răng quay. Ngoài ra, thường có hai bánh răng trong bơm bánh răng; bánh răng dẫn động hoặc bánh răng công suất và bánh răng bị dẫn động hoặc bánh răng không tải. Bánh răng dẫn động được liên kết với bất kỳ nguồn năng lượng cơ học nào hoặc một số động cơ chính. Bơm bánh răng cung cấp dòng chảy không xung tỷ lệ thuận với tốc độ quay của bánh răng. Nó thường được sử dụng để tạo áp suất cao.

Nhìn chung, các máy bơm này được sử dụng trong các hệ thống thủy lực trung tâm mở. Chúng giữ dầu trong các khu vực giữa thân máy bơm và hai răng bánh răng của nó, đưa nó xung quanh chu vi khoang bánh răng và đẩy nó qua cổng thoát khi các bánh răng ăn khớp. Một lượng nhỏ dầu được nén phía sau các tấm chống mài mòn đẩy nó chặt vào các đầu bánh răng để tăng hiệu suất của máy bơm. Máy bơm bánh răng được đánh giá rộng rãi theo giới hạn tốc độ đầu vào tối đa của máy bơm, định mức áp suất tối đa và dịch chuyển inch khối. Ngoài ra, người ta ước tính rằng thể tích quét của máy bơm bánh răng cho thủy lực là từ 1 đến 200 mm. Một sự thật thú vị khác về máy bơm bánh răng là hiệu suất thể tích của chúng là thấp nhất trong ba loại máy bơm chính.

Ưu điểm của bơm bánh răng

• Chúng khá đơn giản và nhỏ gọn với ít bộ phận chuyển động
• Giá cả phải chăng không thể tin được
• Chi phí bảo trì thấp
• Chúng có thể được sử dụng để tạo ra áp suất cao lên tới 3000 psi.
• Chúng có thể bơm chất lỏng có độ nhớt cao như dầu với khả năng rò rỉ thấp.
• Chúng chạy theo cả hai hướng, vì vậy chúng phù hợp cho việc tải và dỡ hàng như nhau
• Bơm bánh răng ít nhạy cảm với ô nhiễm hơn.

Nhược điểm của bơm bánh răng

• Chúng nổi tiếng là ồn ào.
• Kích thước hạn chế, khiến chúng không lý tưởng cho lưu lượng lớn
• Không thể sử dụng chất lỏng mài mòn trong bơm bánh răng vì sử dụng bánh răng ăn khớp.

Bơm cánh gạt

Chúng là máy bơm dịch chuyển tích cực được sử dụng để tăng áp suất của chất lỏng chảy với các cánh gạt được gắn vào rôto. Chúng có thể được sử dụng để vận chuyển chất lỏng từ điểm này đến điểm khác ở áp suất cao. Máy bơm cánh gạt duy trì tốc độ dòng chảy ổn định dưới các áp suất khác nhau và tự mồi. Các cánh gạt của máy bơm cánh gạt có thể được căng để duy trì tiếp xúc với thành máy bơm khi chúng quay. Nhiều bơm cánh gạt ngày nay đã thay thế tiếp xúc đường ống bằng tiếp xúc rôto và stato. Chúng thường được sử dụng trong máy điều hòa không khí, ô tô và trợ lực lái của ô tô.

Ưu điểm của máy bơm cánh gạt

• Chúng có khả năng tự mồi, mạnh mẽ và cung cấp dòng chảy liên tục ở tốc độ cố định.
• Hiệu suất thể tích và hiệu suất chung cao.
• Chúng cung cấp dòng điện đồng đều với độ dao động không đáng kể.
• Không cần van kiểm tra
• Nhẹ và nhỏ gọn
• Cánh quạt của chúng có thể dễ dàng thay thế
• Có thể xử lý chất lỏng có chứa khí và hơi
• Sự xả của chúng ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi áp suất và độ nhớt
• Thiết kế chắc chắn và nhỏ gọn.

Nhược điểm của máy bơm cánh gạt

• Không lý tưởng cho chất lỏng mài mòn
• Van xả áp là cần thiết để bảo vệ máy bơm trong trường hợp dừng cấp nước đột ngột.
• Chúng cần có lớp niêm phong tốt.
• Chúng cần có hệ thống lọc tốt nếu không sẽ bị hư hỏng nghiêm trọng do các hạt lạ.
• Không lý tưởng cho các ứng dụng có áp suất cao hoặc độ nhớt cao.

