Cấu tạo xi lanh thủy lực và cách phân loại

Hiện nay, xi lanh thủy lực là một thiết bị đóng vai trò quan trọng đối với các ngành công nghiệp. Nó là bộ phận có nhiệm vụ “nặng nhọc nhất” trong hệ thống máy móc. Vậy xi lanh thủy lực là gì? Cấu tạo xi lanh thủy lực và cách phân loại ra sao? Cùng chúng tôi tìm hiểu dưới bài viết này nhé!

Xi lanh thủy lực là gì?

Xi lanh thủy lực là một bộ phận chính trong các thiết bị máy móc công nghiệp, nó vận hành theo nguyên lý truyền lực và tự động thủy lực để chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học. Tức là, xi lanh thủy lực gọi là một động cơ thủy lực tuyến tính và đảm nhận vai trò quan trọng trong việc chấp hành của hệ thống thủy lực.

Hiện nay, xi lanh thủy lực được ứng dụng nhằm chuyển đổi nguồn năng lượng từ dầu hoặc chất lỏng thủy lực thành động năng để tạo lực ở đầu cần; rồi tác động vào để làm các nhiệm vụ kéo, đẩy, nén, nghiền,… Một số loại máy móc có sử dụng xi lanh đó là cầu nâng ô tô, máy cẩu, nâng hạ cửa đập thủy điện, máy ép,…

Cấu tạo xi lanh thủy lực

Việc nắm rõ các thông tin liên quan đến cấu tạo xi lanh thủy lực và nguyên lý vận hành sẽ giúp khách hàng sử dụng các loại máy móc hiệu quả; đồng thời giảm thiểu tối đa sự cố xảy ra trong quá trình ứng dụng. Dưới đây là thông tin chi tiết các bộ phận của xi lanh thủy lực:

Ống xi lanh

Được gọi với cái tên khác thùng xi lanh, với thiết kế hình trụ tròn liền mạch cho khả năng chứa đựng và giữ áp suất của xi lanh. 

Ngoài ra, ống xi lanh chính là nơi chứa Piston nên đảm bảo mài nhẵn, mịn để tạo bề mặt đạt đến độ hoàn thiện ở khoảng từ 4-15 microinch.

Đế hay nắp hình trụ

Bộ phận đế xi lanh có nhiệm vụ đi kèm buồng áp suất ở một đầu, được thiết kế nối liền với thân xi lanh bằng bulong, thanh tie hoặc hàn xì. Đồng thời, đế xi lanh và ống xi lanh còn được nối với nhau bằng Seal tĩnh nên người dùng có thể dựa vào thông số của ứng suất uốn để xác định kích thước nắp xi lanh. 

Đầu xi lanh thủy lực

Đầu xi lanh hay Cylinder Head được nối với xi lanh thông qua bu lông hoặc thanh tie, đảm nhận vai trò đi kèm cùng buồng áp suất ở phía đầu còn lại. Ngoài ra, ở giữa đầu xi lanh và ống xi lanh có lắp thêm O-ring. Và tùy thuộc vào loại xi lanh thủy lực thì đầu xi lanh có thể chứa niêm phong que hoặc một tuyến niêm phong phù hợp. 

Pít tông/ Piston

Đây chính là một chi tiết vô cùng quan trọng đối với hệ thống xi lanh thủy lực. Nhiệm vụ của bộ phận này là thực hiện phân tách các vùng áp lực ở bên trong ống xi lanh. 

Thông thường, việc tiến hành gia công Piston sẽ được đảm bảo mang đến sự phù hợp nhất với các phốt, Seal và kim loại đàn hồi. Do đó, tùy thuộc vào thiết kế thì con dấu (Seal) sẽ có ở dạng đơn hoặc dạng kép. Các Piston đều được gắn trên thanh Piston thông qua các bulong. Đồng thời, lưu ý là sự chênh lệch về áp suất của 2 bên thân Piston sẽ khiến ống xi lanh giãn ra và rút lại. 

