Ứng Dụng Đồng Hồ Đo Áp Suất WIKA Trong Hệ Thống Thủy Lực (Hydraulic Systems)
Trong hệ thống thủy lực, áp suất là thông số quyết định lực, tốc độ và an toàn của toàn bộ máy. Bơm tạo áp, van điều khiển hướng và áp suất, xi lanh và motor chuyển năng lượng thành chuyển động. Chỉ một điểm đo sai, một van xả bị kẹt hay một bộ lọc bị tắc có thể gây quá tải, rò dầu, hoặc hỏng bơm. Bài viết này hướng dẫn các điểm đo áp suất quan trọng trên hệ thống thủy lực và giải pháp đo áp suất WIKA cho từng điểm, từ đồng hồ cơ khí đến transmitter chịu rung và xung áp cho máy di động.
1. Vì sao hệ thủy lực cần đo áp suất chính xác?
Áp suất thủy lực không ổn định như trong khí nén. Nó dao động theo tải, nhịp bơm và thao tác van, và thường có những đỉnh xung rất ngắn. Đo áp suất đúng giúp bạn:
- Cài đặt và kiểm tra van xả an toàn: đảm bảo hệ không vượt áp định mức.
- Phát hiện sớm bơm mòn hoặc hút khí: áp suất dao động bất thường thường là dấu hiệu đầu tiên.
- Theo dõi bộ lọc: chênh áp qua lọc tăng cho thấy lõi lọc đã bẩn.
- Điều khiển tải và cân bằng chuyển động: với máy xúc, cần cẩu, máy ép, tín hiệu áp suất chính xác là cơ sở cho điều khiển.
2. Các điểm đo áp suất trên hệ thống thủy lực
| Điểm đo | Mục đích | Đặc điểm cần lưu ý |
|---|---|---|
| Đầu đẩy bơm | Đo áp suất làm việc, kiểm tra van xả | Có xung áp và đỉnh áp cao |
| Cổng van chính, mạch điều khiển | Xác nhận áp suất đặt và tải thực tế | Thay đổi nhanh khi van đóng mở |
| Hai đầu bộ lọc áp suất hoặc hồi dầu | Chênh áp, báo thay lọc | Áp suất thấp, cần đồng hồ chênh áp nhạy |
| Đường hút bơm | Kiểm tra độ chân không, phát hiện hút khí | Áp suất âm, dễ bị cavitation |
| Xi lanh, motor thủy lực | Theo dõi tải và lực | Có rung động và va đập từ tải |
3. Giải pháp đo áp suất WIKA cho hệ thủy lực
3.1. Transmitter MH-2 và MH-1: cho máy thủy lực di động
Với máy xúc, cần cẩu, máy nông nghiệp và thiết bị làm việc di động, WIKA có dòng transmitter chuyên dụng. Theo datasheet PE 81.37, MH-2 là transmitter OEM dùng màng mỏng (thin-film) hàn kín, được thiết kế riêng cho điều kiện khắc nghiệt của thủy lực di động. Datasheet nêu các đặc tính chính:
- Chịu sốc và rung động tốt, và chịu được các đỉnh xung áp suất.
- Hệ thống CDS (cavitation dampening system) gồm cổng áp suất có đường kính thu nhỏ để giảm xung áp và cavitation.
- Cấp bảo vệ đến IP69K, phù hợp môi trường rửa bằng hơi nước áp cao.
- Thân nhựa PBT gia cường sợi thủy tinh, và lớp chắn kim loại bên trong cho khả năng chống nhiễu EMC theo EN 61326.
Tài liệu Mỹ của MH-2 ghi dải áp suất từ 1.000 đến 8.000 psi (khoảng 69 đến 550 bar), và ghi nhận cổng áp suất được trang bị hệ thống CDS chống cavitation. Các dải đo và áp suất đỉnh cụ thể cần lấy từ datasheet PE 81.37 hiện hành, vì bảng áp suất vỡ được ghi theo từng dải trong tài liệu này.
Dòng MH-1 (datasheet PE 81.21) cũng là transmitter cho máy làm việc di động, với đặc tính chống sốc, rung và cấp IP68. Theo datasheet, độ chính xác của MH-1 là ≤ 0,5 % của thang đo theo BFSL. Đây là lựa chọn khi cần giảm chi phí cho máy di động với yêu cầu đo không quá nghiêm ngặt.
