Bạn quan tâm đến thủy lực và khí nén? Bạn đang phân vân không biết nên chọn hệ thống nào để sử dụng. Để giúp các bạn có thể tự trả lời câu hỏi cũng như đưa ra quyết định chọn lựa và đầu tư sao cho phù hợp với yêu cầu làm việc của nhà máy, xưởng sản xuất, chúng tôi tổng hợp so sánh giống và khác nhau của từng loại năng lượng trong bài viết này. Mời bạn đón đọc!
Sự khác nhau giữa khí nén và thủy lực
So với kiểu truyền thống trước đây, việc sử dụng năng lượng thủy lực khí nén vào sản xuất đã mở ra một thời đại mới với công nghiệp hiện đại, an toàn, nhanh chóng, năng suất cao, con người đóng vai trò điều khiển.
Trước hết bạn phải biết, khí nén là gì? Khí nén chính là một tài nguyên năng lượng xanh, sạch, an toàn, thân thiện với con người. Khí nén là năng lượng được tạo ra từ các phản ứng hóa học hoặc lấy ra từ không khí tự nhiên, được nén ở mức áp suất cao. Khí nén sẽ được tạo ra khi nén ở mức áp suất cao từ 3000 psi đến 3600 psi.
Khí nén tạo ra áp lực để ứng dụng trong hoạt động sản xuất, chế biến gia công nhằm thay thế cho một số tài nguyên đang có nguy cơ bị con người khai thác cạn kiệt. Người ta có thể lưu trữ khí nén trong các bình chứa, máy nén khí, bình tích áp…
Ưu điểm của hệ thống khí nén đó là: Cấu trúc đơn giản với xi lanh và hệ thống các thiết bị, phụ kiện. Thời gian làm việc lâu dài, ít yêu cầu bảo trì. Khí bị nén lại và lưu trữ nên khi mất điện, máy móc vẫn có thể vận hành tiếp tục. Ít có nguy cơ cháy nổ, tăng khả năng an toàn khi vận hành đối với con người và vật xung quanh.
Thủy lực là quá trình vận chuyển lực và chuyển động của các chất lỏng trong môi trường bị giới hạn. Chất lỏng đó có thể là dầu, nhớt, nước…
Trong môi trường thủy lực thông thường, năng lượng sẽ truyền tải thông qua sự đẩy lên của chất lỏng. Chính nó sẽ tạo ra một lực lớn, đủ mạnh để có thể thắng được tải trọng tại các cửa ra của bơm thủy lực (bơm bánh răng, bơm cánh gạt, bơm piston cao).
Để khách hàng có thể hình dung dễ dàng hơn về sự khác nhau, chúng tôi sẽ phân tích về 8 điểm cơ bản của thủy lực khí nén như sau:
HỆ THỐNG KHÍ NÉN THỦY LỰC
Nguồn năng lượng Động cơ đốt trong và động cơ điện Tương tự như với khí nén, động cơ điện và động cơ đốt trong
Hệ thống phân phối Tốt Ở mức độ hạn chế
Tích lũy năng lượng Tốt với bình chứa, bình tích áp, máy nén Bị hạn chế với bộ tích lũy thủy lực.
Bộ dẫn động quay Phạm vi tốc độ rất rộng. Người dùng khó điều khiển chính xác tốc độ. Tốc độ của hệ thống thủy lực. Khả năng điều khiển tốt. Có thể dừng lại ngay.
Bộ dẫn động tuyến tính Sử dụng xi lanh khí nén (ben khí nén). Lực tạo ra trung bình. Sử dụng xi lanh thủy lực (ben dầu). Lực tạo ra rất lớn.
Chi phí năng lượng Tiêu tốn một khoản chi phí lớn Chỉ tốn một khoản chi phí ở mức trung bình.
Điều khiển lực Người dùng chỉ có thể điều khiển lực ở mức trung bình Dễ dàng trong thao tác điều khiển lực
Nhược điểm Độ ồn lớn khi khí nén xả sau một chu trình hoạt động. Nguy hiểm cháy nổ. Khả năng rò rỉ gây dơ bẩn lớn. Khá độc hại và rất dễ bắt cháy trong môi trường có nhiệt cao.
So sánh hệ thống thủy lực và khí nén
Hệ thống thủy lực khí nén đều có những ưu và nhược điểm riêng. Người dùng cần phải biết được điều này để ứng dụng vào thực tế của từng công việc khác nhau.
Kích thước
Nếu cùng công suất với nhau thì hệ thống khí nén sẽ có kích thước lớn hơn 1 chút so với hệ thống thủy lực.
Một hệ thống khí nén gồm: Nguồn cấp như bình tích áp suất, bồn chứa, ống dẫn, xi lanh, van, bộ lọc, phụ kiện.
