Giáo trình công nghệ khí nén và thủy lực ứng dụng

Bộ LAO ĐộNG - THƯƠNG BINH Và XÃ HộI
TổNG CụC DạY NGHề
Chủ biên - biên soạn:
Diệp minh hạnh - châu anh khoa

Giáo trình

Công nghệ khí nén
Và thủy lực ứng dụng
NGHề: SửA CHữA ô tô
trình độ: cao

Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP)


Tuyên bố bản quyền :

Tài liệu này thuộc loại sách
giáo trình. Cho nên các nguồn
thông tin có thể đợc phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho
các mục đích về đào tạo và
tham khảo. Mọi mục đích khác có
ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng với
mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi
cách để bảo vệ bản quyền của
mình.
Tổng cục Dạy nghề cám ơn và
hoan nghênh các thông tin giúp

cho việc tu sửa và hoàn thiện tốt
hơn tài liệu này.
Địa chỉ liên hệ:
Tổng cục Dạy nghề

114-2008/CXB/29-12/LĐXH

2

MÃ số:

29 12
22 01


Lời nói đầu
Giáo trình môđun Công nghệ khí nén và thủy lực đợc xây dựng và
biên soạn trên cơ sở chơng trình khung đào tạo nghề Sửa chữa ôtô đà đợc
Giám đốc Dự án Giáo dục kỹ thuật và Dạy nghề quốc gia phê duyệt dựa vào
năng lực thực hiện của ngời kỹ thuật viên trình độ lành nghề.
Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (theo phơng pháp
DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên có nhiều kinh nghiệm, đang trực tiếp
sản xuất cùng với các chuyên gia đà tổ chức nhiều hoạt động hội thảo, lấy ý
kiến.v.v, đồng thời căn cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để
biên soạn. Ban giáo trình môđun Công nghệ khí nén và thủy lực do tập thể
cán bộ, giảng viên, kỹ s của Trờng Cao đẳng Công nghiệp Huế và các kỹ
thuật viên giàu kinh nghiệm biên soạn. Ngoài ra có sự đóng góp tích cực của
các giảng viên Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội và cán bộ kỹ thuật thuộc Công
ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ô tô Thống Nhất, Công ty sản xuất vật liệu xây
dựng Long Thọ.

Ban biên soạn xin chân thành cảm ơn Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội,
Trung tâm kiểm định ô tô Thừa Thiên Huế, Công ty ô tô Thống Nhất, Trờng
Cao đẳng Công nghệ Đà Nẵng và trờng Trung học Giao thông Vận tải Thừa
Thiên Huế, Ban quản lý dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đà công
tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình. Trong quá trình
thực hiện, Ban biên soạn đà nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn,
khoa học và trách nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh
vực nghề Sửa chữa ô tô. Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là
lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh
khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp
để giáo trình môđun Công nghệ khí nén và thủy lực đợc hoàn thiện hơn,
đáp ứng đợc yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và
trong tơng lai.
Giáo trình môđun Công nghệ khí nén và thủy lực đợc biên soạn theo
các nguyên tắc: Tính định hớng thị trờng lao động; Tính hệ thống và khoa
học; Tính ổn định và linh hoạt; Hớng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu
vực và thế giới; Tính hiện đại và sát thực với sản xuất.
Giáo trình môđun Công nghệ khí nén và thủy lực cấp trình độ Cao đÃ
đợc Hội đồng thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đa vào sử dụng và
đợc dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho
công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và ngời sử dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình
chính thức trong hệ thống dạy nghề.
Hiệu trởng
Bùi Quang ChuyÖn
3


4

Giới thiệu về mô đun
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun :
Lý thuyết về công nghệ khí nén và thuỷ lực ứng dụng là kiến thức
cơ bản cần thiết cho ngời sửa chữa ô tô. Kiến thức này giúp ngời thợ sửa
chữa ô tô vận dụng vào quá trình sửa chữa các hệ thống điểu khiển tự
động, hệ thống phanh trên ô tô. Ngoài ra khi nắm vững kiến thức về khí
nén ngời thợ sẽ sử dụng và bảo dỡng tốt hơn các dụng cụ thiết bị hổ trợ
trong công nghệ sửa chữa ô tô. Mô đun này đợc giảng dạy sau các mô
đun: Chơng trình công nhân lành nghề cấp II và Lý thuyết điều khiển
tự động.
Mục tiêu của mô đun:
Nhằm đào tạo cho học viên có đầy đủ kiến thức về các khái niệm cơ
bản, các thông số, các quy luật truyền dẫn năng lợng và nguyên lý hoạt
động của các hệ thống khí nén và thủy lực. Đồng thời có đủ kỹ năng nhận
dạng và phân biệt đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị
khí nén và thủy lực ứng dụng trên ô tô, với việc sử dụng đúng và hợp lý các
trang thiết bị, dụng cụ khí nén và thuỷ lực cầm tay đảm bảo đúng quy
trình, yêu cầu kỹ thuật và an toàn.
Mục tiêu thực hiện của mô đun:
Học xong mô đun này học viên sẽ có khả năng:
1. Trình bày đầy đủ các khái niệm, yêu cầu, nhiệm vụ và các quy
luật truyền dẫn năng lợng của truyền động khí nén và thủy lực.
2. Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ
thống truyền động bằng khí nén và thủy lực.
3. Trình bày đợc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các loại máy
nén khí và bơm thủy lực.
4. Nhận dạng đợc cấu tạo các loại truyền động bằng khí nén và thủy
lực trên ô tô.
Nội dung chính của mô đun:

1. Khái niệm, yêu cầu và các quy luật truyền dẫn năng lợng của các
thiết bị khí nén và thủy lực.

5


2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển
bằng khí nén.
3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển
bằng thủy lực.
4. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí.
5. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các loại bơm thủy lực.
6. Nhận dạng các hệ thống truyền động bằng khí nén và thủy lực
trên ô tô.
7. Sử dụng dụng cụ, thiết bị và kỹ thuật an toàn trong thực tập, bảo
dỡng hệ thống điều khiển bằng khí nén.
Trong quá trình tiến hành thực hiên mô đun này cần nhấn mạnh cho
học viên:
Thái ®é thËn träng, tØ mØ trong ®o kiĨm ®¶m b¶o chính xác.
An toàn lao động ý thức bảo quản thiết bị dụng cụ trong thực tập.

TT

Bài 1

Bài 2

Bài 3

Bài 4

Danh mục các bài học

Khái niệm và các quy luật về truyền động
bằng khí nén
Cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí
nén
Khái niệm và các quy luật về truyền động
bằng thủy lực
Cấu tạo hệ thống truyền động bằng thủy
lực
Tổng cộng

6

lý thuyết

thực hµnh

(tiÕt)

(giê)

9

8

9

8

9

8

9

8

36

32


Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề

HAR 01 01
Điện kỹ
thuật

HAR 01 08
Kỹ thuật
đIện tử

HAR 01 18
Kỹ thuật về ®éng
c¬
®èt trong

HAR 01 10

VËt liƯu
c¬ khÝ

HAR 01 09
C¬ kü tht

HAR 01 20
SC- BD phần
chuyn
động động cơ

HAR 01 19
SC-BD phần cố
định động cơ

HAR 01 24
SC-BD Hệ thống
nhiên liệu

HAR 01 25
SC-BD Hệ thống
nhiên liệu

xăng

dieden

HAR 01 29
SC-BD Hệ thống
truyền lự c

HAR 02 06
Xác suất thống kê

HAR 02 11
Chẩn đoán
động cơ ô
tô

HAR 02 07
Kỹ thuật tự động
điều khiển bằng
điện tử

HAR 02 12
Chẩn đoán
hệ thống
truyền động
ô tô

HAR 01 11
Dung sai
lắp
ghépvà
ĐLKT

HAR 02
14
SC-BD bộ
tăng áp

HAR 01 30
SC-BD Cầu chủ
động

HAR 02 08
Vẽ Auto CAD

HAR 02 15
SC-BD Hệ
thống
phun xăng
điện tử

HAR 01 12
Vẽ kỹ
thuật

HAR 01 21
SC-BD Cơ cấu
phân phối khí

HAR 01 13
An toàn

HAR 01 14
Thực hành
nghề bổ trợ

HAR 01 22

SC-BD Hệ thống
bôi trơn

HAR 01 17
Nhập môn
nghề s/c ô tô

HAR 01 23
SC-BD Hệ
thống làm

mát
HAR 01 26
SC-BD Hệ thống
khởi động

HAR 01 27
SC-BD Hệ thống
đánh lửa

HAR 01 28
SC-BD Trang
thiết bị điện
ô tôtô

HAR 01 31
SC-BD HƯ thèng
di chun

HAR 01 32

SC-BD HƯ thèng
l¸i

HAR 01 33
SC-BD Hệ
thống phanh

HAR 01 34
K.tra tình trạng
kỹ thuật Đcơ và ô
tô

HAR 01 35
SC Pan ô tô

HAR 01 36
nâng cao hiệu
qủa công viƯc

HAR 02 09
C«ng nghƯ khÝ
nÐn, thđy lùc øng
dơng

HAR 02 16
SC-BD BCA
®iỊu khiĨn
b»ng ®iƯn tõ

HAR 02 10

NhiƯt kü
tht

HAR 02 17
SC-BD HƯ
thèng
®/khiĨn
b»ng khí
nén

HAR 02 13
Công nghệ phục
hồi chi tiết trong
sửa chữa

HAR 02 18
SC-BD Li
hợp, hộp số
thủy lực

HAR 02
19
Tổ chức
quản lý
và sản
xuất

Chứng
chỉ
nghề

Bằng công
nhÂn lành
nghề ( II)

