Động cơ khí nén

Đánh giá

Trong thời kỳ phát triển công nghệ, kỹ thuật, việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch, đem lại hiệu quả cao trong các ứng dụng ngày càng được ưu tiên và ưa chuộng rộng rãi. Và trong số đó, khí nén được xem là nguồn năng lượng tiềm năng, được áp dụng trong rất nhiều các hệ thống sản xuất tự động hóa.

Một trong những thiết bị ưu việt có khả năng chuyển đổi năng lượng khí nén thành cơ năng đó là động cơ khí nén. Với khả năng hoạt động êm ái, mượt mà, và đặc biệt là thân thiện với môi trường, không gây ra các khí hại khi vận hành, thiết bị này dần trở thành sự lựa chọn lý tưởng trong các hệ thống ứng dụng từ đơn giản cho đến những ngành công nghiệp sản xuất phức tạp.

Và để giúp quý bạn đọc có cái nhìn toàn diện, sâu sắc về động cơ khí nén, ở bài viết này, chúng tôi xin được chia sẽ những kiến thức bổ ích về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng thực tế của thiết bị. Mời bạn đọc cùng chú ý theo dõi.

Tìm hiểu về động cơ khí nén

Động cơ khí nén hay còn được biết đến với tên gọi là motor khí nén. Thiết bị này có khả năng chuyển đổi năng lượng khí nén thành dạng cơ năng. Qua đó, giúp điều khiển hoạt động của các thiết bị, máy móc.

Năng lượng khí nén ở đây được tạo ra từ máy nén khí. Khi đó, thiết bị này sẽ thực hiện quá trình nén không khí từ môi trường bên ngoài tại điều kiện áp suất dao động từ 3000 đến 3600 Psi. Sau đó, khí nén sẽ được lưu trữ trong các bình tích áp. Và thông qua hệ thống đường dây dẫn, năng lượng này sẽ được truyền và cung cấp cho động cơ khí nén để thực hiện công việc.

Hiện nay, trên thị trường, động cơ khí nén được sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau. Vậy nên, tùy vào nhu cầu và mục đích sử dụng mà người tiêu dùng cần cân nhắc để lựa chọn được thiết bị phù hợp.

Ưu điểm của động cơ khí nén

Được thiết kế nhỏ gọn, giúp thuận tiện trong việc vận chuyển, lắp đặt và bảo dưỡng.
Thiết bị được vận hành hoàn toàn dựa vào năng lượng khí nén. Đây là nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên, an toàn và thân thiện với môi trường. Điều này giúp đảm bảo sự an toàn cũng như tiết kiệm chi phí vận hành cho người sử dụng.
Công suất hoạt động tương đối lớn, giúp đảm bảo hệ thống được làm việc năng suất và hiệu quả.
Được đánh giá cao về độ bền cũng như tuổi thọ sử dụng. Việc này giúp các hệ thống tiết kiệm được một khoản chi phí sửa chữa, bảo dưỡng.
Ngăn chặn tình trạng cháy nổ xảy, đảm bảo được sự an toàn cho hệ thống.
Thiết bị này không cần phải lắp đặt thêm hộp giảm tốc như động cơ điện. Chúng có thể dễ dàng điều chỉnh, thay đổi dòng khí nén để tạo ra công suất phù hợp với yêu cầu hoạt động của hệ thống.
Trong điều kiện môi trường có tính chất khắc nghiệt như hóa chất ăn mòn, thì động cơ khí nén được xem là một giải pháp hữu hiệu. Với cấu trúc kim loại, thiết bị này hoàn toàn có thể hoạt động ổn định và hiệu quả trong hầu hết mọi môi trường ứng dụng.

So sánh motor khí nén và động cơ điện

Đây đều là hai thiết bị có khả năng tạo ra chuyển động quay, giúp quá trình hoạt động của các hệ thống, thiết bị máy móc được diễn ra hiệu quả và chính xác. Vậy nên, để giúp bạn đọc có cái nhìn khái quát về hai thiết bị này, chúng tôi xin được tổng hợp thành bảng so sánh dưới đây:

Đặc điểm so sánh	Motor khí nén	Động cơ điện
1. Nguồn năng lượng sử dụng	sử dụng năng lượng khí nén có áp suất cao để chuyển đổi thành cơ năng cần thiết , đáp ứng hoạt động của các thiết bị.	sử dụng năng lượng điện để chuyển hóa thành cơ năng. Đây có thể là điện một chiều hoặc điện xoay chiều với các mức điện áp khác nhau như 24V, 220V, 380V,…
2. Tính ứng dụng	được ứng dụng trong một số hệ thống nhất định.	bởi điện năng là năng lượng phổ biến trong hầu hết các hệ thống công nghiệp. Do đó, thiết bị này có thể dễ dàng ứng dụng linh hoạt trong các lĩnh vực khác nhau. Bên cạnh đó, chủng loại của động cơ điện cũng phong phú hơn nên chúng phù hợp với đa dạng các hệ thống lắp đặt.
3. Độ bền và tính ổn định	thiết bị có độ bền và tính ổn định cao, đáp ứng được nhiều điều kiện môi trường làm việc khác nhau.	so với động cơ khí nén, thì độ bền của motor điện có phần kém hơn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ khí nén

Tiếp theo đây, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của motor khí nén.

