Tất Tần Tật Từ A-Z Về Bơm Thủy Lực, Bạn Nên Biết

Bơm thủy lực chính là thiết bị quan trọng nhất trong tất cả các hệ thống, giúp tạo ra lưu lượng và áp suất dầu để máy móc vận hành ổn định. Tùy theo nhu cầu và ứng dụng, bơm thủy lực được sản xuất với nhiều chủng loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau. Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé!

Bơm thủy lực là gì?

Bơm thủy lực (Tiếng anh là hydraulic pump) là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy năng, tạo ra dòng chất lỏng có áp suất cao để truyền lực đến các cơ cấu chấp hành như xi lanh, motor, van, thiết bị nâng hoặc ép.

Nói đơn giản, bơm thủy lực chính là “trái tim” của hệ thống thủy lực – nơi tạo ra dòng dầu làm việc để điều khiển toàn bộ hệ thống. Nếu bơm ngừng hoạt động, toàn bộ máy móc thủy lực cũng sẽ ngừng theo.

Các loại bơm thủy lực phổ biến

Cấu tạo cơ bản của bơm thủy lực

Mặc dù có nhiều loại khác nhau, nhưng hầu hết các bơm thủy lực đều gồm các bộ phận chính sau:

• Vỏ bơm: Được chế tạo từ gang hoặc hợp kim thép cứng, giúp chịu áp suất cao và bảo vệ các chi tiết bên trong.
• Trục dẫn động: Truyền động từ động cơ điện hoặc động cơ diesel đến cụm bơm, tạo ra chuyển động quay.
• Cụm tạo áp (Gồm bánh răng, piston hoặc cánh gạt): Là phần trung tâm, có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa và đẩy dầu qua bơm ra đường áp suất cao.
• Phớt và vòng bi: Giúp chống rò rỉ dầu, giảm ma sát, đảm bảo trục quay ổn định, tuổi thọ cao.
• Cổng hút – cổng xả: Nơi dầu được hút vào và đẩy ra khỏi bơm, kết nối với hệ thống ống dẫn.

Nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực

Nguyên lý hoạt động chung của mọi bơm thủy lực là tạo ra chênh lệch áp suất giữa cửa hút và cửa xả:

• Khi trục bơm quay, các khoang làm việc mở rộng tại phía hút, tạo vùng áp suất thấp, dầu được hút vào.
• Khi các khoang đó thu hẹp lại ở phía xả, dầu bị nén và đẩy ra ngoài với áp suất cao.

Quá trình này diễn ra liên tục, tạo ra dòng dầu ổn định, truyền đến van và cơ cấu chấp hành. Tùy theo cấu trúc của cụm tạo áp, bơm được chia thành nhiều loại khác nhau như bơm bánh răng, bơm piston, bơm cánh gạt.

Các loại bơm thủy lực phổ biến hiện nay

1. Bơm bánh răng 

là loại bơm khá phổ biến, có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và giá thành thấp và gồm hai loại chính:

• Bơm bánh răng ăn khớp ngoài: Gồm hai bánh răng quay ngược chiều nhau, dầu được đẩy đi giữa răng và vỏ bơm.
• Bơm bánh răng ăn khớp trong: Một bánh răng trong và một bánh răng ngoài lệch tâm, hoạt động êm, hiệu suất cao hơn.

- Ưu điểm: Bền, chi phí thấp, dễ bảo trì.

- Nhược điểm: Không phù hợp cho áp suất cực cao, độ ồn lớn hơn piston.

- Áp suất làm việc: 150 – 250 bar.

- Ứng dụng: Máy ép, máy công trình, xe nâng, máy ép nhựa.

Bơm bánh răng

2. Bơm piston

Đây là một trong những loại bơm cao cấp nhất và cũng phổ biến nhất trong hầu hết các hệ thống thủy lực phức tạp trong các máy công trình hạng nặng hoặc các nhà máy công nghiệp. Bơm này dùng piston tịnh tiến trong xy lanh để tạo áp, và có hai dạng:

• Bơm piston hướng trục: Piston bố trí song song trục, điều chỉnh lưu lượng bằng góc nghiêng đĩa nghiêng.
• Bơm piston hướng tâm: Piston bố trí quanh tâm, cho áp cực cao và hiệu suất rất lớn.

- Ưu điểm: Áp suất cao (đến 700 bar), hiệu suất tốt, tuổi thọ lâu.

- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá cao, yêu cầu dầu sạch.

- Ứng dụng: Máy công nghiệp nặng, máy ép kim loại, robot thủy lực, máy CNC, trạm thủy lực chính xác cao.

Bơm piston

Xem thêm:

3. Bơm cánh gạt

cấu tạo gồm rotor và các cánh gạt trượt trong rãnh, khi quay tạo ra thể tích biến đổi để hút – đẩy dầu.

- Ưu điểm: Làm việc êm, độ ồn thấp, lưu lượng ổn định.

- Nhược điểm: Không chịu được tạp chất, tuổi thọ kém hơn piston.

- Áp suất làm việc: 70 – 200 bar.

- Ứng dụng: Hệ thống điều khiển, dây chuyền sản xuất, máy công nghiệp nhẹ.

Bơm cánh gạt

4. Bơm trục vít

Bơm trục vít ít được sử dụng hơn. Nguyên lý của bơm là sử dụng hai hoặc nhiều trục vít quay ngược chiều để đẩy dầu dọc theo chiều vít.

