Hướng dẫn chi tiết cách đọc thông số bơm thủy lực

Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng trong các hệ thống thủy lực, có chức năng chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực bằng cách tạo ra lưu lượng dầu dưới áp suất. Để lựa chọn và vận hành đúng loại bơm thủy lực phù hợp với hệ thống, việc nắm vững cách đọc thông số bơm thủy lực là kỹ năng thiết yếu đối với kỹ sư và kỹ thuật viên. Bài viết này của Thiết Bị Trường Phát sẽ hướng dẫn chi tiết về cách hiểu và phân tích các thông số bơm thủy lực quan trọng.

Các thông số cơ bản của bơm thủy lực

1. Dung tích hình học (Displacement)

Dung tích hình học là thể tích dầu được bơm đưa ra trong một chu kỳ quay hoặc hành trình của bơm. Đây là một trong những thông số bơm thủy lực quan trọng nhất, thường được biểu thị bằng đơn vị cm³/vòng (cubic centimeters per revolution) hoặc in³/vòng (cubic inches per revolution).

Ví dụ: Khi xem xét thông số kỹ thuật bơm thủy lực, bạn có thể thấy thông số “63 cm³/vòng”, điều này có nghĩa là mỗi vòng quay của bơm sẽ đẩy ra 63 cm³ dầu thủy lực.

Dung tích hình học có thể là cố định hoặc biến đổi tùy thuộc vào loại bơm:

• Bơm dung tích cố định: Dung tích không thay đổi trong quá trình hoạt động
• Bơm dung tích biến đổi: Dung tích có thể thay đổi trong phạm vi nhất định

2. Áp suất làm việc

Áp suất làm việc của bơm thủy lực được chia thành các mức sau:

• Áp suất làm việc liên tục: Mức áp suất mà bơm có thể duy trì trong thời gian dài
• Áp suất làm việc gián đoạn: Mức áp suất cao hơn mà bơm có thể chịu được trong thời gian ngắn
• Áp suất tối đa (Pressure peak): Mức áp suất cao nhất mà bơm có thể chịu được trong thời gian rất ngắn

Ví dụ: Trong thông số kỹ thuật bơm thủy lực, bạn có thể thấy “210 bar (liên tục), 230 bar (gián đoạn), 250 bar (đỉnh)”.

Xem ngay: Tìm hiểu chi tiết áp suất và lưu lượng trong hệ thống thủy lực

3. Lưu lượng danh định

Lưu lượng danh định là thể tích dầu mà bơm cung cấp trong một đơn vị thời gian, thường được tính bằng lít/phút (L/min) hoặc gallon/phút (GPM). Đây là một thông số bơm thủy lực trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động của các cơ cấu chấp hành trong hệ thống.

Lưu lượng danh định được tính theo công thức:

Q = D × n × η_vol

Trong đó:

• Q: Lưu lượng thực tế (L/min)
• D: Dung tích hình học (L/vòng)
• n: Tốc độ quay (vòng/phút)
• η_vol: Hiệu suất thể tích (thường từ 0.9 đến 0.98)

4. Tốc độ quay

Tốc độ quay của bơm thủy lực thường được biểu thị bằng vòng/phút (rpm) và bao gồm các giá trị sau:

• Tốc độ quay tối thiểu: Tốc độ thấp nhất để bơm hoạt động ổn định
• Tốc độ quay danh định: Tốc độ thiết kế tối ưu
• Tốc độ quay tối đa: Tốc độ cao nhất mà bơm có thể hoạt động an toàn

Khi đọc thông số kỹ thuật bơm thủy lực, bạn có thể thấy “500-1800-3000 rpm”, trong đó 500 là tốc độ tối thiểu, 1800 là tốc độ danh định, và 3000 là tốc độ tối đa.

5. Hiệu suất

Hiệu suất tổng thể của bơm thủy lực là tích của hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ khí:

• Hiệu suất thể tích: Tỷ lệ giữa lưu lượng thực tế và lưu lượng lý thuyết
• Hiệu suất cơ khí: Tỷ lệ giữa công suất thủy lực đầu ra và công suất cơ học đầu vào
• Hiệu suất tổng thể: Tích của hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ khí

Ví dụ: Trong thông số bơm thủy lực, hiệu suất có thể được biểu thị là “η_vol = 0.95, η_mech = 0.92, η_total = 0.87”

Công suất bơm thủy lực

Công suất bơm thủy lực là một thông số quan trọng thể hiện khả năng làm việc của bơm. Có hai loại công suất cần quan tâm:

1. Công suất thủy lực đầu ra

Tính công suất bơm thủy lực đầu ra theo công thức:

P_out = (p × Q) / 600

Trong đó:

• P_out: Công suất thủy lực đầu ra (kW)
• p: Áp suất (bar)
• Q: Lưu lượng (L/min)
• 600: Hệ số chuyển đổi đơn vị

2. Công suất cơ học đầu vào

Công suất bơm thủy lực đầu vào được tính:

P_in = P_out / η_total

Trong đó:

• P_in: Công suất cơ học đầu vào (kW)
• P_out: Công suất thủy lực đầu ra (kW)
• η_total: Hiệu suất tổng thể

Khi lựa chọn động cơ dẫn động cho bơm, cần dựa vào công suất đầu vào này và cộng thêm một hệ số an toàn (thường từ 1.1 đến 1.2).

