Van thủy lực bị rung giật do đâu? Những yếu tố cần kiểm tra khi vận hành

Trong hệ thống thủy lực, van có nhiệm vụ kiểm soát hướng dòng dầu, áp suất hoặc lưu lượng để điều khiển xi lanh, motor và các cơ cấu chấp hành. Khi hệ thống xuất hiện rung giật bất thường, chuyển động có thể không còn ổn định, phát sinh tiếng ồn và ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành.

Tuy nhiên, hiện tượng rung giật không phải lúc nào cũng xuất phát từ van thủy lực. Nguyên nhân có thể liên quan đến không khí trong dầu, áp suất dao động, lưu lượng không ổn định, con trượt bị kẹt hoặc điều kiện làm việc của bơm và cơ cấu chấp hành. Vì vậy, cần xác định vị trí phát sinh rung và trạng thái vận hành trước khi kết luận van bị hỏng.

Van thủy lực bị rung giật là hiện tượng gì?

Rung giật là hiện tượng van hoặc cơ cấu được điều khiển xuất hiện dao động, chuyển động không đều hoặc phản ứng bất thường trong quá trình làm việc.

Tùy loại van và cấu tạo hệ thống, hiện tượng có thể biểu hiện dưới nhiều dạng:

• Thân van hoặc cụm van rung bất thường.
• Xi lanh chuyển động giật từng đoạn.
• Motor thủy lực quay không đều.
• Áp suất dao động liên tục.
• Đường ống xuất hiện rung hoặc tiếng động.
• Van phát ra tiếng kêu khi chuyển trạng thái.
• Cơ cấu chấp hành rung khi chịu tải.

Cần phân biệt rung giật bất thường với dao động ngắn xuất hiện khi van chuyển trạng thái theo thiết kế.

Ví dụ, khi van phân phối đảo chiều đột ngột, sự thay đổi lưu lượng và áp suất có thể tạo ra dao động trong hệ thống. Tuy nhiên, nếu rung kéo dài hoặc xuất hiện thường xuyên, cần kiểm tra nguyên nhân.

Tại sao van thủy lực bị rung giật?

Hoạt động của van phụ thuộc vào áp suất, lưu lượng, độ sạch của dầu, phương pháp điều khiển và trạng thái các bộ phận bên trong.

Khi một trong những yếu tố này thay đổi bất thường, dòng dầu hoặc cơ cấu điều khiển có thể hoạt động không ổn định.

Những nguyên nhân cần chú ý gồm:

• Không khí xuất hiện trong dầu.
• Áp suất hệ thống dao động.
• Bơm cung cấp lưu lượng không ổn định.
• Con trượt bị kẹt hoặc chuyển động không đều.
• Van tràn hoạt động không ổn định.
• Áp suất pilot không phù hợp.
• Tín hiệu điện điều khiển dao động.
• Dầu nhiễm bẩn hoặc độ nhớt không phù hợp.
• Đường ống và các chi tiết lắp đặt bị rung.

Không nên tháo van ngay khi chưa kiểm tra những nguyên nhân bên ngoài.

Không khí trong dầu có làm van thủy lực rung giật không?

Có thể.

Không khí có khả năng bị nén lớn hơn nhiều so với dầu thủy lực. Khi trong đường dầu tồn tại lượng khí đáng kể, phản ứng của hệ thống có thể thay đổi.

Trong quá trình áp suất tăng, khí bị nén. Khi áp suất giảm, khí giãn ra.

Sự thay đổi thể tích này có thể làm áp suất và chuyển động của cơ cấu chấp hành không ổn định.

Hệ thống có thể xuất hiện:

• Xi lanh chuyển động giật.
• Phản ứng chậm khi điều khiển.
• Đường ống rung.
• Áp suất dao động.
• Tiếng ồn bất thường.

Không khí có thể lọt vào hệ thống từ đường hút của bơm, đầu nối không kín, mức dầu quá thấp hoặc sau quá trình tháo lắp và bảo dưỡng.

Nếu hệ thống liên tục xuất hiện bọt khí, chỉ xả khí mà không xử lý nguyên nhân sẽ không giải quyết được sự cố lâu dài.

Áp suất dao động ảnh hưởng đến van như thế nào?

Áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nhiều loại van thủy lực.

