Máy thủy lực có cấu tạo như thế nào?

Cùng Top lời giải trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi: “Máy thủy lực có cấu tạo như thế nào?” và đọc thêm phần kiến thức tham khảo giúp các bạn học sinh ôn tập và tích lũy kiến thức bộ môn Vật Lý 8.

Máy thủy lực có cấu tạo như thế nào?

Máy thủy lực có cấu tạo gồm hai xilanh, một nhỏ, một to, được nối thông với nhau. Trong hai xilanh chứa đầy chất lỏng, thường là dầu. Hai xilanh được đậy kín bằng hai pit-tông.

Kiến thức tham khảo về Máy ép thủy lực

1. Tìm hiểu máy thủy lực là gì?

Máy thủy lực còn được gọi là máy nén thủy lực hay máy ép thủy lực. Đây là một loại máy chuyên dụng được dùng để tạo ra lực nén dựa vào xi lanh thủy lực. Cách thức này tương tự như thủy lực của đòn bẩy trong cơ khí. Chúng ta có thể hiểu nó như một thiết bị sử dụng áp lực để tác động lên chất lỏng để nén, ép vật theo yêu cầu của công việc.

2. Cấu tạo máy thủy lực

Máy ép thủy lực thông thường được cấu tạo từ 3 bộ phận chính gồm:

- Hệ thống điều khiển: Là bộ phận có nhiệm vụ điều khiển các chi tiết bên trong để máy nén hoạt động. Máy có thể sử dụng hệ thống điều khiển bằng tay, bằng đạp chân hoặc bằng điện.

- Hệ thống thủy lực: Với chức năng nén các vật liệu, dụng cụ mà những loại máy thông thường khác không làm được. Hệ thống này gồm 2 pit-tông. Trong đó, pit-tông thứ nhất giống như một máy bơm, lực bơm nhỏ cơ khí làm việc trên diện tích nhỏ. Pit-tông thứ 2 làm việc trên diện tích lớn hơn để tạo ra một lực tương ứng.

- Thân khung máy thủy lực: Bộ phận này có cấu tạo, thiết kế chắc chắn. Các chi tiết được làm từ chất liệu thép tốt, độ bền cao nhằm đảm bảo máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ trong thời gian dài. 

3. Phân loại

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy ép thủy lực khác nhau được phân chia thành các dòng máy cụ thể:

- Xét theo cách thức vận hành thì cơ bản có thể chia máy thủy lực làm hai loại chính đó máy ép thủy lực hoạt động bằng điện và máy ép thủy lực hoạt động bằng tay.

- Xét về hình dáng máy và cấu tạo có máy ép thủy lực chữ C, máy ép thủy lực chữ H, máy ép thủy lực 4 trụ hoặc máy ép thủy lực 2 trụ.

- Xét theo vật liệu ép, loại máy này có thể chia thành máy ép thủy lực cho kim loại và máy ép thủy lực cho phi kim loại. Các loại máy ép cho kim loại có thể kể đến như máy ép dập tấm, máy ép phế liệu kim loại, máy ép chảy hoặc máy ép đùn các sản phẩm dạng ống, thanh từ thép hoặc hợp kim màu, máy rèn thủy lực tự do và dập thể tích, máy rèn khuôn,…Trong khi đó máy thủy lực cho phi kim loại chủ yếu là máy ép bùn, máy ép bột, máy ép chất dẻo, máy ép giấy vụn, máy ép rác,…

- Xét theo áp lực và công suất tạo ra thì máy ép thủy lực được chia thành các loại máy ép công suất nhỏ và công suất lớn như máy ép 10 tấn, máy ép 100 tấn, máy ép 250 tấn hoặc có thể lên tới trên 10.000 tấn. Thông thường các máy ép thông dụng và phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là máy ép có công suất nhỏ thường dao động từ 10 tấn cho đến 100 tấn bởi cấu tạo đơn giản đồng thời đủ để đáp ứng tốt nhu cầu ép nhiều loại vật liệu với kích thước khác nhau. Trong khi đó, rất ít quốc gia có thể chế tạo được máy nén thủy lực có công suất lớn trên 10.000 tấn, chính vì vậy trên thế giới chỉ có vài chục chiếc máy ép loại này điển hình Nhật Bản và Ý là hai quốc gia đi đầu về mặt công nghệ trên các loại máy ép thủy lực công suất lớn. Đặc biệt Trung Quốc là quốc gia có thể chế tạo được máy ép thủy lực tự do có công suất lên tới 12.000 tấn với khả năng ép các phôi thép nặng 250 tấn một cách hiệu quả.

4. Nguyên lý hoạt động của máy nén thủy lực

Dựa theo nguyên lý định luật Pascal, để tạo ra một lực ép lớn thì máy nén thủy lực được chế tạo theo định luật truyền áp suất trong chất lỏng. Ở hệ thống máy ép thủy lực, áp suất được áp dụng trên các chất lỏng. Với những thương hiệu: Fusheng, Pegasus, Puma, Swan,… Tham khảo để lựa chọn sản phẩm máy phù hợp.

Trong toàn hệ thống khép kín áp lực luôn luôn không đổi. Một pit-tông hoạt động ở hệ thống tạo ra một lực tương ứng có diện tích lớn trên toàn bộ diện tích của pit-tông đó.

Trên diện tích mặt cắt ngang nhỏ, máy bơm với một lực cơ khí có một  pit-tông hoạt động. Các loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực có đường ống nối với nhau, khi loại máy ép này có trang bị hai xi lanh có dung tích khác nhau. để từng xi lanh có một  pit-tông vừa khít.