Chứng chỉ
nghề bậc cao

Bằng công
nhÂn bậc
cao (III)

7


Các hoạt động học tập chính trong mô đun
1. Học trên lớp về :
- Các quy luật truyền dẫn khí nén và thuỷ lực.
- Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các hệ thống truyền dẫn khí nén và
thuỷ lực.
- Quy trình bảo dỡng các bộ phận chính của hệ thống truyền dẫn khí
nén và thuỷ lực.
2. Thực tập tại xởng thực hành của Nhà trờng về :
Nhận dạng và bảo dỡng các bộ phận chính của hệ thống truyền dÉn
khÝ nÐn vµ thủ lùc.
3. Tham quan thùc tÕ vỊ :
Các thiết bị sử dụng khí nén và thuỷ lực ở các cơ sở sản xuất và lắp
ráp ô tô hiện đại nhằm phát triển nhận thức về cách sử dụng, bảo d ỡng các
thiết bị truyền động bằng khí nén và thuỷ lực.
4. Tự nghiên cứu và làm bài tập về :

- Các tài liệu tham khảo về khí nén và thuỷ lực.
- Các tài liệu tham khoả về thiết bị sử dụng khí nén và thuỷ lực.
- Lập các sơ đồ về truyền động khí nén, thuỷ lực và tự trình bày
nguyên lý làm việc của các sơ ®å ®ã.

9


Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun
Kiến Thức:

Trình bày đợc đầy đủ các khái niệm, yêu cầu và các định luật
truyền dẫn năng lợng của truyền động khí nén và thủy lực.
Giải thích đầy đủ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
truyền động bằng khí nén và thủy lực.
ã Phơng pháp đánh giá:
Qua các bài kiểm tra viết và trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu
cầu 60% cơ sở đánh giá.
Qua sự đánh giá của giáo viên và tập thể giáo viên.
kỹ năng:

Nhận dạng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền
động bằng khí nén và thủy lực.
Sử dụng hợp lý các dụng cụ, thiết bị; đảm bảo đúng quy định và
an toàn.


Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc vệ sinh, an toàn và hợp
lý.

ã Phơng pháp đánh giá:
Qua qúa trình thực tập của học viên.
Qua các bài thực hành đạt yêu cầu 60%.
ã Cơ sở đánh giá:
Qua sự quan sát của giáo viên trong quá trình thực tập của học viên.
Kết quả bài thực hành đạt yêu cầu 70% .
Thái độ

Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn tiết kiệm
trong bảo dỡng,sửa chữa.
Có tinh thần trách nhiệm hoàn thành công việc đảm bảo chất lợng
và đúng thời gian.
Cẩn thận, chu đáo trong công việc, luôn quan tâm đúng, đủ
không để xảy ra sai sãt.
10


11


Bài 1

khái niệm và các quy luật về truyền động
bằng khí nén
MÃ bài: HAR.02 09 01

Giới thiệu :
Khái niệm và các quy luật về truyền động bằng khí nén là bài học
nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về truyền động
bằng khí nén mà những kiến thức này sẽ làm cơ sở lý thuyết cho việc rèn

luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng và bảo dỡng tốt nhất các thiết bị và
dụng cụ dùng để sửa chữa ô tô cũng nh để sửa chữa các thiết bị khí nén
thuỷ lực trên ô tô.
Mục tiêu thực hiện:
Học xong bài này học viên có khả năng:
Phát biểu đúng các khái niệm, yêu cầu và các thông số của truyền
động bằng khí nén.
Giải thích đợc các quy luật truyền dẫn của khí nén.
Nhận dạng đợc các thiết bị sử dụng khí nén.
Nội dung chính:
I- Khái niệm, yêu cầu và các thông số của khí nén.
1. Khái niệm, yêu cầu
2. Các thông số của khí nén
II- Các quy luật truyền dẫn bằng khí nén.
III- Nhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén.

