Trong ngành xây dựng và cơ giới hiện đại, việc vận hành hiệu quả các loại máy công trình như máy xúc, máy ủi, xe nâng, cẩu bánh xích,… phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống thủy lực. Nếu không nắm được nguyên lý hoạt động của hệ thống này, việc bảo dưỡng hoặc xử lý sự cố sẽ trở nên khó khăn, dễ dẫn đến hỏng hóc, trì trệ thi công.
Trong bài viết này, Blog Xe sẽ phân tích chi tiết về thông số kỹ thuật, khả năng vận hành, chi phí đầu tư và kinh nghiệm lựa chọn, giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp và tiết kiệm nhất.
Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống thủy lực trong máy công trình
Hệ thống thủy lực là một mạng lưới bao gồm các thiết bị tạo, truyền, điều khiển và sử dụng năng lượng áp suất chất lỏng, cụ thể là dầu thủy lực.
Các thành phần chính cấu tạo nên hệ thống này bao gồm:
1. Bơm thủy lực (Hydraulic Pump)
Là thiết bị tạo áp suất cho hệ thống, bơm hút dầu từ bình chứa và đẩy vào hệ thống với áp lực cao. Tùy loại máy, có thể sử dụng:
- Bơm bánh răng: đơn giản, rẻ tiền, lưu lượng thấp.
- Bơm piston: áp suất cao (lên tới 350 bar), hiệu suất cao.
- Bơm hướng trục: thay đổi được lưu lượng, tiết kiệm nhiên liệu.
2. Van điều khiển
Bao gồm:
- Van phân phối: chuyển hướng dòng dầu đến cơ cấu chấp hành.
- Van tiết lưu: điều chỉnh lưu lượng để thay đổi tốc độ.
- Van an toàn: giới hạn áp suất, tránh quá tải.
- Van chống tụt: ngăn dầu chảy ngược, duy trì áp suất ở trạng thái dừng.
3. Xi lanh thủy lực
Chuyển đổi áp suất dầu thành chuyển động thẳng. Các xi lanh điều khiển gầu xúc, cần nâng, càng nâng,… Tùy tải trọng có thể dùng xi lanh đơn hoặc xi lanh đôi.
4. Mô tơ thủy lực
Chuyển áp suất dầu thành chuyển động quay, thường dùng cho bánh xích, đầu quay của cần cẩu, quạt làm mát…
5. Bình chứa, lọc dầu và ống dẫn
- Bình chứa dầu: duy trì nhiệt độ và cung cấp dầu ổn định.
- Bộ lọc: loại bỏ cặn bẩn, đảm bảo độ sạch của dầu.
- Ống thủy lực: truyền tải áp suất, thường là ống mềm lõi thép chịu áp cao.
Ưu nhược điểm khi sử dụng hệ thống thủy lực máy công trình
Ưu điểm
- Tạo lực lớn với kích thước gọn nhẹ: Nhờ nguyên lý truyền áp lực chất lỏng, hệ thống thủy lực có thể nâng tải lớn hàng chục tấn mà không cần cấu trúc cơ khí phức tạp.
- Điều khiển chính xác: Có thể điều chỉnh tốc độ, hướng và hành trình xi lanh dễ dàng.
- Linh hoạt và ổn định: Hoạt động tốt trong điều kiện rung động, môi trường khắc nghiệt.
- Tăng tuổi thọ thiết bị: Nếu được bảo trì đúng cách, hệ thống thủy lực hoạt động rất bền bỉ.
Nhược điểm
- Rò rỉ dầu: Là sự cố phổ biến, gây ô nhiễm và tổn thất công suất.
- Phụ thuộc vào chất lượng dầu: Dầu bị nhiễm bẩn sẽ gây mài mòn bơm, van, xi lanh.
- Tỏa nhiệt lớn: Khi hoạt động liên tục, hệ thống cần có cơ chế giải nhiệt hiệu quả.
