SANY VIỆT NAM ® - Cung cấp, Bảo hành Thiết bị và Phụ tùng. ©Hotline: 0976.567.318

Đang tải...

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực máy xúc

19/10/2025

sany

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực máy xúc

Hệ thống thuỷ lực là một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy xúc. Một số cấu tạo chi tiết chính bao gồm: động cơ, bơm thuỷ lực, van điều khiển, các mô tơ,... Với cấu tạo nhiều bộ phận như vậy liệu bạn đã biết nó hoạt động như thế nào chưa? Nguyên lý ra việc ra sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu hệ thống thuỷ lực máy xúc qua viết dưới đây nhé!

Mô tả hệ thống thủy lực máy xúc

Cấu tạo máy xúc và chức năng của từng thành phần

Lấy ý tưởng hoạt động giống như bàn tay con người, các chi tiết máy xúc, máy đào được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính:

  • Gầu đào: Cấu tạo bàn tay năm ngón. Có khả năng xúc vật liệu và đá với khối lượng lớn.
  • Cabin: Được lắp trên bàn xoay điều khiển mọi hoạt động của máy xúc, bao gồm động cơ, bánh xe chuyển động và buồng lái.
  • Tay cần trợ lực: Kết nối giữa gầu đào xúc và cabin. Thường có 2 khớp lắp thêm xi lanh thủy lực có thể gập lại và kéo dài tùy ý. Trong xi lanh luôn chứa dầu thủy lực máy xúc.
  • Được thiết kế theo nguyên tắc đòn bẩy. Máy đào có khả năng đào bới, di chuyển những vật nặng.

Đây là nhìn về hình thức bên ngoài. Thiết kế chi tiết một chiếc máy xúc đào gồm những bộ phận chính sau

cấu tạo máy xúc

(1) Động cơ Diezel: Cung cấp năng lượng để hoạt động các bộ phận khác của máy xúc như bơm thuỷ lực, bơm nhiên liệu, các thiết bị điện tử trong cabin,...

(2) Bơm thuỷ lực: Cung cấp dòng chất lỏng (dầu thuỷ lực) với áp suất và lưu lượng nhất định cho các thiết bị trong hệ thống. Bơm thuỷ lực tạo ra áp suất dầu thuỷ lực cao hơn áp suất không khí thông thường giúp bộ phận máy xúc di chuyển và hoạt động mượt mà và chính xác.

(3) Mô tơ quay khi di chuyển: Cung cấp năng lượng và chuyển động xoay cho các bộ phận khác trong máy xúc như bánh xe/bánh răng. Mô tơ cũng kiểm soát hướng di chuyển đến các vị trí cần thiết và thực hiện các hoạt động khác.

(4) Thùng dầu thuỷ lực: Đây là nơi lưu trữ dầu để cung cấp cho quá trình vận hành máy. Thùng dầu cũng được trang bị bộ lọc để loại bỏ các tạp chất và cặn bẩn.

(5) Mô tơ quay toa: Chức năng chính của bộ phận này là tạo chuyển động xoay toa cho máy xúc theo các hướng khác nhau. Mô tơ cũng điều chỉnh tốc độ xoay để máy xúc hoạt động một cách chính xác.

(6) Gầu: Có chức năng đào và xúc vật liệu từ đất đá, cát đến bùn lầy đất sét. Ngoài ra gầu cũng giúp nâng và vận chuyển vật liệu, một vài trường hợp khác tuỳ vào sự linh hoạt của người điều khiển thì gầu cũng được sử dụng.

(7) Xi lanh thuỷ lực: Chức năng chính là tạo lực đẩy để thực hiện các hoạt động khi làm việc. Khi dòng chất lỏng được bơm vào xy-lanh nó tạo ra lực đẩy để điều khiển hệ thống lái, tăng khả năng vận hành và điều chỉnh tốc độ hoạt độ hoạt động của máy xúc.

(8) Cụm van phân phối: Điều khiển chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực máy xúc. Ngoài ra nó còn được sử dụng để điều chỉnh áp suất, kiểm soát hướng di chuyển đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Nguyên lý hoạt động hệ thống thuỷ lực máy xúc

bơm thủy lực

Khi động cơ (1) hoạt động sẽ được truyền tới bơm thuỷ lực. Bơm thuỷ lực (2) hoạt động, dầu sẽ được đẩy từ thùng dầu thuỷ lực (4) đi qua các ống dẫn đến các cụm van phân phối chính (8). Người vận hành sẽ sử dụng các thiết bị trong cabin máy xúc để điều khiển. Dầu sẽ được bơm tới cụm van phân phối chính (8) và di chuyển tới các xy-lanh thuỷ lực (7) ở tay gầu để điều khiển thiết bị theo mong muốn.

