Ống thủy lực: Các loại, Áp suất định mức và Cách Chọn Loại Phù hợp

Ống mềm thủy lực là bộ phận liên kết linh hoạt dẫn lưu áp suất giữa bơm, van và bộ truyền động của máy móc. Trên máy xúc mỏ, máy đào, máy nghiền và máy ép công nghiệp, ống mềm là một trong những bộ phận ít được chú ý nhất nhưng lại cực kỳ quan trọng: nếu thông số kỹ thuật không chính xác sẽ gây rò rỉ, bể ống, dừng máy ngoài kế hoạch và tiềm ẩn rủi ro an toàn. Điểm tích cực là việc chọn ống mềm sẽ trở nên dễ dàng khi bạn nắm rõ các loại chính và cấp áp suất.

Hướng dẫn này sẽ giải thích cấu tạo của ống mềm thủy lực, so sánh các loại ống thường dùng trong thiết bị mỏ và xây dựng, hướng dẫn cách đọc thông số cấp áp suất, và đưa ra quy trình chọn ống 5 bước mà người mua có thể áp dụng cho mọi yêu cầu báo giá.

Cấu tạo của ống mềm thủy lực

Mỗi ống mềm thủy lực tiêu chuẩn bằng cao su đều có 3 lớp, mỗi lớp đáp ứng một yêu cầu khác nhau:

• Lớp trong cùng. Là lớp cao su tổng hợp chịu dầu, phổ biến nhất là nitrile (NBR), dẫn chất thủy lực và chịu được tác động từ môi chất bên trong.
• Lớp gia cường. Là lớp dây thép cường độ cao, được bện hoặc quấn xoắn ốc, chịu áp suất làm việc. Lớp này quyết định cấp loại của ống mềm.
• Lớp ngoài cùng. Là lớp cao su chịu thời tiết, ozon và mài mòn, bảo vệ lớp gia cường khỏi trầy xước, ánh nắng và lão hóa.

Khi ống mềm bị hỏng trong thực tế, nguyên nhân gốc rễ thường nằm ở một trong ba lớp trên: môi chất ăn mòn lớp trong, áp suất vượt quá cấp chịu của lớp gia cường, hoặc mài mòn làm thủng lớp ngoài. Việc nắm rõ cấu tạo sẽ giúp chọn ống mềm phù hợp với điều kiện làm việc thực tế dễ dàng hơn.

So sánh các loại ống mềm thủy lực chính

Ống mềm được phân loại theo cấu trúc của lớp gia cường. Ba nhóm dưới đây bao phủ hầu hết các vòng thủy lực trong mỏ và công nghiệp.

Ống mềm thủy lực bện dây thép

Ống bện sử dụng một hoặc hai lớp dây thép cường độ cao bện quanh lớp trong. Ống mềm thủy lực bện dây thép có độ linh hoạt tốt, chịu được bán kính uốn cong nhỏ, phù hợp với thiết bị di động và bố trí máy móc gọn nhẹ. Các cấp loại phổ biến nhất là:

• SAE 100 R1 (EN 853 1SN) - một lớp bện dây thép, dùng cho các vòng áp suất trung bình như đường phụ trợ và máy móc công nghiệp thông thường.
• SAE 100 R2 (EN 853 2SN) - hai lớp bện dây thép, khả năng chịu áp suất gần như gấp đôi, dùng cho các vòng thủy lực khắc nghiệt trên máy móc xây dựng và khai thác. Áp suất làm việc phụ thuộc vào kích thước: ống đường kính nhỏ có thể chịu trên 400 bar, trong khi ống đường kính lớn có cấp áp suất thấp hơn đáng kể, do đó luôn kiểm tra bảng dữ liệu để biết kích thước chính xác.