12


nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm
I. Khái niệm, yêu cầu và các thông số của khí nén:
1. Khái niệm và yêu cầu:
Khí nén là các chất khí có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất
môi trờng đợc dùng làm môi chất trung gian để truyền năng lợng (cơ năng).
Thông thờng không khí đợc sử dụng nhiỊu nhÊt trong c¸c hƯ thèng khÝ
nÐn. C¸c kh¸i niƯm cơ bản đợc dùng trong hệ thống khí nén bao gåm:
- Bé nguån: lµ bé phËn cung cÊp khÝ nÐn cho các bộ phận khác trong
hệ thống. Thông thờng bộ nguồn gồm có một động cơ điện và một máy
nén khí.
- Đờng ống dẫn: là các ống kim loại hoặc phi kim loại chịu đợc áp suất

cao dùng để truyền dẫn dòng khí từ bộ nguồn đến các bộ phận khác.
- Van khoá: là bộ phận dùng để đóng ngắt dòng khí trên các đờng
ống dẫn.
- Van một chiều: là bộ phận chỉ cho dòng khí chạy qua theo một
chiều nhất định.
- Van tiết lu: là bộ phận dùng để thay đổi lu lợng dòng khí ở các đờng
ống dẫn.
- Van an toàn: là bộ phận dùng để xả bớt khí nén trong hệ thống khi
áp suất vợt quá mức cho phép.
- Buồng chứa: là bộ phận cất giữ khí nén từ bộ nguồn khi cha đợc sử
dụng.
- Bầu áp lực, xi lanh lực: là bộ phận biến đổi áp suất khí nén thành
lực (tạo chuyển động tịnh tiến).
- Cơ cÊu tû lƯ: lµ bé phËn khi nhËn tÝn hiƯu vào sẽ cho một tín hiệu
ra sai khác theo một tỷ lệ cho trớc.
- Động cơ khí nén: là bộ phận biến đổi áp suất khí nén thành mô
men (tạo chuyển động quay).
Yêu cầu đối với khí nén là:
- Sạch: trong khÝ nÐn kh«ng cã bơi.
13


- Khô: trong khí nén không có hơi nớc.
- Bảo đảm một áp suât nhất định và giữ giá trị ổn định.
- Không tự cháy nổ.
2. Các thông số của khí nén:
- áp suất: thờng ký hiệu là P, đơn vị đo: N/m2, kG/cm2, Pa, at, bar,
mmHg, . . .
- Thể tích: thờng ký hiệu là V, đơn vị đo: m3, lÝt, cc, . . .
- Lu lỵng: thêng ký hiệu là Q, đơn vị đo: m3/s.

II. Các quy luật truyền dẫn của khí nén:
1. Phơng trình trạng thái:

P.V = R.T

hoặc

P
= const
n

Trong đó: P là áp suất tuyệt đối, V lµ thĨ tÝch, R lµ h»ng sè khÝ, T lµ
nhiƯt độ, là tỷ trọng.
2. Phơng trình dòng liên tục:
S1.v1 = S2.v2 = const
Trong đó: S là tiết diện dòng chảy, v là vận tốc dòng chảy.
3. Phơng trình becnuly:

2
v + P + gh = const
2
Trong đó: P là áp suất tuyệt đối, v là vận tốc dòng khí, g là gia tốc
trọng trờng, h là cột áp của cột chất khí (đối với khí nén h=const).

III. Nhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén:

14


Máy tháo lắp bu lông

IV. Câu hỏi và bài tập
1. Nêu các khái niệm về thành phần của khí nén.
2. Nêu vài ví dụ về các hệ thống sử dụng khÝ nÐn trong thùc tÕ ?

15


Bài 2
cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén
MÃ bài: HAR.02 09 02

Giới thiệu :
Cấu tạo hệ thống truyền ®éng b»ng khÝ nÐn lµ bµi häc nh»m cung
cÊp cho học sinh những kiến thức cơ bản về truyền động bằng khí nén
mà những kiến thức này sẽ làm cơ sở lý thuyết cho việc rèn luyện kỹ năng
kỹ xảo để sử dụng và bảo dỡng tốt nhất các thiết bị và dụng cụ dùng để
sửa chữa ô tô cũng nh để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô
tô.
Mục tiêu thực hiện:
Học xong bài này học viên có khả năng:
Phát biểu đúng yêu cầu,nhiệm vụ và phân loại hệ thống truyền động
bằng khí nén.
Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
truyền động bằng khí nén.
Nhận dạng đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền
động bằng khí nén.

Nội dung chính:
I- Nhiệm vụ,yêu cầu và phân loại

II- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động
bằng khí nén
1. Sơ đồ cấu tạo.
2. Nguyên lý hoạt động.
III- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí.
1. Máy nén khí loại r« to.
2. Tuèc bin khÝ.