Máy xúc có bộ phận chính là "cánh tay" thường gọi là tay gầu được gắn vào bộ phân thân máy. Bộ phận xúc được gọi là gầu (6) và gắn vào "cánh tay". Tay gầu được điều khiển bởi một hệ thống thuỷ lực bao gồm: bơm thuỷ lực, các van điều khiển và các ống dẫn dầu.

Để làm cho xe di chuyển, dầu cũng được đẩy tới mô tơ quay toa (5) và mô tơ di chuyển (3).

Kết thúc quá trình hoạt động, trước khi dầu trở về thùng sẽ được lọc thuỷ lực và làm mát ở két mát. Hệ thống van an toàn sẽ giới hạn áp lực hệ thống thuỷ lực và được lắp ở van phân phối chính. Van sẽ mở ra để dầu chảy về thùng khi áp lực hệ thống đến giới hạn của van.

Bơm thủy lực chuyển đổi năng lượng cơ học từ một động cơ (điện, đốt trong...) thành năng lượng thủy lực (dòng dầu áp suất cao). Tốc độ của động cơ này trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ và lưu lượng của bơm, từ đó điều khiển áp suất và lực trong toàn hệ thống thủy lực. Điều khiển tốc độ động cơ là cách để kiểm soát công suất đầu ra của hệ thống, ví dụ bằng cách sử dụng bộ điều tốc để điều chỉnh tốc độ động cơ hoặc dùng van điều khiển để điều chỉnh lưu lượng dầu từ bơm. 

Mối liên hệ giữa bơm thủy lực và động cơ

  • Động cơ cung cấp năng lượng cho bơm: 

    Động cơ (như động cơ điện hoặc động cơ đốt trong) quay trục của bơm thủy lực, cung cấp năng lượng cơ học. 

  • Bơm thủy lực biến đổi năng lượng: 

    Bơm sử dụng chuyển động này để hút dầu từ thùng chứa và đẩy ra ngoài với áp suất cao, tạo thành năng lượng thủy lực. 

  • Tốc độ động cơ quyết định tốc độ bơm: 

    Tốc độ quay của động cơ càng cao thì tốc độ của bơm càng nhanh, dẫn đến lưu lượng dầu càng lớn. Ngược lại, tốc độ động cơ thấp sẽ làm giảm lưu lượng dầu. 

Điều khiển tốc độ động cơ và hiệu quả hệ thống

  • Điều chỉnh lưu lượng và áp suất: 

    Tốc độ của động cơ là một trong những yếu tố chính quyết định lưu lượng dầu được bơm. Lưu lượng và áp suất này sẽ được sử dụng để vận hành các cơ cấu chấp hành như xi lanh, động cơ thủy lực, v.v. 

  • Kiểm soát công suất: 

    Bằng cách điều chỉnh tốc độ động cơ, người vận hành có thể kiểm soát tổng công suất của hệ thống. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả làm việc, giảm tiêu thụ năng lượng và tránh làm quá tải hệ thống. 

  • Hộp điều khiển và bộ điều tốc: 

    Các hệ thống hiện đại sử dụng bộ điều khiển điện tử (hộp đen) kết hợp với cảm biến (tay ga, cảm biến áp suất, cảm biến tốc độ động cơ) để tự động điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua bộ điều tốc, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả nhất trong mọi điều kiện tải. 

  • Van điện từ tỉ lệ: 

    Bên cạnh việc điều khiển tốc độ động cơ, một phương pháp khác để kiểm soát hiệu quả hệ thống là sử dụng các van điện từ tỉ lệ. Những van này cho phép điều chỉnh góc mở của đĩa nghiêng trên bơm, từ đó điều chỉnh chính xác lưu lượng dầu đầu ra phù hợp với yêu cầu của tải. 

