Giáo trình MÁY NÉN KHÍ

TỔNG CÔNG TY PHÂN BÓN & HÓA CHẤT DẦU KHÍ – CTY CP

CN CTY CP PHÂN ĐẠM & HC DK - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

===============

GIÁO TRÌNH MÁY
NÉN KHÍ

PHÒNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT


NỘI DUNG
A. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ VÀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ .. 2
I. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ ................................................................... 2
II. TRẠM MÁY NÉN KHÍ ............................................................................. 3
III. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON............................................................. 5
IV. MÁY NÉN KHÍ ROTO........................................................................... 7
V. MÁY NÉN KHÍ LY TÂM.......................................................................... 9
B. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON.................................................................. 11
I. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON........................................ 11
II. CÁC TE VÀ XI LANH ............................................................................ 12
III. NHÓM PISTON - THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU................... 13
IV. VAN....................................................................................................... 19
V. HỆ THỐNG BÔI TRƠN – HỆ THỐNG LÀM MÁT .............................. 24
VI. BÌNH CHỨA KHÍ NÉN ....................................................................... 27
VII. VAN AN TOÀN VÀ VAN MỘT CHIỀU............................................ 28
VIII. HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT CỦA MÁY NÉN KHÍ ..... 29
IX. HỘP GIẢM TỐC – LY HỢP ................................................................ 34
C. MÁY NÉN KHÍ ROTOR............................................................................. 36
I. MÁY NÉN KHÍ ROTOR CÁNH PHẲNG .............................................. 36

II. MÁY NÉN KHÍ ROTOR TRỤC VÍT...................................................... 44
D. VẬN HÀNH – BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY NÉN KHÍ .................. 49
I. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ.................................................................. 49
II. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY NÉN KHÍ ......................................... 53
III. AN TOÀN KHI VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ ................................... 54
E. MÁY NÉN KHÍ LY TÂM ........................................................................... 56
I. CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ LY TÂM:.................................................... 56
II. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ LY TÂM: ................................................ 63
III. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY NÉN KHÍ LY TÂM: .................... 64
IV. PHÁN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ MÁY NÉN KHÍ LY TÂM: ......... 64
F. QUẠT GIÓ................................................................................................... 66
I. PHÂN LOẠI QUẠT GIÓ......................................................................... 66
II. CÁC HỆ THỐNG QUẠT......................................................................... 68
III. ĐIỀU CHỈNH LƯU LƯỢNG QUẠT. .................................................. 68
IV. LỌC KHÔNG KHÍ................................................................................ 68
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 72

1


A. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ VÀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ
I. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ
1. DỰA VÀO CẤU TẠO:
Dựa vào cấu tạo máy nén khí được phân làm 3 loại:
- Máy nén khí kiểu piston.
- Máy nén khí kiểu rotor.
- Máy nén khí kiểu ly tâm.
2. DỰA THEO NGUYÊN LÝ NÉN KHÍ:
Dựa vào nguyên lý nén khí máy nén khí được phân làm 2 loại:
- Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng: với loại này khí

được truyền với một vận tốc lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của dòng
khí chuyển động thành công nén. (Máy nén khí kiểu ly tâm).
- Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại này khí lấy
từ không gian có áp suất nhỏ đưa vào một không gian kín (không gian công tác)
sau đó được nén và tăng áp suất do thể tích giảm (máy nén khí kiểu piston và máy
nén khí kiểu rotor).
3. DỰA THEO ÁP SUẤT KHÍ NÉN:
Dựa vào trị số áp suất được phân làm 4 loại:
- Máy nén khí áp suất thấp: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ
2÷10 kg/cm2.
- Máy nén khí áp suất trung bình : là những máy nén khí dùng để nén khí với áp
suất từ 10÷100 kg /cm2.
- Máy nén khí áp suất cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ
100÷1000 kg/cm2.
- Máy nén khí siêu sao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất lớn
hơn 1000 kg/cm2.
4. DỰA VÀO PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG:
- Máy nén khí dẫn động bằng động cơ đốt trong (động cơ xăng, động cơ diesel).
- Máy nén khí dẫn động bằng động cơ điện (động cơ điện 1 pha, động cơ điện 3
pha).
- Máy nén khí dẫn động bằng turbine hơi.
5. DỰA VÀO NĂNG SUẤT:
-

Máy nén khí năng suất thấp
Máy nén khí năng suất trung bình
Máy nén khí năng suất cao

: từ 0,04 -10m3/phút.
: 10 -100m3/phút.

: từ 100 m3/ phút trở lên.