- Chi phí bảo trì cao: Do yêu cầu thay thế định kỳ phớt, lọc, ống mềm,…
Ứng dụng thực tế của hệ thống thủy lực trong công trình
Hệ thống thủy lực có mặt trong hầu hết các loại thiết bị thi công:
| Thiết bị | Cơ cấu điều khiển bằng thủy lực |
|---|---|
| Máy xúc đào | Cần nâng, tay gầu, gầu xúc, trụ xoay |
| Máy ủi | Lưỡi ủi nâng – hạ – nghiêng, tay lái |
| Máy xúc lật | Tay cần, gầu xúc, bộ điều khiển truyền động |
| Xe nâng hàng | Càng nâng, nghiêng trụ, dịch chuyển ngang |
| Xe cẩu | Tay cần vươn, tời, cần lắp xoay, chân chống |
Trong thực tế, máy xúc thủy lực chiếm đến 80–90% các loại máy thi công ở Việt Nam nhờ khả năng kết hợp linh hoạt giữa cơ cấu di chuyển (xích hoặc bánh lốp) và thao tác tay gầu đa năng – tất cả đều vận hành bằng hệ thống thủy lực.
So sánh hệ thống thủy lực giữa các loại máy công trình phổ biến
| Loại máy | Áp suất hệ thống (bar) | Loại bơm chính | Cơ cấu điều khiển |
|---|---|---|---|
| Máy xúc đào | 280–350 | Piston hướng trục | Tay cần, gầu, trụ xoay |
| Máy xúc lật | 160–220 | Bánh răng | Gầu xúc, tay nâng |
| Xe cẩu bánh xích | 250–300 | Piston biến thiên | Cần vươn, tời, xoay đầu cần |
| Xe nâng | 120–180 | Bơm bánh răng | Nâng hạ, nghiêng càng |
| Máy khoan cọc nhồi | 300–350 | Piston lưu lượng lớn | Quay đầu khoan, nhả – siết ống khoan |
Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực
Chi phí liên quan đến hệ thống thủy lực bao gồm:
1. Chi phí vận hành:
- Dầu thủy lực: Phải thay định kỳ 500–1000 giờ hoạt động (~3–6 tháng).
- Tiêu hao nhiên liệu: Máy công trình thủy lực tiêu tốn nhiên liệu nhiều hơn máy cơ khí truyền thống do tổn hao nhiệt.
2. Chi phí bảo dưỡng:
- Thay lọc dầu: Giá từ 200.000 – 2.000.000 VND tùy loại máy.
- Thay phớt xi lanh: Nếu không thay kịp thời dễ gây rò rỉ.
- Sửa bơm thủy lực: Rất tốn kém nếu bơm hỏng nặng (5–20 triệu VND hoặc hơn).
- Kiểm tra áp suất: Cần dụng cụ đo chuyên dụng, nên thực hiện định kỳ.
3. Chi phí thay thế phụ tùng:
- Ống thủy lực chịu áp cao, van chia dầu, mô-tơ thủy lực là những bộ phận có tuổi thọ giới hạn, dễ hư hỏng nếu sử dụng sai cách.
Kinh nghiệm kiểm tra và sử dụng hệ thống thủy lực hiệu quả
Để hệ thống hoạt động bền bỉ, cần:
- Kiểm tra rò rỉ dầu mỗi ngày: Quan sát dưới gầm máy, đầu ống mềm, thân xi lanh.
- Đảm bảo lọc dầu hoạt động tốt: Thay định kỳ theo khuyến cáo nhà sản xuất.
- Không để hệ thống làm việc quá tải: Áp suất vượt ngưỡng dễ gây hỏng bơm, van.
- Chọn đúng loại dầu thủy lực: Dầu phải có độ nhớt phù hợp (ISO VG 32–68), khả năng chống oxy hóa và chịu nhiệt.
- Giải nhiệt đúng cách: Đảm bảo két làm mát dầu không bị bám bụi, quạt hoạt động tốt.
- Vận hành nhẹ nhàng: Không tác động đột ngột, tránh sốc thủy lực.
Kết luận
- Hệ thống thủy lực là bộ não vận hành của mọi loại máy công trình hiện đại.
- Với khả năng tạo lực lớn, điều khiển chính xác, thủy lực giúp nâng cao hiệu quả thi công và tiết kiệm không gian thiết bị.
- Tuy nhiên, bảo dưỡng đúng cách là yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ hệ thống, giảm rủi ro và chi phí vận hành.