3.2. Đồng hồ inox 232.50 và 233.50: hiển thị tại chỗ cho trạm thủy lực
Với trạm bơm thủy lực công nghiệp, bảng điều khiển và các điểm kiểm tra tại chỗ, dòng toàn inox 232.50 và 233.50 là lựa chọn phổ biến. Theo datasheet PM 02.02 của WIKA, NS 100 và 160 có cấp chính xác class 1.0, còn NS 63 có class 1.6. Dải đo từ 0 … 0,6 bar đến 1.000 bar (NS 100) và đến 1.600 bar (NS 160) đáp ứng hầu hết các mạch thủy lực công nghiệp.
Model 233.50 có vỏ chứa dầu glycerine. WIKA ghi nhận đây là phiên bản phù hợp cho tải áp suất động cao và rung động, nên là lựa chọn ưu tiên cho đầu bơm hoặc cụm gần van có xung áp mạnh. Trong datasheet, phương pháp giới hạn áp suất cũng được ghi rõ: NS 100 và 160 cho phép áp suất ổn định bằng giá trị cuối thang, dao động 0,9 và đỉnh ngắn hạn 1,3 lần, còn NS 63 chặt hơn là 3/4 và 2/3.
3.3. Chênh áp và cảnh báo bộ lọc: DPGS40 và công tắc chênh áp
Với bộ lọc hồi dầu hoặc bộ lọc áp suất, đồng hồ chênh áp dòng DELTA-line như DPGS40 cho phép đọc đồng thời áp suất làm việc và chênh áp, không cần nguồn điện. WIKA mô tả dòng này dùng cho giám sát và điều khiển bộ lọc, máy nén và bơm. Với cảnh báo tự động khi lọc đến ngưỡng thay, có bản DELTA-switch đóng ngắt mạch khi chênh áp vượt ngưỡng cài đặt. Khi chọn, cần kiểm tra dải chênh áp và áp suất làm việc tối đa của cụm lọc trên hệ thủy lực của bạn.
3.4. Xử lý xung áp và cavitation
Xung áp và cavitation là nguyên nhân phổ biến làm đồng hồ kim rung, sai số và hỏng cơ cấu sớm. Có ba biện pháp thường dùng:
- Dùng bản chứa dầu: như 233.50, giúp giảm dao động kim và tải lên cơ cấu.
- Dùng restrictor hoặc đoạn giảm dao động: làm chậm xung áp đi vào cơ cấu đo. Một số cấu hình WIKA như 213.53 có sẵn cụm restrictor bằng đồng thau.
- Dùng transmitter có cổng thu nhỏ CDS: như MH-2, bảo vệ cảm biến khỏi đỉnh xung và cavitation ngay tại điểm đo.
4. Bảng chọn nhanh giải pháp WIKA cho hệ thủy lực
| Ứng dụng | Giải pháp WIKA gợi ý | Ghi chú |
|---|---|---|
| Máy di động (xúc, cần cẩu, nông nghiệp) | MH-2 (PE 81.37) | Chống sốc, rung, IP69K, CDS chống xung |
| Máy di động chi phí tối ưu | MH-1 (PE 81.21) | IP68, độ chính xác ≤ 0,5 % span BFSL |
| Trạm bơm, đầu đẩy có xung mạnh | 233.50 (NS 100, class 1.0) | Vỏ chứa dầu, phù hợp rung động |
| Điểm kiểm tra tại chỗ, bảng điều khiển | 232.50 (NS 63 hoặc 100) | Toàn inox, dải đo rộng |
| Chênh áp bộ lọc | DPGS40 (có bản switch) | Hai kim, cảnh báo tự động khi lọc tắc |
5. Lắp đặt đúng cách
- Lắp đồng hồ hoặc transmitter trên cổng có van cách ly để thay thế mà không xả toàn bộ dầu.
- Dùng ren và gioăng đúng tiêu chuẩn cho cổng thủy lực. Với MH-2 và MH-1, kiểm tra tài liệu WIKA về cổng ren và hàn (tham khảo tài liệu kỹ thuật IN 00.14 mà datasheet nêu).
- Tránh lắp ở điểm có rung cộng hưởng với khung máy. Nếu không tránh được, dùng ống mềm hoặc giá đỡ chống rung.
- Với đường hút bơm, đo độ chân không cẩn thận để không hút khí vào hệ qua đầu đo.
- Ghi lại áp suất làm việc ổn định ở điều kiện bình thường làm mốc để so sánh sau này.
6. Bảo trì giải pháp đo trên hệ thủy lực
- Kiểm tra kim đồng hồ về vạch 0 khi hệ đã xả áp, và đối chiếu giá trị transmitter với đồng hồ cơ khí tại cùng điểm.