6. DỰA THEO CẤP SỐ NÉN:
Dựa vào cấp số nén, máy nén khí được phân ra các loại sau:

2


- MNK 1 cấp.- MNK 2 cấp.- MNK 3 cấp.- MNK 4 cấp, …………MNK n cấp.
- MNK 1 cấp là khí được nạp và nén 1 lần đem ra sử dụng.
- MNK nhiều cấp là khí được nạp và nén nhiều lần. Muốn có áp suất khí nén lớn
thì phải càng có nhiều cấp nén.
II. TRẠM MÁY NÉN KHÍ
Một trạm máy nén khí gồm có một hoặc nhiều máy nén khí, dẫn động có thể bằng
động cơ điện, có thể bằng động cơ diesel. Có loại có bộ ly hợp đi kèm.
Trong trạm máy nén khí có bình chứa khí nén, các đồng hồ kiểm tra hoạt động của
trạm, các đường ống dẫn khí. Trên hình 1-1 trình bày sơ đồ của một trạm máy nén khí
di động điển hình.
-

Trạm máy nén khí di động là trạm MNK lắp trên khung di động.

-

Nếu lắp trên bệ máy cố định thì gọi là trạm MNK cố định.

Cấu tạo khung di động của các trạm máy nén khí di động thường dùng được trình
bày trên hình 1-2
Cũng có loại trạm máy nén khí di động được lắp ở các xe kéo trên đường sắt để
phục vụ công việc xây dựng các đường hầm và xây dựng đường sắt khác. Ở những nơi

giao thông trắc trở người ta thường dùng trạm máy nén khí tự hành đặt trên các máy
kéo bánh xích.
Các trạm máy nén khí có năng suất thấp ( dưới 10m3/ph) và áp suất thấp (dưới
10kG/cm2 ) thường là các trạm di động , chủ yếu được dùng trong xây dựng. Các trạm
máy nén khí có năng suất lớn hơn thường là các trạm máy nén khí cố định.
Trên các trạm máy nén khí di động thường đặt các các loại máy nén khí piston và
roto. Các trạm máy nén khí cố định thường đặt các máy nén khí ly tâm hướng trục,
roto trục vít.
Những trạm máy nén khí nhỏ có năng suất dưới 0,75 m3/ph thường được sử dụng
để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển bằng khí nén trên các máy xây dựng
(máy xúc, máy cẩu…) chúng thường được dẫn động bằng chính động cơ của máy xây
dựng. Những trạm này cũng được dùng để cấp khí nén cho những dụng cụ cầm tay
hoạt động bằng khí nén cỡ nhỏ.
Những trạm máy nén khí có năng suất từ 1,5 đến 10m3/ph với áp suất khí nén từ 3
đến 10kG/cm2 , dẫn động bằng động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi trong ngành
xây dựng và khai thác quặng. Chúng cung cấp khí nén cho các máy khoan, máy đầm
bê tông, máy phá bê tông… chúng thường được lắp trên các khung di động 2 hoặc 4
bánh lốp.
Ở những nơi có các thiết bị tiêu thụ khí nén với khối lượng lớn, không thay đổi vị
trí hoặc ít thay đổi vị trí thì không nên sử dụng các trạm máy nén khí di động mà nên
xây dựng các trạm máy nén khí cố định có năng suất lớn, như vậy sẽ đạt hiệu quả kinh
tế hơn vì giá thành khí nén rẻ hơn.

3


4


III. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON

1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY NÉN KHÍ MỘT CHIỀU, MỘT CẤP

5


Hình 1-3 trình bày sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí piston
đơn giản nhất. Nó gồm 1 piston, một đầu xilanh hở, đầu kia được đậy nắp. Trong nắp
có đặt các van nạp và xả. Piston chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ được nối với cơ cấu
thanh truyền - tay quay.
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khi piston đi sang phải V tăng dần. P giảm, van nạp mở ra, không khí ở bên ngoài
đi vào trong xi lanh, thực hiện quá trình nạp khí. Khi piston đi sang trái, không khí
trong xi lanh được nén lại, P tăng dần, van nạp đóng, đến khi P tăng lớn hơn sức căng
lò xo (van xả) van xả tự động mở, khí nén sẽ qua van xả theo đường ống đến bình
chứa khí nén kết thúc một chu kỳ làm việc. Sau đó các quá trình được lặp lại, cứ như
vậy máy nén khí hoạt động để cung cấp khí nén.
3. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON 2 CHIỀU, MỘT CẤP
Hình 1-4 trình bày sơ đồ máy nén khí piston 2 chiều một cấp, trong đó cả 2 đầu
xilanh đều được làm kín và có lắp van nạp, van xả. Chuyển động của piston đồng thời
thực hiện 2 quá trình nạp khí ở phần xilanh này và xả khí ở phần xi lanh kia.
Khi piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn dần, áp suất P
giảm xuống van nạp số 7 mở ra không khí được nạp vào phía trên piston. Đồng thời
khi piston đi xuống, thể tích dưới piston giảm, P tăng van xả số 8 mở ra, khí theo
đường ống qua bình chứa.
Khi piston đi lên không gian phía dưới piston lớn dần, P giảm van nạp số 7 mở ra,
không khí được nạp vào xi lanh, đồng thời V phía trên piston nhỏ dần. P tăng, van xả
số 8 mở ra, khí nén phía trên piston được nén đẩy vào bình chứa. Cứ như vậy máy nén
khí piston hoạt động để cung cấp khí nén. Phớt số 9 có tác dụng làm kín để không cho
khí lọt ra ngoài.

