Cách tính toán chọn bơm thủy lực phù hợp với hệ thống

Để tính toán chọn bơm thủy lực sao cho phù hợp lại không hề đơn giản, nhất là với những ai chưa có nhiều kinh nghiệm. Nếu bạn đang băn khoăn chưa biết cách xác định các thông số để lựa chọn đúng loại bơm cần dùng, hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây. Những hướng dẫn cụ thể sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc tính toán và chọn được loại bơm đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật.

Tổng quan về bơm thủy lực trong hệ thống

Bơm thủy lực hay còn gọi trong tiếng Anh là Hydraulic Pump, là một trong những bộ phận cốt lõi của hệ thống truyền động thủy lực, bên cạnh các thiết bị như van, xi lanh, bình dầu hay bộ lọc. Nhiệm vụ chính của bơm là tạo ra dòng dầu có áp, đưa dầu từ thùng chứa đến các cơ cấu chấp hành để hệ thống có thể vận hành liên tục.

Thông thường, bơm sẽ được lắp đặt gần vị trí bình chứa để đảm bảo việc hút và đẩy dầu diễn ra hiệu quả nhất. Dầu sau khi được hút lên sẽ theo ống dẫn đi qua các van điều khiển, đến các xi lanh một chiều hoặc hai chiều tùy thiết kế. Khi dầu quay trở lại bình chứa, bơm tiếp tục chu trình vận hành kế tiếp, tạo nên một vòng lặp kín.

Chính vì vai trò trung tâm đó, việc lựa chọn bơm không thể tùy tiện. Trong quá trình thiết kế hoặc bảo trì, kỹ thuật viên cần thực hiện tính toán chọn bơm thủy lực dựa trên các thông số phù hợp với hệ thống. Nếu chọn sai, bơm có thể làm việc quá công suất, gây nóng, giảm hiệu suất hoặc nhanh hư hỏng.

Xem thêm: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy bơm thủy lực 

Hướng dẫn cách tính toán chọn bơm thủy lực

Trong hệ thống thủy lực, bơm là thiết bị quyết định đến việc có tạo ra đủ lực hoặc momen để các bộ phận chấp hành hoạt động hiệu quả hay không. Nếu bạn lựa chọn sai loại bơm hoặc không tính toán kỹ, hệ thống có thể rơi vào tình trạng tiêu hao năng lượng không cần thiết hoặc không đủ công suất để vận hành.

Việc đầu tiên trong quá trình tính toán chọn bơm thủy lực là xác định loại bơm bạn cần dùng. Ví dụ, khi cần lưu lượng lớn nhưng áp suất không quá cao, bạn có thể cân nhắc sử dụng bơm lá hoặc bơm piston. Trong trường hợp hệ thống đòi hỏi áp lực cao mà không cần lưu lượng nhiều, thì bơm bánh răng sẽ là lựa chọn đáng cân nhắc.

Sau đó, bạn cũng nên làm rõ mình sẽ dùng loại bơm chạy điện hay loại vận hành bằng tay tùy vào mục đích và môi trường làm việc cụ thể. 

Tiếp theo là bước quan trọng nhất: tính toán các thông số như công suất, áp suất làm việc và lưu lượng dầu mà bơm cần cung cấp. Những dữ liệu này có thể được xác định bằng công thức kỹ thuật và đối chiếu với thông số từ nhà sản xuất.

Cách tính lưu lượng bơm thủy lực

Lưu lượng được hiểu là khối lượng dầu mà bơm có thể đẩy đi trong một khoảng thời gian nhất định. Đơn vị thường gặp của lưu lượng là mét khối trên giờ hoặc lít trên phút.

Trên mỗi bơm, bạn có thể thấy chỉ số lưu lượng riêng – đây là lượng dầu mà bơm sinh ra trong một vòng quay. Đơn vị thường dùng là cc trên một vòng.

Để tính ra lưu lượng thực tế của bơm, bạn có thể sử dụng công thức sau:

Q = q × n

Trong đó:

Q là lưu lượng của bơm, đơn vị thường là lít mỗi phút hoặc mét khối mỗi phút

q là lưu lượng riêng, đơn vị cc trên vòng

n là số vòng quay mỗi phút của động cơ dẫn động bơm

Áp suất của bơm thủy lực

Sau khi xác định được lưu lượng, yếu tố tiếp theo bạn cần quan tâm trong quá trình tính toán chọn bơm thủy lực là áp suất bơm. Đây là thông số thể hiện khả năng tạo lực hoặc momen cho xi lanh và động cơ thủy lực trong hệ thống. Để tính áp suất cần thiết cho bơm, bạn có thể sử dụng công thức:

P = F / S

Trong đó:

F là lực mà hệ thống cần tạo ra để đẩy tải, đơn vị là Newton

S là diện tích mặt cắt của cần piston, đơn vị là mét vuông

P là áp suất tạo ra, đơn vị gốc là Newton trên mét vuông. Tuy nhiên trong thực tế người ta thường quy đổi sang các đơn vị phổ biến hơn như bar hoặc psi. Cụ thể, 1 bar tương đương với 100000 Newton trên mét vuông.

Cách tính công suất máy bơm

Dựa vào hai thông số đã có là lưu lượng và áp suất, bạn có thể tiếp tục xác định công suất cần thiết của máy bơm theo công thức dưới đây:

N = P × Q / 612

Trong đó:

P là áp suất, đơn vị bar

Q là lưu lượng, đơn vị lít trên phút

N là công suất cần thiết của bơm, đơn vị là kilowatt

Một lưu ý quan trọng trong quá trình tính toán chọn bơm thủy lực là không nên để bơm làm việc ở ngưỡng giới hạn liên tục. Để đảm bảo độ bền và hiệu suất ổn định, bạn nên chọn áp suất bơm cao hơn áp suất tính toán thực tế. Với các hệ thống áp suất cao, nên cộng thêm khoảng 10 phần trăm. Còn với các hệ thống yêu cầu áp suất thấp hoặc trung bình, mức dự phòng nên nằm trong khoảng 20 đến 30 phần trăm. Điều này giúp tránh hiện tượng tụt áp hoặc giảm hiệu năng sau thời gian dài vận hành.