Thanh Piston

Còn có tên gọi là Piston Rod, được cấu thành từ thép thường hoặc thép mạ Crom nhằm đảm bảo độ cứng và khả năng chống ăn mòn tốt nhất.

Theo đó, nhiệm vụ của thanh Piston là kết nối thiết bị truyền động của máy móc để thực hiện các công việc theo yêu cầu của người dùng. Các thanh Piston đều được gia công cẩn thận, đảm bảo đánh bóng, nhẵn mịn và đính kèm theo các Seal để hạn chế cũng như ngăn chặn sự rò rỉ. Ngoài ra, với loại xi lanh 2 đầu thì bên trong ống xi lanh các thanh Piston sẽ kéo dài từ 2 phía Piston đến 2 đầu ống. 

Con dấu/ Seal

Mỗi loại xi lanh sẽ có yêu cầu về con dấu khác nhau, chúng được chế tạo thông qua các yếu tố về nhiệt độ môi trường, nhiệt độ dầu, áp suất làm việc và ứng dụng của xi lanh. 

Trên thị trường, con dấu có rất nhiều loại như con dấu Elastomer (chịu nhiệt thấp), con dấu Fluorocarbon viton (chịu nhiệt cao),… Đặc biệt, khả năng chịu nhiệt của con dấu sẽ phụ thuộc chủ yếu vào chất liệu cấu thành nó. 

Một số bộ phận khác

Ngoài các bộ phận chính bên trên, cấu tạo xi lanh thủy lực còn bao gồm một số chi tiết khác như bu lông kết nối, vít khóa, bạc đạn, bích,…

Nguyên lý vận hành của xi lanh thủy lực

Xi lanh thủy lực hoạt động khá đơn giản, nó sẽ được áp dụng tại một thời điểm này chuyển đến một địa điểm khác tùy thuộc vào chất lỏng không có khả năng tự nén được là dầu. Xi lanh thủy lực có nguyên lý vận hành dựa vào hệ thống 1 xi lanh hoặc 2 xi lanh. Cụ thể là:

Hệ thống thủy lực có 1 xi lanh

Dầu sẽ được bơm qua van rồi phân phối để chuyển vào bên trong của xy lanh. Sau đó, dựa vào áp suất dầu mà Piston sẽ di chuyển đến và biến năng lượng của dầu thành động năng để vận hành. 

Hệ thống thủy lực có 2 xi lanh

Với hệ thống thủy lực 2 xi lanh thì 2 Piston sẽ được kết nối với nhau thông qua 1 ống dẫn dầu thủy lực. Lúc này, dầu được cấp đầy ống bên trong để phục vụ các hoạt động của xy lanh. Lực của Piston thứ nhất sẽ truyền và tác động lên Piston thứ hai thông qua dầu.

Thông thường, khả năng truyền lực và lực được tạo ra ở Piston thứ hai sẽ rất lớn. Nó sẽ thực hiện tác động ra bên ngoài, còn hệ thống sẽ bắt đầu nhiệm vụ của mình. Với loại 2 xi lanh thì người dùng có thể dễ dàng thay đổi hệ thống của thiết bị bằng việc thay đổi kích thước xi lanh và Piston. Do đó, hệ thống thủy lực này sẽ được trang bị van dầu gạt tay hoặc van dầu điện từ để người dùng dễ dàng điều chỉnh tốc độ tiến lùi của xi lanh.

Cách phân loại xi lanh thủy lực hiện nay

Xi lanh thủy lực có rất nhiều loại, tuy nhiên chúng đều được sắp xếp dựa theo một tiêu chí nhất định. Điều này giúp khách hàng có thể dễ dàng tìm hiểu để đầu tư sản phẩm phù hợp. 