Hình 1-4: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo
máy nén khí piston 2 chiều. 1 cấp
1. Xilanh; 2. Piston; 3. Cần đẩy;
4. Con trượt; 5. Thanh truyền; 6.
Tay quay; 7. Van nạp; 8. Van xả;
9. phớt

6


* ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON:
a. Ưu điểm:
Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không lớn, tiện lợi khi
tháo lắp các cụm chi tiết, có thể tạo ra áp suất lớn từ 2-1000 kg/cm2 và có thể lớn hơn
nữa. Do vậy máy nén khí kiểu piston trong thực tế sử dụng rộng rãi.
b. Nhược điểm:
Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động không cân
bằng, làm việc còn khá ồn và rung động.
Khí nén cung cấp không được liên tục, do đó phải có bình chứa khí nén đi kèm.
IV. MÁY NÉN KHÍ ROTO
Theo cấu tạo, máy nén khí roto được chia thành 3 loại: roto cánh phẳng, roto cánh
lồi và ro to trục vít.
1. MÁY NÉN KHÍ ROTO CÁNH PHẲNG
Hình 1-5 trình bày sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí roto cánh
phẳng.

Hình 1-5: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động
của máy nén khí roto cánh phẳng
1. Đầu nối ống nạp; 2. vỏ; 3. Áo nước; 4. Roto
5. cánh; 6. cửa xả.

Vỏ 2 của máy là một xilanh nằm ngang. Nước làm mát chứa khoang 3. Hai phía
đầu xilanh có nắp đậy trong đó đặt ổ đỡ của roto 4. Đường tâm trục roto và tâm xilanh
đặt lệch nhau một khoảng cách e. Trên thân roto có xẻ các rãnh để lắp các cánh 5.
Khi roto quay, nhờ lực ly tâm, các cánh 5 ép sát vào thành xilanh và trượt trên nó.
Giữa 2 cánh kế tiếp nhau là một khoảng không gian tương đối kín. Thể tích của
khoảng không gian ấy thay đổi trong quá trình roto quay. Trên hình vẽ, không gian A
được đóng kín sau khi lấy khí từ miệng ống nạp. Trong không gian B diễn ra quá trình

7


nén khí. Khí đã tăng áp được đẩy vào của xả 6. Quá trình nạp và xả được diễn ra liên
tục tạo thành dòng khí nén. Để hiểu rõ hơn nguyên lý cấu tạo và hoạt động của loại
máy nén khí này ta tham khảo thêm hình 1-6 (máy nén khí roto cánh phẳng 2 cấp).

Hình 1-6: Máy nén khí roto cánh phẳng 2 cấp
1. Van nạp; 2. Bơm dầu; 3. Roto cấp 2; 4. Xilanh cấp 2;
5. Van xả dầu; 6. Cánh roto; 7. Roto cấp 1; 8. Xilanh cấp
1; 9. Nắp; 10. Ổ đỡ
2. MÁY NÉN KHÍ ROTO TRỤC VÍT
Máy nén khí roto trục vít gồm 2 trục vít lắp song song với nhau trong cùng một vỏ.
Đầu 2 trục vít có 2 bánh răng ăn khớp với nhau để truyền chuyển động quay từ trục
chủ động sang trục bị động. Trong quá trình roto quay, khí được nạp và không gian
giới hạn bởi các bề mặt của vỏ và các bề mặt của các răng vít. Sau đó các răng vít đẩy
di chuyển dọc trục. Trong khi di chuyển dọc trục, do cấu tạo của các răng vít roto, thể
tích chứa khí giảm dầu nên khí được nén theo nguyên lý như máy nén khí piston. Khi
đi hết chiều dài roto, khí được đẩy ra cửa xả.

Hình 1-7: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo, hoạt độngcủa máy nén khí roto cánh lồi
a. Roto 2 cánh phẳng; b. Roto 3 cánh xoắn ốc

1. Đầu nối ống nạp; 2. Vỏ; 3. Roto; 4. Trục roto;
* Ưu điểm và phạm vi sử5.dụng
máy nén
khí nối
roto:
Bánhcủa
răng;
6. Đầu
ống xả

8


- Do không có các khối lượng chuyển động tịnh tiến qua lại nên máy có thể làm việc
với tốc độ cao mà vẫn đảm bảo khả năng cân bằng ổn định, có thể nối máy trực tiếp
với động cơ điện.
-

Các quá tình nạp và xả diễn ra liên tục nên không cần trang bị bình chứa khí nén.

