Bộ kích thủy lực là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách chọn

Bộ kích thủy lực là thiết bị tạo lực nâng, đẩy hoặc ép lớn bằng áp suất dầu thủy lực. Nhờ khả năng tạo lực cao với kích thước tương đối nhỏ, bộ kích thủy lực được sử dụng phổ biến trong sửa chữa máy móc, bảo trì nhà máy, lắp đặt thiết bị, nâng kết cấu thép và nhiều công việc cơ khí công nghiệp.

So với kích cơ khí thông thường, bộ kích thủy lực cho phép tạo lực lớn hơn, thao tác thuận tiện và có thể kết hợp với bơm thủy lực để kiểm soát quá trình nâng, ép hoặc giữ tải.

Nếu đang tìm hiểu thiết bị thủy lực cho nhà máy hoặc xưởng cơ khí, việc hiểu đúng cấu tạo và thông số của bộ kích sẽ giúp lựa chọn thiết bị phù hợp với tải trọng thực tế.

Bộ kích thủy lực là gì?

Bộ kích thủy lực là một hệ thống nâng hoặc tạo lực sử dụng chất lỏng chịu áp suất để truyền lực từ bơm đến xi lanh thủy lực.

Một bộ kích hoàn chỉnh thường không chỉ gồm riêng thân kích mà có thể bao gồm:

• Kích thủy lực hoặc xi lanh thủy lực.
• Bơm thủy lực.
• Ống dẫn dầu cao áp.
• Đầu nối thủy lực.
• Van điều khiển hoặc van giữ tải.
• Đồng hồ đo áp suất.
• Các phụ kiện gá đặt tùy theo ứng dụng.

Khi bơm tạo áp suất dầu, áp suất này tác động lên piston bên trong kích. Lực sinh ra tại piston được sử dụng để nâng, đẩy hoặc ép vật thể.

Tùy nhu cầu sử dụng, bộ kích có thể được thiết kế với nhiều mức tải trọng khác nhau như 10 tấn, 20 tấn, 50 tấn, 100 tấn, 200 tấn hoặc lớn hơn.

Cấu tạo bộ kích thủy lực

Một bộ kích thủy lực cơ bản gồm nhiều bộ phận phối hợp với nhau để tạo và truyền lực.

1. Kích hoặc xi lanh thủy lực

Đây là bộ phận trực tiếp tạo ra lực nâng hoặc lực đẩy.

Bên trong kích thường có piston và khoang chứa dầu. Khi dầu thủy lực được bơm vào với áp suất phù hợp, piston dịch chuyển và tạo lực tác động lên tải.

Kích có thể được thiết kế theo nhiều kiểu như:

• Kích thủy lực một chiều.
• Kích thủy lực hai chiều.
• Kích lùn.
• Kích chai.
• Kích thủy lực rỗng tâm.
• Xi lanh thủy lực tải trọng lớn.

Việc lựa chọn loại kích phụ thuộc vào hướng lực, không gian lắp đặt, hành trình và tải trọng cần nâng.

2. Bơm thủy lực

Bơm là bộ phận tạo dòng dầu và áp suất cần thiết để kích hoạt xi lanh.

Có thể sử dụng:

• Bơm thủy lực bằng tay.
• Bơm thủy lực chạy điện.
• Bơm thủy lực chạy khí.
• Bơm thủy lực chạy động cơ tùy ứng dụng.

Với công việc sửa chữa thông thường, bơm tay có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng. Đối với các công việc cần lực lớn, hành trình dài hoặc thao tác liên tục, bơm thủy lực công suất cao thường phù hợp hơn.

3. Ống thủy lực cao áp

Ống thủy lực dẫn dầu từ bơm đến kích.

Do hệ thống có thể làm việc ở áp suất cao, ống phải có áp suất làm việc phù hợp và được lựa chọn theo đúng tiêu chuẩn của hệ thống.