Bơm Piston

Bơm piston (bơm pittông), là một trong những loại bơm thủy lực phổ biến nhất. Đây là loại bơm dịch chuyển tích cực có phớt áp suất cao tương ứng với piston. Chúng nén khí hoặc di chuyển chất lỏng ở áp suất cao mà không ảnh hưởng đáng kể đến lưu lượng. Do đó, chúng thường được sử dụng trong hệ thống tưới tiêu hoặc cung cấp nước. Động cơ điện, hơi nước, tua bin, động cơ điện hoặc cơ cấu truyền động có thể cung cấp năng lượng cho bơm piston. Chúng có thể cung cấp các mức áp suất rất cao khác nhau lên đến 10.000 psi và được đòn bẩy để vận chuyển chất lỏng bôi trơn dọc theo trục máy móc. Trong quá trình này, áp suất tích tụ sẽ đẩy chất lỏng qua bơm và khiến chất lỏng đập do chuyển động của piston. Cả bơm dịch chuyển cố định và thay đổi đều có sẵn.

Ưu điểm của bơm piston

Bơm piston có phạm vi áp suất rất lớn và rộng, do đó chúng có thể đạt được áp suất cực cao có thể điều chỉnh mà không ảnh hưởng đến lưu lượng. Ngoài ra, chúng có tốc độ xả ổn định, cho phép chúng di chuyển khối lượng khí lớn và chất lỏng nhớt khắp máy. Hơn nữa, bơm piston cực kỳ bền và sẽ phục vụ tốt cho doanh nghiệp của bạn trong thời gian dài nếu được bảo dưỡng đúng cách.

Nhược điểm của bơm piston

Chi phí là một nhược điểm đáng kể của bơm piston, vì chúng đắt tiền để mua ngay từ đầu. Phải thừa nhận rằng, chúng tự trả tiền cho chính chúng trong thời gian dài, nhưng chi phí ban đầu của chúng có thể quá lớn do kích thước và độ phức tạp của chúng. Một nhược điểm lớn khác của bơm piston là nhu cầu bảo dưỡng nhiều và nghiêm ngặt của chúng. Ví dụ, các bộ phận cơ khí của bơm piston có khả năng bị mòn do áp suất lớn mà chúng phải chịu và psi cao mà chúng tạo ra nếu bạn không bôi trơn chúng đúng cách.

Hơn nữa, bơm piston khá nặng do các thành phần được sử dụng trong quá trình sản xuất và chúng cũng khá cồng kềnh. Cuối cùng, van của chúng phải được giữ nguyên vẹn và chống mài mòn để cho phép các chất rắn và chất lỏng lớn và dày đi qua.

Phân loại

Bơm piston được biết đến với hiệu suất cao và khả năng hoạt động ở áp suất rất cao. Chúng sử dụng một loạt piston được dẫn động bởi cam để cung cấp chất lỏng thủy lực.

• Các loại: Bơm piston hướng trục và bơm piston hướng tâm
• Lưu lượng: Lưu lượng thay đổi tùy thuộc vào thiết kế

Ứng dụng:

• Máy ép thủy lực: Cung cấp áp suất cao cần thiết cho hoạt động ép.
• Máy móc công nghiệp: Cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị công nghiệp nặng.
• Ứng dụng trong hàng hải: Được sử dụng trong hệ thống lái và các hệ thống thủy lực khác trên tàu.

Bơm piston hướng trục

Bơm piston hướng trục có nhiều piston được sắp xếp theo một mảng tròn bên trong khối xi lanh. Các piston di chuyển song song với trục truyền động, cung cấp áp suất đầu ra cao.

Các loại: Thiết kế trục nghiêng và trục cong

Ứng dụng:

• Hàng không vũ trụ: Hệ thống thủy lực trong máy bay dành cho bề mặt điều khiển và bánh đáp.
• Thiết bị xây dựng: Hệ thống thủy lực hiệu suất cao cho máy đào và cần cẩu.
• Khai thác dầu khí: Thiết bị khai thác thủy lực và các thiết bị khai thác khác.

Bơm piston hướng tâm

Bơm piston hướng tâm có piston được sắp xếp theo hướng xuyên tâm trong khối xi lanh. Các bơm này có hiệu suất cao và có thể xử lý áp suất rất cao.

Ứng dụng:

• Máy công cụ: Kiểm soát chính xác cho máy CNC và các công cụ khác.
• Tự động hóa công nghiệp: Hệ thống áp suất cao cho quy trình sản xuất tự động.
• Thiết bị khai thác: Máy bơm mạnh mẽ và đáng tin cậy cho các hoạt động khai thác nặng.

Bơm trục vít

Bơm trục vít sử dụng hai hoặc nhiều vít ăn khớp với nhau để di chuyển chất lỏng qua bơm. Chúng lý tưởng để xử lý khối lượng chất lỏng lớn với độ rung và tiếng ồn thấp.

Các loại: Thiết kế vít đơn, vít đôi và vít ba

Ứng dụng:

• Thang máy thủy lực: Hoạt động êm ái và yên tĩnh cho hệ thống thang máy.
• Hệ thống vận chuyển dầu: Vận chuyển dầu hiệu quả trong đường ống và nhà máy chế biến.
• Ngành thực phẩm và đồ uống: Thiết kế vệ sinh để xử lý chất lỏng dùng trong thực phẩm.

