LỊCH SỬ HÌNH THÀNH CỦA XILANH THỦY LỰC
Năng lượng chất lỏng là một thuật ngữ ban đầu bắt nguồn từ ý tưởng sử dụng nước để đẩy đòn bẩy, tạo ra chuyển động của bánh xe từ thời xa xưa. Nguyên lí này vẫn được áp dụng và ứng dụng cho đến tận ngày hôm nay. Nhà vật lí người Pháp Blaise Pascal nhận thấy rằng một lượng chất lỏng nhất định có thể tác dụng cùng một lực theo mọi hướng và các lực này có thể kiểm soát được.
Đến năm 1795, máy ép thủy lực đầu tiên đã được phát triển và được cấp bằng sáng chế. Về sau, các kĩ sư nhận ra rằng sử dụng dầu sẽ đem lại hiệu quả tốt hơn so với nước do dầu có một số đặc tính nhất định như: đặc hơn, không gây ăn mòn, có khả năng xử lí tải trọng cao hơn và khả năng bay hơi thấp. Từ đó, hệ thống thủy lực ngày càng được phát triển hơn và dần trở thành ứng dụng phổ biến cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Xilanh thủy lực là bộ truyền động sử dụng áp suất chất lỏng để vận hành, sử dụng để đẩy, kéo,.. Xilanh cung cấp chuyển động của chất lỏng theo đường thẳng, cũng có thể được gọi là bộ truyền động. Xilanh thủy lực chuyển đổi năng lượng áp suất thành năng lượng cơ học. Công suất đầu ra của xilanh phụ thuộc vào độ giảm áp xung quanh bộ truyền động, tốc độ dòng chảy và hiệu suất tổng thể. Có nhiều loại xilanh thủy lực khác nhau như:
- Xilanh tác động đơn
- Xilanh đôi
- Xilanh tác động kép
- Xilanh ống lồng
- Xilanh through rod
- Xilanh dịch chuyển
CÁC BỘ PHẬN CỦA XILANH THỦY LỰC
Các thông số kĩ thuật của xilanh cần lưu ý trước khi vận hành cũng như lựa chọn loại xilanh phù hợp. Đường kính xilanh, đường kính piston, hành trình piston, chiều dài ( stoke ). Áp suất vận hành tối đa là áp suất mà xilanh có thể chịu được. Tất cả công suất của xilanh thủy lực phụ thuộc vào thiết kế và loại chất lỏng thủy lực được sử dụng, phổ biến nhất là dầu.
Các bộ phận của xilanh bao gồm
Thân xilanh: là bộ phận chính của xilanh, có khả năng chịu áp suất. Phần thân xilanh được thiết kế có bề mặt nhẵn từ bên trong, độ bền khi sử dụng cao, có khả năng chống ăn mòn và dung sai có độ chính xác cao.
Đế xilanh: Chính là phần nắp của xilanh, sử dụng để bịt kín buồng áp suất ở một đầu. Ứng suất uốn sẽ xác định được kích thước của phần nắp. Phần nắp có thể được hàn vào thân, hoặc có thể nối bằng bu lông, thanh giằng.
Piston: quá trình đẩy ra và thu vào của xilanh do sự chênh lệch áp suất giữa hai bên piston.
Thanh piston: thanh piston đóng vai trò kết nối giữa bộ truyền động và bộ phận máy đang vận hành. Thanh piston có độ chính xác cao, được đánh bóng để ngăn rò rỉ và độ kín khí phù hợp
BỘ PHỚT
Phớt sẽ giúp ngăn chặn hiện tượng rò rỉ dầu do áp suất. Hiện tượng rò rỉ thường xảy ra giữa thanh truyền và đầu xilanh. Có nhiều loại phớt khác nhau, nên cân nhắc một số yếu tố như: nhiệt độ vận hành, loại xilanh, tốc độ của xilanh, áp suất vận hành, ứng dụng và điều kiện môi trường xung quanh để có thể lựa chọn loại phớt phù hợp. Phớt hiệu suất cao có hai cấu hình cơ bản là phớt động và phớt tĩnh.
XILANH THỦY LỰC HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO
Công suất của xilanh thủy lực phụ thuộc vào loại chất lỏng thủy lực được sử dụng. Chất lỏng thủy lực phổ biến nhất và được sử dụng nhiều nhất là dầu. Một piston sẽ được kết nối với một thanh piston bên trong của xilanh. Một đầu của vỏ xilanh được đóng bằng nắp và đầu kia được đóng bằng ống lót. Thông qua phần ống lót, thanh piston sẽ thoát ra khỏi xilanh. Bơm sẽ cung cấp một luồng dầu cố định để di chuyển piston trong xilanh. Piston sẽ đẩy dầu trong xilanh trở lại bình chứa. Khi dầu đi vào từ phía dưới trong hành trình của piston và áp suất ở phần còn lại gần bằng 0 thì lực tác dụng lên thanh piston có thể tính bằng công thức:
F=P.A trong đó P là áp suất bên trong xilanh, A là diện tích của piston.
Xilanh thủy lực cung cấp lực bằng cách đẩy ra và thu lại thanh piston. Theo cơ chế này, piston chuyển động theo đường thẳng. Động cơ thủy lực được sử dụng cho chuyển động liên tục. Đối với các chuyển động bán góc, bộ truyền động bán quay sẽ được sử dụng. Trong xilanh tác động kép, sẽ có sự chênh lệch về lực giữa hai bên piston. Sự chênh lệch này xảy ra khi xilanh đảo ngược áp suất đầu vào và đầu ra. Lực sinh ra trong quá trình thu lại có thể giảm khi diện tích bề mặt thanh giảm. Khi dầu được bơm vào và chảy ngược vào bình chứa mà không có bất kì áp suất nào thì tại đầu thanh, áp suất sẽ được tính : lực kéo/ ( diện tích piston – diện tích thanh piston ).