Đối với van điều khiển áp suất, trạng thái đóng mở có thể thay đổi theo lực do áp suất tác động lên cơ cấu bên trong.

Nếu áp suất dao động quanh vùng làm việc của van, cơ cấu điều khiển có thể liên tục thay đổi trạng thái.

Trong một số điều kiện, hiện tượng này gây rung, tiếng ồn hoặc dao động áp suất.

Ví dụ, van tràn có thể hoạt động không ổn định khi điều kiện dòng dầu, áp suất hoặc mạch pilot không phù hợp.

Tuy nhiên, không nên coi mọi trường hợp áp suất dao động đều do van tràn. Nguyên nhân còn có thể liên quan đến bơm, tải thay đổi, không khí trong dầu hoặc các phần tử điều khiển khác.

Bơm thủy lực có thể gây rung giật cho van không?

Có.

Bơm tạo ra dòng dầu cung cấp cho hệ thống. Tùy nguyên lý làm việc, lưu lượng đầu ra có thể tồn tại dao động nhất định.

Nếu bơm hoạt động trong điều kiện không phù hợp, dao động áp suất hoặc lưu lượng có thể tăng.

Một số nguyên nhân gồm:

• Bơm hút không đủ dầu.
• Không khí lọt vào đường hút.
• Đường hút bị nghẹt.
• Bơm xuất hiện xâm thực.
• Các chi tiết bên trong bị mài mòn.
• Cơ cấu điều khiển bơm hoạt động không ổn định.

Dao động từ bơm có thể truyền qua dòng dầu và đường ống đến cụm van.

Vì vậy, khi nhiều van hoặc nhiều cơ cấu cùng xuất hiện rung giật, cần kiểm tra bơm và điều kiện cấp dầu trước khi kết luận từng van bị lỗi.

Con trượt van bị kẹt có gây rung giật không?

Có thể.

Con trượt là bộ phận chuyển động bên trong nhiều loại van phân phối thủy lực. Khi con trượt dịch chuyển, các đường dầu được kết nối hoặc ngắt theo thiết kế.

Nếu con trượt bị kẹt hoặc chuyển động không đều, quá trình thay đổi dòng dầu có thể diễn ra bất thường.

Một số nguyên nhân gồm:

• Cặn bẩn đi vào khe hở làm việc.
• Bề mặt con trượt bị xước.
• Chi tiết bị mài mòn.
• Thân van bị biến dạng do lắp đặt.
• Lực điều khiển không đủ.
• Dầu có độ nhớt không phù hợp.

Khi đó, van có thể phản ứng không đều hoặc chuyển trạng thái theo từng đoạn.

Tuy nhiên, không nên tháo con trượt ngay khi thấy rung giật. Trước tiên cần kiểm tra tín hiệu điều khiển, áp suất pilot, tình trạng dầu và các nguyên nhân bên ngoài.

Dầu thủy lực nhiễm bẩn ảnh hưởng như thế nào?

Dầu nhiễm bẩn là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các bộ phận thủy lực.

Các hạt bẩn có thể đi vào khe hở giữa con trượt và thân van, gây tăng ma sát hoặc cản trở chuyển động.

Ngoài ra, chất bẩn có thể ảnh hưởng đến những tiết diện nhỏ trong mạch pilot hoặc cơ cấu điều khiển áp suất.

Khi đó, van có thể phản ứng không ổn định, chuyển trạng thái không đều hoặc bị kẹt từng thời điểm.

Những loại van có khe hở nhỏ hoặc yêu cầu điều khiển chính xác thường nhạy cảm hơn với tình trạng nhiễm bẩn.

Vì vậy, cần kiểm tra bộ lọc và độ sạch của dầu khi hệ thống xuất hiện rung giật.

Độ nhớt và nhiệt độ dầu có làm van rung giật không?

Có thể ảnh hưởng đến hoạt động của van và hệ thống.

Khi nhiệt độ thấp, độ nhớt dầu thường tăng. Điều này làm tăng sức cản dòng chảy qua các đường dẫn và khe hở bên trong thiết bị.

Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt thường giảm, khiến đặc tính rò rỉ nội và phản ứng của một số cơ cấu điều khiển thay đổi.

Nếu dầu nằm ngoài phạm vi độ nhớt phù hợp, hoạt động của van có thể không ổn định.

