Giáo trình Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực Nghề: Cơ điện tử CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIÁO TRÌNH
MÔN ĐUN: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC
NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐ-CĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016
1


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2


LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình “Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực” nhằm cung cấp cho học sinh,
sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về phương pháp và kỹ thuật lắp đặt
một số mạch ứng dụng cơ bản điều khiển bằng hệ thống điện-khí nén và điều
khiển thủy lực. Giáo trình này gồm 10 bài.
Yêu cầu đối với học sinh sau khi học xong module này học sinh phải, biết sử
dụng thiết, lắp đặt thành thạo một số mạch ứng dụng cơ bản trong hệ thống thủy
lực, khí nén.

Giáo trình này là tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên chuyên nghành Cơ
điện tử, điện công nghiệp, điện tử công nghiệp.
Trong quá trình biên soạn chắc chắn chúng tôi còn có nhiều thiếu sót, mong quý
độc giả góp ý để chúng tôi hoàn thiện tốt hơn cho lần chỉnh sữa sau. Mọi góp ý
xin gửi về Email:
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày02 tháng 01 năm 2016
Biên soạn
Hà Quốc Trung

3


LỜI GIỚI THIỆU...............................................................................................3
BÀI 1.....................................................................................................................9
CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN........................................................................9
Giới thiệu:............................................................................................................9
Mục tiêu:..............................................................................................................9
Nội dung chính:...................................................................................................9
1. Cơ sở tính toán:..............................................................................................9
2. Phương trình trạng thái nhiệt động học.......................................................10
3. Khả năng ứng dụng của khí nén..................................................................13
4. Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén............................15
BÀI 2...................................................................................................................17
CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN..................................................................17
Giới thiệu:..........................................................................................................17
Mục tiêu:............................................................................................................17
Nội dung chính:.................................................................................................17
1. Máy nén khí.................................................................................................17
2. Thiết bị xử lý khí nén...................................................................................25

BÀI 3...................................................................................................................31
CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ DẦU..........................................................................31
Giới thiệu:..........................................................................................................31
Mục tiêu:............................................................................................................31
Nội dung chính:.................................................................................................31
1. Bể dầu..........................................................................................................31
2. Bộ lọc dầu....................................................................................................32
3. Bơm và động cơ dầu....................................................................................33
BÀI 4...................................................................................................................36
CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC..................36
Giới thiệu:..........................................................................................................36
Mục tiêu:............................................................................................................36
Nội dung chính:.................................................................................................36
I. Kiến thức lý thuyết:.......................................................................................36
1. Khái niệm.....................................................................................................36
2. Cơ cấu chấp hành.........................................................................................36
II. Công tác chuẩn bị...........................................................................................52
1. Nghiên cứu sơ đồ.........................................................................................52
2. Thiết bị.........................................................................................................53
3. Vật tư...........................................................................................................53
III. Trình tự thực hiện..........................................................................................53
1. Lựa chọn các phần tử khí nén......................................................................53
2. Bố trí các phần tử.........................................................................................53
3. Lắp đặt mạch...............................................................................................53
4. Kiểm tra mạch..............................................................................................53
5. Cấp nguồn vận hành....................................................................................53
BÀI 5...................................................................................................................55
4

CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN – KHÍ NÉN...........................55
Giới thiệu:..........................................................................................................55
Mục tiêu:............................................................................................................55
Nội dung chính:.................................................................................................55
I. Kiến thức lý thuyết...........................................................................................55
1. Khái niệm.....................................................................................................55
 Một số hình ảnh nút ấn:.............................................................................57
II. Công tác chuẩn bị...........................................................................................69
1. Nghiên cứu sơ đồ:........................................................................................69
2. Thiết bị.........................................................................................................70
3. Vật tư...........................................................................................................70
III. Trình tự thực hiện..........................................................................................70
1. Lựa chọn thiết bị, kiểm tra thiết bị...............................................................70
2. Bố trí thiết bị................................................................................................71
3. Lắp đặt mạch................................................................................................71
4. Kiểm tra mạch..............................................................................................71
5. Cấp nguồn cho mạch vận hành....................................................................72
BÀI 6...................................................................................................................73
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN................................................73
1. Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển:............................................73
Hình 6.3: Sơ đồ mạch khí nén của quy trình điều khiển xy lanh A....................74
1.4. Các phương pháp điều khiển..................................................................80
Ví dụ 2: Mạch điều khiển trực tiếp sử dụng hai phần tử....................................81