- Theo dõi xu hướng chênh áp qua bộ lọc, thay lọc theo ngưỡng do nhà sản xuất lọc khuyến nghị.
- Kiểm tra đầu cáp và đầu nối của transmitter sau mỗi lần bảo trì, đặc biệt ở máy di động chịu rung và nước rửa.
- Thay thiết bị khi kim kẹt, sai số vượt cấp chính xác, hoặc sau sự cố quá áp lớn.
- Hiệu chuẩn định kỳ theo quy trình chất lượng, ưu tiên các điểm liên quan đến van an toàn và bảo vệ bơm.
7. Checklist chọn giải pháp đo cho hệ thủy lực
- Hệ thống là thủy lực di động hay thủy lực công nghiệp cố định?
- Áp suất làm việc và áp suất đỉnh của hệ là bao nhiêu?
- Điểm đo có xung áp, cavitation hoặc rung động mạnh không?
- Cần hiển thị tại chỗ, tín hiệu về PLC hay cảnh báo chênh áp bộ lọc?
- Môi trường có rửa áp cao hoặc hơi nước không (cần IP69K)?
- Kiểu cổng ren hoặc hàn và không gian lắp đặt trên máy?
8. Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Transmitter MH-2 khác gì đồng hồ cơ khí 233.50 trong thủy lực?
MH-2 là transmitter điện tử cho máy di động, xuất tín hiệu để điều khiển và ghi nhận dữ liệu, chịu sốc và rung cao hơn. Đồng hồ 233.50 hiển thị áp suất tại chỗ không cần nguồn điện. Nhiều hệ thống kết hợp cả hai để vừa đọc nhanh vừa có tín hiệu điều khiển.
Đo áp suất thủy lực có cần bản chứa dầu không?
Nên dùng khi điểm đo có rung động hoặc xung áp lớn, như gần bơm piston hoặc van điều khiển tải. Datasheet của 233.50 ghi nhận phù hợp cho tải áp suất động cao và rung động.
Có nên dùng transmitter cho bộ lọc hồi dầu không?
Bạn nên dùng đồng hồ chênh áp hoặc công tắc chênh áp như DPGS40 cho bộ lọc, vì đây là bài toán chênh áp chứ không phải áp suất tuyệt đối. Transmitter cần thêm bước kết nối hai cổng để đo chênh áp, nếu thiết kế hệ cho phép.
Nên chọn dải đo thế nào cho hệ thủy lực?
Chọn dải đo sao cho áp suất làm việc nằm trong vùng giữa thang, và kiểm tra giới hạn áp suất dao động và đỉnh của cấp đồng hồ hoặc transmitter đã chọn. Với NS 63 của dòng 232.50, giới hạn ổn định chỉ là 3/4 thang, nên khi áp suất đỉnh gần giá trị cuối thang nên chọn cỡ lớn hơn hoặc dải đo cao hơn.
Tư vấn giải pháp đo áp suất WIKA cho hệ thủy lực tại giakhue.com
Mỗi hệ thủy lực có tải, áp suất và môi trường riêng. Chọn đúng transmitter hoặc đồng hồ giúp bảo vệ bơm và van, giảm rò dầu và dừng máy ngoài kế hoạch. Đội ngũ kỹ thuật tại giakhue.com sẵn sàng tư vấn giải pháp WIKA phù hợp với loại máy, áp suất và yêu cầu tín hiệu của bạn. Hãy gửi thông tin về loại máy, áp suất làm việc và đỉnh áp, điều kiện môi trường để được đề xuất cấu hình cụ thể.
Nguồn tham khảo kỹ thuật
- WIKA data sheet PE 81.37 (02/2018) – OEM pressure transmitter with thin-film technology for mobile hydraulics, model MH-2: https://www.WIKA.com.au/upload/DS_PE8137_archived_en_co_1500.pdf
- WIKA data sheet PE 81.21 (08/2017) – Pressure transmitter for mobile working machines, model MH-1: https://www.WIKA.com.au/upload/DS_PE8121_archived_en_co_1457.pdf
- WIKA data sheet PM 02.02 (05/2023) – Bourdon tube pressure gauge, stainless steel, models 232.50 và 233.50: https://www.WIKA.com.au/upload/DS_PM0202_en_co_3672.pdf
- WIKA DELTA-line – DPGS40, differential pressure gauge: https://cn.shop.wika.com/DPGS40_en_co.WIKA