Cấu tạo, phân loại của xy lanh thủy lực

Cấu tạo, phân loại của xy lanh thủy lực

Hầu như ai trong số chúng ta đều đã quá quen thuộc và đã biết về xy lanh thủy lực (miền Nam gọi là ben thủy lực). Tuy nhiên cũng còn có rất nhiều người lúng túng khi gặp phải tự thiết kế, lựa chọn một xy lanh thủy lực phù hợp cho yêu cầu của mình.

Bài viết này sẽ tập trung vào việc giới thiệu, phân loại, xy lanh thủy lực trong hệ truyền động. Đầu tiên là các khái niệm, tên gọi các bộ phận của xy lanh.

Hình vẽ dưới đây có chú thích tên gọi một số bộ phận của một xy lanh

                                                    Hệ thống xy lanh thủy lực

 Tên gọi
– Barrel: vỏ xy lanh thủy lực
– Piston: quả piston
– Cylinder rod: cán xy lanh
– Ports: đường dầu cấp vào/ra xy lanh
– Gland: cổ xy lanh thủy lực
– Pin eye/ Clevis: tai lắp ghép
– Piston seal; Rod seal, Wear ring; O-ring; Wiper…: bộ gioăng phớt làm kín

Các thông số làm việc và kích thước của xy lanh

Ba thông số quan trọng nhất của một xy lanh thủy lực là:
– Đường kính lòng xy lanh (bore), thường được ký hiệu là D;
– Đường kính cán (rod) – d và hành trình làm việc (stroke), tức là khoảng chạy của cán xy lanh – s.
+ D và d biểu thị kích cỡ và khả năng tạo lực đẩy/kéo cho xy lanh
+ S biểu thị chiều dài và tầm với, khoảng làm việc của xy lanh đó.

Phân loại xy lanh thủy lực

Các xy lanh thủy lực cũng có thể phân chia theo kiểu xếp cán xy lanh: Xy lanh cán đơn một tầng hoặc xy lanh nhiều tầng (telescopic).

Xy lanh thủy lực cán đơn

Xy lanh cán đơn là loại có một đoạn cán xy lanh được gắn chặt, cùng chuyển động với quả piston. Loại xy lanh thủy lực này chỉ có thể tạo ra một khoảng chuyển động nhỏ hơn chiều dài toàn thể của xy lanh, nghĩa là khoảng làm việc của nó bị giới hạn bởi chiều dài của cán xy lanh trừ đi bề dày quả piston và các đoạn lắp ráp bên trong xy lanh. 

Xy lanh thủy lực cán đơn là loại được sử dụng phổ biến và có các ứng dụng rộng rãi. Phần lớn nó có kết cấu để cán xy lanh thò ra ở một phía của xy lanh. Một số xy lanh có kết cấu với cán xy lanh ở hai phía quả piston (được gọi là Double rod end cylinders). Khi một phía cán xy lanh thò thì cán phía bên kia sẽ “thụt” vào trong vỏ xy lanh.

                                                   Xy lanh thủy lực cán đơn

Xy lanh thủy lực nhiều tầng

Xy lanh nhiều tầng hay Telescopic thường có 2-3-4 hoặc có khi lên đến 6 tầng. Gồm: một vỏ xy lanh và nhiều ống cần được xếp lồng với nhau. Kết cấu dạng này làm cho xy lanh có thể duỗi dài hành trình dài hơn rất nhiều kích thước cơ sở của xy lanh khi rút hết cán vào. Chính điều này tạo ra khả năng thiết kế các chi tiết, kết cấu máy gọn gàng rất nhiều. Vì thế xy lanh nhiều tầng có giá thành cao hơn nhiều so với xy lanh đơn.

Xy lanh nhiều tầng cũng có hai loại kết cấu: Các xy lanh thủy lực thường được phân ra làm hai nhóm cơ bản: Xy lanh tác động một phía (một chiều) hoặc Xy lanh tác động hai phía (Xy lanh hai chiều); Xy lanh một chiều và Xy lanh hai chiều.

Xy lanh thủy lực một chiều

Xy lanh một chiều tạo ra lực đẩy một phía, thường là phía thò cần xy lanh, nhờ cấp dầu thủy lực có áp suất vào phía đuôi xy lanh. Cán xy lanh sẽ tự hồi vị nhờ tác dụng lực của bên ngoài hoặc lực đẩy lò xo bên trong. Nhận biết xy lanh thủy lực một chiều là nó chỉ có duy nhất một cửa cấp dầu.

Xy lanh thủy lực hai chiều

Loại xy lanh hai chiều có kết cấu rất phức tạp và đòi hỏi các thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa các rủi ro.

Xy lanh hai chiều có thể tạo ra lực cả hai phía: Khi cán xy lanh thò ra và cả khi nó thụt vào vỏ xy lanh. Kết cấu làm kín bên trong của xy lanh thủy lực hai chiều phức tạp hơn xy lanh một chiều và trên thân nó phải có hai đường dầu cấp.

Điều khác biệt lớn nữa là hệ thống thủy lực sử dụng xy lanh hai chiều phải có van đổi hướng (van phân phối) khi muốn điều khiển xy lanh này (xem hình vẽ).

                                             Xy lanh thủy lực hai chiều

Cũng có một cách phân loại xy lanh thủy lực theo kết cấu với hai loại là xy lanh hàn và xy lanh lắp ghép bằng gu-rông (Tie Rod cylinder).

Xy lanh thủy lực ghép gu-rông

Loại xy lanh này được lắp ghép và giữ cố định bởi bốn thanh gu-rông thép cường độ cao khóa ren xuyên suốt giữ các bộ phận từ hai đầu nắp xy lanh (với các xy lanh có đường kính lớn có thể có đến 20 thanh gu-rông giữ). Kết cấu xy lanh dạng này giúp cho việc tháo lắp, service các xy lanh được dễ dàng và cũng dễ chế tạo từ các bộ phận tiêu chuẩn. Xy lanh thủy lực loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.

                                               Xy lanh thủy lực gurong

Xy lanh thủy lực kết cấu hàn

Đầu xy lanh loại này được hàn với ống xy lanh giúp xy lanh có kết cấu cứng vững thích hợp với các chế độ làm việc nặng trên các thiết bị thi công cơ giới hoặc công nghiệp năng.

(Biên tập viên: Máy & thiết bị SUMAC, nguồn siêu tầm)