NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHỚP NỐI THỦY LỰC WESTCAR (HYDRAULIC COUPLINGS)

Trong các hệ truyền động công nghiệp có tải quán tính lớn, việc khởi động trực tiếp có thể tạo ra dòng điện và mô-men khởi động cao, đồng thời gây tác động lên motor và các thành phần truyền động. Một trong những giải pháp được sử dụng để cải thiện quá trình này là khớp nối thủy lực Westcar, thiết bị truyền mô-men thông qua chuyển động của chất lỏng thay vì kết nối cơ khí trực tiếp giữa phần chủ động và phần bị động.
Vậy khớp nối trục thủy lực Westcar hoạt động theo nguyên lý nào? Có những dòng sản phẩm nào và cần dựa vào thông số gì để lựa chọn phù hợp?

1. Khớp nối thủy lực Westcar là gì và được sử dụng để làm gì trong hệ truyền động?

Khớp nối thủy lực Westcar (Westcar Fluid Coupling) là thiết bị truyền động được thiết kế để truyền mô-men từ phần chủ động, thường là motor, sang phần bị động là máy hoặc thiết bị cần dẫn động thông qua chất lỏng truyền động.
– Theo Westcar, cấu tạo cơ bản của fluid coupling gồm phần chủ động Pump, phần bị động Turbine, trục chính và coupling căn chỉnh hoặc pulley ở phía đầu ra. Việc truyền mô-men giữa hai phía được thực hiện nhờ dầu bên trong coupling, không phải bằng liên kết cơ khí cứng trực tiếp.
– Có thể hình dung vị trí của thiết bị trong hệ thống như sau: Motor → Khớp nối thủy lực → Gearbox/Máy được dẫn động

Westcar cho biết dòng Rotofluid constant-fill mang lại các lợi ích chính gồm:
– Khởi động máy được dẫn động êm hơn.
– Giảm đỉnh dòng điện trong giai đoạn khởi động.
– Hạn chế mô-men.
– Hỗ trợ bảo vệ máy được dẫn động khi xảy ra dừng đột ngột.

2. Nguyên lý hoạt động của khớp nối thủy lực (fluid couplings) Westcar

2.1. Cấu tạo cơ bản

Một khớp nối thủy lực Westcar về cơ bản có hai thành phần quay quan trọng:
– Pump – bánh bơm: kết nối với phía chủ động và nhận chuyển động từ motor.
– Turbine – bánh turbine: kết nối với phía bị động để truyền chuyển động đến máy.
Ngoài ra còn có vỏ coupling, trục chính, dầu truyền động và các bộ phận kết nối với hệ thống.
Pump và Turbine không truyền mô-men trực tiếp cho nhau bằng tiếp xúc cơ khí. Thay vào đó, dầu bên trong khớp nối thủy lực Westcar đóng vai trò môi trường truyền năng lượng.

2.2. Quá trình truyền mô-men từ motor sang máy

Nguyên lý có thể mô tả theo chuỗi: Motor quay → Pump quay → dầu được gia tốc → dòng dầu tác động lên Turbine → Turbine quay → máy được dẫn động tăng tốc.
– Khi motor bắt đầu quay, Pump quay theo và làm chất lỏng bên trong coupling chuyển động. Dòng chất lỏng mang năng lượng từ Pump đến Turbine và tạo lực làm Turbine quay.
– Turbine sau đó truyền mô-men tới gearbox hoặc thiết bị đầu ra.
> Đây chính là nguyên lý thủy động lực tạo nên sự khác biệt giữa khớp nối dạng thủy lực Westcar và một kết nối cơ khí trực tiếp.

2.3. Điều gì xảy ra khi motor khởi động?

– Theo tài liệu hướng dẫn vận hành Rotofluid của Westcar, khi motor dừng, chất lỏng bên trong coupling ở trạng thái cân bằng thủy tĩnh và không có quá trình truyền mô-men.
– Khi motor bắt đầu hoạt động, Pump tăng tốc chất lỏng và dần hình thành lực kéo thủy động lực trong mạch dầu. Lực này làm Turbine chuyển động và truyền mô-men sang phía máy.
– Điểm quan trọng là tải không nhất thiết phải tăng tốc hoàn toàn đồng thời với motor ngay từ thời điểm đầu tiên.
– Nhờ đó, khớp nối Westcar tạo ra quá trình tăng tốc mềm hơn cho máy được dẫn động. Đây là lý do fluid coupling thường được cân nhắc cho những máy có quán tính khởi động lớn.