Một số kí hiệu trong hệ thống khí nén....................................................99
1. Kí hiệu các thiết bị khí nén..........................................................................99
2. Kí hiệu các tín hiệu tác động.....................................................................101
BÀI 7.................................................................................................................103
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN..........................................................................................................103
Giới thiệu:........................................................................................................103

Mục tiêu:..........................................................................................................103
Nội dung chính:...............................................................................................103
1. Kiến thức lý thuyết.....................................................................................103
2. Công tác chuẩn bị......................................................................................104
3. Các bước tiến hành..................................................................................105
BÀI 8.................................................................................................................107
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG
ĐIỆN - KHÍ NÉN............................................................................................107
Giới thiệu:........................................................................................................107
Mục tiêu:..........................................................................................................107
Nội dung chính:...............................................................................................107
1. Kiến thức lý thuyết.....................................................................................107
2. Công tác chuẩn bị......................................................................................109
3. Các bước tiến hành....................................................................................109
BÀI 9.................................................................................................................112
5


LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP BẰNG TAY ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ
THỐNG THỦY LỰC......................................................................................112
Giới thiệu:........................................................................................................112
Mục tiêu:..........................................................................................................112
Nội dung chính:...............................................................................................112
1. Kiến thức lý thuyết:....................................................................................112
2. Công tác chuẩn bị.......................................................................................114
3. Các bước tiến hành...................................................................................115
BÀI 10...............................................................................................................117
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ
THỐNG THỦY LỰC......................................................................................117
Giới thiệu:........................................................................................................117

Mục tiêu:..........................................................................................................117
Nội dung chính:...............................................................................................117
1. Kiến thức lý thuyết.....................................................................................117
2. Công tác chuẩn bị.......................................................................................119
3. Các bước tiến hành....................................................................................120

6


MÔN ĐUN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC
Mã mô đun: MĐ17
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:
- Vị trí: Trước khi học môn học này cần hoàn thành các môn học cơ sở, đặc biệt
các môn học, mô đun: Mạch điện, Điện tử cơ bản, Đo lường điện và Trang bị
điện.
- Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề, thuộc môn học nghề bắt buộc.
Mục tiêu của môn học:
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại cảm
biến;
- Vận dụng được các khái niệm về lỉnh vực Khí nén để giải thích, thiết kế các
mạch điều khiển Khí nén đơn giản trong công nghiệp.
- Ứng dụng các công thức để tính toán các thông số, đại lượng cơ bản của mạch
điều khiển khí nén, kiện Khí nén và Thủy lực
- Nhận biết các chức năng, nhiệm vụ của từng chi tiết, linh kiện trong hệ thống
điều khiển
- Giải thích một số mạch ứng dụng khí nén, thủy lực trong công nghiệp
- Thực hiện các thao tác trong việc lắp mạch điều khiển điện khí nén, thủy lực
một cách an toàn, đúng thao tác.
- Rèn luyện tính kiên nhẫn, tỉ mỉ khi thực hiện các công việc có sử dụng các
thiết bị máy móc.

- Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác trong các công việc cần có độ an toàn cao
Nội dung của môn học:
STT
1
2
3
4
5

TÊN CÁC BÀI TRONG THỜI GIAN
MODUN
Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí nén-thủy
3
lực.
Bài 2: Cung cấp và xử lý khí nén
5
Bài 3: Cung cấp và xử lý dầu
5
Bài 4: Các phần tử trong hệ thống
Khí nén - thủy lực
Bài 5: Các phần tử trong hệ thống
Điện - khí nén.
7

HÌNH THỨC
GIẢNG DẠY
Lý thuyết
Tích hợp
Tích hợp

10

Tích hợp

15

Tích hợp


6
7
8
9

10
11

12

13

Kiểm tra bài 1,2,3,4,5
Bài 6: Thiết kế mạch khí nén
Kiểm tra bài 6
Bài 7: Lắp đặt mạch máy dập
điều khiển bằng hệ thống điện khí nén
Bài 8: Lắp đặt mạch máy lắp ráp
điều khiển bằng hệ thống điện khí nén.
Kiểm tra bài 7,8
Bài 9: Lắp đặt mạch máy dập

bằng tay điều khiển bằng hệ
thống thủy lực.
Bài 10: Lắp đặt mạch máy khoan
tự động điều khiển bằng hệ thống
thủy lực
Kiểm tra bài 9,10