-

Có độ tin cậy cao
Nhược điểm.

- Do có khe hở giữa cánh với vỏ và với rãnh roto nên không tạo được áp suất lớn.
Chúng thường được chế tạo với áp suất không vượt qúa 10kG/cm2 đối với máy roto
cánh phẳng và roto trục vít và không vượt quá 2 kG/cm2 đối với máy roto cánh lồi.
-

Chế tạo và sửa chữa phức tạp

V. MÁY NÉN KHÍ LY TÂM
1. MÁY NÉN KHÍ LY TÂM
Hình 1-8 Trình bày sơ đồ nguyên lý của các máy nén ly tâm điển hình nhất. Đây là
những máy nén khí ly tâm 1 cấp. Chúng khác nhau ở thiết bị định hướng khí trên cửa
xả của máy nén.
Bánh công tác 2 được lắp cố định trên trục 6 bao gồm 2 đĩa được nối với nhau bằng
các cánh cong. Các cánh này phân chia không gian bên trong 2 đĩa thành các rãnh
cong riêng biệt. Bao bọc bên ngoài bánh công tác là một lớp vỏ có thể tháo rời được.
Quá trình làm việc của máy nén khí diễn ra như sau:
Khí đi vào cửa nạp 1 và được hướng vào cánh cong của bánh công tác quay với tốc
độ lớn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, dòng khí trong các rãnh được tăng tốc và chuyển
động hướng xa tâm trục quay. Khi đến cửa xả, dòng khí qua thiết bị định hướng. Khí
qua thiết bị định hướng ở cửa xả và đi vào vỏ máy (đồng thời cũng là nơi chứa khí
nén) theo đường xoắn ốc, do tiết diện dòng khí tăng dần nên khí giảm dần tốc độ, động
năng của dòng khí biến đổi thành công nén, áp suất và nhiệt độ khí tăng lên.
Mức độ tăng áp suất khi qua mỗi bánh công tác (tức mỗi cấp nén) thường không
quá 1,3 lần. Vì vậy, để chế tạo các máy nén khí ly tâm nhiều cấp vỏ của những mày
này được chế tạo sao cho khí nén ra khỏi bánh công tác thứ nhất, qua thiết bị dẫn
hướng vào của nạp của bánh công tác thứ 2 rồi tiếp tục đến bánh công tác thứ 3…
Trong các máy nén khí ly tâm nhiều cấp nếu áp suất khí nén lớn hơn 3kG/cm2 và
nhiệt độ nén tương đối cao thì trên đường đi của dòng khí nén, sau một số bánh công
tác (cấp nén) thông thường cứ sau mỗi nhóm bánh công tác một lại phải đặt thiết bị
làm mát khí. Tất cả các bánh công tác của một máy nén khí ly tâm được lắp trên cùng
một trục.

9

Hình 1-8: Sơ đồ nguyên của máy nén khí ly tâm
a. Với thiết bị định hướng ở của xả không có cánh;
b. Với thiết bị định hướng ở của xả có cánh
1. Đầu nối ống nạp; 2. Bánh công tác; 3. Thiết bị định hướng có cánh;
4. thiết bị định hướng không có cánh; 5. Dầu nối ống xả; 6. Trục

Hình 1-9: Máy nén khí ly tâm nhiều cấp

10


2. MÁY NÉN KHÍ HƯỚNG TRỤC
Cấu tạo của máy nén khí hướng trục bao gồm: bánh công tác lắp trên một vỏ tháo
rời được. Trên bánh công tác có gắn các bánh cong nhưng hình dạng của chúng khác
với các cánh lắp trên máy nén khí ly tâm.
Khi làm việc bánh công tác quay với tốc độ lớn. Khí được nạp vào bánh công tác
sau khi qua thiết bị định hướng ở của nạp. Nhờ hình dạng đặc biệt ở các cánh , khí
chuyển động theo hướng dọc trục. Sau đó khí đi vào thiết bị định hướng ở cửa xả và
do tiết diện của dòng khí tăng lên cho nên khí giảm dần tốc độ, áp suất và nhiệt độ
tăng.
Ưu điểm của máy nén khí ly tâm và máy nén khí hướng trục.
- Do không có các khối lượng chuyển động tịnh tiến qua lại nên máy có thể làm việc
với tốc độ cao mà vẫn đảm bảo khả năng cân bằng ổn định, bệ đặt máy có kích thước
nhỏ gọn.
-

Cung cấp khí nén đều đặn, liên tục nên không cần trang bị bình chứa khí nén.

