Bơm piston là gì? Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bơm piston thủy lực là một trong những loại bơm không thể thiếu trong hệ thống thủy lực , được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Vậy bơm piston là gì? Cách thức hoạt động của loại này ra sao? Để hiểu rõ hơn, cùng Thiết Bị Trường Phát đi sâu vào bài viết hôm nay nhé. 

Bơm piston là gì?

Bơm piston là một loại bơm thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý di chuyển tịnh tiến của piston trong xi lanh để tạo ra dòng chảy chất lỏng. Đây là một trong những loại bơm chịu áp suất cao và hiệu suất làm việc lớn, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thủy lực công nghiệp, máy móc xây dựng và các ứng dụng cần áp lực mạnh.

Xem thêm: Động cơ thủy lực là gì? Nguyên lý hoạt động motor thủy lực

Các loại bơm thủy lực piston

Bơm piston thủy lực được chia thành hai loại chính dựa theo hướng chuyển động của piston trong bơm.

Bơm piston hướng tâm (hướng kính)

Đặc điểm phân biệt chính giữa bơm piston hướng trục và bơm piston hướng tâm nằm ở cách các piston chuyển động trong bơm. Loại này có các piston được bố trí vuông góc với trục rotor, nghĩa là chúng di chuyển ra vào theo phương hướng tâm (từ trong ra ngoài và ngược lại). 

Ngoài ra, số lượng piston trong bơm đóng vai trò quyết định lưu lượng của bơm, số piston càng nhiều thì lưu lượng càng lớn và ngược lại.

Bơm piston hướng kính có kích thước lớn, cấu tạo phức tạp và chi phí cao hơn so với bơm piston hướng trục. Tuy nhiên, loại này có khả năng chịu áp suất rất cao (thường lên đến 700 bar hoặc hơn) và hiệu suất làm việc ổn định trong môi trường áp lực lớn. 

Trên thị trường hiện nay, bơm piston thủy lực được phân loại không chỉ theo nguyên lý hoạt động (hướng trục, hướng kính) mà còn theo hãng sản xuất. Một số thương hiệu bơm piston thủy lực phổ biến bao gồm: bơm Yuken, Nachi, Boden, HDX, …

Bơm piston hướng trục 

Bơm thủy lực piston hướng trục là loại bơm sử dụng các piston được sắp xếp theo hướng trục và hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động của các piston trong một bộ đĩa nghiêng. Các piston này được lắp đặt sao cho chúng có thể chuyển động song song với trục của bơm, giúp tăng cường hiệu suất truyền động và khả năng tạo áp suất cao.

Trong bơm piston hướng trục, các piston luôn tì sát vào đĩa nghiêng, giúp chúng thực hiện đồng thời hai loại chuyển động: chuyển động quay theo trục của rotor và chuyển động tịnh tiến (lên xuống) trong các lỗ piston.

Bơm này có rất nhiều ưu điểm nhờ vào cấu tạo đặc biệt của nó, với độ tin cậy cao và kích thước nhỏ hơn so với hướng tâm khoảng 2 lần. Ngoài ra, bơm có hai khoang đẩy riêng biệt, giảm thiểu sự giao thoa, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc mà không cần tăng kích thước của bơm. Khách hàng có thể nâng cao số vòng quay của bơm để tăng lưu lượng mà không làm giảm hiệu suất hoặc gây hư hại cho bơm.

Bơm piston hướng trục được chia thành hai loại chính:

• Bơm piston cong: các piston chuyển động tịnh tiến theo phương lệch so với trục bơm.
• Bơm piston thẳng: Bơm này chuyển động tịnh tiến cùng phương với trục, giúp tạo ra áp suất ổn định và hiệu suất cao hơn trong một số ứng dụng nhất định.

Nguyên lý hoạt động của máy bơm piston

Cấu tạo bơm piston khá giống với xi lanh thủy lực, nhưng điểm khác biệt chính là số lượng xi lanh và cách thức hoạt động của các piston. 

Bơm piston hoạt động theo nguyên tắc hút và đẩy dầu thông qua sự thay đổi thể tích trong khoang bơm. Nửa vòng quay đầu tiên khi trục bơm quay, đĩa nghiêng đẩy các piston ra xa trục trung tâm, tạo ra một khoảng trống bên trong khoang bơm. Áp suất trong khoang bơm giảm xuống, khiến dầu hoặc chất lỏng thủy lực từ bình chứa bị hút vào khoang bơm thông qua van hút.