2
10
2
10

Tổng

120

8

Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp

15
4

Tích hợp

15

Tích hợp

20

Tích hợp
Tích hợp

4

Tích hợp


BÀI 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN
Giới thiệu:
Bài 1 trình bày được các khái niệm phương trình và công thức tính toán hệ thống
khí nén-thủy lực.
Mục tiêu:
- Biết được cơ sở tính toàn và khả năng ứng dụng của hệ thống khí nén
- Phân tích được các thành phần cấu tạo nên hệ thống khí nén.
- Trình bày được các khái niệm cơ bản về truyền động thủy lực
- Xác định được các thông số cơ bản về áp suất và lưu lượng
- Trình bày được ưu-nhược điểm hệ thống khí nén-thủy lực
Nội dung chính:
1. Cơ sở tính toán:
1.1. Thành phần hóa học của khí nén:
Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là không khí trong khí quyển được
hút vào và nén trong máy nén. sau đó áp suất khí nén từ máy nén khí được đưa
vào hệ thống khí nén. trong không khí là loại hỗn hợp bao gồm những thành

phần chính sau:

N2
78 %
O2 21%

Hình 1.1. Phần trăm các chất khí của không khí.
Hơi nước và các loại khí khác: 1%
Ngoài hơi nước không khí còn có bụi, ...chính nhưng thành phần đó gây ra cho
các thiết bị khí nén bị ăn mòn, sự gỉ, ...
Vì vậy phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoặc giới hạn đến mức
thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống.
9


1.2.Đơn vị đo trong hệ thống:
1.2.1.Định nghĩa các loại áp suất:
- Áp suất khí quyển:là áp suất không khí tại mực nước biển.
đơn vị đo: 760mmhg = 1,013 bar
- Áp suất tương đối: là áp suất chất khí so với áp suất khí quyển (p=0)
a) Áp suất tuyệt đối: là áp suất chất khí có kể đến áp suất khí quyển.
(p=14,5 psi)
ptuyệt đối = p tương đối + pkhí quyển
1.2.2. Các đơn vị đo áp suất không khí theo tiêu chuẩn Iso:
N/m2 , kN/m2 , pa, kpa.
1.2.3. Các đơn vị thường dùng: kg/cm2 , bar.
1.2.4.Đơn vị áp suất: kN/m2, kpa, bar, kg/cm2 , psi.
1 bar = 100kpa = 100kN/m2 = 14,5psi
1 kg/cm2 = 0,981 bar = 14,2233 psi
1 psi = 0,0689 bar = 0,0702 kg/cm2

2. Phương trình trạng thái nhiệt động học:
Giả thiết là khí nén trong hệ thống gần như là lý tưởng. Phương trình trạng thái
nhiệt tổng quát của khí nén:
pabs.V = m.R.T (1-1)
Trong đó:
pabs : áp suất tuyệt đối (bar)
V : thể tích khí nén (m3)
m : khối lượng (kg)
R : hằng số nhiệt (J/ kg.K)
T : Nhiệt độ Kelvin (K)
2.1. Định luật Boyle- Mariotte:
Khi nhiệt độ không thay đổi (T = hằng số), theo phương trình nhiệt tổng quát
(1-1) ta có:
pabs.V = hằng số (1-2)

10


P
bbar(b
8 )))
ar)

4
2
1
1

2

4

8 V (m3)

Hình 1.2: Sự phụ thuộc áp suất và thể
tích khi nhiệt độ không đổi
Nếu gọi:

V1(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p1
V2(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p2
p1abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V1
p2abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V2
Theo phương trình 1-2 ta có:

Hình 1.2: biểu diễn sự phụ thuộc áp suất và thể tích khi nhiệt độ thay đổi là
đường cong parabol.
2.2. Định luật 1 Gay – Lussac:

P(bar
Khi áp suất không thay đổi (p = hằng số), theo )

phương trình 1-1 ta có:

P

Trong đó:
T1 : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V1 (K)

V2

V(m3
Hình 1.3: Sự thay đổi thể tích
) khi áp
V1

T2 : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V2 (K)

suất là hằng số

Hình1. 3 biểu diễn sự thay đổi thể tích khi áp suất là hằng số. Năng lương nén và
năng lượng giãn nở không khí được tính theo phương trình:
W = p(V2 – V1)

11


2.3. Định luật 2 Gay – Lussac:

P(bar)

Khi thể tích V thay đổi, theo phương trình
(1-1) ta có:

P1

P2

Hình 1.4: biểu diễn sự thay đổi áp suất khi
thể tích là hằng số. Vì thể tích V không thay
đổi nên năng lượng nén và năng lượng giãn

V

V(m3)

Hình 1.4: Sự thay đổi áp suất khi thể
tích là
hằng số

nở bằng 0
W=0
Phương trình trạng thái nhiệt khi cả 3 đại lượng áp suất, nhiệt độ và thể tích thay
đổi
Theo phương trình (1-1) ta có:

hay:
2.4. Phương trình dòng chảy liên tục:
Lưu lượng (Q) chảy trong đường ống từ
vị trí (1) đến vị trí (2) là không đổi (const).
Lưu lượng Q của chất lỏng qua mặt cắt A
của ống bằng nhau trong toàn ống
(điều kiện liên tục).
Ta có phương trình dòng chảy như sau:
Q = A.v = hằng số (const)
Với v là vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt A
Nếu tiết diện chảy là hình tròn, ta có:
Q1 = Q2 hay v1.A1 = v2.A2

12

Trong đó:
Q1[m3/s], v1[m/s], A1[m2], d1[m] lần lượt là lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng
chảy, tiết diện dòng chảy và đường kính ống tại vị trí 1;
Q2[m3/s], v2[m/s], A2[m2], d2[m] lần lượt là lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng
chảy, tiết diện dòng chảy và đường kính ống tại vị trí 2.
2.5. Phương trình Bernulli:
Tổng năng lượng dòng chảy thủy lực sẽ được bảo toàn nếu không có sự thoát
năng lượng ra ngoài , hoặc năng lượng từ bên ngoài tác động vào hệ
Tổng năng lượng bao gồm:
- Thế năng (sức áp của trọng lực) phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng và
áp suất thủy tĩnh
- Động năng (năng lượng do chuyển động) phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy
Có một dòng chảy như hình vẽ

3. Khả năng ứng dụng của khí nén :
3.1. Trong lĩnh vực điều khiển:
Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực có khả năng nguy
hiểm nhiều như: cháy, nổ, … VD: Các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá, kẹp chi
tiết, plastic hoặc dược sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử. Ngoài
ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa xe
tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm ra lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng
gói bao bì và trong công nghiệp hóa chất…
13


3.2. Trong hệ thống truyền động:
- Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Máy khai thác đá, khai thác than, xây dựng
hầm mỏ, đường hầm….
- Trong truyền động quay: Các động cơ quay với công suất lớn, mặc dù giá

thành gấp 10 đến 15 lần so với động cơ điện có cùng công suất nhưng thể tích và
trọng lượng nhỏ hơn 30% . Như dụng cụ văn vít M4÷ M30, máy khoan có công
suất khoảng 3,5 kw, máy mài có công suất khoảng 2,5 kw. Cũng như những máy
mài với công suất nhỏ, nhưng với số vòng quay cao 100.000 vòng/ phút thì khả
năng sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là phù hợp.
- Truyến động thẳng: Được sử dụng trong các đồ gá kẹp, các thiết bị đóng gói,
máy gia công gổ, trong các thiết bị làm lạnh, cũng như trong các hệ thống phanh
hãm ôtô.
- Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng,
kiểm tra chất lượng sản phẩm.
 Một số ứng dụng của khí nén:

Hình 1.5: Máy khoan

Hình 1.4: Máy hàn điểm

Hình 1.6: Hệ thống lắp ráp ôtô

14

Hình 1.7: Hệ thống điều khiển tự động


Hình 1.9: Dụng cụ cầm tay khoan tay
dụng cụ vặn vít

4.

Hình 1.8: Điều khiển rôbốt
Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén.

4.1. Ưu điểm:
Do khả năng chịu nén( đàn hồi) lớn của không khí , do vậy khả năng tích chứa
áp suất nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập một
trạm tích chứa khí nén.
- Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ
và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít.
- Đường dẫn khí ra ( khí thải) không cần thiết.
- Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén.
- Hệ thống phòng ngừa quá tải áp suất giới hạn được đảm bảo.
4.2. Nhược điểm:
- Lực truyền tải trọng nhỏ.
- Khi tải trọng hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, vì khả năng
đàn hồi của khí lớn, do đó không thể thực hiện được những chuyển động quay
đều.
- Khí thoát ra nhanh gây ra tiếng ồn.

15


- Do đó, hiện nay trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thống
điều khiển bằng khí nén với cơ khí hoặc khí nén với điện, điện tử. do vậy rất khó
xác định được một cách chính xác ưu, khuyết điểm của từng hệ thống điều
khiển.
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 1
1. Khí nén là gì? Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích gì? Hãy nêu
một số ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén?
2. Nêu các định luật của khí nén?
3. Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển khí nén?
4. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, khí nén có bị lạc hậu không? Vì sao?

16


BÀI 2
CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
Giới thiệu:
Bài 2 trình bày được các nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của hệ
thống cung cấp và phân phối khí nén
Mục tiêu:
- Biết được nhiệm vụ của hệ thống cung cấp và phân phối khí nén.
- Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các loại máy nén khí, các bộ bảo
dưỡng, các phương pháp xử lý khí nén.
- Phân tích được các quá trình xử lý khí nén.
- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc trong
học tập và trong công việc.
Nội dung chính:
1. Máy nén khí:
Máy nén khí phân ra làm 2 loại: ( theo nguyên lý hoạt động)
 Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể
tích của buồn chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boyle – Mariotte áp
suất trong buồn chứa sẽ tăng lên.
 Nguyên lý động năng: không khí được dẫn vào buồng chứa,ở đó áp suất
khí nén được tạo ra bằng động năng của bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động
này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn.
1.1. Máy nén khí kiểu piston:
Trong doanh nghiệp, các máy nén piston được sử dụng rộng rãi cho cả nén khí
và làm lạnh. Các máy nén khí này hoạt động trên nguyên lý của bơm xe đạp và
được đặc trung bởi sự ổn định của lưu lượng khi áp suất đẩy thay đổi. năng suất
của máy tỷ lệ thuận với tốc độ. Tuy nhiên công suất của máy nén lại thay đổi.

17


 Cấu tạo:

Hình 2.1: Mặt cắt của máy nén piston.
- Máy nén piston có rất nhiều cấu tạo khác nhau, bốn loại được sử dụng nhiều
nhất là: thẳng đứng, nằm ngang, nối tiếp và nằm ngang cân bằng - đối xứng.
- Máy nén piston trục đứng được sử dụng trong khoảng công suất từ 50 – 150
cfm (foot khối/ phút)
- Máy nén nằm ngang cân bằng đối xứng sử dụng trong khoảng công suất từ
200– 5000 cfm (foot khối/ phút) được sử dụng với nhiều cấp và lên tới
10.000cfm với các thiết kế một cấp.
- Máy nén khí piston là loại máy nén khí tác động đơn nếu quá trình nén chỉ sử
dụng một phía của piston. Nếu máy nén sử dụng cả 2 phía của piston là máy nén tác
động kép.
- Máy nén một cấp là máy nén có quá trình thực hiện bằng một xylanh đơn hoặc
một số xylanh song song.

18


Hình 2.2. Máy nén khí kiểu piston.
 Nguyên lý hoạt động:
Không khí sau khi qua bộ lọc khí và được nén ở thân máy nén khí nhờ các van
đóng và mở trên đầu piston, sau đó được đẩy vào bình chứa. Để có thể nén đến
áp suất từ từ 15bar người ta thường sử dụng Máy nén khí kiểu piston 2 cấp hoặc
nhiều cấp. Tuy nhiên vì không khí được nén nhiều lần do đó chúng phải có bộ
phận làm mát trung gian bằng nước hay bằng không khí.
- Ưu – nhược điểm:

+ Cứng vững.
+ Hiệu suất cao.
+ Bảo quản đơn giản.
+ Gây ra các hiện tượng dao động đáng kể như: tiếng ồn lớn.
+ Tạo ra khí nén theo xung và thường có dầu.
* Một số máy nén khí kiểu pittôngđược sử dụng trong thực tế:

19


Hìnhpiston
2.4: Máy
piston áp suất
Hình 2.3: Máy nén
côngnén
nghiệp
thấp

20


Hình 2.5: Máy nén piston bơm dầu

Hình 2.6: Máy nén khí xylanh đơn

1.2. Máy nén khí kiểu cánh gạt:
 Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt.
Máy nén khí kiểu cánh gạt bao gồm: Thân máy, mặt bích thân máy, mặt biwchs
trục, rôto lắp trên trục. Trục và rôto lắp lệch têm so với bánh dẫn truyền động.
Khi rôto quay tròn, dưới tác dụng của lực ly tâm các bánh gạt chuyển động tự do

trong các rãnh ở trên rôto và các đầu cánh gạt tựa vào bánh dẫn chuyển động.
Thể tích giới hạn giữa các bánh gạt sẽ bị thay đổi. Như vậy quá trình hút và nén
được thực hiện.
Để làm mát khí nén, trên thân máy có các rãnh để dẫn nước vào làm mát. Bánh
dẫn được bôi trơn và quay tròn trên thân máy để giảm bớt sự hao mòn khi các
cánh tựa vào nhau.

21


Hình 2.7: Mặt cắt của máy nén khí kiểu cánh gạt
 Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt:

Không

Hình 2.8: Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt khí
được nén vào buồng hút, nhờ rotor và stator đặt lệch nhau, nên khi rotor quay thì
không khí sẽ vào buồng nén, sau đó khí nén sẽ được đưa vào buồng đẩy.
 Ưu- khuyết điểm:
- Không cồng khềnh.
- Không dao động do đó êm hơn máy nén khí kiểu piston.
- Sửa chữa dễ dàng.
- Lưu lượng và hằng số khí không bị xung.
- Hiệu suất nhiệt động học kém hơn kiểu piston.
- Khí nén thông thường bị nhiễm dầu.
*Một số máy nén khí kiểu cánh gạt được sử dụng trong thực tế:
22


Hình 2.9: Máy nén khí kiểu cánh gạt

Hình 2.10: Máy nén khí kiểu cánh gạt
1.3. Máy nén khí kiểu trục vít:
 Cấu tạo máy nén kiểu trục vít
Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm một thị trường lớn trong
lĩnh vực nén khí, loại máy nén khí này có vỏ đặc biệt bao bọc quanh hai trục vít,
một lồi, môt lõm.
Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén
khí trục vít gồm hai trục: Trục chính và trục phụ. Các răng của hai trục vít ăn
khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn số răng trục vít lõm từ 1 đến 2 răng,
hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau.

23


Hình 2.11: Máy nén khí kiểu trục vít
 Nguyên lý hoạt động:
Hai rotor có trục đặt song song ( 1 rotor có 4 răng và rotor còn lại có 6 rãnh ).
Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Thể tích khoảng trống giữa các răng
sẽ thay đổi khi trục vít quay được 1 vòn. Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút ( thể
khí khoảng trống tăng lên), quá trình nén ( thể tích khoảng trống nhỏ lại). Và
cuối cùng là quá trình đẩy.
 Ưu- khuyết điểm:
- Không khí sạch và không bị xung.
- Rất tin cậy: tuổi thọ của máy cao ( 15.103 đến 40.103 h)
- Nhỏ gọn.
- Không sinh ra dao động.
- Tỷ số nén bị hạn chế bởi tầng.
- Giá thành cao.
- Gây ra tiếng ồn.

* Một số máy nén khí kiểu trục vít được sử dụng trong thực tế:

24


Hình 2.12: Máy nén khí kiểu trục vít lưu động
1.4. Máy nén khí kiểu Root:
 Cấu tạo:
Máy nén khí kiểu root gồm có 2 hoặc 3 cánh quạt (Pittông có dạng hình số 8).

Hình 2.13: Máy nén khí kiểu root
 Nguyên lý hoạt động:
25