16


3. Nhận dạng cấu tạo và hoạt động của các loại hệ thống truyền động
bằng khí nén.

nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm
I. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại của hệ thống truyền động bằng
khí nén:
1. Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ của của truyền động khí nén là truyền cơ năng từ bộ
phận dẫn động đến bộ phận làm việc của các máy. Truyền động khí nén
dùng môi trờng chất khí làm khâu trung gian để truyền cơ năng, nó xuất
hiện do yêu cầu làm việc tin cậy, lực tác dụng của ngời điều khiển nhỏ với
đặc điểm êm, ổn định và dễ tự động hoá ... mà các loại truyền động
khác cha đáp ứng đợc.
Với đặc điểm đó, truyền động khí nén hiện nay đợc sử dụng rất
rộng rÃi trên các ôtô máy kéo cỡ trung bình và cở lớn, cũng nh đợc áp dụng
rộng rÃi trong các thiết bịu bảo dỡng sửa chữa ôtô (máy tháo lắp bu lông
bằng khí nén, máy mài bằng khí nén, súng phun sơn và máy dập ghim
bằng khí nén...).
2. Yêu cầu:

- Điều kiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.
- Làm việc tin cËy (khi cã rß rØ nhá hƯ thèng vÉn tiếp tục làm việc đợc)
- Dễ bảo dỡng và sửa chữa.
- Hiệu suất và tuổi thọ cao.
3. Phân loại:
- Theo kết cấu của máy nén khí:
+ Loại máy nén khí kiểu pít tông.
+ Loại máy nén khí kiểu rô to.
+ Loại máy nén khí kiểu cánh dẫn.
- Theo dạng năng lợng truyền động:
+ Truyền áp năng.
17


+ Truyền động năng.
II. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động
bằng khí nén :
1. Các dạng truyền động bằng khí nén:
a. Truyền áp năng:
Hệ thống truyền áp năng bằng khí nén với cấu tạo cơ bản nhất bao
gồm các cụm chi tiết chính sau: Máy nén khí, bình chứa khí nén, van
điều áp, tổng van chính, van phân phối, van cấp khí và bộ phận chấp
hành.
Khác với truyền động năng bằng khí nén, truyền áp năng bằng khí
nén chủ yếu dựa vào tính chất áp suất cao của khí nén để truyền áp
năng, nhờ đó có thể truyền động đợc xa mà ít tổn thất năng lợng. Để tạo
ra áp năng lớn, nâng cao công suất truyền, trong truyền động áp năng
bằng khí nÐn ngêi ta dïng c¸c m¸y nÐn khÝ (m¸y nÐn khí loại rô to, máy
nén khí loại pít tông).
Nguyên lý làm việc của hệ thống truyền áp năng bằng khí nÐn nh

sau: KhÝ nÐn cã ¸p suÊt cao tõ m¸y nén khí đợc đa vào bình khí nén
qua van điều ¸p råi dÉn ®Õn tỉng van chÝnh. Van ®iỊu ¸p có nhiệm vụ
làm ổn định áp suất của khí nén, nhờ đó khí nén khi đa tới tổng van
chính luôn có áp suất ổn định. Từ tổng van chính khí nén đợc cung cấp
đến các van phân phối, các van này có nhiệm vụ điều khiển quá trình
đóng mở các van cấp khí. Quá trình đóng mở các van cấp khÝ nh»m thùc
hiƯn viƯc cÊp khÝ nÐn ®Õn bé phËn chấp hành, tai đây áp năng của khí
nén đợc chuyển thành áp năng của bộ phận chấp hành.

18


van cấp
khí

Van
điều áp

Đến bộ
phận chấp
hành

Hình 2.1: Sơ Van
đồ truyền áp năng bằng khí nén.

Bình
nén khí

phân
phối

Tổng
van
chính

b. Truyền động năng:
Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống truyền động năng bằng khí nÐn
bao gåm: Tuabin trun ®éng, bé phËn dÉn híng, èng hót ra cđa tuabin,
m¸y nÐn khÝ, cơm van cÊp khÝ nén, các cơ cấu chấp hành.
Nguyên tắc làm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén
nh sau: Khí nén áp lực cao từ máy nén khí đợc đa vào tua bin truyền
động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận hớng dòng mà khí nén
đợc dẫn vào các cánh của tua bin làm cánh tua bin chuyển động thực hiện
quá trình biến áp năng của chất khí thành động năng của cánh tua bin.
Động năng của cánh tua bin làm chuyển động cơ cấu chấp hành, tuỳ theo
cấu tạo của bộ phận truyền động mà ta có thể thu đợc chuyển động của
bộ phận chấp hành là chuyển động quay hay chuyển động tịnh tiến.
Truyền động áp năng bằng khí nén đợc sử dụng rất rộng rÃi, nó đợc
ứng dụng trong các dụng cụ tháo lắp bu lông trên ô tô. Không những thế

19


truyền động khí nén còn đợc sử dụng trong các thiết bị cơ khí nh: máy
mài, máy khoan, máy cắt, máy búa bằng khí nén.
Cơ cấu
Tua bin
chấp
hành
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý truyền động năng bằng khí nén.