Ví dụ, hệ thống có thể xuất hiện rung giật khi mới khởi động nhưng hoạt động bình thường hơn sau khi dầu đạt nhiệt độ làm việc.

Ngược lại, một số hệ thống bị mài mòn có thể hoạt động kém ổn định hơn khi dầu nóng.

Vì vậy, cần kiểm tra nhiệt độ và loại dầu trước khi kết luận van gặp sự cố cơ khí.

Áp suất pilot không ổn định có làm van rung không?

Có thể.

Một số van sử dụng áp suất pilot để điều khiển con trượt hoặc cơ cấu chính.

Nếu áp suất pilot không ổn định, lực tác động lên cơ cấu điều khiển có thể thay đổi liên tục.

Tùy cấu tạo, van có thể phản ứng không đều hoặc chuyển trạng thái không ổn định.

Nguyên nhân có thể liên quan đến nguồn áp suất pilot không phù hợp, đường pilot bị hạn chế dòng chảy, đường xả có áp suất ngược lớn hoặc mạch pilot bị nhiễm bẩn.

Vì vậy, với những van có điều khiển pilot, cần kiểm tra cả đường cấp và đường xả theo tài liệu kỹ thuật.

Tín hiệu điện không ổn định có gây rung giật không?

Có thể, đặc biệt đối với van điện từ, van tỷ lệ và van servo.

Nếu tín hiệu cấp không ổn định, van có thể nhận các lệnh thay đổi trạng thái ngoài mong muốn.

Với van tỷ lệ hoặc servo, tín hiệu điều khiển thay đổi có thể làm vị trí hoặc đặc tính dòng dầu qua van thay đổi theo.

Một số vị trí cần kiểm tra gồm:

• Điện áp nguồn.
• Đầu nối điện.
• Dây dẫn.
• Cuộn coil.
• Bộ điều khiển.
• Tín hiệu đầu vào.
• Cảm biến phản hồi nếu có.

Tuy nhiên, một số van sử dụng tín hiệu dạng xung hoặc dither theo thiết kế. Vì vậy, không nên mặc định mọi tín hiệu dao động đều là lỗi.

Vì sao xi lanh thủy lực chuyển động giật từng đoạn?

Xi lanh chuyển động giật không nhất thiết do van phân phối bị hỏng.

Hiện tượng này có thể xuất hiện khi lưu lượng dầu cấp không ổn định hoặc lực tác động lên piston thay đổi.

Một số nguyên nhân cần kiểm tra gồm:

• Không khí trong dầu.
• Lưu lượng bơm không ổn định.
• Van điều chỉnh lưu lượng hoạt động bất thường.
• Ma sát giữa các bộ phận cơ khí.
• Phớt xi lanh có hiện tượng dính trượt.
• Tải thay đổi trong quá trình chuyển động.
• Áp suất hồi hoặc mạch điều khiển tải không phù hợp.

Đặc biệt, hiện tượng dính trượt có thể khiến piston đứng lại trong thời gian ngắn rồi chuyển động đột ngột khi lực tác động đủ lớn.

Do đó, cần kiểm tra cả xi lanh, tải và điều kiện cơ khí thay vì chỉ tập trung vào van.

Cách kiểm tra hệ thống thủy lực bị rung giật

Khi hệ thống xuất hiện rung giật, cần kiểm tra theo trình tự để tránh thay thế thiết bị không cần thiết.

Trước tiên cần xác định rung xuất hiện tại van, bơm, đường ống hay xi lanh. Đồng thời kiểm tra hiện tượng xảy ra khi không tải, có tải, lúc chuyển trạng thái hay trong toàn bộ quá trình vận hành.

Sau đó kiểm tra các yếu tố chính.

Kiểm tra áp suất hệ thống

Đo áp suất tại những vị trí được thiết kế để kiểm tra.

Theo dõi áp suất khi hiện tượng rung xuất hiện để xác định có dao động bất thường hay không.

Nếu áp suất thay đổi liên tục, cần xem xét bơm, van điều khiển áp suất và các phần tử liên quan.

Kiểm tra dầu và tình trạng hút khí

Kiểm tra mức dầu trong thùng, tình trạng bọt khí và đường hút của bơm.

Nếu dầu liên tục có bọt, cần tìm nguyên nhân không khí lọt vào hệ thống.