-

Chi phí vật liệu bôi trơn ít

-

Có độ tin cậy cao trong khai thác, tiện lợi trong phục vụ bảo dưỡng.
Nhược điểm:

-

Hiệu suất không cao, chủ yếu tiêu hao khí động học (do các dòng xoáy)

- Không tạo được áp suất khí nén cao (không quá 25kG/cm2). Các máy nén khí ly
tâm và hướng trục hầu hết được sử dụng trên các trạm máy nén khí cố định có năng
suất lớn.

B. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON
I. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON
1. THEO SỐ CHIỀU NÉN KHÍ TRONG XI LANH.
-

Máy nén khí một chiều.

-

Máy nén khí hai chiều.

2. THEO CẤP SỐ NÉN KHÍ:
Theo cấp số nén được phân làm các loại như sau: Máy nén khí 1 cấp, máy nén khí
2 cấp, 3 cấp...
Một số kiểu MNK piston thông dụng:

a. MNK 2 cấp 1 chiều 1 dãy (hình a)
b. MNK 2 cấp 1 chiều chữ V (hình b).
c. MNK 2 cấp 1 chiều chữ W (hình c).
d. MNK 2 cấp 1 dãy thẳng đứng (hình d).
e. MNK 2 cấp 2 chiều 1 dãy thẳng đứng (hình e).
g. MNK 2 cấp 2 chiều chữ V. ( hình g )

11


Ngoài ra theo phương pháp làm mát xilanh, người ta còn chia ra thành loại làm mát
bằng không khí hoặc làm mát bằng nước.
Hầu hết các trạm máy nén khí piston di động là loại máy nén 1 chiều, có 2 cấp nén,
xilanh được bố trí 1 dãy hoặc hình chữ V.
Sau đây ta sẽ trình bày cụ thể cấu tạo của máy nén khí piston.

II. CÁC TE VÀ XI LANH
1. CÁC TE:
Hầu hết các te của máy nén khí được đúc bằng gang. Các te là nơi chứa dầu bôi
trơn, là nơi gá lắp chi tiết và cụm chi tiết. Tùy thuộc vào hình thức bố trí xy lanh của
máy nén khí thành một dãy. Chữ V hoặc chữ W mà phía trên các te có 1, 2 hoặc 3 mặt
phẳng. Trên các mặt phẳng có gia công các lỗ chính xác để lắp xi lanh. Những các te
không tháo rời được thì thành bên có các cửa rộng và nắp đậy. Nơi đó để tháo lắp
thanh truyền. Không gian bên trong các te thông với khí quyển qua ống thông hơi.
Ống này đồng thời là chỗ đổ dầu bôi trơn.

12


Đặc biệt một số máy nén khí đường thông hơi này thông với đường ống nạp cấp I.

Như vậy không khí trong các te luôn luôn được hút vào xy lanh cấp I. Làm như vậy để
cho khí ở trong các te luôn thay đổi làm giảm nhiệt độ dầu bôi trơn, bảo vệ được dầu
bôi trơn và làm cho áp lực trong buồng các te không quá lớn.
2. XY LANH:
Thường được làm bằng gang thành một khối xy lanh hoặc từng xy lanh riêng biệt.
Mặt trụ trong của xy lanh được gia công với độ chính xác và độ bóng cao để piston và
xéc măng trong đó chuyển động dễ dàng, giảm hao phí công suất do ma sát.
Phần lớn các xy lanh được làm mát bằng không khí, do đó phía ngoài xi lanh có
các cánh tản nhiệt. Các cánh tản nhiệt làm tăng diện tích tiếp xúc của xy lanh với
không khí nên nó truyền nhiệt nhanh.
Ở một số máy nén khí xy lanh có thể làm mát bằng nước. Vì vậy chung quanh xy
lanh có các khoang trống để vận chuyển nước hay còn gọi là áo nước.
Xy lanh được lắp vào các te bằng các bu lông bắt qua các lỗ. Tại bề mặt lắp ghép
có gioăng (joint) để lắp ghép đảm bảo độ kín, Phía trên xy lanh được đậy kín bằng các
nắp xy lanh, trong đó có lắp các van nạp và van xả.

III. NHÓM PISTON - THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU
Nhóm piston gồm có: piston, ắc piston, xéc măng khí, xéc măng dầu, có vòng hãm
ắc piston. Nhóm piston có nhiệm vụ:
-

Tiếp nhận lực để chuyển động thực hiện các quá trình nạp, nén và xả khí.

- Bảo đảm làm kín không gian công tác, không cho khí nén lọt xuống các te, ngăn
ngừa dầu bôi trơn từ các te lên không gian công tác.
- Các chi tiết trong nhóm này làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi đột ngột áp
suất và nhiệt độ cao, chịu ma sát lớn.
1. PISTON:
Piston thường được đúc bằng gang hay bằng hợp kim nhôm. Mặt ngoài của piston
có tiện các rãnh để lắp xéc măng. Áp suất nén càng cao thì số rãnh này càng nhiều.