Ống mềm thủy lực xoắn ốc

Ống xoắn ốc sử dụng bốn hoặc sáu lớp dây thép quấn theo hình xoắn ốc, trong các cấp loại như EN 856 4SP và 4SH. Cấu trúc xoắn ốc vượt trội trong điều kiện áp suất cao và chu kỳ xung áp suất cao, đúng với yêu cầu của vòng thủy lực cánh tay và cần xúc của máy đào hoặc hệ thống thủy lực của máy xúc mỏ. Mặc dù độ linh hoạt thấp hơn ống bện, nhưng ống mềm thủy lực xoắn ốc có tuổi thọ chống mỏi do xung áp suất tốt hơn, trở thành lựa chọn ưu tiên cho các vòng chính chịu tải nặng ngay cả khi ống bện về mặt kỹ thuật có thể đáp ứng áp suất tĩnh.

Ống mềm thủy lực hồi lưu áp suất thấp

Không phải mọi đường dẫn đều là đường dẫn áp suất. Đường hồi lưu, vòng dẫn hướng và đường bôi trơn hoạt động ở áp suất thấp nhưng cần độ linh hoạt và tiết kiệm chi phí. Ống mềm hồi lưu thủy lực áp suất thấp như SAE 100 R6 (EN 854) sử dụng một lớp bện sợi, giữ bán kính uốn cong nhỏ, phù hợp với các vị trí lắp đặt chật hẹp nơi ống gia cường bằng dây thép sẽ quá khổ. Việc chọn đúng cấp loại áp suất thấp giúp tránh phải chi trả cho khả năng chịu áp suất mà vòng thủy lực không bao giờ sử dụng.

Hiểu về cấp áp suất của ống mềm thủy lực

Hệ thống thủy lực không hoạt động ở áp suất không đổi - chúng có chu kỳ dao động và đỉnh áp suất. Hai quy tắc giúp bạn nắm rõ thông số cấp áp suất. Thứ nhất, áp suất làm việc của ống mềm phải vượt quá áp suất tối đa của hệ thống bao gồm cả đỉnh áp suất, không chỉ là cài đặt danh nghĩa; thông thường người ta giữ biên an toàn khoảng 25% so với cài đặt của van an toàn. Thứ hai, cấp áp suất giảm khi kích thước đường kính trong tăng lên: cùng một cấp loại ống có thể chịu trên 400 bar ở đường kính trong 1/4 inch nhưng thấp hơn nhiều ở đường kính 2 inch, do đó cấp áp suất chỉ có ý nghĩa khi kết hợp với kích thước.

Bảng dưới đây so sánh các nhóm phổ biến một cách tổng quan.

Ống mềm thủy lực tiêu chuẩn được thiết kế cho phạm vi nhiệt độ liên tục khoảng -40°C đến +100°C, có thể chịu nhiệt độ cao hơn trong thời gian ngắn. Môi chất dẫn cũng là yếu tố quan trọng: lớp trong nitrile tiêu chuẩn chịu được dầu khoáng, trong khi các môi chất dẫn gốc nước, tổng hợp hoặc đặc biệt cần loại hợp chất lớp trong khác. Hãy xác nhận cả nhiệt độ và môi chất với nhà cung cấp khi điều kiện làm việc khác với dầu khoáng tiêu chuẩn.

Cách chọn ống mềm thủy lực

Quy trình 5 bước có kỷ luật giúp ngăn ngừa hỏng hóc trong thực tế:

1. Chọn đúng kích thước ống mềm. Đường kính trong kiểm soát vận tốc dòng chất. Ống quá nhỏ gây nhiệt, sụt áp suất và mài mòn; ống quá lớn tăng chi phí và trọng lượng. Hãy đối chiếu lưu lượng với vận tốc khuyến nghị cho đường áp suất, đường hồi lưu và đường hút.
2. Đặt biên an toàn áp suất. Lấy áp suất tối đa của hệ thống bao gồm cả đỉnh áp suất, cộng thêm biên an toàn, và chọn cấp loại cùng kích thước mà áp suất làm việc định mức của nó cao hơn con số đó.
3. Kiểm tra nhiệt độ và môi chất. Ghi lại các giới hạn nhiệt độ môi trường và nhiệt độ chất dẫn cùng loại dầu thủy lực. Đối với môi chất dẫn nóng, gốc nước hoặc tổng hợp, hãy yêu cầu loại hợp chất lớp trong tương thích thay vì giả định rằng tiêu chuẩn là đủ.
4. Tôn trọng bán kính uốn cong và tuyến dẫn. Ống mềm bị uốn cong chặt hơn bán kính uốn tối thiểu sẽ nhanh chóng giảm tuổi thọ. Hãy lên kế hoạch tuyến dẫn để ống mềm uốn cong tự nhiên và không cọ xát vào kết cấu; thêm lớp bảo vệ hoặc vỏ bọc chống mài mòn ở những vị trí không thể tránh khỏi tiếp xúc.
5. Ghi thông số kỹ thuật cùng tiêu chuẩn và kích thước. Viết thông số kỹ thuật, ví dụ: "EN 853 2SN, 1/2 inch" thay vì chỉ "ống mềm thủy lực 1/2 inch". Việc nêu rõ cả hai yếu tố loại bỏ sự mơ hồ giữa các cách gọi theo tiêu chuẩn SAE và EN, tránh lỗi trong báo giá.

Ống mềm thủy lực khai thác mỏ ở các vị trí khắc nghiệt

Các vị trí mỏ kết hợp tất cả các yếu tố căng thẳng cùng lúc: áp suất cao với chu kỳ xung áp sắc nét, mài mòn từ bụi đá, biến động nhiệt độ và thời gian hoạt động dài. Đối với ống mềm thủy lực khai thác mỏ, các nhóm xoắn ốc thường được chỉ định cho các vòng chính áp suất cao, nhóm bện R2 cho các đường dẫn áp suất cao còn lại, và nhóm gia cường sợi R6 cho nhiệm vụ hồi lưu và dẫn hướng. Lớp ngoài chịu lửa thường được yêu cầu trong các ứng dụng than ngầm, do đó cần xác nhận quy tắc an toàn tại chỗ trước khi đặt hàng. Chọn mỗi nhóm cho nhiệm vụ phù hợp của nó - thay vì mặc định dùng lựa chọn chịu tải nặng nhất ở mọi nơi - giúp giữ hệ thống thủy lực an toàn và ngân sách hợp lý.

Cụm lắp ráp ống mềm thủy lực và phụ kiện

Nhiều người mua hiện nay đặt hàng cụm lắp ráp ống mềm thủy lực thành phẩm thay vì ống mềm trần. Một cụm lắp ráp được ép sẵn đến nơi đã sẵn sàng để lắp đặt, với các phụ kiện được ép dưới điều kiện kiểm soát, loại bỏ một trong những lỗi lắp ráp phổ biến nhất tại xưởng. Eastrise cung cấp các cụm lắp ráp ống mềm xoắn ốc và bện dây thép áp suất cao, ống mềm ép sẵn sàng sử dụng cho hệ thống thủy lực mỏ chịu tải nặng, cùng với phụ kiện và đầu nối ống mềm thủy lực. Việc đối chiếu dòng phụ kiện với cấp loại ống mềm - và giữ yêu cầu xử lý lớp ngoài nhất quán - là điều cần thiết để có một khớp nối không rò rỉ, do đó nên mua ống mềm và phụ kiện từ một nhà cung cấp nếu có thể.

Để xem toàn bộ phạm vi sản phẩm ống mềm và phụ kiện, hãy truy cập trang web chính thức của Eastrise. Công ty sản xuất ống mềm và phụ kiện bằng cao su cùng với băng tải, con lăn và trống, hỗ trợ tùy chỉnh OEM, và xuất khẩu sang Đông Nam Á, Trung Á và Nga.

Lời kết

Việc chọn ống mềm thủy lực là một quyết định của hệ thống: hãy đối chiếu lớp gia cường với áp suất và xung áp suất, lớp trong với môi chất dẫn, lớp ngoài với môi trường, và phụ kiện với cấp loại ống mềm. Viết thông số kỹ thuật cùng tiêu chuẩn, kích thước và điều kiện làm việc, và ống mềm bạn đặt hàng sẽ là ống mềm mà máy thực sự cần.