Dòng khí
nén áp suất
cao đi ra

Dòng khí
nén áp suất
cao đi vào

20

Cánh tua bin
truyền
động


2. Hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén:
Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén bao
gồm: Tuabin truyền động, bộ phận dÉn híng, èng hót ra cđa tuabin, m¸y
nÐn khÝ, cơm van cấp khí nén, các cơ cấu chấp hành (cơ cấu tháo, lắp
bu lông), cơ cấu giảm tốc và cụm trợ lực.
Nguyên tắc làm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén
nh sau: Khí nén áp lực cao từ máy nén khí đợc đa vào tua bin truyền
động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận hớng dòng mà khí nén
đợc dẫn vào các cánh của tua bin làm cánh tua bin chuyển động thực hiện
quá trình biến áp năng của chất khí thành động năng của cánh tua bin.
Động năng của cánh tua bin làm chuyển động cơ cấu chấp hành, tuỳ theo
cấu tạo của cơ cấu chấp hành mà ta có thể thu đợc chuyển động của cơ
cấu chấp hành là chuyển động tháo hay lắp bu lông.
Để đảm bảo thiết bị cung cấp một mô men đủ lớn để tiến hành quá

trình tháo lắp bu lông thì trong thiết bị ngời ta có thể bố trí thêm một
cánh công tác, khi đó động năng của thiết bị đợc nâng cao hơn. Đồng
thời thông qua cơ cấu giảm tốc mà vận tốc chuyển động của cơ cấu chấp
hành đợc giảm xuống nhng mô men chịu tải của thiết bị lại tăng đáp ứng
đợc yêu cầu về lực khi tiến hành tháo lắp bu lông.
Cụm van cấp khí trong thiết bị có nhiệm vụ điều chỉnh lu lợng của
dòng khí nén cấp vào trong cánh tua bin nhờ vậy có thể điều chỉnh đợc
tốc độ chuyển động của cơ cấu chấp hành, đồng thời thông qua van
đảo chiều mà thiết bị tháo lắp bu lông còn thực hiện đợc các chuyển
động khác nhau.
Thực tế đà chứng minh tính u việt của các thiết bị khí nén, vừa
đảm bảo đợc kết cấu gọn nhẹ vừa đảm bảo tạo ra đợc công suất đủ lớn
phục vụ cho công việc. Tuy nhiên các thiết bị sử dụng khí nén thờng tồn
tại nhợc điểm lớn nhất đó là các bộ phận làm kín mau bị chai cứng, hoặc
rách, trầy. Đa số các thiết bị khí nén làm việc khá tin cậy, rất ít bị h hỏng.
Nhng khi đà bị thay đổi các thông số hoặc hoạt động sai thờng là do
trong khí nén có bụi, hơi ẩm và dầu. Sau một thời gian làm việc, thờng
các chi tiết bằng cao su nh màng tỷ lệ, đệm chữ o, gioăng lắp ghép... có
thể bị chai cứng, hoặc rách, trầy. Bên cạnh đó nếu các cánh tua bin hoạt
động quá lâu có thể gây hiện tợng mài mòn, rỗ các bề mặt làm việc, rơ
các ổ bi đỡ tạo nên tiếng kêu khi thiết bị làm việc.
21


Vì thế, việc bảo trỡ hệ thống khí nén thờng tập trung vào một số hạng
mục nh sau:
- Theo dõi và kiểm tra hệ thống máy nén, bồn chứa khí nén, đờng
ống.
- Thờng xuyên kiểm tra để bảo đảm hệ thống tách ẩm khí nén hoạt
động hiệu quả.