Ứng dụng của hệ thống thuỷ lực trong máy xúc

Hệ thống thuỷ lực là một công nghệ được sử dụng rộng rãi trong máy móc và thiết bị công nghiệp, trong đó máy xúc là một trong những ứng dụng phổ biến nhất. Dưới đây là một số ứng dụng của hệ thống thuỷ lực trong máy xúc:

  • Đào, xúc và nâng vật liệu: Hệ thống thuỷ lực được sử dụng để cung cấp lực đẩy để thực hiện các hoạt động như đào, xúc và nâng vật liệu. Khi dòng chất lỏng được bơm vào xy-lanh thuỷ lực, nó tạo ra lực đẩy để di chuyển các bộ phận của máy xúc và thực hiện các hoạt động này.

  • Điều khiển hệ thống lái: Khi dòng chất lỏng được bơm vào bơm thủy lực, nó cung cấp lực đẩy để điều khiển các bộ phận lái của máy xúc như bánh xe, bánh răng và hệ thống lái.

  • Điều chỉnh áp suất: Khi áp suất được điều chỉnh, tốc độ và lực đẩy của xy-lanh thuỷ lực có thể được điều chỉnh để phù hợp với các nhu cầu khác nhau.

  • Kiểm soát hướng di chuyển: Hệ thống thuỷ lực giúp kiểm soát hướng di chuyển của máy xúc. Khi được điều khiển, dòng chất lỏng được chuyển hướng đến các xy-lanh thuỷ lực để thực hiện các hoạt động như đào, xúc, nâng và xoay.

  • Đảm bảo an toàn: Khi bộ phận được thiết kế và sử dụng đúng cách, nó giúp loại bỏ các nguy cơ hỏng hóc hoặc nguy hiểm trong quá trình vận hành máy xúc.

Cách bảo trì và sửa chữa hệ thống thủy lực máy xúc

Bảo trì và sửa chữa hệ thống thuỷ lực máy xúc là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và tuổi thọ của máy xúc. Dưới đây là một số cách bảo trì chúng tôi khuyên nên áp dụng:

máy xúc sany

  • Thực hiện kiểm tra định kỳ: Kiểm tra định kỳ hệ thống thuỷ lực máy xúc để phát hiện và khắc phục các vấn đề trước khi chúng trở nên nghiêm trọng. Các bộ phận cần được kiểm tra bao gồm ống dẫn dầu, van điều khiển, bơm thuỷ lực, bộ lọc dầu và bộ điều khiển áp suất.

  • Thay thế các bộ phận hỏng: Nếu phát hiện các bộ phận trong hệ thống thuỷ lực máy xúc bị hỏng, chúng ta cần thay thế ngay lậo tức để đảm bảo hiệu quả của máy xúc. Tránh tình trạng để lâu ngày càng khiến các bộ phận khác bị hỏng thêm, lúc này chi phí sửa chữa sẽ bị tăng cao rất nhiều.

  • Làm sạch hệ thống thuỷ lực máy xúc: Hệ thống cần làm sạch định kỳ để loại bỏ các tạp chất và bụi bẩn. Giúp tăng tuổi thọ máy và giảm khả năng xảy ra các vấn đề

  • Sử dụng dầu thuỷ lực chất lượng cao: Việc sử dụng dầu kém chất lượng trong một thời gian dài rất dễ xảy ra tình trạng hỏng các bộ phận trong thân máy. Vì vậy cần sử dụng các loại dầu chất lượng cao giúp máy hoạt động tốt hơn và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận

  • Sửa chữa thay thế các bộ phận chính hãng: Để hệ thống thuỷ lực máy xúc hoạt động tốt hơn và đảm bảo an toàn cho người sử dụng thì nên sửa chữa thay thế hàng chính hãng. Thực tế có nhiều trường hợp thay thế bộ phận không đồng bộ gây ảnh hưởng đến quá trình làm việc.

  • Bảo dưỡng bảo trì nên thực hiện bởi các kỹ thuật viên có kinh nghiệm lâu năm, họ có đầy đủ các kiến thức và kỹ năng để kiểm tra máy xúc một cách hiệu quả.

Dấu hiệu nhận biết thời gian nên thay Dầu Thủy lực cho máy xúc

Máy xúc là một trong những loại máy móc cơ giới sử dụng hệ thống thủy lực. Dầu Thủy lực cho máy xúc rất cần thiết, nó duy trì toàn bộ hoạt động của máy xúc.