Trên các MNK piston 1 cấp, mỗi piston thường có 2 xéc măng khí và 1 hoặc 2 xéc
măng dầu. Trên thân piston còn có lỗ để lắp ắc piston còn gọi là bệ chốt.
Các gân chịu lực nối liền đỉnh piston với bệ chốt để làm tăng độ cứng vững của
piston. Trong rãnh xéc măng dầu có khoan các lỗ để đưa dầu về.
2. ẮC PISTON (CHỐT PISTON)
Chốt piston là chi tiết trung gian để nối liền piston với thanh truyền, là chi tiết ống
trụ. Thường chế tạo bằng thép carbon hoặc thép hợp kim có thành phần carbon ít, để
bảo đảm cho chốt có độ dẻo dai tốt. Tuy nhiên bề mặt chốt phải bảo đảm độ cứng để
giảm sự mài mòn. Muốn vậy mặt ngoài của chốt phải được nhiệt luyện.

13


Hình 2-2: Mặt cắt dọc của một máy nén khí 2 cấp dạng chữ V
1. Bánh răng vung dầu; 2. Nắp cacte; 3. Puli dẫn động quạt gió;
4&15.Ổ đỡ chặn; 5. Bánh răng chủ động; 6. Trục khuỷu; 7. Phớt;
8. Vòng chắn dầu; 9. Quạt gió; 10. Dây đai; 11. Vú mỡ; 12. Vít căng
đai; 13. Bộ lọc khí; 14. Ống nạp; 16. Bánh đà
Chốt được lắp vào đầu nhỏ thanh truyền và bệ chốt sao cho trong quá trình làm
việc chốt được quay tự do. Do piston bằng hợp kim nhôm có hệ số dãn nở nhiệt lớn
nên kích thước lỗ chốt piston và kích thước chốt piston phải được tính toán hợp lý để
khi lắp chốt vào lỗ chốt phải luộc piston vào dầu hay nước thì mới lắp được.
Để hạn chế sự dịch dọc của chốt piston. Hai đầu của lỗ chốt được hạn chế bằng hai
vòng hãm. Hai vòng hãm này sẽ nằm trong rãnh của lỗ chốt.
Có như vậy thành xy lanh sẽ không bị cào xước do dịch dọc của chốt.

14


Hình 2-3: Mặt cắt ngang của một máy nén khí 2 cấp dạng chữ V

1. Đáy cacte; 2. Thanh truyền; 3. Piston cấp I;
4. Xilanh cấp I; 5,10. Ống góp xả cấp Iⅈ 8,9. Van nạp xả cấp I; 12,13. Van
xà và nạp cấp II; 14,15. Piston xilanh cấp II; 16. Thước đo dầu; 17. Cacte
3. XÉC MĂNG
Do piston và xy lanh có khe hở nhất định nên để đảm bảo không có sự lọt khí thì
trên piston phải lắp xéc măng khí. Để đảm bảo không cho dầu bôi trơn lên không gian
công tác và tạo một màng dầu bôi trơn giữa piston và xy lanh thì phải có xéc măng dầu
để làm việc này.
Xéc măng làm việc trong điều kiện chịu ma sát, chịu nhiệt độ cao và lực va đập
lớn. Xéc măng thường được chế tạo bằng gang xám.
Ở những máy nén khí áp suất cao, đôi khi dùng xéc măng bằng thép, khi đó thành
xy lanh được hóa nhiệt luyện để tăng khả năng chống mòn của xéc măng. Nhất là xéc

15


măng trên cùng người ta có thể mạ một lớp Crôm xốp lên bề mặt làm việc của nó. Có
hai loại xéc măng: xéc măng khí và xéc măng dầu.
Về cấu tạo chúng là những chi tiết hình vành khăn, có những dạng tiết như hình :

Hình 2-4: Các loại tiết diện xéc măng
-

Xéc măng được lắp lỏng trong rãnh piston nên nó có thể quay hoặc xê dịch được.

- Ở trạng thái tự do đường kính ngoài của xéc măng ép kín vào thành xy lanh và có
một khe hở miệng nhất định. Khe hở này tạo ra sự đàn hồi của xéc măng và tránh bỏ
kẹt vì nhiệt độ.
Để hạn chế sự lọt khí qua miệng xéc măng, khi lắp xéc măng vào piston và lắp
piston và xéc măng vào xy lanh, miệng xéc măng phải được chia đều theo chu vi xy

lanh.
Trong quá trình làm việc xéc măng khí không thể ngăn dầu xục lên buồng nén
ngược lại nó còn có tác hại bơm dầu lên. Do vậy người ta còn phải bố trí xécmăng dầu.

Hình 2-6: Quá trình bơm dầu qua xéc măng khí
1, 2, 3, 4 khe hở
Hình 2-5
Các loại miệng xéc măng
4. NHÓM THANH TRUYỀN:
Thanh truyền còn gọi là biên (bielle). Nhóm thanh truyền gồm: đầu nhỏ, thân, đầu
to, nắp đầu to, bu lông, đai ốc.