Cấu tạo motor khí nén

Một động cơ khí nén hoàn chỉnh sẽ bao gồm các bộ phận dưới đây:

Motor: đây là bộ phận quan trọng nhất của động cơ khí nén. Chúng có khả năng chuyển đổi năng lượng khí nén thành cơ năng, nhằm mục đích điều khiển, vận hành hoạt động của các thiết bị, bộ phận, chi tiết khác trong hệ thống.
Đầu nén: là nơi diễn ra quá trình nén không khí từ bên ngoài môi trường. Bên trong đầu nén sẽ bao gồm các chi tiết như bạc đạn, xi lanh, piston, trục khuỷu,…
Van an toàn: đúng như tên gọi của nó, thiết bị này giúp ngăn chặn tình trạng quá tải áp xảy ra. Qua đó, giúp đem lại sự an toàn cho thiết bị, đảm bảo chúng được hoạt động ổn định và hiệu quả.
Van xả nước: chức năng chính của thiết bị này đó là loại bỏ hoàn toàn lượng nước ngưng tụ cũng như hơi nước lẫn trong dòng khí nén. Qua đó, giúp cải thiện và đảm bảo chất lượng khí nén trước khi chúng được phân phối đến các thiết bị khác, ngăn chặn tình trạng mài mòn, hoen gỉ xảy ra.
Đồng hồ đo áp suất: thiết bị này đóng vai trò quan trọng giúp người vận hành có thể dễ dàng theo dõi , kiểm soát áp suất hoạt động bên trong hệ thống.
Bộ phận dây đai và puly: có nhiệm vụ thực hiện truyền động cơ năng từ motor đến đầu nén.
Lọc gió: giúp ngăn chặn các loại bụi bẩn, tạp chất có trong không khí di chuyển vào bên trong máy.
Bình chứa: bộ phận này còn được gọi là bình tích áp. Chúng được dùng để chứa khí nén sau khi trải qua quá trình gia áp.

Nguyên lý hoạt động của động cơ khí nén

Khi khí nén được cung cấp vào bên trong motor, chúng sẽ bị giãn nở và tạo ra năng lượng. Lúc này, nội năng sẽ được chuyển hóa thành cơ năng. Trong khi đó, áp suất, nhiệt độ, và vận tốc của khí nén sẽ bị giảm xuống, đồng thời chuyển hóa thành dạng mô men xoắn. Lực này sẽ được sử dụng để tạo ra chuyển động quay cho trục cánh khuấy của các thiết bị, động cơ, máy móc.

Các loại động cơ khí nén

Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều các thiết bị có khả năng chuyển hóa áp suất khí nén thành năng lượng cơ năng dạng mô men xoắn. Trong đó có ba thiết bị được sử dụng tương đối phổ biến trong các ứng dụng đó là động cơ khí nén dạng tua bin, động cơ khí nén dạng cánh gió và động cơ khí nén piston.

Động cơ khí nén dạng tua bin – Air turbine motor

Đây là thiết bị sử dụng năng lượng khí nén để tạo ra chuyền động quay thông qua các tua bin. Cụ thể, khi khí nén được cung cấp vào bên trong motor, chúng tác động vào các cánh quạt của tua bin, tạo ra áp lực và khiến cho tua bin quay. Chính sự chuyển động quay của tua bin đã tạo ra cơ năng cần thiết để điều khiển, vận hành các thiết bị máy móc trong hệ thống.

Đặc điểm nổi bật của thiết bị này bao gồm:

Hiệu suất làm việc tương đối cao, giúp tạo ra tốc độ và lực quay tương đối lớn.
Trong quá trình hoạt động, giúp đảm bảo sự an toàn, ngăn chặn tình trạng cháy nổ xảy ra.
Không gây ra khí thải độc hại, giúp bảo vệ và gìn giữ môi trường, cảnh quan xung quanh.

dong-co-khi-nen-dang-tua-bin — Cấu tạo động cơ khí nén tua bin

Động cơ khí nén cánh gió – Air vane motor

Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng áp suất khí nén để tạo ra chuyển động cho các cánh gió bên trong motor. Cụ thể, khi áp suất khí nén đi vào, chúng sẽ tác động và khiến cho cánh gió di chuyển. Thông qua đó giúp tạo ra lực xoắn làm quay trục động cơ. Điều này giúp các thiết bị, bộ phận liên kết với motor được hoạt động dễ dàng, nhanh chóng và chính xác.