Nửa vòng quay còn lại, piston di chuyển theo chiều ngược lại, tiến gần vào trục trung tâm. Thể tích trong khoang bơm giảm đi, làm tăng áp suất và đẩy dầu ra ngoài qua van đẩy với một áp lực nhất định. 

Vì bơm piston kết nối trực tiếp với motor, nên khi motor quay với tốc độ vài nghìn vòng/phút, lượng dầu hút vào và đẩy ra liên tục với lưu lượng lớn và áp suất cao

Cấu tạo bơm thủy lực piston

Bơm piston thủy lực có cấu tạo phức tạp hơn so với các loại bơm thủy lực khác như bơm bánh răng hay bơm cánh gạt. Tuy nhiên, nó lại có hiệu suất cao và khả năng làm việc ở áp suất lớn. Dưới đây là các bộ phận chính của bơm piston thủy lực:

• Thân bơm (Vỏ bơm): Là bộ phận bảo vệ bên ngoài, thường được làm từ thép hợp kim hoặc gang cứng để chịu được áp suất cao và chống mài mòn.
• Piston (Xi lanh bơm): Là bộ phận chính thực hiện quá trình hút và đẩy dầu trong bơm. Được chế tạo từ thép cứng hoặc hợp kim nhôm để đảm bảo độ bền và chống ăn mòn.
• Trục bơm (Rotor): Trục bơm kết nối với động cơ để truyền động quay cho bơm. Có dạng trục thẳng hoặc trục cong tùy vào thiết kế của bơm piston hướng trục hay hướng kính.
• Đĩa nghiêng: Được dùng trong bơm piston hướng trục, giúp piston di chuyển qua lại để hút và đẩy dầu. Góc nghiêng của đĩa có thể thay đổi để điều chỉnh lưu lượng dầu.
• Ống dẫn dầu: Là nơi dầu thủy lực được hút vào và đẩy ra khỏi bơm. Được thiết kế để chịu áp suất cao và hạn chế tổn thất áp suất trong hệ thống
• Van điều áp: Kiểm soát áp suất và lưu lượng dầu đi qua bơm. Đảm bảo bơm hoạt động ổn định, tránh hiện tượng quá tải hoặc hư hỏng.
• Bạc đạn (Vòng bi): Hỗ trợ trục bơm quay trơn tru, giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động.

Ưu nhược điểm của bơm piston thủy lực

Bơm piston là một trong những loại bơm thủy lực phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thủy lực yêu cầu áp suất cao và hiệu suất tốt. Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Ưu điểm của bơm piston thủy lực

Bơm thủy lực piston có những ưu điểm vượt trội bao gồm:

• • Đa dạng chủng loại: Bao gồm các loại bơm piston hướng trục, hướng kính, bơm piston cong, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn theo nhu cầu.
  • Thay đổi lưu lượng linh hoạt: Một số dòng bơm có thể điều chỉnh lưu lượng, giúp tối ưu hiệu suất theo từng yêu cầu công việc khác nhau.
  • Hiệu suất cao hơn bơm nhông, bơm cánh gạt: Bơm piston hoạt động hiệu quả hơn với mức tổn thất năng lượng thấp.
  • Tiết kiệm chi phí do tổn thất chất lỏng ít: Hệ thống kín giúp giảm rò rỉ dầu, tối ưu hiệu suất và chi phí vận hành.
  • Độ dao động áp suất thấp khi làm việc ở áp suất cao: Hệ thống hoạt động ổn định, giảm rung động, giúp máy móc vận hành trơn tru.
  • Phù hợp với hệ thống thủy lực công suất lớn: Máy ép thủy lực, máy công trình, dây chuyền sản xuất yêu cầu áp suất cao.
  • Khả năng bơm áp cao linh hoạt: Cung cấp dòng dầu ổn định cho xi lanh và các thiết bị thủy lực yêu cầu áp suất lớn.
  • Độ bền cao, ít hư hỏng: Vật liệu chế tạo như thép, inox giúp chống ăn mòn, chịu va đập tốt, kéo dài tuổi thọ.
  • Dải áp suất làm việc rộng: Có thể hoạt động tốt trong nhiều điều kiện áp suất khác nhau, từ trung bình đến cao.