- Thay các bộ lọc bụi định kỳ.
- Định kỳ vệ sinh, thông các đờng ống tín hiệu có áp lực thấp.
- Khi có thay đổi về trị số tác động, thì cần cân chỉnh lại. Nhng trớc khi cân chỉnh phải vệ sinh, thông tất cả các đờng ống từ nguồn cung
cấp khÝ nÐn, cơm van cÊp khÝ nÐn vµ èng tÝn hiệu. Nhiều khi chỉ cần
nh thế, thiết bị đó trở lại hoạt động bình thờng.
- Khi thiết bị quá cũ cần phải thay một số chi tiết, hoặc có thể thay
cả cụm.
- Thờng, áp lực khí nén bồn rất lớn. Các thiết bị điều khiển sẽ có bộ
điều áp giảm xuống cho phù hợp với yêu cầu công suất của thiết bị do vậy
cần kiểm tra thông số của dòng khí nén cấp vào cho thiết bị trớc khi sử
dụng thiết bị.
Cơ cấu giảm
tốc

Dòng khí nén
ra khí nén.
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý máy tháo lắp bu lông bằng

Dòng khí nén
vào
Hình 2.4: Máy tháo lắp bu lông bằng khí nén.

Đầu lắp
cơ cấu
tháo lắp
bu lông

Van điều
khiển cấp
khí

22
Đầu cấp
khí nén
vào


3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của súng phun sơn

10

1

2

3

4

5

Hình 2.5: Cấu
bằng khí
9 tạo súng phun
14 nén
11 sơn
15
12 13

6

7 8

18 19
21

20

23

24

16

17

22

bằng khí nén:
1. Nắp bảo vệ; 2. Đầu phun khí; 3. Vòi phun; 4. Thân vòi phun; 5,19,21. Đệm chữ o; 6.
Đêm đai ốc;
7. Đệm; 8. Thân thiết bị phun sơn; 9. Vít điều chỉnh; 10. Thanh điều khiển; 11.Lá
thép cố định;
12. ống lót điều chỉnh kim phun; 13.èng dÉn híng kim phun; 14.Van; 15.Nót che èng dÉn
híng;
16. Vá kim phun; 17,22. Lß xo; 18.Kim phun; 20. Van cấp khí; 23.Bu lông khoá; 24. Thân
van.

Một trong các ứng dụng của công nghệ khí nén vào trong các thiết bị
dụng cụ phục vụ cho công nghệ sản xuất ô tô đó là súng phun sơn bằng

khí nén. Về mặt cấu tạo súng phun sơn bằng khí nén t¬ng tù nh cơm

23


van cấp khí nén và hoạt động của hệ thống dựa trên nguyên lý tạo độ
chân không ở cửa van cấp sơn.
Cấu tạo của một súng phun sơn bằng khí nén bao gồm các cụm
chính sau: Nắp bảo vệ, đầu phun khí, vòi phun, thân vòi phun, đệm,
thân thiết bị phun sơn, vít điều chỉnh, thanh điều khiển, lá thép cố
định, ống lót điều chỉnh kim phun, ống dẫn hớng kim phun, van, nót che
èng dÉn híng, vá kim phun, lò xo, kim phun, van cấp khí, bu lông khoá,
thân van. Nguồn cung cấp khí nén đợc đa từ máy nén khí đến thông
qua cụm van cấp khí và bầu lọc tách ẩm, sau đó khí nén đợc đa vào
trong thiết bị.
Nguyên lý làm việc của súng phun sơn bằng khí nén là dựa vào độ
chân không khi dòng khí áp suất cao chuyển động trong ống nhỏ. Khi
thiết bị ở trạng thái làm việc, van cấp khí (20) mở ra đa dòng khí nén áp
lực cao vào trong thiết bị. Khí nén chuyển động dọc theo thân kim phun
(18), theo ống dẫn hớng kim phun (13) đến đầu vòi phun (3), tại đây nhờ
vào áp lực cao của khí nén mà kim phun đợc mở ra đẩy khí nén ra ngoài.
Chính lúc khí nén thoát ra ngoài, tại cửa vào lắp đặt bình sơn sẽ tạo nên
một áp suất chân không có tác dụng hút sơn trong bình chứa vào trong
thân vòi phun (4). Nguyên liệu sơn khi đi vào trong thân vòi phun sẽ hòa
trộn đều với khí nén áp lực cao nhờ vậy làm cho hỗn hợp khí ra khỏi vòi
phun đạt chất lợng đồng đều hơn. Việc thực điều chỉnh lu lợng khí nén
đi vào đợc thực hiện nhờ thanh điều khiển (10) và lá thép cố định (11),
bên cạnh đó hành trình dịch chuyển của kim phun đợc điều chỉnh
thông qua ống lót (12). Nhờ đặc tính áp suất cao của khí nén mà hỗn hợp
sơn sau khi ra khỏi vòi phun đạt chất lợng cao và có thể điền đầy những

bề mặt góc cạnh trên sản phẩm đem sơn.
Hiện nay công nghệ sơn bằng súng phun sơn đợc ứng dụng rộng rÃi
trong rất nhiều ngành công nghiệp nh: công nghiệp hàng hải, công nghiệp
hàng không, công nghiệp chế tạo xe hơi và xe gắn máy, đến các lĩnh
vực nh sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng, vỡ nú
mang nhng dc tớnh u vit sau.
* Về kinh tế:
- 99% sơn đợc sử dụng triệt để.
- Làm sạch dễ dàng những khu vực bị ảnh hởng khi phun sơn hay do
phun sơn không đạt yêu cầu.
24