Một thiết bị động cơ khí nén cánh gió sẽ được cấu tạo gồm các bộ phận cơ bản sau:

Thân motor: đây là phần vỏ bọc bên ngoài, giúp bảo vệ các chi tiết bên trong khỏi sự tác động tiêu cực từ môi trường bên ngoài.
Rotor: là bộ phận quan trọng nhất của động cơ. Chúng bao gồm trục chính và phần cánh gió.
Cánh gió: thường được làm từ chất liệu kim loại hoặc nhựa. Khi áp suất khí nén tác dụng lên cánh gió, chúng sẽ di chuyển để tạo ra lực đẩy và lực xoắn.
Bộ phận truyền động: có khả năng chuyển đổi chuyển động quay của rotor thành năng lượng cơ khí.

Động cơ khí nén piston

Thông qua cửa vào, khí nén được cung cấp vào bên trong xi lanh. Lúc này, áp lực khí nén sẽ tác động lên piston và khiến cho piston di chuyển. Tùy vào thiết kế của từng thiết bị mà piston có thể di chuyển lên hoặc xuống. Do piston được liên kết sẵn với một trục quay nên khi piston di chuyển, chúng cũng sẽ tạo ra chuyển động cho trục quay.

Lúc này cơ năng có thể được sử dụng để phục vụ quá trình điều khiển, vận hành của hệ thống. Và khi piston đạt đến một mức độ tối đa, khí nén bên trong xi lanh sẽ được giải phóng ra bên ngoài thông qua cửa xả. Tại đây, theo lực đàn hồi của lò xo, piston được đẩy về vị trí ban đầu để tiếp tục chu kỳ mới.

Ứng dụng của động cơ khí nén

Là thiết bị sở hữu nhiều tính năng ưu việt, động cơ khí nén được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng khác nhau. Cụ thể:

1. Ngành van công nghiệp

Động cơ khí nén được sử dụng để điều khiển, vận hành quá trình đóng mở của van. Việc sử dụng thiết bị này giúp van được hoạt động chính xác và hiệu quả. Bên cạnh đó, do được điều khiển tự động nên động cơ khí nén giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó tiết kiệm một khoản chi phí thuê nhân công.

2. Lĩnh vực sửa chữa, bảo dưỡng

Sử dụng để thổi bụi bẩn, xì khô xe,…giúp quá trình sửa chữa bảo dưỡng được diễn ra hiệu quả.

3. Lĩnh vực dược phẩm

Động cơ khí nén tham gia vào quá trình nghiên cứu, thí nghiệm đồng thời đảm bảo quy trình vận chuyển thuốc trên các dây truyền được diễn ra liên tục và chính xác.

4. Giao thông vận tải

Sử dụng trong các hệ thống phanh khí tại các phương tiện như xe tải, xe bus, xe lửa,…Chúng giúp đảm bảo sự an toàn cho mọi người trên xe.

5. Ngành khai thác khoáng sản

Có thể được áp dụng để thực hiện quá trình thăm dò độ sâu, hay giúp thực hiện công việc vận chuyển khoáng vật,…

6. Ngành công nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm

Sử dụng trong các quy trình sản xuất, chế biến, vận chuyển thực phẩm. Ngoài ra, chúng còn được dùng để sấy khô, sục khí, giúp đảm bảo chất lượng của các sản phẩm cuối cùng.

7. Ngành công nghiệp tự động hóa

Động cơ khí nén được dùng để tạo ra lực xoắn, từ đó cung cấp chuyển động cho các thiết bị, máy móc.

8. Ứng dụng trong các thiết bị máy móc công nghiệp

Tạo ra lực đẩy và chuyển động cho các thiết bị như máy cắt, máy khoan, máy mài,…

9. Trong lĩnh vực gia công cơ khí, xưởng mộc

Được sử dụng trong các công đoạn phun sơn, đánh bóng gỗ. Ngoài ra, chúng còn được dùng để cung cấp năng lượng khí cho các súng bắn ốc, súng siết bu lông,…