Tuy nhiên,sau một thời gian sử dụng thì Dầu Thủy lực sẽ bị nhiễm bẩn và biến chất. Nguyên nhân chính là do sự tích tụ các cặn bẩn và vi sinh vật trong quá trình hoạt động khi các chi tiết máy ma sát. Hơn nữa, sự tuần hoàn liên tục của dầu bên trong guồng máy dẫn đến tình trạng oxy hóa dẫn đến việc dầu bị giảm chất lượng.

Khi xảy ra tình trạng Dầu Thủy lực bị nhiễm bẩn thì nó sẽ mất tính năng bôi trơn và bảo vệ các chi tiết máy. Không chỉ vậy, các cặn bẩn lắng đọng trong dầu còn có khả năng gây hư hại cho máy móc. Vì vậy người tiêu dùng chú ý thời điểm thích hợp để thay Dầu Thủy lực cho máy xúc.

Thông thường thì Dầu Thủy lực thường có thời gian sử dụng từ 2000 đến 4000 giờ. Trong thực tế thì con số này thường ít hơn đáng kể khi vận hành máy xúc. Phụ thuộc vào tình trạng hoạt động của máy móc và tình trạng thực tế mà xác định thời điểm thay dầu cho phù hợp.

Quy trình thay Dầu Thủy lực

Nếu như bạn không thay thế kịp thời thì Dầu Thủy lực sẽ rất dễ bị biến chất. Trong quá trình thay dầu, người thực hiện cần chú trọng tuân theo quy trình chuẩn gồm ba bước chính như sau:

Xả bỏ dầu cũ

Trước tiên nên rút bỏ toàn bộ phần dầu cũ trong hệ thống thủy lực. Nên chú ý đến các vị trí dễ bị tồn lưu dầu như phin lọc, van dẫn, các đường ống cong… Và sau đó cần thực hiện vệ sinh phần đáy bể chứa dầu.

Sau lần vận hành gần nhất từ 4 đến 5 tiếng chính là thời điểm thích hợp để xả Dầu Thủy lực cũ. Hãy nhớ rằng không được xả dầu ngay sau khi máy móc vừa kết thúc chu kỳ vận hành vì dầu thừa bắn vào người khiến người thực hiện bị bỏng

Bơm dầu mới

  • Khi bơm dầu mới cần đảm bảo các bể giãn nở và bể chứa dầu phải sạch sẽ và khô ráo. Chú ý chỉnh nút xả về chế độ an toàn trước khi thực hiện bơm dầu.

  • Trong quá trình thực hiện cần kiểm tra các bộ phận như: phin lọc, đường ống, van dẫn. Nếu phát hiện dầu tồn lưu thì có thể làm sạch ngay bằng khăn tẩm dung dịch vệ sinh chuyên dụng.

  • Nếu bạn sử dụng máy bơm chuyên dụng thì phần vòi dẫn dầu của máy phải được đặt ở điểm thấp nhất trong khoang chứa dầu để hạn chế tình trạng hình thành bọt khí trong dầu.

  • Kiểm tra độ ổn định áp suất trong hệ thống tuần hoàn thường xuyên đồng thời điều chỉnh các van thông gió để tránh tạo nhiệt lượng gây ảnh hưởng đến chất lượng dầu.

  • Lượng dầu thủy lực bơm vào cần phụ thuộc vào dung tích xi lanh của động cơ. Dựa vào khả năng vận hành và tải hoạt động của máy để đong đo lượng dầu sao cho phù hợp. Nếu bươm một lượng nhiều hơn thiết có thể dẫn đến việc rò rỉ dầu.

Vận hành

  • Sau khi hoàn tất quá trình bơm dầu, người thực hiện cần khởi động hệ thống thủy lực để thử máy trong vòng từ 10 đến 15 phút..

  • Kết thúc quá trình thay dầu cho máy xúc, cần thực hiện vệ sinh toàn bộ các bộ phận xung quanh để đảm bảo hạn chế tình trạng dây vải dầu ra xung quanh gây nguy hiểm khi vận hành.

