Các loại xy lanh thủy lực phổ biến hiện nay trên thị trường

Trong công nghiệp hiện đại, các loại xy lanh thủy lực giữ vai trò then chốt trong việc tạo chuyển động và thực hiện các thao tác cơ học. Đây là bộ phận quan trọng trong hệ thống thủy lực, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và chế tạo. Bài viết sau sẽ giới thiệu các loại xy lanh thủy lực phổ biến cùng ứng dụng của chúng trong từng ngành công nghiệp.

Xem thêm: Công thức tính lưu lượng bơm thủy lực

Thông số kỹ thuật của xy lanh thuỷ lực

Các thông số kỹ thuật của xy lanh thủy lực có thể thay đổi tùy theo ứng dụng, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện môi trường. Dưới đây là một số thông số cơ bản thường được dùng để mô tả xy lanh thủy lực:

Đường kính piston (D): Là kích thước bề mặt của piston bên trong xy lanh, ảnh hưởng trực tiếp đến lực đẩy mà xy lanh tạo ra.

Đường kính trục (d): Là kích thước trục di động (nếu có), thường thấy ở những xy lanh có một đầu ra lực.

Hành trình (S): Khoảng cách tối đa mà piston hoặc trục có thể di chuyển, quyết định phạm vi chuyển động.

Áp suất làm việc (P₀): Áp suất vận hành thường xuyên của xy lanh, giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn.

Tần suất hoạt động: Số lần xy lanh hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định, ảnh hưởng đến thiết kế và độ bền.

Dung tích dầu (V): Thể tích chất lỏng thủy lực chứa trong xy lanh, ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển động.

Loại kết nối: Xy lanh có thể được lắp vào hệ thống thông qua các kiểu kết nối như ren, mặt bích (flange), hoặc bulông.

Nhiệt độ làm việc (T): Giới hạn nhiệt độ mà xy lanh có thể vận hành mà không ảnh hưởng đến tuổi thọ hoặc hiệu suất.

Tùy theo nhà sản xuất và từng dòng sản phẩm, các thông số này có thể có sai số hoặc khác biệt nhất định. Việc lựa chọn xy lanh cần dựa trên yêu cầu thực tế và phải tuân thủ hướng dẫn kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả và độ an toàn cao nhất.

Phân loại các loại xy lanh thủy lực phổ biến hiện nay

Xy lanh thủy lực được chia thành nhiều loại dựa trên cấu tạo, cách hoạt động và mục đích sử dụng. Mỗi loại có đặc điểm riêng, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể trong công nghiệp và cơ giới.

1. Xy lanh một chiều

Đây là loại xy lanh chỉ tạo lực theo một hướng – thường là hướng đẩy. Dầu áp suất được cấp vào một phía để đẩy piston, sau đó xy lanh hồi về nhờ lực lò xo hoặc tác động ngoại lực. Đặc điểm dễ nhận là chỉ có một cổng dầu.

2. Xy lanh hai chiều

Loại này có thể sinh lực cả hai chiều, nhờ có hai cổng dầu ở hai phía piston. Việc điều khiển đòi hỏi hệ thống có van đổi hướng để cấp dầu phù hợp. Cấu tạo phức tạp hơn, nhưng lại linh hoạt và phổ biến trong nhiều hệ thống cơ khí tự động.

3. Xy lanh cán đơn

Xy lanh dạng này có một trục cần gắn liền với piston. Khi xy lanh hoạt động, chỉ một đầu của trục di chuyển. Nó có hành trình hạn chế do giới hạn bởi chiều dài của cần và thân xy lanh. Đây là loại được dùng phổ biến nhất hiện nay.

4. Xy lanh nhiều tầng (Telescopic)

Gồm nhiều ống lồng vào nhau, có thể mở rộng hành trình rất dài so với chiều dài ban đầu. Thường dùng trong xe ben, cơ cấu nâng hạ. Có cả loại một chiều và hai chiều, tuy nhiên bản hai chiều đòi hỏi thiết kế rất phức tạp.

5. Xy lanh kiểu ghép gu-rông (Tie-rod)

Sử dụng các thanh gu-rông siết chặt để cố định các bộ phận xy lanh. Ưu điểm là dễ tháo lắp và bảo trì, thường dùng trong nhà máy, dây chuyền công nghiệp, nơi cần bảo trì thường xuyên.

6. Xy lanh kết cấu hàn

Các bộ phận được hàn cố định với nhau, giúp tăng độ bền và khả năng làm việc trong môi trường nặng nhọc. Phù hợp với máy móc thi công, thiết bị công nghiệp chịu tải lớn.

7. Xy lanh hai cần

Có hai cần đối xứng gắn hai bên piston. Khi một bên thò ra thì bên còn lại thụt vào. Cấu tạo này giúp cân bằng lưu lượng dầu và lực tác động ở hai phía, rất hữu ích khi yêu cầu chuyển động chính xác hoặc lực đối xứng.

8. Xy lanh thông tâm

Cần xy lanh được khoan xuyên suốt theo trục dọc, cho phép truyền lực đúng theo phương tâm. Thường dùng trong hệ thống nâng hạ tải trọng lớn, giúp loại bỏ nhu cầu cơ cấu phụ trợ định tâm.

9. Xy lanh có giảm chấn

Được tích hợp khoang giảm chấn ở cuối hành trình, nhằm giảm tốc độ piston khi chạm giới hạn, tránh va đập mạnh. Cấu tạo thường bao gồm cơ cấu “chày – cối” nhằm hấp thụ năng lượng dư thừa, kéo dài tuổi thọ xy lanh.

Nguyên lý hoạt động của một xilanh thủy lực

Trường hợp hệ thống chỉ có 1 xy lanh

Khi một hệ thống thủy lực chỉ sử dụng 1 xy lanh, nguyên lý vận hành khá đơn giản: Dầu thủy lực được bơm từ thùng chứa qua hệ thống van phân phối đến cửa cấp dầu của xy lanh. Lượng dầu ngày càng tăng trong buồng xy lanh sẽ tạo ra áp lực đẩy piston di chuyển ra ngoài.

Lúc này, xy lanh thủy lực đóng vai trò chuyển đổi áp suất chất lỏng thành chuyển động cơ học tuyến tính, hỗ trợ hiệu quả cho các tác vụ như ép, nén, nâng vật,…

Trường hợp hệ thống có từ 2 xy lanh trở lên

Khi hệ thống sử dụng 2 xy lanh thủy lực hoặc nhiều hơn, cơ cấu sẽ trở nên phức tạp hơn. Các xy lanh này thường được liên kết với nhau qua đường ống dẫn dầu. Khi dầu được bơm vào đồng thời, áp lực sẽ phân phối đến từng xy lanh.

Khi một piston chịu tác động lực, lực đó sẽ được truyền qua dầu sang piston còn lại. Do áp suất trong hệ kín được giữ ổn định, lực tác động tại xy lanh thứ hai có thể rất lớn, hỗ trợ tối đa trong những nhiệm vụ cần lực đẩy mạnh và chính xác.

Người dùng có thể điều chỉnh tốc độ làm việc của xy lanh thông qua thay đổi lưu lượng dầu, hoặc tùy chỉnh thiết kế hệ thống bằng cách thay đổi kích thước piston và cần xy lanh để phù hợp với mục đích sử dụng cụ thể.

Xem thêm: Cấu tạo xy lanh thủy lực