16


Thanh truyền máy nén khí thường dập bằng thép tốt như thép hợp kim, thép C4045. Thân thanh truyền có tiết diện chữ I. Đầu nhỏ thanh truyền có bạc lót bằng đồng.
Đầu to thanh truyền được đậy bằng nắp với các bu lông tạo thành 1 ổ đỡ động. Phía
trong có bạc lót. Bề mặt bạc lót có phủ một lớp hợp kim ba bít chịu mòn tốt.
Ở những máy nén khí kiểu chữ V, thanh truyền của 2 xy lanh kề nhau được lắp trên
cùng một cổ biên. Để giảm ma sát giữa hai mặt bên của thanh truyền người ta đặt một
vòng ngăn.

Hình 2-7: Nhóm piston và thanh truyền của máy nén khí 2 cấp dạng chữ V
1.Ống khuấy dầu; 2. Vòng ngăn; 3. Tấm đệm; 4. Lớp lót babit; 5. Thanh truyền;
6. Piston; 7. Xéc măng dầu bên dưới; 8. Vòng khóa; 9. Ắc piston; 10. Xéc măng
bên trên; 11. Xecmăng khí; 12. Nắp thanh truyền; 13. Bulong thanh truyền
5. TRỤC KHUỶU VÀ BÁNH ĐÀ:
Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tải nặng nên nó phải bảo đảm những yêu
cầu sau:
-

Có sức bền, độ cứng vững, tính chống mài mòn cao, phải cân bằng tốt.

-

Độ chính xác về mặt kích thước phải cao.

17


-

Vật liệu chế tạo là thép C35, 40, 45, 50. Đôi khi còn dùng gang hợp kim để chế tạo.

Kích thước của trục khuỷu phụ thuộc vào số xy lanh và cách bố trí xy lanh. Có thể
phân trục khuỷu thành các phần như sau: đầu trục, cổ trục, cổ khuỷu, (Cổ biên), má
khuỷu và đuôi trục khuỷu.
Cổ trục và cổ biên được gia công chính xác, bề mặt được nhiệt luyện để giảm mài
mòn.
Má khuỷu là phần nối liền cổ trục với cổ biên. Trong quá trình làm việc của trục
khuỷu, để đảm bảo cân bằng tốt, người ta lắp các đối trọng đối diện với cổ biên.
Hầu hết trục khuỷu của máy nén khí được chế tạo liền. Đôi khi với các máy nén khí
cỡ lớn được chế tạo thành nhiều bộ phận rồi ghép lại bằng phương pháp ép hoặc các
bu lông.
Bánh đà được lắp vào đầu trục khuỷu để làm cho trục khuỷu chuyển động đều dựa
vào nguyên lý tích và phóng năng lượng ở dạng động năng.

Hình 2-8: Trục khuỷu

Hình 2-9: Chốt khuỷu rỗng và đường dầu bôi trơn

18


Hình 2-10: Đối trọng và cách lắp đối trọng với má khuỷu
IV. VAN
Trong máy nén khí có van nạp và van xả. Van nạp mở thông xy lanh với khí quyển.
Van xả mở thông xy lanh với bình chứa khí nén. Van trong MNK là van tự động, bình
thường nó được đóng do sức căng lò xo. Khi có sự chênh lệch áp suất nó sẽ tự động
mở để nạp và xả khí.
1. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI VAN.
Phải đóng kín. Sự hở van nạp trong quá trình nén khí và xả khí sẽ làm lọt khí nén
từ xy lanh ra ngoài gây nóng van và đường ống nạp. Sự rò rỉ khí ở van xả trong quá
trình nạp sẽ gây hiện tượng lọt khí từ bình chứa vào xi lanh. Điều đó sẽ làm giảm áp
suất và năng suất của máy.
Quá trình đóng mở van phải nhẹ nhàng và kịp thời. Vì van làm việc trong điều kiện
áp suất thay đổi, tải trọng lớn, nhiệt độ cao nên vật liệu chế tạo van thường bằng thép
tốt.
2.VAN ĐĨA CẦU:
Cấu tạo: đế van số 4, giá van số 5, đĩa van số 3, lò xo số 2 và nắp hạn chế hành
trình 1.( Hình 2-11)

19


Đế van là một vành trụ, mặt ngoài có hai hàng ren. Hàng ren có đường kính lớn
dùng để lắp với nắp hạn chế hành trình, hàng ren còn lại dùng để lắp với giá số 5.
Đĩa van được dập nguội bằng thép tốt, có bề dày 1,2mm, đường kính ngoài 18 mm,
đáy của đĩa van phẳng, phần còn lại hình cầu, tiếp xúc theo một đường tròn.
Các van nạp và xả đều có cấu tạo giống nhau, van nạp được lắp sao cho bộ phận

hạn chế hành trình được hướng về phía xy lanh, còn van xả hướng ngược lại.
Ở máy nén khí 3NΦ - 55 van nạp có hành trình 1,8 mm, van xả có hành trình
1,3mm. Giá van là một tấm thép tròn đậy trên miệng xi lanh, trên giá có các hàng lỗ để
lắp van nạp và van xả. Tiết diện dòng khí nạp và xả phụ thuộc vào số van lắp trên giá.
Ở máy nén khí 3NΦ -55 có 26 van nạp và 26 van xả ở xy lanh cấp I, có 9 van nạp
và 9 van xả ở xy lanh cấp II.