10. Lĩnh vực nha khoa

Được sử dụng trong một số thiết bị máy móc như máy khoan xương, máy hút dịch,…

Những điều cần lưu ý khi sử dụng và bảo dưỡng động cơ khí nén

Lưu ý khi sử dụng động cơ khí nén

Để thiết bị có thể hoạt động trơn tru, mượt mà thì chúng ta cần tra dầu mỡ vào phần trục truyền động của motor. Tuy nhiên nếu như sau một khoảng thời gian dài không sử dụng ( trên 6 tháng) thì bạn cần tiến hành loại bỏ hết dầu cũ và thực hiện tra dầu mới để đảm bảo thiết bị được vận hành bình thường và ổn định.
Đảm bảo thời gian thực hiện tra dầu cũng như lượng dầu bổ sung cần tuân theo hướng dẫn chỉ định của nhà sản xuất, tránh vượt quá mức quy định.
Vệ sinh thiết bị sạch sẽ . Bên cạnh đó, quá trình tra dầu nên được thực hiện khi thiết bị vẫn đang vận hành bình thường. Ngoài ra, cần đảm bảo sử dụng thống nhất 1 loại dầu, tránh trộn chung các loại dầu với nhau.
Để tránh các sự cố hỏng hóc, nguy hiểm xảy ra thì chúng ta cần thường xuyên kiểm tra và đo nhiệt độ của bạc đạn. Trong trường hợp nhiệt độ vượt quá 950 độ C thì chúng ta cần cho motor ngưng hoạt động để tránh gây ra tình trạng quá tải nhiệt.

Lưu ý khi bảo dưỡng động cơ khí nén

Việc kiểm tra và bảo dưỡng động cơ khí nén theo định kỳ, mang lại rất nhiều lợi ích to lớn như:

Giúp chúng ta nhanh chóng và kịp thời phát hiện ra các sự cố hỏng hóc. Từ đó, có các biện pháp sửa chữa, khắc phục kịp thời, đảm bảo động cơ khí nén được hoạt động liên tục và ổn định, tránh làm gián đoạn tiến độ công việc.
Việc kiểm tra và vệ sinh động cơ khí nén thường xuyên sẽ giúp loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn gây ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của thiết bị. Đồng thời giúp thiết bị được làm việc chính xác và hiệu quả.
Kéo dài tuổi thọ sử dụng cho thiết bị. Từ đó, giúp tiết kiệm chi phí sửa chữa, thay thế.

Như vậy, có thể thấy rằng việc bảo dưỡng động cơ khí nén giúp đảm bảo thiết bị được làm việc hiệu quả, tránh xảy ra các sự cố không mong muốn. Tuy nhiên, quy trình bảo dưỡng nên được thực hiện khi hệ thống đã ngưng hoạt động và để nguội hoàn toàn. Việc này sẽ giúp đảm bảo được sự an toàn cho người thực hiện.

Quy trình bảo dưỡng sẽ bao gồm các công đoạn:

Kiểm tra, vệ sinh thiết bị. Việc này giúp loại bỏ các bụi bẩn cũng như dầu thừa bám dính trên bề mặt thiết bị.
Thay dầu mỡ bôi trơn cho thiết bị.
Thay thế, sửa chữa các bộ phận bị hỏng hóc.
Sau khi bảo dưỡng xong thì cần tiến hành hoạt động thử để kiếm tra kết quả.

Năng lượng tiêu thụ của động cơ khí nén

Để có thể tính toán được năng lượng điện năng tiêu thụ của một động cơ khí nén, bạn cần dựa vào các yếu tố dưới đây:

Tính toán và xác định chính xác thời gian hoạt động của thiết bị. Điều này sẽ bao gồm thời gian máy hoạt động và thời gian nghỉ. Để thuận tiện cho việc theo dõi và tính toán thì bạn nên ghi chép những thông tin này ra một cuốn sổ riêng.
Xác định công suất tiêu thụ của thiết bị. Trên thực tế, thông số về công suất sẽ thường được in trên tem mác của các động cơ. Nếu như công suất này càng lớn thì chứng tỏ lượng điện năng tiêu thụ cũng sẽ càng lớn và ngược lại.

Sau đó, chúng ta chỉ cần nhân số W này với tổng thời gian hoạt động của thiết bị để xác định động cơ đã tiêu thụ hết bao nhiêu kW.

Kết luận

Động cơ khí nén là một trong những thiết bị đem lại nhiều tính năng ưu việt trong các hệ thống ứng dụng. Với khả năng hoạt động hiệu quả, an toàn, độ bền cao, motor khí nén không chỉ giúp cải thiện năng suất hoạt động, sản xuất mà còn góp phần gìn giữ, bảo vệ môi trường, thúc đẩy sự phát triển bền vững của kinh tế xã hội.

Hy vọng với những thông tin chúng tôi vừa chia sẽ sẽ giúp quý bạn đọc có thêm kiến thức cũng như ứng dụng motor khí nén vào các hệ thống một cách hiệu quả và đạt được chất lượng cao nhất.

Tin tức