Bơm thủy lực là gì? Các loại bơm thủy lực, Nguyên lý

Trong nhiều hệ thống máy móc hiện đại, bơm thủy lực là thiết bị truyền động bằng chất lỏng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Trong đó, câu hỏi bơm thủy lực là gì luôn được nhiều người quan tâm khi tìm hiểu về cơ cấu hoạt động của hệ thống này. Để hiểu rõ hơn, hãy cùng khám phá chi tiết về bơm thủy lực là gì, các loại bơm thủy lực, nguyên lý làm việc và công thức tính lưu lượng trong bài viết dưới đây.

Bơm thủy lực là gì?

Khi tìm hiểu các loại bơm thủy lực, bạn cần biết bơm thủy lực là gì? Câu trả lời như sau:

Bơm thủy lực (Hydraulic Pump) là thiết bị chuyên dùng để hút và đẩy chất lỏng, thường là dầu thủy lực – tạo ra dòng chảy có áp suất đưa đến các bộ phận chấp hành như xi lanh, van, motor thủy lực. Đây là thiết bị đóng vai trò trung tâm trong các hệ thống thủy lực.

Chức năng chính của bơm là tạo ra lưu lượng chất lỏng nhằm duy trì hoạt động liên tục trong hệ thống. Bơm không trực tiếp tạo áp suất, mà chính lưu lượng dầu đẩy vào không gian kín mới sinh ra áp suất. Nhờ đó, bơm thủy lực được ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo máy, khai khoáng, vận tải, xử lý vật liệu, xây dựng...

Các loại bơm thủy lực

Sau khi tìm hiểu về bơm thủy lực là gì, bạn cũng sẽ cần biết có các loại bơm thủy lực phổ biến nào? Phân loại bơm thủy lực thương theo nguồn năng lượng và nguyên lý hoạt động.

Phân loại theo nguồn năng lượng

Các loại bơm thủy lực theo nguồn cấp năng lượng có hai dòng chính là bơm dùng điện và bơm tay.

Bơm thủy lực dùng điện

Bơm điện thủy lực dùng điện với động cơ điện để tạo áp suất dầu lớn, vận hành nhanh và mạnh mẽ các thiết bị như máy đột lỗ thủy lực, máy cắt cáp… Các bơm này có ưu điểm lực ép mạnh, làm việc nhannh, tự động, tiết kiệm sức. Thiết bị phù hợp công việc liên tục, cường độ cao để dùng trong nhà máy, công trình lớn, ngành cơ khí – điện lực.

Xem thêm: Top 4 bơm thủy lực điện bền khỏe, bán chạy nhất

Bơm tay thủy lực

Bơm tay thủy lực vận hành bằng sức người, không cần điện, tạo áp suất tới 1000 bar cho các thiết bị như kích thủy lực, kìm bấm cos thủy lực, cảo thủy lực...  Dòng bơm tay có ưu điểm nhỏ gọn, dễ mang theo hoạt động linh hoạt ở mọi nơi. Thiết bị được dùng nhiều trong sửa chữa ngoài công trường, ngành điện – cơ khí.

Xem thêm: Top 5 bơm tay thủy lực tốt nhất, bền, giá tốt nhất hiện nay

Phân loại theo nguyên lý

Bơm thủy lực được chia thành nhiều loại khác nhau, dựa trên nguyên lý hoạt động và cấu tạo bên trong. Dưới đây là các loại bơm thủy lực phổ biến nhất hiện nay:

Bơm thủy lực bánh răng

Bơm bánh răng là loại bơm có cấu tạo đơn giản và độ bền cao. Loại bơm này hoạt động dựa trên sự quay của cặp bánh răng ăn khớp với nhau. Khi bánh răng quay, chất lỏng được hút từ phía đầu vào và đẩy ra ở phía đầu ra theo chuyển động quay của bánh răng.

Bơm bánh răng có thể chia thành hai loại chính:

• Bơm bánh răng ăn khớp ngoài
•  Bơm bánh răng ăn khớp trong

Trong các loại bơm thủy lực, đây là dòng bơm phù hợp với hệ thống thủy lực có yêu cầu lưu lượng và áp suất trung bình. Ưu điểm lớn nhất là giá thành thấp, dễ bảo trì và có thể hoạt động ổn định trong điều kiện quá tải ngắn hạn.

Bơm thủy lực piston

Bơm piston hoạt động bằng cách sử dụng chuyển động tịnh tiến của các piston bên trong xi lanh để tạo ra dòng chất lỏng có áp suất cao. Đây là loại bơm có hiệu suất cao nhất trong các loại bơm thủy lực hiện nay. Có hai loại bơm piston phổ biến:

• Bơm piston hướng trục: Các piston di chuyển song song với trục quay.
• Bơm piston hướng tâm: Các piston bố trí theo hình tròn, vuông góc với trục quay.

Bơm piston có khả năng tạo ra áp suất lớn, lưu lượng ổn định. Do vậy, bơm phù hợp với các hệ thống thủy lực công nghiệp nặng như máy ép, máy uốn, máy khoan, máy công trình... Tuy nhiên, nhược điểm của loại bơm này là giá thành cao, kết cấu phức tạp và cần bảo trì định kỳ.

