Lý do thực sự đằng sau các cổng xả động cơ thủy lực, đường dẫn rò rỉ của máy bơm và bảo vệ áp suất vỏ
Trong lắp đặt và bảo trì hệ thống thủy lực, một cổng nhỏ thường bị hiểu nhầm: cổng xả thùng . Nhiều kỹ thuật viên đặt câu hỏi tương tự: tại sao động cơ thủy lực thường yêu cầu đường thoát nước độc lập, trong khi nhiều máy bơm thủy lực dường như không có?
Câu trả lời phổ biến nhưng không chính xác là: 'Động cơ thủy lực bị rò rỉ bên trong, nhưng máy bơm thủy lực thì không.'
Điều đó không đúng.
Cả bơm thủy lực và động cơ thủy lực đều tạo ra rò rỉ bên trong. Trong một số trường hợp, lượng rò rỉ bên trong máy bơm có thể lớn bằng lượng rò rỉ bên trong động cơ. Sự khác biệt thực sự không phải là liệu rò rỉ có tồn tại hay không mà là rò rỉ đó có thể đi đến đâu một cách an toàn.
Hiểu được sự khác biệt này là rất quan trọng. Kết nối cống sai có thể dẫn đến hỏng phốt trục, hư hỏng ổ trục, quá nhiệt, giảm hiệu suất hoặc thậm chí hỏng động cơ thủy lực hoàn toàn.
Blince thủy lực cung cấp một loạt các động cơ thủy lực , bao gồm động cơ quỹ đạo, động cơ piston hướng tâm, động cơ piston hướng trục, động cơ phanh và động cơ hành trình cho máy xây dựng, máy nông nghiệp và thiết bị công nghiệp.
Cổng thoát nước trong hệ thống thủy lực là gì?
Cổng xả thùng không được thiết kế để 'xả dầu thải.' Chức năng thực sự của nó là bảo vệ vỏ bộ phận thủy lực khỏi áp suất bên trong quá mức.
Trong bất kỳ máy bơm thủy lực hoặc động cơ thủy lực nào, việc bịt kín hoàn hảo là không thể. Dầu áp suất cao sẽ đi qua các khe hở nhỏ bên trong, chẳng hạn như:
khe hở giữa piston và khối xi lanh;
khoảng cách giữa bánh răng và vỏ máy bơm;
khoảng hở giữa cánh gạt và cánh quạt;
bề mặt phân phối và niêm phong bên trong.
Rò rỉ bên trong này đi vào vỏ linh kiện. Nếu không thể xả ra một cách an toàn, dầu sẽ tích tụ bên trong vỏ và áp suất vỏ sẽ tăng nhanh.
Áp lực trường hợp quá mức có thể gây ra ba vấn đề nghiêm trọng.
1. Lỗi phốt trục
Đây là lỗi thường gặp nhất do lắp đặt cống thoát nước không đúng cách. Nhiều phốt trục tiêu chuẩn chỉ có thể chịu được áp suất hạn chế. Khi áp suất vỏ tăng vượt quá khả năng chịu đựng của phốt, phốt có thể bị đẩy ra ngoài hoặc bị hỏng, gây rò rỉ dầu nghiêm trọng.
2. Hư hỏng vòng bi
Áp suất vỏ cao có thể làm ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn ổ trục và tăng tải trọng dọc trục. Theo thời gian, điều này có thể gây ra hiện tượng vòng bi quá nóng, hư hỏng lồng, tiếng ồn bất thường hoặc hỏng vòng bi hoàn toàn.
3. Mất hiệu quả và quá nóng
Khi áp suất vỏ tăng lên, nó sẽ tạo ra lực cản bên trong bộ phận. Điều này làm giảm hiệu suất thể tích, tăng ma sát bên trong, tăng nhiệt độ dầu và rút ngắn tuổi thọ của bộ phận thủy lực.
Vì vậy, mục đích của cổng xả thùng máy rất đơn giản: đưa dầu rò rỉ bên trong về bể ở áp suất rất thấp.
Để biết thêm kiến thức kỹ thuật về cấu trúc động cơ thủy lực và nguyên lý làm việc, bạn cũng có thể đọc bài viết của Blince bài viết kỹ thuật động cơ thủy lực
Tại sao động cơ thủy lực phải có đường xả thùng độc lập?
Động cơ thủy lực là một thiết bị truyền động. Công việc của nó là chuyển đổi áp suất thủy lực và dòng chảy thành năng lượng cơ quay. Do nguyên lý làm việc này nên cổng hồi lưu của động cơ thủy lực không phải lúc nào cũng có áp suất thấp.
Đây là điểm khác biệt chính.
