Hệ thống thủy lực là dạng truyền động dùng dầu thủy lực tạo áp lực được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp như ngành chế tạo máy, cơ giới, hàng không, tàu thủy và các ứng dụng khác trong công nghiệp lắp ráp. Ngoài ra, công nghệ thủy lực còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực đặc biệt khác như hàng hải, khai thác hầm mỏ, công nghiệp nặng, máy thuy hoạch nông nghiệp, hệ thống robot nặng, máy xây dựng...Hàng năm, ở Việt Nam có hàng trăm thậm chí hàng nghìn công trình được xây dựng và cải tạo do đó nhu cầu sử dụng các thiết bị thủy lực là rất lớn.

Ở Việt Nam, hiện nay, các loại máy xây dựng, máy công trình đều sử dụng truyền động bằng thủy lực do hệ thống truyền động thủy lực có khả năng truyền động được công suất cao với các cơ cấu đơn giản, đường truyền chất lỏng khá mềm dẻo, dễ bố trí và dẫn động từ động cơ tới các cơ cấu hoạt động khác. Tuy nhiên, các thiết bị thủy lực sử dụng trong các máy xây dựng đều phải nhập khẩu từ các hãng trên thế giới, trong đó, Mỹ, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan là một trong những nước chiếm thị phần không nhỏ tại Việt Nam.

Ở Việt Nam, do nhu cầu xây dựng đang rất lớn, các máy xây dựng thường phải làm việc hết công suất trong thời gian dài, thậm chí phải hoạt động vượt công suất thiết kế để đảm bảo tiến độ và giảm thiểu việc phải thuê các máy có công suất lớn hơn. Một đặc điểm nữa dẫn đến tuổi thọ của các thiết bị thủy lực đặc biệt là van phân phối trong các máy xây dựng đó là do trình độ sử dụng và cách thức sử dụng của công nhân vận hành và điều khiển máy còn hạn chế, công nhân vận hành thường điều chỉnh mức áp lực vượt quá mức áp lực hoạt động tối ưu nhằm ltăng cường công suất hoạt động cho máy. Một vấn đề nữa đối với các hệ thống thủy lực trong máy xây dựng tại Việt Nam là điều kiện bảo dưỡng, bảo trì không đảm bảo đúng tiêu chuẩn dẫn tới giảm tuổi thọ của các thiết bị thủy lực đặc biệt là các van phân phối. Từ thực tế trên, nhóm nghiên cứu của TS. Phạm Ngọc Pha tại Viện Nghiên cứu sáng chế và Khai thác công nghệ đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu làm chủ công nghệ chế tạo van phân phối thủy lực sử dụng cho máy xây dựng thông qua khai thác sáng chế” từ năm 2020 đến năm 2022.

Mục tiêu của đề tài là nhằm làm chủ công nghệ chế tạo van phân phối thủy lực dùng trong máy xây dựng và nghiên cứu phát triển và chế tạo van phân phối thủy lực phù hợp với điều kiện làm việc của máy xây dựng tại Việt Nam, cụ thể là van phân phối thủy lực cho máy xúc Doosan DX55 với trọng lượng 5,55 tấn, thể tích gầu xúc 0.175 m3.

Trong nghiên cứu, các tác giả đã làm chủ được công nghệ và chế tạo thành công van phân phối thủy lực điều khiển xy lanh cần (boom cylinder) của máy xúc Doosan DX55. Đây là loại van điều khiển có mức áp suất làm việc cao nhất và là loại van thường hay hỏng nhất trong máy xúc.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã phân tích tổng quan về các loại van phân phối thủy lực và các sáng chế trong lĩnh vực van phân phối thủy lực. Hồ sơ thiết kế van phân phối thủy lực cũng đã được thiết kế thành công, cho phép van phân phối vận hành tốt trong điều kiện làm việc tải trọng cao, áp suất lớn.

Ngoài ra, nhóm tác giả đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế tạo van phân phối thủy lưc, đồng thời cũng đã chế tạo thành công 03 van phân phối thủy lực mẫu. Kết quả kiểm tra tại các doanh nghiệp trong từ 3 - 4 tháng cho thấy van phân phối thủy lực phù hợp, van có khả năng hoạt động tốt trong môi trường làm việc thực tế, máy xúc hoạt động ổn định sau khi lắp đặt van phân phối thủy lực này. Các doanh nghiệp này cũng đều khẳng định rằng, mức độ hỏng hóc của van phân phối thủy lực điều khiển xy lanh cần (boom cylinder) là nhiều hơn và loại van này có nhu cầu được thay thế cao hơn so với các loại van điều khiển khác. Van phân phối thủy lực được thiết kế này cũng đã được nhóm nghiên cứu tiến hành đăng ký giải pháp hữu ích và đã có chấp nhận đơn hợp lệ của Cục Sở hữu trí tuệ.

Kết quả nghiên cứu góp phần làm chủ công nghệ, thiết kế, chế tạo van phân phối và cải tiến van phân phối thủy lực để phù hợp với điều kiện làm việc tại Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21220/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)