Không nên chỉ xả khí nhiều lần mà bỏ qua vị trí đang hút khí.

Kiểm tra van điều khiển

Xác định van có nhận đúng tín hiệu điều khiển không.

Với van điện từ, kiểm tra điện áp và trạng thái coil.

Với van pilot, kiểm tra áp suất và đường dầu điều khiển.

Nếu điều kiện điều khiển bình thường nhưng van vẫn hoạt động không ổn định, cần xem xét tình trạng cơ cấu bên trong.

Kiểm tra bơm và lưu lượng

Nếu nhiều cơ cấu cùng rung, cần kiểm tra điều kiện làm việc của bơm.

Đặc biệt chú ý đường hút, tình trạng thiếu dầu, không khí trong dầu và dao động lưu lượng.

Kiểm tra đường ống và cơ cấu chấp hành

Kiểm tra các vị trí cố định đường ống, giá đỡ, đầu nối và những bộ phận cơ khí liên quan.

Nếu chỉ một xi lanh bị giật, cần kiểm tra thêm tải, ma sát và tình trạng làm kín của xi lanh.

Làm thế nào khắc phục tình trạng van thủy lực rung giật?

Phương án xử lý phụ thuộc vào nguyên nhân thực tế.

Nếu hệ thống có không khí, cần xác định nguồn gây khí và thực hiện xả khí theo quy trình của thiết bị.

Nếu áp suất dao động, cần kiểm tra bơm, van điều khiển áp suất và điều kiện tải.

Nếu dầu nhiễm bẩn, cần kiểm tra bộ lọc, tình trạng dầu và nguyên nhân gây nhiễm bẩn.

Nếu con trượt bị kẹt, cần kiểm tra cơ cấu bên trong theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Nếu tín hiệu điện không ổn định, cần kiểm tra nguồn cấp, dây dẫn và bộ điều khiển.

Nếu đường ống rung do lắp đặt, cần kiểm tra cách cố định và điều kiện bố trí đường ống.

Không nên tự ý điều chỉnh van tràn, thay đổi tín hiệu điều khiển hoặc tháo đường dầu đang chịu áp suất để thử xử lý rung.

Làm thế nào hạn chế rung giật trong hệ thống thủy lực?

Để hạn chế rung giật, cần kiểm soát đồng thời nhiều yếu tố:

• Chọn van phù hợp với chức năng của mạch.
• Chọn bơm theo yêu cầu lưu lượng và áp suất.
• Duy trì độ sạch của dầu.
• Sử dụng dầu có độ nhớt phù hợp.
• Hạn chế không khí lọt vào hệ thống.
• Kiểm tra bộ lọc theo tình trạng thực tế.
• Đảm bảo tín hiệu điều khiển ổn định.
• Kiểm tra áp suất pilot nếu có.
• Bố trí và cố định đường ống phù hợp.
• Kiểm tra các bộ phận cơ khí của xi lanh.
• Không tự ý điều chỉnh các giá trị cài đặt khi chưa hiểu sơ đồ mạch.

Đối với những hệ thống thường xuyên làm việc ở tải lớn hoặc có yêu cầu điều khiển chính xác, nên theo dõi áp suất, nhiệt độ và tình trạng rung trong điều kiện vận hành thực tế.

Kết luận

Van thủy lực bị rung giật có thể liên quan đến nhiều nguyên nhân như không khí trong dầu, áp suất dao động, lưu lượng bơm không ổn định, con trượt bị kẹt, dầu nhiễm bẩn hoặc tín hiệu điều khiển không phù hợp.

Tuy nhiên, rung xuất hiện tại cụm van không có nghĩa bản thân van chắc chắn bị hỏng. Dao động có thể được truyền từ bơm, đường ống, xi lanh hoặc những bộ phận cơ khí khác.

Khi hệ thống xuất hiện rung giật, cần xác định vị trí phát sinh, điều kiện tải, áp suất, lưu lượng và trạng thái điều khiển trước khi tháo hoặc thay van.

Khi cần lựa chọn hoặc thay thế thiết bị, có thể tham khảo các loại van thủy lực theo đúng chức năng của mạch, sau đó đối chiếu áp suất, lưu lượng, phương pháp điều khiển và điều kiện lắp đặt của từng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp