Máy nén khí trục vít là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống khí nén, được sử dụng phổ biến trong các nhà máy quy mô công nghiệp. Cấu tạo máy nén khí trục vít khá đặc biệt, bao gồm trục vít, động cơ, bảng điều khiển,… giúp máy có thể hoạt động nén khí liên tục nhiều giờ, phục vụ sản xuất. Dưới đây là thông tin chi tiết về khái niệm cũng như cấu tạo chi tiết của máy nén khí trục vít.

Hình ảnh mô tả cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu

Máy nén khí trục vít là gì? Ứng dụng cụ thể

Máy nén khí trục vít là dòng máy có khả năng chuyển đổi không khí (áp suất thường) sang khí (áp suất cao) – áp suất khí sau khi tăng thường là 8 – 12 bar. Máy được sử dụng phổ biến sản xuất công nghiệp, gara ô tô sửa chữa, cho tới các ứng dụng liên quan tới giao thông vận tải.

• Sản xuất công nghiệp: cung cấp khí nén cho các công cụ và thiết bị bao gồm máy cắt, máy mài, máy hàn, và các công cụ sử dụng khí nén khác, giúp máy vận hành ổn định, an toàn.
• Điều hòa không khí và làm lạnh: Cấu tạo máy nén khí trục vít giúp tạo ra khí nén cao áp 8 bar, ứng dụng trong quá trình sản xuất và bảo dưỡng hệ thống làm lạnh, cung cấp khí nén cho máy ép, máy cắt, và hệ thống điều khiển.
• Công nghiệp dầu khí: cung cấp khí nén cho các thiết bị khoan dầu, hệ thống kiểm tra áp suất, và máy nén khí để làm sạch ống dẫn dầu, giúp duy trì hiệu suất và an toàn trong các môi trường khắc nghiệt.
• Y tế sức khỏe: Máy nén khí trục vít không dầu cũng có ứng dụng trong lĩnh vực y tế, cấp khí sạch cho các thiết bị y tế như máy trợ thở, hệ thống cung cấp khí y tế.

Khí nén được sử dụng nhiều trong sản xuất, sửa chữa

Ngoài những ứng dụng trên, máy nén khí trục vít còn có sự hiện diện trong nhiều lĩnh vực khác như công nghiệp thực phẩm, ngành sản xuất gỗ, công nghiệp ô tô, và nhiều ứng dụng thương mại khác.

Cấu tạo máy nén khí trục vít chi tiết nhất

Cấu tạo của máy nén khí trục vít tương đối phức tạo, gồm nhiều bộ phận và chia thành các nhóm: bộ phận động cơ, bộ phận van, hệ thống tản nhiệt và hệ thống bôi trơn – với dòng máy có dầu.

Bộ phận động cơ máy nén khí trục vít

Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo máy nén khí trục vít, cụm đầu nén là bộ phận quan trọng nhất của máy nén khí trục vít, bao gồm: motor điện, dây đai, bánh răng và trục vít. Trong đó:

• Trục vít: Máy nén khí trục vít sử dụng hai trục vít xoắn, gồm trục chính và trục phụ, với rãnh răng để ăn khớp lẫn nhau. Khi trục vít quay, chúng tạo ra một khe hở rất nhỏ, trong đó không khí bị hút vào và sau đó bị nén. Trục vít được làm bằng thép nguyên khối, có thể hoạt động liên tục thời gian dài, không dễ bị ăn mòn.
• Motor điện và bộ coupling: Motor điện mạnh mẽ tạo nên sự chuyển động cho trục vít, cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình nén khí. Mô tơ máy nén khí trục vít thường là dòng motor điện 3 pha. Bộ coupling giúp chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ, giúp trục vít quay mạnh mẽ.

Bộ phận động cơ máy nén khí trục vít trực tiếp nén khí

Hệ thống điều khiển máy nén khí trục vít

Để máy nén khí trục vít hoạt động ổn định và người dùng có thể theo dõi được quá trình làm việc của máy, máy trang bị bảng điều khiển. Máy nén khí trục vít có bảng điều khiển dạng màn hình cảm ứng thường là dòng máy nén trục vít biến tần. Còn trường hợp màn hình điều khiển là dạng màn hình bấm số, ít chức năng => máy nén khí trục vít dạng thường. Thông qua màn hình điều khiển, người dùng theo dõi được thông số, set lịch bảo dưỡng động cơ, và nhận diện được cảnh báo lỗi khi máy có sự cố.

Màn hình máy nén khí trục vít cơ bản nhất

Hệ thống các van máy nén khí trục vít 

Hệ thống van trong cấu tạo máy nén khí trục vít đặc biệt quan trọng, bao gồm các loại van sau:

• Van hút: Van hút có nhiệm vụ kiểm soát quá trình hút khí từ môi trường bên ngoài vào trong đầu nén. Khi máy hoạt động, van mở để cho phép không khí đi vào buồng nén; ngược lại, khi máy ngừng, van sẽ đóng để ngăn không khí lọt vào.
• Van một chiều tại đầu ra: Van một chiều được lắp tại đầu ra của máy nén khí, có tác dụng đảm bảo không khí chỉ di chuyển theo một chiều – từ máy nén đi vào hệ thống, không cho khí nén quay ngược trở lại máy.
• Van chặn đầu: Van chặn đầu thường nằm ở dưới đáy cụm đầu nén. Chức năng chính là ngăn không cho dầu bôi trơn từ buồng nén chảy ngược vào motor khi máy ngừng hoạt động.
• Van áp suất tối thiểu: Van áp suất tối thiểu có nguyên lý hoạt động gần giống với van một chiều, nhưng đặc biệt hơn ở chỗ nó chỉ mở ra khi áp suất trong hệ thống đạt đến mức quy định.
• Van điện từ: Van điện từ được lắp đặt ở cổ hút, có vai trò điều khiển việc mở – đóng cửa hút bằng tín hiệu điện. Khi máy nén khởi động, van mở để hút khí vào; khi máy dừng, van đóng lại để ngăn không khí lọt vào đầu nén.
• Van an toàn: Van an toàn là thiết bị bảo vệ quan trọng, được thiết kế để xả áp suất khi hệ thống vượt quá ngưỡng cho phép. Trong trường hợp sự cố như tắc nghẽn, áp suất tăng đột ngột hoặc lỗi nguồn điện gây quá tải, van sẽ tự động mở để giải phóng áp.

Van an toàn máy nén khí trục vít có dầu

Hệ thống bôi trơn trong máy nén trục vít

Máy nén khí trục vít có dầu hiện nay được sử dụng rất nhiều trong các ngành sản xuất và sửa chữa. Ưu điểm của dòng máy nén này là chạy khỏe, nhờ có dầu bôi trơn động cơ, hạn chế được va chạm cơ khí, han gỉ,…

• Bình chứa dầu: Bộ phận này có nhiệm vụ lưu trữ lượng dầu bôi trơn cần thiết cho máy nén khí. Bình chứa giúp đảm bảo nguồn dầu luôn được cung cấp liên tục và ổn định cho các chi tiết trong cụm đầu nén, hạn chế tình trạng thiếu dầu gây mài mòn hoặc hỏng hóc.
• Lọc tách dầu máy nén khí: Đây là bộ phận quan trọng giúp loại bỏ dầu lẫn trong khí nén sau quá trình nén. Khí nén đầu ra đạt được độ tinh khiết cao, không chứa hơi dầu, đáp ứng yêu cầu sử dụng trong các ngành công nghiệp có tiêu chuẩn khắt khe.
• Đường ống hồi dầu: Có chức năng thu hồi dầu bôi trơn bị lẫn và đọng lại ở đáy sau khi qua lọc tách. Nhờ hệ thống ống hồi dầu, lượng dầu này sẽ được dẫn trở lại bình chứa.
• Lọc dầu: Giúp loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn, hoặc cặn kim loại có trong dầu bôi trơn. Dầu luôn trong tình trạng sạch, đảm bảo khả năng bôi trơn tối ưu và kéo dài tuổi thọ của các chi tiết máy.

Cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu có có lọc dầu màu đen

Hệ thống tản nhiệt máy nén khí trục vít

Trong suốt quá trình hoạt động, máy nén khí sinh ra lượng nhiệt rất lớn. Do đó, để tránh hiện tượng quá tải nhiệt, bên cạnh sử dụng dầu bôi trơn thì cấu tạo máy nén khí trục vít còn có:

• Bộ giải nhiệt cho khí nén: Bộ phận có nhiệm vụ làm mát khí nén sau khi ra khỏi cụm nén nhưng trước khi đi vào bình chứa khí nén tách rời hoặc hệ thống sử dụng khí.
• Két làm mát dầu: Được đặt cạnh bộ làm mát khí nén, két này có chức năng làm mát dầu bôi trơn sau khi đã thực hiện nhiệm vụ giảm ma sát trong cụm đầu nén khí trục vít.
• Quạt làm mát: Là bộ phận hỗ trợ trực tiếp cho két làm mát, có tác dụng thổi không khí xung quanh bộ trao đổi nhiệt (cả dầu và khí nén), từ đó tăng cường hiệu quả làm mát.

Quạt làm mát lắp đặt phía trên mô tơ để tăng cường tản nhiệt

Hệ thống cảm biến bảo vệ an toàn cho máy nén trục vít

• Cảm biến nhiệt độ: Thiết bị này được gắn trong hệ thống để theo dõi nhiệt độ của dầu và khí nén. Khi phát hiện mức nhiệt vượt ngưỡng cho phép, cảm biến sẽ gửi tín hiệu cảnh báo đến bộ điều khiển, giúp người vận hành kịp thời xử lý.
• Cảm biến quá tải (rơle bảo vệ): Được thiết kế để bảo vệ động cơ khỏi các sự cố như quá tải, chập điện hoặc cháy nổ. Khi dòng điện vượt mức an toàn, rơle sẽ tự động ngắt nguồn, giúp bảo vệ toàn bộ hệ thống.
• Cảm biến áp suất: Đóng vai trò như “người giám sát” áp suất trong máy nén khí. Cảm biến này sẽ kiểm soát và duy trì hoạt động của máy trong dải áp suất định mức. Khi áp suất đạt đến ngưỡng cài đặt, máy sẽ tự động dừng hoặc khởi động lại.

So sánh cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu và không dầu

Mặc dù nghe đơn vị bán tư vấn có hai dòng máy nén khí trục vít có dầu và không dầu, nhưng khách hàng cũng chưa thể hình dung rõ về sự khác biệt đó. Thì từ thông tin tổng hợp cấu tạo máy nén khí trục vít trên, bạn có thể hiểu đơn giản là máy nén khí trục vít không dầu sẽ không có hệ thống các bộ phận bôi trơn – bao gồm lọc dầu, bình chứa dầu, lọc tách dầu, đường ống hồi dầu.

Thay vào đó, các chi tiết trong cụm đầu nén được chế tạo từ vật liệu đặc biệt hoặc phủ lớp chống ma sát, giúp máy hoạt động mà không cần dầu bôi trơn. Nhờ vậy, khí nén đầu ra tinh khiết 100%, đáp ứng tiêu chuẩn cao trong các ngành y tế, dược phẩm, thực phẩm, điện tử… Tuy nhiên, chi phí đầu tư và bảo dưỡng thường cao hơn so với máy nén khí có dầu.

Ngược lại, máy nén khí trục vít có dầu trang bị đầy đủ hệ thống bôi trơn gồm bình chứa dầu, lọc dầu, lọc tách dầu, đường ống hồi dầu, két làm mát dầu… Nhờ vậy, máy vận hành êm ái, giảm ma sát, làm kín khe hở giữa các trục vít, đồng thời tăng độ bền cho máy. Tuy nhiên, khí nén đầu ra có thể còn lẫn hơi dầu, phải qua lọc tách kỹ mới đảm bảo độ sạch.

Máy nén khí trục vít không dầu sẽ không có bình dầu màu xám như hình

Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy nén khí trục vít

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít được vận hành dựa trên sự ăn khớp quay của hai trục vít (gồm trục vít đực và trục vít cái). Trong quá trình quay, khoảng không gian giữa các răng trục vít thay đổi, tạo ra các chu kỳ hút – nén – xả liên tục, cung cấp dòng khí nén ổn định.

• Chu kỳ hút khí: Khi trục vít bắt đầu quay, các khoang trống giữa răng trục vít mở ra và thể tích tăng lên. Lúc này, cửa hút mở, áp suất bên trong buồng nén thấp hơn áp suất khí quyển nên không khí từ ngoài môi trường sẽ được hút vào buồng nén. Giai đoạn này kết thúc khi khoang chứa khí được nạp đầy và bắt đầu tách khỏi cửa hút.
• Chu kỳ nén khí: Khi hai trục vít tiếp tục quay, các răng trục vít dần khớp lại, thể tích trong khoang khí giảm dần. Quá trình giảm thể tích này làm áp suất khí tăng lên. Tùy thuộc vào thiết kế máy nén khí có dầu hay không dầu, ở giai đoạn này có thể được phun thêm dầu bôi trơn để làm mát, giảm ma sát và tăng hiệu quả nén.
• Chu kỳ xả khí: Khi khoang khí chứa đầy áp suất di chuyển đến cửa xả, thể tích lúc này đạt mức nhỏ nhất, áp suất đạt mức lớn nhất. Van xả mở ra, toàn bộ lượng khí nén được đẩy ra ngoài vào bình chứa hoặc hệ thống đường ống. Sau đó, khoang trống tiếp tục được mở ra, bắt đầu lại chu kỳ hút – nén – xả mới.

Trên đây là thông tin chi tiết về máy nén khí trục vít cũng như cấu tạo máy nén khí trục vít, mọi thông tin thắc mắc xin liên hệ Điện máy Camry để biết thêm thông tin chi tiết về sản phẩm.