Thiết bị truyền động thủy lực được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như máy móc kỹ thuật, thiết bị tự động hóa công nghiệp và hàng không vũ trụ do hiệu quả tuyệt vời, tính linh hoạt và khả năng chịu tải mạnh. Tuy nhiên, hiệu suất tổng thể của hệ thống thủy lực bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, không chỉ liên quan trực tiếp đến hiệu suất của thiết bị mà còn liên quan chặt chẽ đến mức tiêu thụ năng lượng và tính kinh tế.
Tính chất của dầu thủy lực
Độ nhớt
Độ nhớt của dầu thủy lực là thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống thủy lực. Độ nhớt quá cao sẽ khiến dầu thủy lực chảy kém, từ đó làm tăng tải trọng của máy bơm và làm giảm hiệu suất chung của hệ thống. Nói một cách tương đối, độ nhớt quá thấp có thể gây vỡ màng dầu và làm tăng độ mài mòn của thiết bị. Vì vậy, việc lựa chọn dầu thủy lực có độ nhớt phù hợp là rất quan trọng. Thông thường, cần xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ làm việc và môi trường sử dụng trong giai đoạn thiết kế hệ thống thủy lực.
Nhiệt độ
Nhiệt độ của dầu thủy lực có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt và tính chất hóa học của nó. Trong môi trường nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu thủy lực sẽ giảm, do đó làm giảm hiệu suất bôi trơn và tăng nguy cơ rò rỉ và mài mòn; ngược lại, nhiệt độ thấp sẽ khiến độ nhớt của dầu tăng lên và ảnh hưởng đến tính lưu động. Do đó, hệ thống thủy lực cần được trang bị các thiết bị làm mát hoặc sưởi ấm hiệu quả để đảm bảo dầu thủy lực được duy trì trong phạm vi nhiệt độ vận hành phù hợp.
Chất gây ô nhiễm
Các chất gây ô nhiễm trong dầu thủy lực (như nước, hạt và hóa chất) có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của dầu, làm tăng tỷ lệ hao mòn và hỏng hóc của hệ thống. Kiểm tra và thay thế dầu thủy lực thường xuyên để giữ dầu sạch có thể giúp nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống thủy lực.
Hiệu suất của các thành phần thủy lực
Hiệu suất của máy bơm
Bơm thủy lực là cốt lõi của hệ thống thủy lực và hiệu suất của nó quyết định trực tiếp đến hiệu suất truyền động của toàn bộ hệ thống. Các loại máy bơm (như bơm bánh răng, bơm cánh gạt, bơm pít tông…), độ chính xác trong thiết kế và chế tạo sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của nó. Một máy bơm hiệu quả có thể cung cấp lưu lượng và áp suất cần thiết với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, điều này rất quan trọng để cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Thiết kế xi lanh thủy lực
Thiết kế của xi lanh thủy lực có tác động trực tiếp đến lực ra và tốc độ chuyển động của chúng. Các yếu tố như diện tích piston, hành trình và thiết kế vòng đệm của xi lanh thủy lực sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của nó. Thiết kế hợp lý không chỉ có thể giảm rò rỉ mà còn tăng công suất đầu ra, từ đó cải thiện hiệu quả hiệu quả chung của hệ thống.
Hiệu suất của van
Các van điều khiển (như van tràn, van định hướng và van điều khiển dòng chảy) trong hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lỏng. Độ chính xác trong thiết kế và điều chỉnh của van ảnh hưởng trực tiếp đến việc kiểm soát dòng chảy và áp suất, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống. Ngoài ra, rò rỉ van và mất điện trở cũng sẽ dẫn đến lãng phí năng lượng và làm giảm hiệu suất chung của hệ thống.
Thiết kế và bố trí đường ống
Chiều dài và đường kính đường ống
Chiều dài và đường kính của đường ống thủy lực có tác động đáng kể đến sức cản của dòng chất lỏng. Đường ống quá dài sẽ gây tổn thất áp suất, từ đó làm giảm hiệu suất của hệ thống; trong khi đường kính đường ống quá nhỏ sẽ làm tăng lực cản dòng chảy và gây tổn thất năng lượng. Do đó, trong quá trình thiết kế hệ thống thủy lực, chiều dài đường ống phải được rút ngắn càng nhiều càng tốt và nên chọn đường kính ống thích hợp để tối ưu hóa dòng chất lỏng và giảm tổn thất áp suất.
Khuỷu tay và khớp
Các khuỷu và khớp nối trong đường ống sẽ làm tăng lực cản dòng chảy của chất lỏng và gây tổn thất năng lượng. Mỗi khuỷu tay và khớp có thể gây ra một lượng tổn thất áp suất nhất định, do đó, số lượng khuỷu tay phải được giảm thiểu trong quá trình thiết kế và nên chọn các khớp nối có tổn thất điện năng chất lỏng nhỏ để cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.