Bơm ly tâm

Máy bơm ly tâm sử dụng cánh quạt quay để di chuyển chất lỏng qua máy bơm. Chúng được sử dụng rộng rãi để vận chuyển chất lỏng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do tính đơn giản và hiệu quả của chúng.

Ứng dụng:

• Hệ thống cung cấp nước: Phổ biến trong các hệ thống cung cấp nước đô thị và công nghiệp.
• Hệ thống HVAC: Lưu thông nước trong hệ thống sưởi ấm và làm mát.
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Cung cấp lưu lượng nước lớn để chữa cháy.

Bơm nhu động

Máy bơm nhu động (hay bơm con lăn) sử dụng rotor để nén một ống mềm, tạo ra chuyển động nhu động di chuyển chất lỏng qua máy bơm. Những máy bơm này rất tuyệt vời để xử lý chất lỏng mài mòn hoặc nhớt.

Ứng dụng:

• Liều lượng hóa chất: Phân phối chính xác hóa chất vào nhà máy xử lý nước.
• Xử lý nước: Xử lý bùn và các chất lỏng nhớt khác.
• Ngành công nghiệp dược phẩm: Vận chuyển thuốc và các chất lỏng khác một cách vô trùng.

Bơm điện thủy lực

Bơm thủy lực điện được dẫn động bằng động cơ điện được thiết kế để cung cấp năng lượng cho hệ thống thủy lực. Nhiều bơm điện hiện đại phù hợp nhất với các công cụ thủy lực cỡ nhỏ đến trung bình và lý tưởng cho các ứng dụng vận chuyển bơm dễ dàng.

Bơm tay thủy lực

Bơm tay thủy lực sử dụng lực cơ học mà bộ truyền động vận hành thủ công tạo ra để truyền chất lỏng. Tay cầm, cần gạt hoặc nút gạt có thể là bộ truyền động vận hành thủ công của bạn. Bơm tay thủy lực có thể được sử dụng để bơm nước, phân phối chất lỏng thủy lực và nhiều ứng dụng khác.

Bơm thủy lực khí nén

Đây là các thiết bị thủy lực tận dụng khí nén để kích hoạt hoạt động bơm, tạo ra năng lượng từ chất lỏng có áp suất. Chúng cũng được gọi là bơm thủy lực khí nén và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để nâng hàng hóa nặng và vận chuyển vật liệu với lực ban đầu nhỏ hơn.

Bơm thủy lực chạy bằng pin

Máy bơm thủy lực chạy bằng pin không dây áp suất cao là lựa chọn tốt nhất cho các nhiệm vụ an toàn, tốc độ và tính di động. Những máy bơm không dây này lý tưởng cho các địa điểm xa xôi không có nguồn điện. Tuy nhiên, doanh nghiệp của bạn cũng có thể sử dụng chúng trong nhà khi kích thước, nguy cơ vấp ngã và công thái học là những yếu tố chính.

Bơm màng

Bơm màng sử dụng màng được dẫn động bằng bộ truyền động cơ học hoặc thủy lực để di chuyển chất lỏng. Chúng phù hợp để xử lý chất lỏng ăn mòn và nhớt.

Ứng dụng:

• Xử lý hóa chất: Xử lý an toàn các hóa chất có tính ăn mòn.
• Phun sơn: Tạo áp lực đồng đều để sơn.
• Xử lý nước thải và bùn: Di chuyển hiệu quả các vật liệu dày, mài mòn.

Cách lựa chọn loại bơm thủy lực phù hợp

Để chọn đúng loại bơm thủy lực, bạn cần xem xét các yếu tố sau:

Nhu cầu sử dụng

• Nếu cần áp suất trung bình, chọn bơm bánh răng.
• Nếu cần lưu lượng ổn định và hoạt động êm ái, chọn bơm cánh gạt.
• Nếu cần áp suất cao, chọn bơm piston.

Công suất và áp suất làm việc

• Xác định áp suất yêu cầu của hệ thống trước khi chọn bơm.
• Bơm piston phù hợp với hệ thống công suất lớn, còn bơm bánh răng phù hợp với hệ thống nhỏ.

Độ bền và chi phí bảo trì

• Nếu cần độ bền cao, chọn bơm piston hoặc bơm trục vít.
• Nếu muốn tiết kiệm chi phí, bơm bánh răng là lựa chọn tối ưu.

Môi trường làm việc

• Nếu môi trường có nhiều bụi bẩn, tránh dùng bơm cánh gạt vì dễ bị hư hỏng.
• Nếu cần bơm có độ ồn thấp, chọn bơm trục vít.

Kết luận

Bơm thủy lực đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ máy móc xây dựng, sản xuất đến hàng không và dầu khí. Mỗi loại bơm thủy lực có những ưu điểm và nhược điểm riêng, vì vậy việc lựa chọn đúng loại bơm sẽ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao tuổi thọ thiết bị.

Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại bơm thủy lực và cách chọn bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng. 

Tham khảo bài viết khác: Cánh tay robot thủy lực