Không nên lựa chọn ống chỉ dựa trên kích thước đầu ren. Cần kiểm tra đồng thời:

• Áp suất làm việc.
• Áp suất tối đa.
• Đường kính trong.
• Chiều dài.
• Loại dầu sử dụng.
• Kiểu đầu nối.

4. Van thủy lực

Van có nhiệm vụ điều khiển dòng dầu trong hệ thống.

Tùy thiết kế, van có thể dùng để:

• Cấp dầu vào kích.
• Xả dầu.
• Giữ tải.
• Điều khiển hướng chuyển động.
• Kiểm soát tốc độ hạ tải.

Đối với các công việc nâng vật nặng, khả năng giữ tải an toàn là yếu tố đặc biệt quan trọng.

5. Đồng hồ áp suất

Đồng hồ áp suất giúp người vận hành theo dõi áp suất dầu trong hệ thống.

Thông qua áp suất, có thể xác định tình trạng làm việc của bộ kích và hỗ trợ kiểm soát lực tác động.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng áp suất không phải là tải trọng.

Tải trọng thực tế còn phụ thuộc vào diện tích piston.

Công thức cơ bản:

F = P × A

Trong đó:

• F là lực.
• P là áp suất thủy lực.
• A là diện tích piston.

Vì vậy, hai kích cùng làm việc ở một mức áp suất nhưng có đường kính piston khác nhau sẽ tạo ra lực khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của bộ kích thủy lực

Bộ kích thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý truyền áp suất trong chất lỏng.

Quá trình cơ bản có thể hiểu như sau:

Bơm → tạo áp suất dầu → dầu đi qua ống → vào xi lanh → piston dịch chuyển → tạo lực nâng/đẩy/ép

Khi người vận hành tác động vào bơm, dầu được đưa vào khoang làm việc của kích.

Áp suất dầu tác động lên piston. Do diện tích piston lớn hơn diện tích tác động tại bơm, lực đầu ra có thể tăng lên đáng kể.

Khi cần hạ tải, van được mở để dầu quay trở lại bơm hoặc bình chứa tùy theo cấu tạo hệ thống.

Bộ kích thủy lực dùng để làm gì?

Bộ kích thủy lực được sử dụng trong nhiều công việc yêu cầu lực lớn nhưng không gian thao tác hạn chế.

Nâng máy móc và thiết bị

Trong quá trình lắp đặt hoặc bảo trì máy công nghiệp, kích thủy lực có thể được sử dụng để nâng máy, căn chỉnh cao độ hoặc hỗ trợ đưa thiết bị vào vị trí.

Bảo trì máy công trình

Kích thủy lực được sử dụng để nâng các cụm máy nặng như:

• Máy xúc.
• Máy ủi.
• Máy đào.
• Máy công trình.
• Thiết bị khai thác mỏ.

Trong trường hợp cần tháo lắp chốt hoặc cụm chi tiết có lực lớn, kích có thể được kết hợp với các thiết bị thủy lực khác.

Ép và tháo chi tiết cơ khí

Bộ kích có thể được sử dụng trong các công việc ép bạc, ép trục, tháo chi tiết hoặc tạo lực trong các thiết bị gá ép.

Nâng và căn chỉnh kết cấu

Trong xây dựng và cơ khí, kích thủy lực được dùng để nâng, căn chỉnh hoặc định vị các kết cấu có tải trọng lớn.

Bảo trì nhà máy

Tại nhà máy công nghiệp, kích thủy lực có thể được sử dụng trong bảo trì máy móc, căn chỉnh thiết bị, thay thế cụm chi tiết và xử lý các công việc cần lực nâng lớn.

Các loại bộ kích thủy lực phổ biến

Không có một loại kích phù hợp cho tất cả công việc. Có thể phân loại theo cấu tạo và mục đích sử dụng.

Kích thủy lực một chiều

Loại này thường tạo lực theo một hướng và sử dụng lò xo hoặc tải trọng để đưa piston về vị trí ban đầu.