- Ưu điểm: Vận hành cực kỳ êm, độ ồn thấp,lưu lượng đều, không xung. Bơm có khả năng hoạt động với độ chính xác cao khi chạy liên tục ở áp thấp.
- Ứng dụng: Hệ thống bôi trơn, truyền nhiên liệu, và các thiết bị công nghiệp yêu cầu độ ồn thấp.

Ngoài cách phân loại theo kiểu tạo áp, mỗi dòng bơm thủy lực còn được chia theo cấu trúc điều khiển:

• Bơm lưu lượng cố định: Lưu lượng không đổi theo mỗi vòng quay, cấu tạo đơn giản.
• Bơm lưu lượng thay đổi: Có thể điều chỉnh lưu lượng theo tải, tiết kiệm năng lượng, thường gặp ở bơm piston tỷ lệ hoặc servo.

Bơm trục vít

Ứng dụng của bơm thủy lực

Bơm thủy lực có mặt hầu như ở mọi lĩnh vực công nghiệp, cơ giới và dân dụng, nơi cần truyền lực lớn trong không gian hẹp.

• Ngành công nghiệp sản xuất: Máy ép nhựa, máy dập, máy ép kim loại, máy uốn ống, máy cán, máy kéo dây.
• Ngành cơ giới và xây dựng: Hệ thống nâng hạ, cần cẩu, xe xúc, xe nâng, máy đào
• Trạm thủy lực công nghiệp: Trạm nguồn dầu cho các dây chuyền tự động hóa, robot thủy lực, máy công cụ CNC.
• Ngành năng lượng, luyện kim: Hệ thống ép thủy lực, bộ truyền động áp suất cao, cơ cấu kẹp và giữ tải.
• Hàng hải và dầu khí: Dùng trong tàu thủy, giàn khoan, hệ thống lái và neo đậu, nơi yêu cầu mô-men xoắn cực lớn và độ tin cậy cao.

Tiêu chí lựa chọn bơm thủy lực phù hợp

Khi lựa chọn bơm thủy lực, cần xem xét đồng thời nhiều yếu tố kỹ thuật và vận hành:

• Áp suất làm việc yêu cầu: Hệ thống hoạt động với áp suất cao sẽ phù hợp với bơm piston, các hệ thống áp suất thấp hơn có thể lựa chọn bơm bánh răng hoặc bơm cánh gạt.
• Lưu lượng cần thiết (L/min): Quyết định kích thước bơm và tốc độ của xi lanh hoặc motor trong hệ thống.
• Với các ứng dụng tải biến thiên nên chọn bơm lưu lượng thay đổi
• Loại dầu sử dụng và độ sạch: Bơm piston cần dầu cực sạch (lọc 3–10 micron), trong khi bơm bánh răng chịu tạp chất tốt hơn.
• Tiếng ồn và độ ổn định: Hệ thống yêu cầu yên tĩnh nên ưu tiên bơm cánh gạt hoặc piston.
• Không gian lắp đặt: Trạm dầu nhỏ nên chọn bơm compact, dạng liền motor.
• Yếu tố kinh tế và bảo trì: Xem xét chi phí đầu tư ban đầu và chi phí thay thế – bảo dưỡng định kỳ.

Cách lắp đặt bơm thủy lực trong hệ thống

Bơm thủy lực thường được lắp nối trực tiếp với motor điện hoặc động cơ diesel thông qua khớp nối mềm hoặc trục cardan.

• Vị trí lắp đặt: Thường nằm ngay sau motor, phía trên hoặc ngang mức với thùng dầu, để giảm hiện tượng xâm thực.
• Đường hút dầu: Ngắn, ít gấp khúc, đường kính lớn để giảm tổn thất áp suất. 
• Đường xả: Kết nối tới van an toàn, van điều khiển lưu lượng, rồi phân phối đến các cơ cấu chấp hành.
• Lưu ý khi lắp đặt: Không để bơm chạy khô. Nên xả khí trong bơm sau khi thay dầu và kiểm tra hướng quay và độ kín khít trước khi khởi động.

Sơ đồ của một hệ thống thủy lực cơ bản

Hướng dẫn bảo trì và vận hành bơm

Để bơm thủy lực luôn hoạt động ổn định, cần tuân thủ quy trình kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ như sau:

• Tùy theo loại bơm, nên thay dầu sau mỗi 1.000 – 2.000 giờ vận hành để tránh tình trạng dầu quá bẩn gây ảnh hưởng đến các chi tiết.
• Kiểm tra và thay lõi lọc dầu định kỳ 6 tháng - 1 năm tùy thuộc yêu cầu làm việc và ngay khi bị tắc lọc. Tùy từng hệ thống có thể lắp lọc hồi hoặc cả lọc áp và lọc hồi để đảm bảo độ sạch của dầu trước khi đi vào hệ thống.
• Nếu xuất hiện các dấu hiệu bất thường như ồn lớn, kêu to, rung mạnh, rất có thể các chi tiết bên trong bơm như piston, bạc đạn, khớp nối đã bị mài mòn, nứt, gãy. Khi đó cần tháo bơm kiểm tra ngay và thay thế phụ tùng mới.
• Duy trì lịch bảo dưỡng định kỳ hàng năm để kéo dài tuổi thọ bơm, đảm bảo hiệu suất ổn định và hạn chế tối đa tình trạng dừng máy ngoài ý muốn.

Trên đây là tổng hợp tất cả những thông tin về bơm thủy lực và ứng dụng của mỗi loại trong từng hệ thống. Nếu bạn đang tìm kiếm dòng bơm phù hợp, hãy liên hệ đến Công ty Nam Hải để đội ngũ kỹ thuật viên tư vấn và hỗ trợ cho bạn nhé!