Dựa vào trọng lượng

• Xi lanh thủy lực 5 tấn: Loại này sẽ có trọng lượng từ 3-5kg, dùng để nâng hạ vật có trọng tải tối đa 5 tấn và kích thước nâng của xi lanh này thường là 115mm.
• Xi lanh thủy lực 20 tấn: Tải trọng định mức sẽ là 20 tấn, kích thước nâng tối đa rơi trong khoảng 200-500mm (tùy vào thương hiệu và nhu cầu công việc).

• Xi lanh thủy lực 50 tấn: Mức tải trọng tối đa là 50 tấn và kích thước nâng phụ thuộc vào từng nhu cầu công việc.

Dựa vào chiều tác động

• Xi lanh thủy lực 1 chiều: Là loại ben thủy lực có lực tác động duy nhất từ 1 phía, được chia làm 2 loại là xi lanh có Piston tự hồi dựa vào lò xo bên trong và xi lanh tự hồi dựa vào lực. Chúng ta có thể nhận biết loại này thông qua lỗ cấp dầu trên thân xi lanh.

• Xi lanh thủy lực 2 chiều: Là loại được sử dụng nhiều nhất hiện nay, được cấu tạo phức tạp hơn loại 1 chiều với 2 lỗ cấp dầu cho xi lanh gồm 2 loại là cỡ mini và cỡ lớn. Do đó, để có thể sử dụng thì người dùng cần trang bị van phân phối đảo chiều

Dựa vào số tầng

• Xi lanh thủy lực 2 tầng: Có cấu tạo gọn gàng, là sự kết hợp của 2 xi lanh nối tiếp với nhau với 2 Piston riêng biệt nhưng lại cùng chung trục Piston. Loại xi lanh này được ứng dụng tại các vị trí phức tạp, yêu cầu lực tác động lớn và có hạn chế bởi không gian vận hành.

• Xi lanh thủy lực 3 tầng: Cấu tạo gồm 1 vỏ và nhiều ống xếp lồng lên nhau, kích thước nâng thường lớn hơn nhiều so với mức cơ sở. Chính điều này đã tạo khả năng thiết kế các chi tiết và giúp máy trở nên nhỏ gọn, tiện dụng. 

Các ứng dụng phổ biến của xi lanh thủy lực 

Hiện nay, xi lanh thủy lực có vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp chế tạo và đặc biệt là đối với các loại máy vận hành dựa vào hệ thống nén thủy lực. Theo đó, nó cho các khả năng kéo, đẩy, nén để thay thế sức người thực hiện giúp ép các chất liệu cứng như kim loại,… nhằm mục đích tạo ra những sản phẩm. Thay vì tốn thời gian, công sức và chi phí đầu tư thuê nhân công thì việc ứng dụng xi lanh thủy lực sẽ nâng cao hiệu quả công việc tối đa.

Bên cạnh đó, ở hầu hết các loại xe như xe chở hàng, xe chở thiết bị, container,… thì đều cần phải trang bị hệ thống xi lanh thủy lực. Nó giúp các công việc nâng hạ hàng hóa khối lượng lớn một cách nhanh chóng, dễ dàng mà vô cùng an toàn.

Đồng thời, ở các loại máy chuyên dụng trong xây dựng, cầu đường như máy múc, máy ủi, xe lu, tàu tải,… thì yêu cầu bắt buộc là phải có xi lanh thủy lực. Bởi, với kích thước và trọng tải lớn của các thiết bị này thì sức người không thể nào mà đáp ứng được. 

Đặc biệt, xi lanh thủy lực chính là một bộ phận vô cùng quan trọng của thiết bị cầu nâng ô tô. Nó là bộ phận ty nâng giúp cầu nâng thực hiện nâng hạ, lên xuống ô tô một các dễ dàng và an toàn. 

Trên đây là toàn bộ nội dung làm rõ các thông tin về cấu tạo xi lanh thủy lực. Hy vọng những chia sẻ chi tiết của chúng tôi đã cung cấp cho bạn đọc các thông tin bổ ích nhất. Ghé thăm website của chúng tôi thường xuyên để cập nhật kịp thời các bài viết mới nhất nhé!