Ưu điểm là cấu tạo tương đối đơn giản, phù hợp với nhiều công việc nâng hoặc đẩy.

Kích thủy lực hai chiều

Kích hai chiều có khả năng điều khiển chuyển động của piston theo cả hai hướng bằng áp suất thủy lực.

Loại này phù hợp với các ứng dụng cần kiểm soát quá trình đẩy và kéo.

Kích thủy lực rỗng tâm

Kích rỗng tâm có lỗ xuyên qua piston, phù hợp với các công việc cần ty ren hoặc thanh trục đi xuyên qua tâm kích.

Loại này thường được sử dụng trong các công việc kéo, căng bu lông hoặc ứng dụng cơ khí đặc biệt.

Kích thủy lực tải trọng lớn

Đây là nhóm kích được thiết kế để tạo lực từ hàng chục đến hàng trăm tấn hoặc cao hơn.

Khi lựa chọn nhóm này, cần xem xét đồng thời tải trọng, hành trình, áp suất, kích thước lắp đặt và điều kiện làm việc.

Cách chọn bộ kích thủy lực phù hợp

Không nên chọn bộ kích chỉ dựa trên con số “bao nhiêu tấn”.

Cần xác định ít nhất các thông số sau.

1. Xác định tải trọng cần nâng hoặc ép

Đây là thông số đầu tiên cần xác định.

Ví dụ:

• Tải khoảng 10 tấn có thể xem xét kích 10T.
• Tải khoảng 20 tấn có thể xem xét kích 20T.
• Tải khoảng 50 tấn có thể xem xét kích 50T.
• Tải khoảng 100 tấn có thể xem xét kích 100T.
• Tải lớn hơn cần lựa chọn dòng kích chuyên dụng tương ứng.

Không nên vận hành kích liên tục ở sát tải trọng định mức. Cần tính đến điều kiện làm việc, phân bố tải và hệ số an toàn theo yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng.

2. Xác định hành trình piston

Hành trình là khoảng cách piston có thể dịch chuyển.

Ví dụ, kích có hành trình 50 mm sẽ không thể thay thế trực tiếp kích có hành trình 200 mm nếu công việc yêu cầu nâng liên tục 200 mm.

Do đó cần xác định:

• Chiều cao ban đầu.
• Chiều cao cần nâng.
• Khoảng không gian lắp đặt.
• Số lần kích hoặc phương án kê đỡ.

3. Kiểm tra chiều cao kích khi thu về

Đây là thông số thường bị bỏ qua.

Nếu khoảng không gian giữa nền và vật cần nâng quá thấp, kích có chiều cao ban đầu lớn sẽ không thể đưa vào vị trí.

Với các vị trí chật hẹp, nên ưu tiên những dòng kích có chiều cao thấp hoặc thiết kế chuyên dụng.

4. Kiểm tra đường kính piston

Đường kính piston ảnh hưởng trực tiếp đến lực tạo ra tại cùng một mức áp suất.

Diện tích piston:

A = π × D² / 4

Trong đó D là đường kính piston.

Vì vậy, khi tính toán lực cần xác định đúng đường kính piston và áp suất làm việc của kích.

5. Xác định áp suất làm việc

Bơm và kích phải tương thích về áp suất.

Không nên ghép một bơm có áp suất cao với kích hoặc phụ kiện không được thiết kế cho mức áp suất đó.

Một bộ kích hoàn chỉnh cần đồng bộ:

Bơm + kích + ống + van + đầu nối + đồng hồ

Nếu một trong các bộ phận có giới hạn áp suất thấp hơn, toàn bộ hệ thống phải được vận hành theo giới hạn phù hợp của bộ phận đó.

6. Kiểm tra không gian lắp đặt

Ngoài chiều cao, cần kiểm tra:

• Chiều rộng.
• Đường kính thân kích.
• Vị trí đặt bơm.
• Khoảng cách thao tác.
• Hướng đưa ống dầu.
• Vị trí kết nối.