Cho dù đó là một nhỏ gọn động cơ quỹ đạo thủy lực , động cơ piston hướng tâm mô-men xoắn cao, động cơ piston hướng trục hoặc động cơ phanh, động cơ thủy lực có thể phải đối mặt với hai điều kiện làm việc quan trọng.
1. Đường hồi lưu động cơ thường có áp suất ngược
Khi động cơ thủy lực truyền tải, phía đầu ra có thể có áp suất quay trở lại. Áp suất này có thể đến từ lực cản của đường ống, van, bộ làm mát, bộ lọc hoặc áp suất ngược có chủ ý được sử dụng để cải thiện khả năng kiểm soát chuyển động.
Trong nhiều hệ thống thủy lực di động, áp suất hồi lưu có thể đạt tới 1–3 MPa hoặc thậm chí cao hơn.
Nếu cổng xả vỏ của động cơ được kết nối với đường hồi lưu, áp suất ngược này có thể đi trực tiếp vào vỏ động cơ. Khi điều đó xảy ra, áp suất thùng máy tăng lên nhanh chóng và phốt trục có thể bị hỏng.
2. Động cơ thủy lực có thể được dẫn động bằng tải
Trong một số ứng dụng, tải có thể dẫn động động cơ thay vì động cơ dẫn động tải. Ví dụ:
xe lu di chuyển xuống dốc;
hệ thống xoay máy xúc khi phanh;
tời hoặc bộ truyền động du lịch dưới tải quá tải;
một cơ cấu quay có quán tính cao.
Trong tình trạng này, động cơ thủy lực có thể tạm thời hoạt động giống như một máy bơm. Cổng hồi lưu ban đầu có thể trở thành cổng áp suất cao.
Nếu ống xả thùng được nối với đường này, dầu áp suất cao có thể chảy trực tiếp vào vỏ động cơ. Kết quả có thể là hỏng phốt trục ngay lập tức, rò rỉ dầu, hư hỏng ổ trục hoặc hỏng động cơ.
Đó là lý do tại sao động cơ thủy lực cần có đường thoát nước độc lập . Đường thoát nước phải quay trở lại bể chứa với áp suất ngược tối thiểu.
Tại sao nhiều máy bơm thủy lực không cần cổng xả bên ngoài?
MỘT bơm thủy lực là một thành phần năng lượng. Nó chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ hoặc động cơ điện thành áp suất và dòng chảy thủy lực.
Không giống như động cơ, đầu vào của máy bơm thường là vùng có áp suất thấp hoặc thậm chí hơi âm. Điều này mang lại cho nhiều máy bơm một lợi thế tự nhiên: dầu rò rỉ bên trong có thể được đưa trở lại bên trong về phía hút.
Bên trong máy bơm, các kỹ sư thường tạo một lối đi nhỏ bên trong giữa khu vực vỏ máy và buồng hút. Dầu rò rỉ bên trong vỏ máy bơm chảy ngược trở lại phía đầu vào áp suất thấp và được hút lại vào hệ thống.
Vì đầu vào của máy bơm có áp suất thấp hơn nhiều so với đầu ra nên thiết kế cống bên trong này giữ cho áp suất vỏ ở mức thấp mà không cần cổng xả bên ngoài của thùng.
Đây là lý do tại sao nhiều máy bơm thủy lực dường như không có cổng thoát nước riêng. Đường thoát nước đã được xây dựng bên trong máy bơm.
Quan trọng: Không phải tất cả các máy bơm thủy lực đều không có cổng xả nước
Ý kiến 'máy bơm thủy lực không cần cổng thoát nước' chỉ đúng một phần.
Trong các hệ thống thủy lực áp suất cao và công suất lớn, nhiều máy bơm phải có cổng xả bên ngoài. Ví dụ phổ biến nhất là bơm piston có dung tích thay đổi.
Máy bơm piston biến thiên thường hoạt động dưới áp suất cao và độ rò rỉ bên trong của chúng có thể lớn hơn nhiều so với máy bơm chuyển động cố định đơn giản. Ngoài ra, bản thân cơ cấu điều khiển chuyển vị thay đổi có thể tạo ra dầu rò rỉ.
Nếu toàn bộ lượng dầu rò rỉ này được đưa thẳng trở lại cổng hút, một số vấn đề có thể xảy ra:
nhiệt độ dầu hút có thể tăng lên;
nguy cơ xâm thực có thể tăng lên;
Điện trở đầu vào của bơm có thể cao hơn;
hiệu suất tự mồi của máy bơm có thể giảm;
điều khiển chuyển vị có thể trở nên không ổn định.
Vì lý do này, nhiều máy bơm piston biến áp áp suất cao, máy bơm tốc độ cao, máy bơm song song và máy bơm thủy lực chuyên dụng được trang bị cổng xả bên ngoài.