Hình 2-11: Van đĩa cầu
1. Nắp hạn chế hành trình; 2. Lò xo;
3. Đĩa van; 4. Đế van; 5. Giá van

3.VAN LÁ:
Đặc điểm cấu tạo: Nguyên lý cấu tạo gần giống van đĩa phẳng, có một số điểm
khác như sau:
Các lá van mỏng hình chữ nhật.
Bản thân các lá van có khả năng đàn hồi không cần dùng lò xo để ép.
Ở trạng thái tự do các lá van ép sát vào đế van. Khi P tác dụng đủ lớn, lá van cong lên
thành hình vòng cung, dòng khí sẽ lưu thông từ đế van lên nắp van hạn chế hành trình.
Nắp hạn chế hành trình có gia công các lỗ để thông khí.

Hình 2-12: Van lá
1. Đế van; 2. Lá van;
3. Nắp hạn chế hành trình

20


4. VAN DÒNG THẲNG:
Tất cả các van trên đều có nhược điểm dòng khí qua van bị đổi hướng chuyển
động. Như vậy sẽ gây nên sức cản lớn và tiêu hao áp suất trên van. Van dòng thẳng sẽ

khắc phục được nhược điểm này. Dòng khí qua van gần như không thay đổi hướng
chuyển động, cấu tạo và hoạt động của van lá được thể hiện như hình vẽ.
Các lá van tự đàn hồi số 1 ở trạng thái đóng, chúng kèn chặt lấy đế van số 3. Khi
chênh lệch áp suất đủ lớn thắng lực đàn hồi của lá van, các lò xo van số 1sẽ mở ra 2
bên do đó dòng khí sẽ đi theo chiều mũi tên. Lưỡi hạn chế hành trình 2 dùng để hạn
chế độ mở của lá van số 1.

Hình 2-13: Van dòng thẳng
a). toàn bộ van; b). Van ở trạng thái đóng;
c). Van ở trạng thái mở
1. Đế van; 2. Lưỡi hạn chế hành trình; 3. Đế van

Hình 2-14: Van nạp cấp I của máy nén khí ДK-9M
1. Đế van; 2. Nắp hạn chế hành trình; 3,4,5. Vành van; 6.
Trụ van; 7. Chốt; 8. Ecu; 9. Lò xo

21


Hình 2-15

Hình 2-16

Hình 2-17

22


Hình 2-18

Hình 2-19

Hình 2-20
23


V. HỆ THỐNG BÔI TRƠN – HỆ THỐNG LÀM MÁT
1. HỆ THỐNG BÔI TRƠN
Bôi trơn có tác dụng làm giảm mài mòn giữa các bề mặt làm việc, giảm chi phí
năng lượng để khắc phục lực ma sát, làm mát bề mặt làm việc, làm kín khít giữa
piston và xy lanh, giữa phớt làm kín thanh đẩy với xy lanh trong máy nén khí hai
chiều.
Bôi trơn trong máy nén khí có hai phương pháp: vung té, hoặc cưỡng bức.
-

Phương pháp vung té:

Ở đầu to thanh truyền có gắn một thìa múc dầu. Trong quá trình làm việc do trục
khuỷu quay, dầu sẽ được múc từ các te vung lên để bôi trơn các bề mặt ma sát.
Phương pháp này đơn giản nhưng độ tin cậy không cao. Một số máy nén khí vừa kết
hợp vung té vừa cưỡng bức.
-

Phương pháp cưỡng bức:

Dầu bôi trơn được bơm dầu tạo áp lực đẩy qua các đường dẫn dầu đến bề mặt bôi
trơn. Phương pháp này hiệu quả cao hơn.

Hình 2-21: Hệ thống bôi trơn của máy nén khí ЗИФ-55
1. Đáy cacte; 2. Bánh răng vung dầu; 3. Bánh răng chủ động; 4.

Trục khuỷu; 5. Cacte; 6. Miệng đổ dầu; 7. Lưới lọc dầu; 8. Lưới
lọc dầu phụ; 9. Ống khuấy dầu; 10. Máng dầu; 11. Nút xả dầu;
12. Thước đo dầu; 13. Vách ngăn

24