Khắc phục tình trạng bơm thủy lực máy xúc hư hỏng

máy xúc sany

Nguyên nhân dẫn đến hư hỏng bơm thủy lực máy xúc bao gồm: dầu thủy lực bẩn hoặc sai loại, nhiệt độ dầu quá cao, thiếu bảo dưỡng định kỳ, áp suất làm việc quá cao, xâm thực (sủi bọt khí), và các vấn đề về lắp đặt hoặc mài mòn các bộ phận

Nguyên nhân chính

  • Dầu thủy lực bẩn hoặc sai loại: chiếm 70-80% nguyên nhân hỏng hóc

    • Dầu bẩn: Các hạt bụi, kim loại, cặn bẩn có thể đi vào hệ thống và gây mài mòn các chi tiết bên trong bơm, các bề mặt làm việc và phớt. 
    • Dầu sai loại: Độ nhớt không phù hợp hoặc chất lượng kém có thể làm giảm khả năng bôi trơn và bảo vệ, dẫn đến mài mòn và hư hỏng. 
  • Nhiệt độ dầu quá cao:

    • Nhiệt độ dầu tăng cao làm suy giảm độ nhớt, ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn và tăng áp lực lên các bộ phận. 
    • Nguyên nhân có thể do hệ thống làm mát kém, tải trọng quá lớn, hoặc hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. 
  • Thiếu bảo dưỡng định kỳ:

    • Bỏ qua việc vệ sinh, thay dầu, kiểm tra lọc sẽ khiến các cặn bẩn tích tụ trong hệ thống. 
    • Các chi tiết như gioăng, phớt bị mòn, rách mà không được thay thế kịp thời cũng gây rò rỉ. 
  • Áp suất làm việc quá cao hoặc quá tải:

    • Vận hành máy ở áp suất cao hơn định mức sẽ gây quá tải cho các bộ phận bên trong bơm, làm chúng dễ bị hỏng hóc hoặc nứt vỡ. 
  • Xâm thực (sủi bọt khí):

    • Không khí xâm nhập vào hệ thống thủy lực sẽ tạo thành bọt khí, gây giảm hiệu suất truyền áp suất, tạo tiếng ồn và ăn mòn các chi tiết. 
    • Nguyên nhân thường do khớp nối ống hút và lọc bị lỏng hoặc hỏng. 
  • Các vấn đề về lắp đặt hoặc mài mòn:

    • Lắp ngược các bộ phận, như mặt bích, có thể gây mài mòn sau một thời gian sử dụng. 
    • Các bộ phận như vòng bi, phớt, trục, roto, van bị mòn, hư hỏng do hết tuổi thọ hoặc mài mòn cũng là nguyên nhân phổ biến. 
    • Sự lắp ráp không đồng trục giữa động cơ và bơm cũng gây mài mòn các khớp nối. 

Quy trình sửa chữa

  • Kiểm tra ban đầu: 

    Kiểm tra áp suất, tiếng ồn, rò rỉ dầu khi máy đang hoạt động. 

  • Tháo rời bơm: 

    Xả hết dầu, tháo các đường ống, vệ sinh đầu nối, và tháo rời các cụm chi tiết bên trong như piston, mặt chà, đĩa nghiêng, quả táo. 

  • Đánh giá hư hỏng: 

    Sử dụng đồng hồ so và thước đo chuyên dụng để kiểm tra mức độ mòn của các chi tiết. 

  • Thay thế linh kiện: 

    Thay thế các bộ phận hư hỏng bằng linh kiện chính hãng như piston, phớt, bạc bơm, đĩa chà, đĩa phân phối. 

  • Lắp ráp và chỉnh sửa: 

    Lắp ráp lại các chi tiết, đảm bảo lắp đúng chiều quay và chỉnh khe hở theo đúng tiêu chuẩn, siết mô-men chuẩn. 

  • Chạy thử và bàn giao: 

    Chạy thử bơm trên bàn test để đo áp lực, kiểm tra tiếng ồn và độ ổn định trước khi lắp lại vào máy. 

  • Kiểm tra hệ thống: 

    Sau khi lắp lên máy, nếu vẫn có vấn đề, cần kiểm tra lại toàn bộ hệ thống thủy lực như van điều chỉnh áp suất, van phân phối, và các cơ cấu chấp hành khác. 

Lưu ý quan trọng

  • Cần hiểu rõ loại bơm để có phương pháp sửa chữa phù hợp. 
  • Sử dụng linh kiện chính hãng để đảm bảo hiệu quả và độ bền. 
  • Sau khi sửa chữa, cần chạy thử và kiểm tra các thông số hoạt động để đảm bảo bơm hoạt động tốt trước khi bàn giao. 

 

Bài viết khác

Zalo
[ThongBao]
[Dong]