5. Ứng dụng của máy nén thủy lực trong đời sống

So với nhiều thiết bị thủy công thông thường khác thì thiết bị nén thủy lực là loại máy an toàn, hiệu quả và có độ chính xác cao. Bên cạnh lựa chọn máy nén khí Hà Nội, máy ép thủy lực được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và trong các lĩnh vực sản xuất.

- Máy nén thủy lực được sử dụng để ép các khối kim loại có kích thước và trọng lượng lớn theo hình dạng mà người dùng muốn sử dụng.

- Bên cạnh đó, để công việc trở nên thuận tiện hơn thì máy nén thủy lực còn được dùng để ép giấy vụn, nén bùn đất, nén các loại rác thải, ép sắt vụn…

Vì vậy, sản phẩm nén thủy lực thường được ứng dụng để thực hiện các nhiệm vụ tháo lắp, nén, ép, định hình, nắn thẳng các chi tiết máy hay các thiết bị trong ngành công nghiệp chế tạo.

6. Hướng dẫn các bước tự làm máy nén thủy lực 

Chúng ta đã được tìm hiểu về máy thủy lực trong môn Vật lý ở cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông. Do đó, để phục vụ việc giảng dạy của thầy cô và tự nghiên cứu của học sinh, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách làm mô hình máy nén thủy lực trong phần dưới đây.

a) Nguyên liệu và dụng cụ

Ống tiêm kích lớn: 4 ống tiêm kích thước nhỏ: 1 ống van một chiều: 2 van. Vỏ lon nước ngọt: 1 vài. Các dụng cụ: Súng bắn keo, máy khoan, cưa sắt, keo sữa, keo nến,… 

b) Các bước làm máy nén thủy lực

Cách làm mô hình máy thủy lực gồm 4 bước như sau:

- Bước 1: Tạo dựng bệ đứng cho máy.

Để tạo được bệ đứng cho máy nén, bạn cần xếp chồng các tấm ván ép lên nhau. Sau đó, dùng keo sữa để dính chúng lại với nhau, việc này sẽ giúp cho các ván ép được dày hơn.

Tiếp theo, bạn dùng máy khoan để khoan 5 lỗ ở 2 đầu của ván ép. Những lỗ khoan này sẽ dùng để gắn các tấm ép lại với nhau bằng que đũa.

Công đoạn tiếp theo, các bạn xiên que đũa qua những lỗ đã khoan để cố định rồi dựng khung của bệ đứng.

Lưu ý: Các lỗ ở hai đầu cho miếng gỗ ép ở giữa cần được khoan rộng hơn để đảm bảo nó dễ dàng trượt lên trượt xuống.

- Bước 2: Thực hiện lắp các ống tiêm vào bệ.

Bạn khoan 4 lỗ tròn vừa với đầu của ống tiêm lên tấm ép được gắn đôi ở trên cùng của khung. Tiếp theo, bạn gắn 4 đầu ống tiêm vào rồi dùng súng bắn keo để cố định chúng lại. Trong bước này, bạn cần đảm bảo các ống tiêm được gắn một cách chắc chắn. Bởi trong quá trình tiến hành thí nghiệm, chúng sẽ tạo ra một lực tương đối lớn. 

Sau khi cố định xong phần đầu trên của các ống xilanh, bạn tiếp tục khoét lỗ rồi nhét chúng vào ván ở giữa để chúng cứng cáp hơn. Còn ở tấm cuối thì bạn không cần đục lỗ mà chỉ cần cố định đầu pit-tông vào bề mặt bằng súng bắn keo.

- Bước 3: Làm bộ phân tách nước.

Làm bộ phận phân tách nước là bước khá quan trọng. Để tạo ra được một cơ chế chia tách nước từ một ống ra bốn hướng riêng biệt là tương đối khó.

Để tạo ra cơ chế này, bạn cần dùng một cốc nhựa nhỏ và 1 van 1 chiều lắp lên đỉnh của nó. Sau đó, bạn khoan 5 lỗ lên tấm gỗ, trong đó van 1 chiều sẽ lắp ở giữa, còn 4 lỗ còn lại thì gắn đường ống. Van 1 chiều cần được lắp đặt sao cho lượng nước trong cốc chỉ có thể vào mà không thoát ra bên ngoài được.

+ Lưu ý: Để tạo được một cơ chế phân tách nước hoàn hảo, bạn cần phải đảm bảo cho các mối nối từ ống dẫn và lỗ trên ván gỗ phải kín và không bị rò rỉ.

- Bước 4: Làm hệ thống bơm nước.

Cuối cùng, chúng ta cần tạo một máy bơm chính cho mô hình thiết bị thủy lực này. Để thực hiện thì bạn cần phải cắt một tấm gỗ có hình vuông hoặc hình chữ nhật cũng được. Sau đó cắt thêm một tấm gỗ có hình tam giác vuông có kích thước bằng một nửa hình vuông hoặc hình chữ nhật trước đó.

Tiếp theo, chúng ta sẽ khoan một lỗ nhỏ trên ống tiêm và gắn vào đó 1 van 1 chiều khác. Việc này sẽ giúp máy có thể lấy nước nhanh chóng mà không cần phải tháo ống tiêm ra.

Ống dẫn này sẽ được nối trực tiếp vào một bình thủy tinh đang chứa nước. Còn đầu bên dưới của ống tiêm sẽ được gắn vào ống dẫn của máy nén.

Cuối cùng, bạn có thể kiểm tra khả năng hoạt động của mô hình máy thủy lực vừa làm được. Bạn chỉ cần đổ nước vào đầy bình rồi kéo pit-tông lên. Sau đó, bạn có thể quan sát được lực nén của nó.