Trong trường hợp này, đường xả của máy bơm phải được lắp đặt tương tự như đường xả của động cơ thủy lực: quay trở lại bể chứa với điện trở thấp và áp suất ngược thấp.
Những lỗi lắp đặt cống thoát nước thường gặp
Sự cố thoát nước thùng là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi động cơ thủy lực. Cần tránh những sai lầm sau đây.
Sai lầm 1: Kết nối ống xả vỏ động cơ với đường hồi lưu
Đây là một trong những sai lầm nguy hiểm nhất.
Một số kỹ thuật viên cho rằng: 'Cả hai đường đều hồi dầu về thùng nên nối chúng lại với nhau là được.'
Trong thực tế, đường về có thể có áp lực. Khi áp suất quay trở lại đi vào vỏ động cơ, phốt trục có thể bị hỏng nhanh chóng. Việc thay thế con dấu sẽ không giải quyết được vấn đề nếu đường cống vẫn được kết nối không chính xác.
Ví dụ, động cơ nhỏ gọn như Động cơ quỹ đạo thủy lực dòng Blince OMM được thiết kế với khả năng bịt kín trục đáng tin cậy và kết cấu nhỏ gọn, nhưng kết nối cống vẫn phải tuân theo các quy tắc chính xác của hệ thống thủy lực. Trang sản phẩm OMM cũng nêu bật thiết kế nhỏ gọn, cấu trúc stato-rôto tích hợp và các tính năng phốt trục áp suất cao.
Sai lầm 2: Chặn cổng xả máy bơm
Một số máy bơm piston biến thiên có cổng thoát nước nhỏ hoặc ẩn. Trong quá trình cài đặt, cổng có thể bị bỏ qua hoặc vô tình bị chặn.
Nếu cổng xả bị tắc, áp suất bên trong vỏ máy bơm có thể tăng nhanh. Điều này có thể đẩy phốt trục ra, gây rò rỉ dầu nặng và gây ra những rủi ro nghiêm trọng về an toàn.
Sai lầm 3: Sử dụng đường ống thoát nước quá nhỏ hoặc quá dài
Ngay cả khi đường thoát nước được nối với bể chứa, thiết kế đường ống kém vẫn có thể tạo ra áp suất ngược. Đường thoát nước quá hẹp, quá dài hoặc có nhiều khúc cua gấp có thể hạn chế dòng chảy của dầu.
Đường thoát nước của thùng phải có kích thước phù hợp để giữ áp suất vỏ ở mức thấp nhất có thể.
Hướng dẫn lắp đặt ống xả đúng trường hợp
Đối với động cơ và máy bơm thủy lực có cổng thoát nước bên ngoài, hãy tuân thủ các quy tắc cơ bản sau:
Đường xả của thùng phải quay trở lại thùng thủy lực một cách trực tiếp.
Không kết nối đường xả của động cơ với đường hồi lưu chính.
Không lắp đặt van hoặc bộ lọc hạn chế trong đường thoát nước của thùng máy.
Giữ đường thoát nước ngắn và đủ lớn để giảm áp lực ngược.
Tránh kết nối nhiều cổng xả động cơ nối tiếp.
Đảm bảo đường thoát nước không tạo ra các vấn đề về hút nước hoặc dao động áp suất.
Luôn làm theo hướng dẫn cài đặt của nhà sản xuất.
Những chi tiết này tưởng chừng như nhỏ nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống thủy lực hoàn chỉnh.
Phần kết luận
Cổng xả thùng có thể trông giống như một chi tiết nhỏ nhưng nó đóng một vai trò quan trọng đối với độ tin cậy và an toàn của hệ thống thủy lực.
Động cơ thủy lực yêu cầu đường thoát nước độc lập vì cổng hồi lưu của chúng có thể có áp suất ngược hoặc thậm chí có thể trở thành cổng áp suất cao trong điều kiện tải quá mức. Nhiều máy bơm thủy lực không có cổng xả bên ngoài vì rò rỉ bên trong của chúng thường có thể quay trở lại phía hút áp suất thấp. Tuy nhiên, máy bơm piston biến áp áp suất cao và máy bơm chuyên dụng vẫn có thể yêu cầu đường thoát nước bên ngoài.
Cổng xả động cơ thủy lực bảo vệ vỏ động cơ khỏi áp suất đường hồi. Đường thoát nước của máy bơm thường phụ thuộc vào áp suất phía hút. Kết nối cống sai có thể phá hủy vòng đệm, vòng bi và toàn bộ bộ phận thủy lực.
Hiểu nguyên tắc cơ bản này giúp giảm thiểu hư hỏng, kéo dài tuổi thọ thiết bị và cải thiện độ tin cậy của hệ thống thủy lực.