Bơm thủy lực cánh gạt

Bơm cánh gạt là loại bơm sử dụng các cánh gạt lắp trên rotor để hút và đẩy chất lỏng. Khi rotor quay, các cánh gạt trượt sát thành bơm, tạo thành các khoang riêng biệt giúp hút và nén dầu. Dòng bơm này có hai dạng bơm cánh gạt:

• Bơm cánh gạt đơn: Một khoang hút và một khoang nén.
• Bơm cánh gạt kép: Hai khoang hút và hai khoang nén, cho lưu lượng đều hơn.

Bơm cánh gạt có ưu điểm là vận hành êm, lưu lượng ổn định và dễ thay thế linh kiện. Tuy nhiên, loại bơm này không phù hợp với các loại chất lỏng đặc hoặc có độ nhớt cao.

Bơm thủy lực trục vít

Bơm trục vít là loại bơm hoạt động dựa trên sự ăn khớp và quay ngược chiều của hai trục vít. Khi trục vít quay, chất lỏng được hút vào và đẩy dọc theo rãnh vít đến cửa xả.

Loại bơm này có khả năng vận hành rất êm, độ rung thấp và ít tạo tiếng ồn. Bơm trục vít thường được dùng trong các ứng dụng yêu cầu độ ổn định cao, chẳng hạn như trong ngành hóa chất, thực phẩm hoặc thiết bị hàng không. Tuy nhiên, bơm trục vít có kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn các loại bơm khác.

Cấu tạo của bơm thủy lực 

Mặc dù trên thị trường có các loại bơm thủy lực khác nhau. Tuy nhiên, các dòng bơm vẫn có cấu tạo tương đối giống nhau.

Dưới đây là cấu tạo chung của các loại bơm thủy lực với các bộ phận cơ bản như sau:

Vỏ bơm: Là lớp vỏ kim loại chắc chắn, bảo vệ các bộ phận bên trong và chịu được áp lực cao.

Trục bơm: Truyền chuyển động từ động cơ đến bộ phận tạo áp suất.

Bộ phận tạo lưu lượng: đây là bộ phận chính để hút – đẩy dầu.

• Bơm bánh răng: Gồm 2 bánh răng (chủ động và bị động) quay ép dầu.
• Bơm piston: Gồm piston và xi lanh, chuyển động tịnh tiến tạo áp lực.
• Bơm cánh gạt: Gồm rotor và các cánh gạt trượt trong rãnh để đẩy dầu.
• Buồng bơm: Không gian chứa dầu trong quá trình hút và đẩy, thay đổi theo từng loại bơm.

Cổng hút và cổng đẩy: Dầu vào qua cổng hút và ra hệ thống qua cổng đẩy.

Bạc đạn và phớt chặn dầu: Giúp trục quay êm và ngăn dầu rò rỉ ra ngoài.

Van điều áp (nếu có): Ổn định áp suất và bảo vệ bơm khỏi quá tải.

Gioăng làm kín, bu lông: Đảm bảo các mối ghép kín khít, tránh rò rỉ dầu.

Nguyên lý làm việc của bơm thủy lực

Nguyên lý bơm thủy lực bắt đầu từ nguồn năng lượng cơ học (động cơ hoặc lực tay) tác động lên bộ phận truyền động. Khi trục bơm quay, thể tích trong buồng bơm thay đổi, tạo ra áp suất chân không ở cửa hút. Chất lỏng từ bình chứa sẽ bị hút vào, sau đó bị đẩy đi bởi chuyển động của piston, bánh răng hoặc cánh gạt.

Chất lỏng chảy liên tục trong hệ thống, đi qua các bộ phận van, ống dẫn và đến các thiết bị chấp hành như xi lanh thủy lực để thực hiện thao tác. Bơm chỉ tạo dòng chảy, không tự tạo áp suất – áp suất hình thành do cản trở dòng chảy trong hệ thống.

Công thức tính lưu lượng bơm thủy lực

Lưu lượng bơm thủy lực là lượng dầu được bơm trong một đơn vị thời gian. Đơn vị thường dùng là lít/phút (L/min) hoặc m³/h.

Công thức tính lưu lượng bơm thủy lực như sau: Q = n × q

Trong đó:

• Q: lưu lượng tổng (L/phút)
• n: số vòng quay trong 1 phút (vòng/phút)
• q: lưu lượng riêng của bơm (cm³/vòng)

Ví dụ: Một bơm có lưu lượng riêng 10 cm³/vòng, quay với tốc độ 1000 vòng/phút thì: Q = 1000 × 10 = 10.000 cm³/phút = 10 lít/phút

Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng trong nhiều hệ thống công nghiệp hiện đại. Hiểu rõ bơm thủy lực là gì, các loại bơm thủy lực, cũng như nguyên lý bơm thủy lực, cấu tạo của bơm thủy lực và công thức tính lưu lượng bơm thủy lực sẽ giúp bạn lựa chọn và vận hành hiệu quả hơn.