- Tiết kiệm thời gian hoàn thành sản phẩm
* Về đặc tính sử dụng:
- Quy trình sơn có thể đợc thực hiện tự động hóa dễ dàng (dùng hệ
thống phun sơn bằng súng tự động s dng khớ nộn iu khin).
* Về chất lợng:
- Tuổi thọ thành phẩm lâu dài
- Độ bóng cao
- Màu sắc phong phú và có độ chính xác.
III. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí:
Máy nén khí là loại máy dùng để biến đổi cơ năng của động cơ thành
năng lợng áp năng của chất khí. Chất khí đợc sử dụng trong máy nén khí chủ
yếu là không khí, ngoài ra ngời ta còn dùng máy nén khí để nén các chÊt
khÝ kh¸c nh: khÝ CO2, khÝ N2, khÝ O2...
M¸y nÐn khí đợc sử dụng rất rộng rÃi trong công nghệ sửa chữa và bảo
dỡng ô tô. nhiều khi máy nén khí còn là bộ phận quan trọng của một cơ sở
sản xuất nh trong công trình xây dựng, trong nhà máy sản xuất các bình
khí nén phục vụ gia công cơ khí. Hiện nay trong kỹ thuật vận chuyển hàng

không, ngời ta còn áp dụng kỹ thuật nén khí để chế tạo các tua bin phản lực.
Chính vì máy nén khí đợc sử dụng rộng rÃi nh vậy, nên nó có rất nhiều loại,
nhiều kiểu khác nhau.

Theo nguyên lý làm việc máy nén khí đợc chia làm hai loại chủ yếu:
- Máy nén khí loại cánh dẫn: Máy nén khí loại ly tâm, máy nén khí loại hớng trục.
- Máy nén khí loại thể tích: Máy nén khí loại pít tông, loại rô to....
Theo phạm vi áp suất ngời ta còn chia máy nén khí thành các loại: máy
nén khí có áp suất cao, trung bình, thấp.
Theo công dụng máy nén khí còn phân loại thành:
- Máy nén khí cấp khí để truyền động (trong các hệ thống truyền
động khí nén).
- Máy nén khí cấp khí để phục vụ sản xuất (trong xây dựng).
- Máy nén khí phục vụ tích trữ khí trong các bình (trong y tế, trong
cơ khí...)
1. Máy nén khí loại rô to.

25


Máy nén khí loại rô to là loại máy nén khí có cấu tạo đơn giản nhất
trong tất cả các loại máy nén khí. Cấu tạo của nó bao gồm những bộ phận
chính sau: Cửa cấp khí vào, cửa cấp khí nén áp suất cao đi ra, trục máy
nén khí, cánh công tác và vỏ máy nén khí.
Dòng khí
áp suất cao
đi ra
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí loại
Vỏ rô to.

Cánh công
tác
Dòng khí
vào

Nguyên lý làm
việc của máy nén khí loại rô to chủ yếu là dựa vào sự thay đổi thể tích
của các khoang chứa khí, nhờ đó chất khí trong các khoang này bị nén lại
và cung cấp ra ngoài qua các van cấp khí.
Trên hình 2.7 là sơ đồ nguyên lý của máy nén khí loại rô to cánh gạt,
quá trình nén khí trải qua ba hành trình. Hành trình nạp, lúc này các van
cấp khí mở ra để đa chất khí vào trong các khoang trống giữa hai cánh
gạt. Các cánh gạt có thể chuyển động tịnh tiến trong các rÃnh trên rô to
nhờ lò xo ép. Khi rô to quay hết hành trình nạp, với kiểu bố trí rô to và vò
máy nén khí lệch tâm làm thể tích của khoang trống giữa hai cánh gạt
bị thay đổi khi rô to quay. Chính điều này làm thể tích của chất khí
giữa hai cánh gạt thay đổi (bị nén lại), đó là hành trình nén của máy
nén khí rô to cánh gạt. Chất khí bị nén với áp suất cao sẽ đợc cấp ra ngoài
khi rô to quay ở hành trình cấp khí nén.

26