Hệ thống thủy lực cơ bản sẽ gồm: Thùng dầu, motor, bơm, xi lanh, van và phụ kiện hay đơn giản hơn là chỉ 1 trạm nguồn mini.
Môi chất mang năng lượng
Về môi chất mang năng lượng thì chúng ta đã quá rõ, khí nén đó chính là hơi, không khí trong tự nhiên, không khí được sản sinh từ máy nén. Đối với hệ thống thủy lực thì môi chất mang năng lượng là chất lỏng như: dầu thủy lực, nước, nhớt…
Bộ phận tạo ra năng lượng
Do cấu trúc của từng hệ thống khác nhau nên bộ phận tạo ra năng lượng cũng không giống nhau. Đối với hệ thống khí, đó là xi lanh vuông, xi lanh tròn, xi lanh compact, xi lanh hay ty, xi lanh 2 tầng, máy nén khí. Các thiết bị này đối với hệ thống thủy lực thì phong phú hơn như: xi lanh thủy lực loại vuông, tròn, động cơ dầu, bơm dầu các loại.
Áp suất làm việc
Hệ thống khí nén sẽ làm việc ở mức áp suất từ 4 bar đến khoảng 6 bar, có một số hệ thống lớn hơn sẽ tầm 8 bar. Hệ thống thủy lực thì có thể làm việc với áp suất lớn hơn nhiều 40 MPa.
Chính vì vậy mà hệ thống thủy lực sẽ đảm nhận những công việc năng nhọc, tần suất lớn hơn so với hệ thống khí với các ứng dụng nhỏ, vừa.
Tính an toàn, độ tin cậy
Nếu khách hàng muốn chọn một hệ thống uy tín, an toàn nhất là khi làm việc trong môi trường độc hại, có chất hóa học, phóng xạ thì hệ thống khí nén là một gợi ý vô cùng hợp lý.
Do nó làm việc với mức áp suất thấp hơn, lực nhỏ hơn, môi chất lại là không khí nên không gây ảnh hưởng tới an toàn của con người nhất là khi rò rỉ.
Hệ thống thủy lực thì hoàn toàn ngược lại. Nếu có sự cố, hệ thống bị rò rỉ thì nó để lại hậu quả khá nghiêm trọng, dễ cháy nổ, ô nhiễm môi trường xung quanh.
Độ chính xác vị trí và hành trình
Xét về độ chính xác về hành trình và vị trí thì hệ thống khí nén kém hơn so với hệ thống thủy lực. Do khí nén có tính đàn hồi còn dầu, chất lỏng thì không.
Khả năng điều khiển và điểu chỉnh
Về khả năng điều khiển và điều chỉnh thì cả hệ thống khí và thủy lực đều có thể đảm bảo dễ dàng cho người dùng.
Tuy nhiên, do có sụ kết hợp linh hoạt của các thiết bị như xi lanh, van lưu lượng, van áp suất, bơm điều chỉnh lưu lượng với servo, thiết bị điện tự động hóa mà thiết bị thủy lực có thể thay đổi, đáp ứng nhu cầu của công việc một cách nhanh chóng.
Ứng dụng
Hệ thống thủy lực ứng dụng rộng rãi hơn: Trong các tàu thuyền thủy lực, xe cơ giới, máy móc khai thác khoáng sản, trạm nguồn, hệ thống nâng, dập, ép, nén phục vụ cho ngành sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, khai thác than, sản xuất lắp ráp ô tô, cơ khí chế tạo, luyện kim, xử lý rác thải…
Hệ thống khí với yếu tố vệ sinh cao nên được dùng phổ biến trong nhà máy: Sản xuất thuốc và thiết bị y tế, chế biến nông lâm sản, sản xuất nước giải khát, dệt sợi và may mặc, lắp ráp linh kiện điện tử…
Giá thành
Điều mà khách hàng thường cân nhắc nhất đó là: Lựa chọn hệ thống nào để có chi phí rẻ và tiết kiệm.
Hệ thống thủy lực thường có chi phí cao hơn không chỉ về khoản lắp đặt, mua sắm ban đầu mà còn về khoản bảo dưỡng, vệ sinh. Khách hàng có thể lựa chọn những sản phẩm chất lượng của các hãng sản xuất uy tín như: HDX, Yuken, Saintfon, Rexroth, Nachi, Besko.
Hệ thống các thiết bị khí nén có giá thành rẻ hơn, đa dạng các hãng sản xuất châu Á, châu Âu để khách chọn như: SMC, Festo, STNC, TPM, Parker…
Tùy thuộc vào điều kiện sản xuất và yêu cầu thực tế của từng nhà máy, từng công việc và môi trường mà chúng ta cân nhắc đưa ra lựa chọn hệ thống thủy lực khí nén thích hợp để vừa có thể đảm bảo hiệu quả lại tiết kiệm chi phí tối đa.