Đối với những máy có kết cấu phức tạp, nên kiểm tra kích thước thực tế trước khi đặt hàng.

7. Chọn loại kích theo hướng tác động lực

Nếu chỉ cần nâng hoặc đẩy theo một hướng, kích một chiều có thể đáp ứng.

Nếu cần kiểm soát cả quá trình đẩy và kéo, có thể cần kích hai chiều.

Nếu cần thanh ren hoặc trục xuyên qua tâm, nên xem xét kích rỗng tâm.

8. Chọn bơm phù hợp với kích

Bơm phải đáp ứng được yêu cầu về:

• Áp suất.
• Lưu lượng.
• Dung tích dầu.
• Số lượng kích sử dụng.
• Tốc độ nâng mong muốn.

Với hệ thống nhiều kích hoạt động đồng thời, cần đặc biệt chú ý đến lưu lượng và khả năng đồng bộ chuyển động.

Bảng tham khảo cách chọn bộ kích thủy lực

Nhu cầu	Thông số cần quan tâm
Nâng tải nhỏ	Tải trọng, chiều cao kích
Nâng máy móc	Tải trọng, hành trình, kích thước
Ép chi tiết	Lực ép, hành trình, kiểu gá
Làm việc trong không gian hẹp	Chiều cao thu về, đường kính kích
Kéo hoặc căng	Kích hai chiều hoặc kích rỗng tâm
Tải trọng lớn	Lực, áp suất, hành trình, độ ổn định
Hệ thống nhiều kích	Lưu lượng, bơm, van và khả năng đồng bộ

Những sai lầm thường gặp khi chọn bộ kích thủy lực

Chỉ chọn theo tải trọng

Đây là lỗi phổ biến nhất.

Ví dụ, biết tải cần nâng là 50 tấn chưa đủ để chọn kích. Cần biết thêm hành trình, chiều cao, không gian lắp đặt và cách phân bố tải.

Chỉ quan tâm đến áp suất

Áp suất cao không đồng nghĩa với kích tạo ra lực lớn hơn trong mọi trường hợp.

Lực còn phụ thuộc vào diện tích piston.

Chọn bơm và kích không đồng bộ

Nếu bơm, kích, ống hoặc van không tương thích, hệ thống có thể hoạt động không đúng thiết kế.

Không tính đến hành trình

Kích đủ tải nhưng hành trình quá ngắn có thể khiến công việc không thực hiện được hoặc phải kích nhiều lần.

Không kiểm tra vị trí đặt kích

Một kích có tải trọng lớn nhưng thân quá cao hoặc quá rộng vẫn có thể không sử dụng được tại vị trí thực tế.

Khi nào nên sử dụng bộ kích thủy lực thay vì kích cơ khí?

Bộ kích thủy lực thường được ưu tiên khi công việc yêu cầu:

• Lực nâng hoặc lực ép lớn.
• Không gian thao tác hạn chế.
• Kiểm soát lực tương đối chính xác.
• Kết nối với hệ thống thủy lực hiện có.
• Làm việc với máy móc công nghiệp hoặc kết cấu nặng.
• Thao tác lặp lại trong bảo trì.

Đối với công việc nhẹ, tải nhỏ và yêu cầu đơn giản, các loại kích cơ khí có thể đáp ứng mà không cần sử dụng hệ thống thủy lực.

Bộ kích thủy lực trong hệ thống thiết bị thủy lực

Bộ kích chỉ là một phần của hệ thống.

Trong một hệ thống hoàn chỉnh, kích có thể kết hợp với bơm, van, đồng hồ, ống và các phụ kiện thủy lực khác.

Nếu nhà máy đang cần xây dựng hoặc thay thế một hệ thống, nên xác định tổng thể các thông số thay vì mua từng thiết bị riêng lẻ.

