Máy ép thủy lực: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trên thế giới ngày nay có nhiều công ty chế tạo máy ép để phục vụ ngành công nghiệp nặng và nhẹ như các loại máy ép dùng trong sản xuất giầy,máy ép dung để nong lỗ trong sản xuất chi tiết máy, máy ép dùng để đột, máy ép dùng để ép gạch, ép ván dăm, ép mũ …Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế sản phẩm này chưa có, với lại do nhu cầu sử dụng mặt hàng này chưa nhiều. Nên đa số các công ty sản xuất máy ép chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác. Điều này đó dẫn đến thực trạng nước ta không có công ty nào thiế kế và chế tạo ra máy ép hoàn chỉnh. Do kinh nghiệm cũng như công nghệ là chưa đủ, mà các công ty chủ yếu là phân phối lại các sản phẩm của công ty nước ngoài hoặc nhận đơn đặt hang ở Việt Nam rồi đưa sang các công ty chính để chế tạo.

​

Qua tìm hiểu các công ty chuyên chế tạo và sản xuất máy ép chủ yếu tập trung ở những nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như Mỹ có công ty DENISON được thành lập từ năm 1900, tại Ấn Độ có công ty VELJAN, công ty YUKEN của Đài Loan chuyên cung cấp các loại van và bơm thủy lực khí nén, tại Đức co tập đoàn REXROTH chuyên sản xuất chế tạo sửa chữa bảo dưỡng các loại máy ép thủy lực cũng như cung cấp thiết bị phụ tùng cho hệ thống thủy lực khí nén và một số công ty khác như ASHUN – Đài Loan, TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan, WINNER – Đài Loan,…cũng chuyên cung cấp các thiết bị phụ tùng cho hệ thống thủy lực và khí nén. Tại Việt Nam có công ty Cổ phần Công nghệ Quỳnh, công ty Thiết bị Thủy lực Việt Hà, Xí nghiệp cơ khí Long Quân tại Hà Nội là các công ty chuyên về phân phối, lắp đặt, tư vấn hệ thống thủy lực khí nén hàng đầu tại Việt Nam. Việt Hà là một trong nhưng công ty hàng đầu ở Hà Nội chuyên cung cấp các thiết bị thủy lực, khí nén cũng như tư vấn về hệ thống thủy lực.

Ta chọn hệ truyền động dùng cho máy ép là hệ truyền động thủy lực thể tích. Cơ cấu chấp hành của hệ là xylanh điều khiển chày ép. Để điều khiển cơ cấu chấp hành này ta sử dụng các van phân phối kiểu 4/3.
Hệ truyền động gồm có các phần chính và chức năng của nó như sau:
– Trạm nguồn: Có chức năng cung cấp năng lượng của dòng chất lỏng công tác cho cơ cấu chấp hành. Thiết bị tạo năng lượng cho dòng chất lỏng ở đây là bơm thủy lực, với động cơ dẫn động là loại động cơ điện xoay chiều ba pha.
– Van phân phối: Loại van được sử dụng là van điều khiển bằng điện xoay chiều(điện áp 220V), kiểu 4/3. Van này có chức năng phân phối dòng chất lỏng làm việc đến các khoang làm việc của các xy lanh.
– Cơ cấu chấp hành: Cơ cấu chấp hành dùng trong hệ truyền động ở đây chính là xy lanh. Cơ cấu chấp hành này có chức năng nhận năng lượng của dòng chất lỏng công tác, rồi biến năng lượng đó thành động năng chuyển động (tịnh tiến).
– Van an toàn: Van an toàn được sử dụng trong hệ thống là loại van an toàn tác động trực tiếp. Nó có nhiệm vụ ổn định áp suất hoạt động của hệ thống, khi áp suất của hệ thống đột ngột tăng thì dòng chất lỏng sẽ được xả qua van an toàn về bể chứa để hạ áp suất của hệ thống xuống một giá trị đã đặt.
– Van chống lún: Van chống lún có nhiệm vụ giữ áp trong hệ thống.
– Rơle áp suất: Rơle áp suất có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện tới van phân phối để dầu xả về bể khi áo suất trong hệ thống đạt tới giá trị đã đặt.
– Các thiết bị đường ống và thiết bị hiển thị: Đây là những thiết bị dùng để kết nối các thiết bị khác tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh và hoạt động được. Các đường ống để dẫn dòng chất lỏng công tác từ trạm nguồn đến cơ cấu chấp hành và ngược lại, bao gồm các đường ống thép chịu áp (thường là ống thép đúc) và đường ống mềm cao su chịu áp. Thiết bị hiển thị ở đây là đồng hồ đo áp. Thiết bị này có chức năng hiển thị trị số áp suất của dòng chất lỏng tại những vị trí mà ta cần biết để có thể điều chỉnh kịp thời nếu cần thiết.

Sơ đồ nguyên lí thủy lực của hệ thống.

​

Thuyết minh hoạt động của sơ đồ nguyên lí.

Khi đóng điện từ tủ điều khiển trung tâm, động cơ điện (3) được cấp điện sẽ làm việc.
Khi cơ cấu chấp hành của hệ thống chưa làm việc ứng với các van phân phối 4/3 điều khiển chúng đang ở vị trí trung gian, dầu được hồi ngay về bể.
Hệ thống thủy lực và hệ điều khiển điện của máy được thiết kế hoạt động ở 2 chế độ : chế độ bằng tay và chế độ tự động. Chế độ tự động có thể được thay đổi trình tự logic làm việc dễ dàng thông qua cách nối sơ đồ mạch điện. Đối với chế độ làm việc tự động : khi có tín hiệu tác động từ tủ điện điều khiển bắt đầu 1 chu trình, van phân phối 4/3(9) điều khiển xylanh (8) được điều khiển chuyển sang vị trí bên phải, dầu được cấp cho buồng dưới xylanh khiến cần piston đi xuống thực hiện quá trình ép. Khi đi hết hành trình, chày bắt đầu ép. Đến một áp suất đã đặt thì rơle áp suất đóng lại chuyển tín hiệu điện đến van phân phối(9), van phân phối chuyển sang hoạt động ở vị trí trung gian, lúc này dầu từ bơm được xả toàn bộ về bể, đồng thời van chống lún(6) giữ áp trong hệ thống một thời gian để sản phẩm cần ép được định hình. Sau một thời gian nhất định (10s) thì van phân phối (9) được điều khiển chuyển sang vị trí bên trái, chày được rút lên, xylanh trở về vị trí ban đầu, kết thúc một chu trình ép. Sản phẩm ép được lấy ra
Đối với chế độ làm việc bằng tay, tất cả các quá trình chuyển động của xylanh đều được điều khiển bởi nút bấm.

Ứng dụng xilanh thủy lực

​

Cấu tạo xilanh thủy lực

​

Hệ thống thủy lực của xe múc

​