Nhược điểm của bơm piston thủy lực

Dưới đây là những nhược điểm phản ánh đúng thực tế khi sử dụng bơm piston trong các hệ thống thủy lực. 

• Giá thành cao dao động từ 5 triệu đến 100 triệu VNĐ. Do cấu tạo phức tạp và yêu cầu vật liệu chất lượng cao.
• Cấu tạo phức tạp, khó sửa chữa: Khi bị hư hỏng, việc sửa chữa phức tạp và tốn kém hơn các loại bơm khác.
• Kích thước lớn, trọng lượng nặng nên khó khăn trong việc di chuyển.
• Lưu lượng chất lỏng chưa đồng bộ, áp suất không đều
• Không phù hợp với hệ thống nhỏ và trung bình.
• Bơm piston thủy lực khá thấp có lưu lượng 10–400 lít/phút, nhưng chi phí bảo trì cao, thường từ 10–20% giá trị bơm mỗi năm.

Xem thêm: 9+ sự cố thường gặp ở hệ thống thủy lực và cách khắc phục

Ứng dụng của bơm piston

Bơm piston là thiết bị quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp nhờ khả năng làm việc với áp suất cao, lưu lượng ổn định và độ bền cao. Dưới đây là một số ứng dụng chính:

• Hệ thống nâng hạ: Ví dụ thang máy thủy lực trong các gara ô tô dùng bơm piston để nâng hạ xe khi sửa chữa.
• Ứng dụng trong máy xúc, máy đào, xe nâng: Ví dụ máy đào Komatsu sử dụng bơm piston để vận hành tay gầu xúc, giúp đào đất và vận chuyển vật liệu dễ dàng.
• Hệ thống lái và phanh trên tàu thủy, xe tải lớn: Ví dụ hệ thống lái của tàu biển sử dụng bơm piston để điều khiển bánh lái, đảm bảo tàu di chuyển đúng hướng ngay cả trong điều kiện sóng lớn.
• Máy ép nhựa, máy dập kim loại: Máy ép nhựa trong nhà máy sản xuất đồ gia dụng dùng bơm piston để bơm nhựa nóng vào khuôn đúc, tạo ra các sản phẩm nhựa hoàn chỉnh.
• Hệ thống bơm phun trong công nghiệp dầu khí: Các giàn khoan dầu sử dụng bơm piston để bơm dung dịch khoan xuống lòng đất nhằm hỗ trợ khai thác dầu thô.

Ngoài ra, bơm piston tác dụng đơn và bơm piston tác dụng kép còn được sử dụng rộng rãi trong các máy móc nhỏ như máy dệt, máy phun sơn, … Nhờ hiệu suất cao, độ bền tốt và khả năng làm việc linh hoạt, bơm piston là thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. 

Thiết Bị Trường Phát – Đơn vị cung cấp bơm piston uy tín

Công ty TNHH Thiết Bị Phụ Tùng Trường Phát là địa chỉ phân phối thiết bị thủy lực uy tín hàng đầu tại Hà Nội. Chuyên cung cấp các dòng bơm piston chính hãng và chất lượng cao. 

Xem thêm: Kích thủy lực xách tay 20 tấn loại cao

Với đội ngũ nhân viên và kỹ sư giàu kinh nghiệm, Trường Phát sẵn sàng hỗ trợ khách hàng trong việc tính toán, lựa chọn và so sánh các loại bơm hiện có, đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và tiết kiệm chi phí. Cùng chính sách giá hợp lý, cam kết giá cạnh tranh, nhiều ưu đãi và chương trình chăm sóc khách hàng.

Trường Phát hiện là đối tác cung cấp thiết bị kỹ thuật cho nhiều nhà máy, xưởng sản xuất và khu công nghiệp không chỉ ở Hà Nội mà còn trên toàn quốc. Để được tư vấn và báo giá, quý khách hàng có thể liên hệ qua các số điện thoại 0989188859 hoặc qua website chính thức https://thietbitruongphat.vn/.