Bạn có thể tham khảo thêm bài Cách chọn thiết bị thủy lực cho nhà máy: 8 thông số cần biết để hiểu rõ hơn về áp suất, lưu lượng, tải trọng, nhiệt độ và điều kiện vận hành.

Đối với các công việc liên quan đến tháo lắp chốt xích máy công trình, máy ép xích là một nhóm thiết bị thủy lực chuyên dụng khác, có nguyên lý tạo lực ép tương tự nhưng được thiết kế riêng cho cụm xích.

Với các công việc cần lực ép rất lớn trên cụm xích máy công trình, có thể sử dụng máy ép xích thủy lực 300 tấn MMP300S thay vì bộ kích thủy lực thông thường. Đây là thiết bị chuyên dụng cho tháo, ép chốt xích với lực ép lớn.

Quy trình lựa chọn bộ kích thủy lực

Có thể thực hiện theo 6 bước:

Bước 1: Xác định tải trọng cần nâng, ép hoặc kéo.

Bước 2: Xác định hành trình cần thiết.

Bước 3: Đo chiều cao và không gian đặt kích.

Bước 4: Xác định hướng tác động lực và kiểu kích.

Bước 5: Chọn bơm theo áp suất, lưu lượng và số lượng kích.

Bước 6: Kiểm tra toàn bộ ống, van, đầu nối và đồng hồ để đảm bảo đồng bộ hệ thống.

Nếu chưa xác định được model cụ thể, có thể cung cấp tải trọng + hành trình + kích thước vị trí lắp đặt + hình ảnh thực tế để đơn vị kỹ thuật tư vấn chính xác hơn.

Cường Phát MTC cung cấp và tư vấn thiết bị thủy lực

Cường Phát MTC cung cấp và tư vấn các nhóm thiết bị thủy lực phục vụ bảo trì nhà máy, cơ khí công nghiệp và máy công trình.

Khi cần lựa chọn bộ kích thủy lực, khách hàng nên cung cấp càng nhiều thông tin càng tốt, chẳng hạn:

• Tải trọng cần nâng hoặc ép.
• Hành trình yêu cầu.
• Chiều cao tối đa và tối thiểu.
• Đường kính piston nếu đã biết.
• Áp suất hệ thống hiện có.
• Loại bơm đang sử dụng.
• Kích thước khu vực lắp đặt.
• Hình ảnh vị trí sử dụng.
• Model kích cũ hoặc bản vẽ nếu cần thay thế.

Với trường hợp kích thủy lực cần thay thế theo thiết bị đang sử dụng, việc đối chiếu model, kích thước, hành trình, tải trọng và đầu nối sẽ giúp hạn chế tình trạng mua sai thiết bị.

Kết luận

Bộ kích thủy lực là giải pháp tạo lực hiệu quả cho các công việc nâng, ép, đẩy và kéo trong cơ khí, bảo trì nhà máy và máy công trình.

Để chọn đúng bộ kích, không nên chỉ nhìn vào tải trọng 10T, 20T, 50T hay 100T. Cần đồng thời kiểm tra tải trọng, hành trình, áp suất, đường kính piston, chiều cao kích, không gian lắp đặt, hướng tác động lực và khả năng tương thích với bơm.

Liên hệ Cường Phát MTC

Cường Phát MTC luôn sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ khách hàng trong quá trình tìm hiểu, lựa chọn sản phẩm và giải pháp phù hợp với nhu cầu sử dụng. Quý khách có thể liên hệ trực tiếp với Cường Phát MTC để được tư vấn và trao đổi thông tin chi tiết.

Thông tin liên hệ:

• Công ty TNHH Thương mại Cơ khí Cường Phát
• Hotline: 0971.858.017 – 0981.44.91.92 (Zalo, Wechat, Whatsapp)
• Website: https://cuongphatmtc.com/
• Fanpage: Cường Phát MTC
• Email: [email protected]