Xem thêm: Hướng dẫn chi tiết cách đọc thông số bơm thủy lực

Thông số bơm thủy lực bánh răng

Thông số bơm thủy lực bánh răng có một số đặc thù riêng do cấu tạo đặc biệt của loại bơm này. Bơm bánh răng là loại bơm phổ biến nhất trong công nghiệp do cấu tạo đơn giản, giá thành thấp và độ tin cậy cao.

1. Module bánh răng

Module là tỷ số giữa đường kính chia và số răng, là thông số quan trọng quyết định kích thước răng và khả năng chịu tải của bơm bánh răng.

2. Số răng

Số răng của bánh răng chủ động và bị động quyết định dung tích hình học của bơm. Trong thông số bơm thủy lực bánh răng, số răng thường từ 8 đến 12 cho các ứng dụng tiêu chuẩn.

3. Chiều rộng bánh răng

Chiều rộng bánh răng ảnh hưởng trực tiếp đến dung tích hình học và do đó ảnh hưởng đến lưu lượng của bơm.

4. Khe hở

Khe hở giữa các răng và vỏ bơm là thông số kỹ thuật bơm thủy lực quyết định đến hiệu suất thể tích. Khe hở quá lớn sẽ làm giảm hiệu suất do rò rỉ nội bộ tăng.

Ví dụ về cách đọc ký hiệu bơm bánh răng: “CBK-F2.1”

• CB: Loại bơm (bánh răng)
• K: Kiểu (K là kiểu tiêu chuẩn)
• F: Hướng quay (F là quay thuận)
• 2.1: Dung tích hình học (2.1 cm³/vòng)

Thông số kỹ thuật bơm thủy lực piston

Bơm piston là loại bơm có hiệu suất cao, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi áp suất cao và tải thay đổi. Thông số kỹ thuật bơm thủy lực piston bao gồm:

1. Góc nghiêng đĩa hoặc piston

Đối với bơm piston trục, góc nghiêng của đĩa quyết định dung tích hình học. Đối với bơm piston hướng kính hoặc hướng trục có dung tích biến đổi, góc nghiêng tối đa quyết định phạm vi điều chỉnh dung tích.

2. Số lượng piston

Số lượng piston ảnh hưởng đến độ mượt của dòng chảy và mức độ dao động áp suất. Thông thường, bơm piston trục có 7, 9 hoặc 11 piston.

3. Đường kính piston

Đường kính piston kết hợp với hành trình quyết định dung tích hình học của bơm.

Ví dụ về cách đọc ký hiệu bơm piston: “A10VSO71DFR/31R-PPA12N00”

• A: Loại bơm (piston hướng trục)
• 10: Seri
• V: Dung tích biến đổi
• S: Thiết kế cho áp suất cao
• O: Loại điều khiển (O là không có điều khiển)
• 71: Dung tích danh định (71 cm³/vòng)
• DFR: Kiểu điều khiển áp suất và lưu lượng
• 31R: Seri
• PPA12N00: Thông số kỹ thuật bổ sung

Cách đọc biểu đồ đặc tính bơm thủy lực

Một phần quan trọng của cách đọc thông số bơm thủy lực là hiểu các biểu đồ đặc tính của bơm. Các biểu đồ thường gặp bao gồm:

1. Biểu đồ áp suất – lưu lượng

Biểu đồ này thể hiện mối quan hệ giữa áp suất đầu ra và lưu lượng của bơm. Khi áp suất tăng, lưu lượng thường giảm nhẹ do rò rỉ nội bộ tăng.

2. Biểu đồ hiệu suất

Biểu đồ hiệu suất thể hiện hiệu suất của bơm ở các điều kiện làm việc khác nhau. Thông thường, mỗi bơm sẽ có một vùng làm việc tối ưu nơi hiệu suất đạt giá trị cao nhất.

3. Biểu đồ công suất – tốc độ

Biểu đồ này thể hiện công suất bơm thủy lực ở các tốc độ quay khác nhau, giúp người dùng xác định tốc độ tối ưu cho ứng dụng cụ thể.

Xem thêm: Van lưu lượng thủy lực là gì? Tìm hiểu chi tiết 

Ví dụ thực tế về cách đọc thông số bơm thủy lực

Để hiểu rõ hơn về cách đọc thông số bơm thủy lực, hãy xem xét ví dụ sau:

Giả sử chúng ta có một bơm bánh răng với các thông số:

• Dung tích: 16 cm³/vòng
• Áp suất tối đa liên tục: 250 bar
• Tốc độ danh định: 1500 rpm
• Hiệu suất thể tích: 0.92
• Hiệu suất cơ khí: 0.88

Để tính công suất bơm thủy lực đầu ra ở áp suất làm việc 200 bar:

Tính lưu lượng thực tế:

Q = 16 × 10^-3 × 1500 × 0.92 / 1000 = 22.08 L/min

Tính công suất thủy lực đầu ra:

P_out = (200 × 22.08) / 600 = 7.36 kW

Tính công suất cơ học đầu vào:

P_in = 7.36 / (0.92 × 0.88) = 9.07 kW

Do đó, cần một động cơ có công suất tối thiểu 9.07 × 1.1 = 9.98 kW, nên chọn động cơ 10 kW.

Xem thêm: Kích thủy lực xách tay 32 tấn loại cao

Cách đọc thông số bơm thủy lực là kỹ năng thiết yếu cho bất kỳ ai làm việc với hệ thống thủy lực. Thông qua việc hiểu các thông số kỹ thuật bơm thủy lực như dung tích hình học, áp suất làm việc, lưu lượng, hiệu suất và công suất bơm thủy lực, bạn có thể lựa chọn được bơm phù hợp cho ứng dụng cụ thể.