3. Khớp nối trục thủy lực Westcar phù hợp với những thiết bị nào?

Westcar hydraulic coupling có thể được sử dụng trong nhiều hệ truyền động có bộ phận quay, đặc biệt khi hệ thống có quán tính lớn lúc khởi động hoặc cần kiểm soát quá trình truyền mô-men tốt hơn: băng tải, máy nghiền, máy trộn, quạt công nghiệp và nhiều thiết bị công nghiệp khác:
– Băng tải: Sử dụng khớp nối trục thủy lực Westcar giúp quá trình truyền mô-men từ motor sang hệ thống băng tải diễn ra từ từ hơn thay vì tác động toàn bộ tải lên motor ngay từ thời điểm khởi động.
> Rotofluid CA là một trong những giải pháp đáng cân nhắc
– Máy nghiền: Fluid coupling tạo ra một lớp truyền động thủy động lực giữa motor và máy, giúp tải tăng tốc dần theo đặc tính của coupling.
– Máy trộn: luid coupling có thể hỗ trợ tạo quá trình khởi động êm hơn và hạn chế shock tải truyền trực tiếp giữa hai phía của hệ truyền động.
– Ngoài những ứng dụng trên, fluid coupling còn có thể được cân nhắc cho nhiều hệ thống truyền động quay trong công nghiệp.

4. Các dòng khớp nối thủy lực của Westcar

Westcar cung cấp nhiều dòng fluid coupling khác nhau như Rotofluid K, SCF, DCF, CA, Rotomec, KDA, Rotostart và Turbostart. Mỗi thiết kế hướng tới những yêu cầu truyền động và khởi động khác nhau.
– Westcar Rotofluid K: Rotofluid K thuộc nhóm coupling thủy động lực nạp dầu cố định của Westcar, hướng đến việc tạo quá trình khởi động êm, hạn chế mô-men và giảm peak dòng điện khi khởi động.
– Westcar Rotofluid SCF: Rotofluid SCF phát triển trên nguyên lý thủy động lực tương tự nhưng có cấu hình khác để đáp ứng đặc tính khởi động của từng hệ thống.
– Westcar Rotofluid DCF: DCF là một cấu hình khác trong dòng Rotofluid. Việc lựa chọn DCF cần xem xét đồng thời công suất, tốc độ, tải, yêu cầu khởi động và kết cấu lắp đặt.
– Westcar Rotofluid CA: Theo Westcar, dòng CA kết hợp annular chamber với delay chamber lớn, giúp giảm đáng kể mô-men trong quá trình khởi động và giảm dòng điện mà hệ thống hấp thụ khi máy khởi động.
– Các dòng Westcar khác
+ Rotomec: coupling thủy cơ.
+ KDA: fluid coupling cho những cấu hình ứng dụng riêng.

Tham khảo: Các dòng sản phẩm khớp nối thủy lực của Westcar Italy

5. Đơn vị cung cấp Westcar fluid coupling tại Việt Nam

Đại Hồng Phát cung cấp các giải pháp khớp nối trục thủy lực Westcar cho hệ truyền động công nghiệp tại Việt Nam, đồng thời hỗ trợ khách hàng kiểm tra thông số và lựa chọn sản phẩm dựa trên điều kiện vận hành thực tế.
– Đối với dự án mới, khách hàng nên cung cấp: Công suất motor + tốc độ + loại máy + đường kính trục + đặc tính tải + yêu cầu khởi động.
– Đối với nhu cầu thay thế khớp nối đang vận hành, nên gửi thêm hình ảnh nameplate, model/size hiện tại và bản vẽ nếu có.

Xem thêm bài viết: Ứng dụng khớp nối thủy lực (Hydraulic Couplings) trong các ngành công nghiệp

Anh em kỹ thuật nhà máy cần cấp mới hoặc thay thế, liên hệ ngay hotline: 0906 955 057 để Đại Hồng Phát hỗ trợ kiểm tra và đề xuất giải pháp phù hợp.!