Cấu Tạo Máy Nén Khí Trục Vít

Máy nén khí trục vít là thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay nhờ khả năng vận hành mạnh mẽ, liên tục và hiệu suất cao. Khi lựa chọn máy nén khí phù hợp, việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như ưu điểm, ứng dụng thực tế của máy nén khí trục vít rất quan trọng. Bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan về máy nén khí trục vít thông qua các nội dung: cấu tạo, nguyên lý, các bộ phận chính, đặc điểm, ưu điểm nổi bật, ứng dụng thực tế, so sánh với máy nén piston, lưu ý khi lắp đặt, bảng giá và hướng dẫn bảo dưỡng chi tiết.

Cấu Tạo Máy Nén Khí Trục Vít

Máy nén khí trục vít có cấu tạo chính gồm hai trục vít xoắn ốc chạy song song và ăn khớp với nhau. Hai trục vít này tạo ra các buồng chứa khí có thể thay đổi thể tích, giúp nén khí hiệu quả khi quay ngược chiều nhau. Đây là bộ phận nén quan trọng nhất trong máy.

Bên cạnh đó, máy còn có hệ thống động cơ gồm motor điện và bộ coupling để chuyển hóa điện năng thành cơ năng, giúp trục vít hoạt động. Động cơ thường là loại 3 pha, đảm bảo công suất và độ bền cho máy.

Máy nén khí trục vít còn được trang bị nhiều hệ thống phụ trợ như hệ thống dầu bôi trơn giúp giảm ma sát và tăng tuổi thọ, hệ thống làm mát để giải nhiệt khi máy vận hành liên tục, và hệ thống van điều khiển khí nén. Các van này gồm van hút, van một chiều, van chặn dầu, van áp suất tối thiểu, van an toàn… giúp kiểm soát lưu lượng và áp suất khí, đồng thời bảo vệ máy khỏi các sự cố.

Ngoài ra, đường dẫn khí và các bộ phận lọc khí, tách dầu cũng góp phần đảm bảo khí nén sạch và ổn định khi sử dụng. Nhờ cấu tạo đặc biệt và các bộ phận phối hợp nhịp nhàng, máy nén khí trục vít hoạt động êm ái, bền bỉ và hiệu quả trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Máy nén khí trục vít được phân loại theo nhiều tiêu chí. Loại có dầu sử dụng dầu khoáng hoặc tổng hợp để bôi trơn, làm kín và làm mát, phù hợp với gia công cơ khí và chế tạo công nghiệp. Loại không dầu đảm bảo khí đầu ra tinh khiết 100%, đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt của ngành thực phẩm, dược phẩm và điện tử. Máy cố định vận hành ở công suất tối đa liên tục, trong khi máy biến tần điều chỉnh tốc độ theo nhu cầu thực tế, tiết kiệm điện năng đến 30-40%. Hệ thống làm mát bằng nước thích hợp cho công suất lớn trên 100HP, còn làm mát bằng không khí phổ biến ở các xưởng vừa và nhỏ.

Cấu Tạo Chi Tiết 12 Bộ Phận Chính

1. Cụm Đầu Nén – Trái Tim Của Máy

Cụm đầu nén đóng vai trò then chốt trong quá trình tạo ra khí nén có áp suất cao. Trục vít đực với 4 răng lồi được gia công từ thép hợp kim chịu nhiệt, trải qua quá trình nhiệt luyện và mài chính xác để đạt độ cứng 58-62 HRC. Trục vít cái có 6 răng lõm khớp hoàn hảo với trục đực, tạo ra các khoang kín chuyển động từ đầu hút đến đầu xả. Khe hở giữa hai trục và giữa trục với vỏ buồng nén chỉ từ 2-5 micromet, đảm bảo không khí không rò rỉ trong quá trình nén. Bề mặt trục vít thường được phủ lớp coating chống mài mòn và oxy hóa, kéo dài tuổi thọ lên 40.000-60.000 giờ vận hành.

Buồng nén bao bọc hai trục vít được đúc từ gang hoặc thép với độ dày thành 10-15mm, chịu được áp suất làm việc đến 25 bar. Thiết kế hình ovan của buồng nén giúp tối ưu hóa quá trình nén, giảm tổn thất năng lượng và độ ồn. Các cửa hút và xả được gia công chính xác, đảm bảo luồng khí đi vào và ra khỏi buồng nén mượt mà. Trục vít quay với tốc độ 3.000-15.000 vòng/phút tùy theo công suất máy, tạo ra tỷ số nén từ 4:1 đến 25:1. Với thiết kế này, đầu nén có thể nén không khí từ áp suất khí quyển 1 bar lên 7-13 bar, đáp ứng nhu cầu phần lớn ứng dụng công nghiệp.

2. Động Cơ Điện & Hệ Thống Truyền Động

Động cơ điện 3 pha 380V/50Hz cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống. Công suất động cơ dao động từ 5,5kW (7,5HP) cho máy nhỏ đến 375kW (500HP) cho hệ thống công nghiệp lớn. Động cơ được chế tạo theo tiêu chuẩn IE3 hoặc IE4, hiệu suất cao trên 95%, giảm thiểu tổn thất điện năng. Hệ số công suất cos φ đạt 0,85-0,92, giúp tiết kiệm chi phí điện năng đáng kể trong vận hành dài hạn.

Khớp nối truyền động kết nối động cơ với trục vít chính qua hai phương thức. Truyền động trực tiếp sử dụng khớp nối đàn hồi, giảm rung động và bảo vệ động cơ khỏi quá tải đột ngột. Truyền động qua đai răng cho phép điều chỉnh tỷ số truyền linh hoạt, phù hợp với máy công suất lớn. Bánh răng đồng bộ bên trong cụm đầu nén đảm bảo hai trục vít quay ngược chiều với tỷ lệ chính xác 4:6. Hệ thống bánh răng được bôi trơn bằng dầu chuyên dụng, giảm ma sát và ăn mòn, kéo dài tuổi thọ lên 50.000 giờ. Mức tiêu thụ điện năng trung bình từ 0,7-0,9kW cho mỗi CFM (feet khối/phút) khí nén sản xuất, tùy thuộc vào hiệu suất máy và điều kiện vận hành.

3. Hệ Thống Lọc – Ba Tuyến Phòng Thủ

Lọc gió đầu vào đặt ngay tại cửa hút không khí, chặn bụi bẩn và tạp chất trước khi không khí vào buồng nén. Lọc được làm từ giấy cellulose đặc biệt với độ lọc 10 micron, loại bỏ 99% hạt bụi có kích thước lớn hơn. Diện tích lọc dao động từ 0,5-5m² tùy công suất máy, đảm bảo lưu lượng không khí đủ lớn mà không gây tổn thất áp suất. Tuổi thọ lọc gió thường 2.000-4.000 giờ trong điều kiện làm việc bình thường, nhưng có thể giảm xuống 1.000 giờ nếu môi trường bụi bặm. Việc thay lọc gió đúng hạn giúp bảo vệ trục vít khỏi mài mòn sớm và duy trì hiệu suất máy ở mức tối ưu.

Lọc dầu nằm giữa bình chứa dầu và đầu nén, lọc sạch cặn bẩn và tạp chất trong dầu bôi trơn. Cấu tạo lọc dầu gồm vỏ thép và lõi giấy thủy tinh với độ lọc 25 micron, đảm bảo dầu sạch khi đi vào trục vít. Dầu bôi trơn đóng nhiều vai trò quan trọng: làm kín khe hở giữa hai trục vít, làm mát nhiệt sinh ra trong quá trình nén, giảm ma sát và bảo vệ bề mặt kim loại. Lọc dầu cần thay sau mỗi 2.000 giờ vận hành hoặc khi chênh áp qua lọc vượt quá 1,5 bar. Việc bỏ qua thay lọc dầu dẫn đến dầu bẩn tuần hoàn trong hệ thống, gây ăn mòn trục vít và giảm hiệu suất làm mát.

Lọc tách dầu là tuyến phòng thủ cuối cùng, đảm bảo khí nén đầu ra sạch sẽ. Cấu tạo gồm nhiều lớp sợi thủy tinh xếp chồng lên nhau, tạo ra mê cung buộc giọt dầu bám vào sợi và tách khỏi dòng khí. Hiệu suất tách dầu đạt 99,9%, hàm lượng dầu trong khí nén đầu ra chỉ còn 2-3 ppm (phần triệu). Tuổi thọ lọc tách dầu từ 4.000-8.000 giờ, tùy thuộc vào chất lượng dầu và điều kiện vận hành. Khi lọc tách dầu bị bão hòa, chênh áp tăng cao, buộc máy hoạt động với áp suất cao hơn để đạt áp suất đầu ra mong muốn. Điều này làm tăng tiêu thụ điện năng 5-10% và có thể gây hư hỏng van an toàn.

4. Hệ Thống Van – Sáu Người Gác Cổng

Van hút hoặc van cửa nạp điều chỉnh lưu lượng không khí đi vào buồng nén theo hai chế độ. Chế độ có tải mở hoàn toàn, cho phép không khí tự do đi vào và máy hoạt động ở công suất tối đa. Chế độ không tải đóng một phần hoặc hoàn toàn, giảm lưu lượng khí vào và máy chạy nhàn rỗi. Van được điều khiển bởi xi lanh khí nén hoặc động cơ điện, phản ứng nhanh với tín hiệu từ hệ thống điều khiển. Thời gian chuyển đổi giữa hai chế độ chỉ 1-2 giây, giúp máy thích ứng kịp thời với nhu cầu sử dụng khí thay đổi.

Van một chiều đặt tại đầu ra của cụm nén, cho phép khí nén chỉ đi theo một hướng từ máy ra bình chứa hoặc đường ống. Khi máy ngưng hoạt động, van tự động đóng lại nhờ lò xo và áp suất khí từ phía bình chứa, ngăn khí nén quay ngược vào máy. Điều này bảo vệ trục vít khỏi tải ngược và giúp máy khởi động dễ dàng hơn ở lần sau. Van một chiều chịu được áp suất đến 20 bar, làm từ đồng thau hoặc thép không gỉ, có tuổi thọ trên 10 năm.

Van áp suất tối thiểu duy trì áp suất trong bình dầu ở mức 4-5 bar, đảm bảo dầu được bơm trở lại đầu nén với áp suất đủ lớn. Nếu áp suất bình dầu quá thấp, dầu không tuần hoàn đầy đủ, gây thiếu bôi trơn và tăng nhiệt độ trục vít. Van hằng nhiệt điều tiết lưu lượng dầu đi qua két giải nhiệt dựa trên nhiệt độ dầu. Khi nhiệt độ dầu dưới 70°C, van đóng và dầu đi thẳng vào đầu nén. Khi nhiệt độ vượt 90°C, van mở hoàn toàn, cho dầu đi qua két giải nhiệt để hạ nhiệt. Cơ chế này giúp dầu luôn ở nhiệt độ lý tưởng 70-90°C, đảm bảo độ nhớt tối ưu và hiệu quả bôi trơn cao nhất.

Van an toàn là thiết bị bảo vệ cuối cùng, tự động xả áp khi áp suất trong hệ thống vượt quá mức cho phép. Van được đặt điểm xả ở 13-15 bar, cao hơn 20-30% so với áp suất làm việc bình thường. Khi áp suất đạt mức nguy hiểm, lò xo van bị nén và van mở ra, xả khí nén ra môi trường. Tiếng rít lớn báo hiệu tình trạng quá áp, yêu cầu dừng máy kiểm tra ngay. Van điện từ điều khiển việc đóng mở cửa hút bằng tín hiệu điện từ bộ điều khiển PLC. Van hoạt động nhanh chóng, chính xác và độ tin cậy cao, thay thế các van cơ khí truyền thống.

5. Bình Chứa Dầu & Hệ Thống Tuần Hoàn

Bình chứa dầu có dung tích từ 20 lít cho máy 7,5HP đến 200 lít cho máy 100HP, đảm bảo đủ dầu tuần hoàn trong hệ thống. Bình được làm từ thép dày 3-5mm, chịu được áp suất làm việc 10-13 bar. Bên trong bình có vách ngăn và ống dẫn giúp dầu lưu chuyển theo hướng xác định, tránh tạo bọt khí và đảm bảo lọc tách dầu hiệu quả. Cửa sổ quan sát bằng kính chịu nhiệt cho phép kiểm tra mực dầu nhanh chóng mà không cần mở nắp bình.

Đường dẫn dầu kết nối từ bình chứa qua lọc dầu, van hằng nhiệt, két giải nhiệt (nếu cần) rồi vào đầu nén. Ống dẫn dầu thường làm từ đồng hoặc inox 304, chịu được nhiệt độ 120-150°C và áp suất 15 bar. Đường kính ống từ 10-50mm tùy công suất máy, đảm bảo lưu lượng dầu đủ lớn không gây tổn thất áp suất. Các khớp nối được siết chặt và niêm phong bằng vòng đệm cao su, ngăn rò rỉ dầu ra môi trường. Đường hồi dầu thu dầu đã được tách khỏi khí nén ở lọc tách dầu, dẫn về đáy bình chứa. Một đầu đường hồi kết nối với phía chân không của cụm đầu nén, tạo ra lực hút giúp dầu chảy về bình nhanh chóng.

Dầu máy nén khí đóng vai trò sinh tử đối với tuổi thọ thiết bị. Dầu khoáng truyền thống có giá rẻ nhưng chịu nhiệt kém, cần thay sau 2.000-3.000 giờ. Dầu tổng hợp chất lượng cao chịu nhiệt tốt, chống oxy hóa và tạo cặn ít, kéo dài chu kỳ thay dầu lên 4.000-8.000 giờ. Độ nhớt dầu thường chọn ISO VG 46 cho khí hậu ôn đới hoặc ISO VG 68 cho khí hậu nóng. Mực dầu cần duy trì ở vạch giữa cửa sổ quan sát, không để quá cao gây tăng tiêu thụ dầu hoặc quá thấp gây thiếu bôi trơn.

6. Hệ Thống Làm Mát – Giảm Nhiệt Hiệu Quả

Két giải nhiệt dầu sử dụng ống đồng hoặc nhôm xếp thành bó, diện tích trao đổi nhiệt từ 2-20m² tùy công suất máy. Dầu nóng từ đầu nén với nhiệt độ 85-90°C chảy vào két, trao đổi nhiệt với không khí hoặc nước làm mát, hạ nhiệt xuống còn 70-75°C. Hiệu suất làm mát đạt 80-90%, đủ để dầu quay lại chu trình với nhiệt độ lý tưởng. Két giải nhiệt kiểu gió cần quạt làm mát với lưu lượng 500-5.000 m³/h tùy kích thước két. Quạt hút không khí môi trường qua két, mang nhiệt thoát ra ngoài. Loại này đơn giản, dễ lắp đặt nhưng hiệu suất phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.

Két giải nhiệt kiểu nước sử dụng nước làm môi chất làm mát, hiệu suất cao hơn 20-30% so với kiểu gió. Nước tuần hoàn trong ống đồng với lưu lượng 5-50 lít/phút, mang nhiệt đi qua tháp giải nhiệt hoặc chiller để hạ nhiệt. Loại này phù hợp với máy công suất lớn trên 100HP, đặt trong nhà máy có sẵn hệ thống nước làm mát. Quạt làm mát sử dụng động cơ công suất 0,75-5HP, quay với tốc độ 1.500-3.000 vòng/phút, tạo ra lưu lượng gió lớn. Quạt kiểu ly tâm ít ồn hơn quạt kiểu hướng trục, phù hợp với nhà xưởng yêu cầu môi trường yên tĩnh.

Bộ làm mát khí (aftercooler) đặt sau lọc tách dầu, hạ nhiệt khí nén từ 80-90°C xuống 35-40°C trước khi đưa vào bình chứa hoặc đường ống sử dụng. Việc làm mát khí nén mang lại ba lợi ích quan trọng. Thứ nhất, giảm hơi nước ngưng tụ trong đường ống từ 70-80%, bảo vệ thiết bị sử dụng khí khỏi ăn mòn. Thứ hai, tăng mật độ khí nén, cung cấp nhiều khí hơn cho cùng thể tích. Thứ ba, giảm tải cho thiết bị sử dụng khí như động cơ khí nén, xi lanh khí nén, không phải chịu nhiệt độ cao. Bộ làm mát khí thường kết hợp với bẫy nước tự động, xả hơi nước ngưng tụ ra khỏi hệ thống định kỳ.

7. Vòng Bi & Vòng Đệm – Chi Tiết Nhỏ Quan Trọng

Vòng bi (bearing) đặt ở hai đầu trục vít, đảm nhận vai trò giữ trục quay ổn định và chịu tải hướng trục cũng như hướng kính. Vòng bi thường dùng loại bi đũa hoặc bi côn, được chế tạo từ thép chrome cứng 60-65 HRC, chịu được tải trọng lớn và tốc độ quay cao. Đường kính vòng bi từ 60mm cho máy nhỏ đến 150mm cho máy lớn, tuổi thọ thiết kế 24.000-30.000 giờ trong điều kiện vận hành bình thường. Vòng bi được bôi trơn bằng mỡ hoặc dầu máy nén, ngăn ma sát và tản nhiệt hiệu quả. Việc thay vòng bi cần thực hiện bởi thợ có tay nghề cao, sử dụng dụng cụ chuyên dụng để tháo lắp không làm hỏng trục và vỏ máy.

Vòng đệm (seal/gasket) làm từ cao su NBR chịu nhiệt 100-120°C hoặc Viton chịu nhiệt 150-180°C, đảm bảo khí và dầu không rò rỉ qua các mối nối. Vòng đệm có nhiều loại với chức năng khác nhau. Vòng đệm tĩnh đặt giữa các mặt bích liên kết, chịu áp suất nhưng không chuyển động. Vòng đệm động đặt quanh trục quay, chịu cả áp suất lẫn ma sát liên tục, dễ hỏng hơn và cần thay thường xuyên. Vòng đệm O-ring hình tròn đặt trong rãnh, chịu áp suất đến 30 bar. Việc chọn đúng loại vòng đệm phù hợp với nhiệt độ và môi trường làm việc giúp tăng độ kín và tuổi thọ cho hệ thống.

8. Bể Chứa Khí – Kho Dự Trữ Áp Lực

Bể chứa khí đứng hoặc nằm ngang có dung tích từ 100 lít cho xưởng nhỏ đến 5.000 lít cho nhà máy lớn. Bể được chế tạo từ thép tấm dày 6-12mm, hàn kín và kiểm tra áp suất gấp 1,5 lần áp suất làm việc trước khi đưa vào sử dụng. Áp suất làm việc thường 8-13 bar, ghi rõ trên tem kiểm định dán trên bể. Bể chứa khí đóng ba vai trò quan trọng trong hệ thống khí nén. Vai trò thứ nhất là ổn định áp suất, giảm dao động khi thiết bị sử dụng khí bật tắt đột ngột. Vai trò thứ hai là tích trữ khí nén, cung cấp khí trong những lúc nhu cầu tăng cao vượt công suất máy. Vai trò thứ ba là làm nguội khí nén thêm một lần, giảm hơi nước ngưng tụ trước khi khí đi vào đường ống.

Dung tích bể chứa khí cần chọn sao cho đủ lớn để máy nén không phải khởi động quá thường xuyên. Nguyên tắc chung là dung tích bể (lít) bằng 20-30% lưu lượng máy nén (lít/phút). Ví dụ máy nén 1.000 lít/phút nên dùng bể 200-300 lít. Bể quá nhỏ khiến máy khởi động liên tục, giảm tuổi thọ động cơ và hệ thống điện. Bể quá lớn tăng chi phí đầu tư và chiếm diện tích lắp đặt. Đáy bể có van xả nước thủ công hoặc tự động, cần mở hàng ngày để xả hơi nước ngưng tụ, tránh ăn mòn bể từ bên trong.

9. Hệ Thống Điều Khiển PLC – Bộ Não Thông Minh

Màn hình điều khiển LED hoặc LCD hiển thị đầy đủ thông số vận hành theo thời gian thực. Áp suất đầu ra hiển thị bằng đơn vị bar hoặc psi, cho phép người vận hành theo dõi và điều chỉnh phù hợp. Nhiệt độ dầu và nhiệt độ khí xả hiển thị bằng độ C, cảnh báo sớm khi vượt ngưỡng an toàn. Giờ chạy tích lũy giúp lên lịch bảo dưỡng chính xác, thay phụ tùng đúng thời điểm. Cảnh báo lỗi hiển thị mã số và mô tả ngắn gọn, giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định nguyên nhân và khắc phục.

Cảm biến áp suất gắn tại đầu ra cụm nén, đo áp suất chính xác với sai số dưới 0,5%. Khi áp suất đạt mức đặt trước, cảm biến gửi tín hiệu về PLC để máy chuyển sang chế độ không tải. Khi áp suất giảm xuống mức thấp, máy tự động chuyển về chế độ có tải. Cảm biến nhiệt độ đặt tại đầu ra trục vít và bình dầu, giám sát nhiệt độ liên tục. Nếu nhiệt độ vượt 110°C, cảm biến kích hoạt cảnh báo và có thể dừng máy tự động để bảo vệ thiết bị. Cảm biến rung động phát hiện bất thường trong chuyển động quay, cảnh báo sớm hỏng hóc vòng bi hoặc mất cân bằng trục.

Hệ thống bảo vệ tích hợp nhiều chức năng an toàn. Bảo vệ quá tải ngắt động cơ khi dòng điện vượt quá 120% dòng định mức. Bảo vệ quá nhiệt dừng máy khi nhiệt độ dầu vượt 110°C hoặc nhiệt độ động cơ vượt ngưỡng cho phép. Bảo vệ mất pha ngăn động cơ khởi động khi thiếu một pha điện, tránh cháy cuộn dây. Bảo vệ ngược pha đảm bảo động cơ quay đúng chiều, tránh hư hỏng trục vít. Các thông số bảo vệ được cài đặt sẵn từ nhà sản xuất, không nên tự ý thay đổi khi chưa hiểu rõ.

10. Vỏ Máy & Khung Khổ – Giáp Bảo Vệ

Vỏ máy làm từ thép tấm dày 1,5-2mm, được uốn ép thành hình và hàn chắc chắn. Bề mặt được xử lý chống gỉ và phủ sơn tĩnh điện màu xanh, xám hoặc cam tùy thương hiệu. Vỏ máy không chỉ bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi va đập và bụi bẩn, mà còn đóng vai trò cách âm quan trọng. Bên trong vỏ lót lớp bông tiêu âm dày 50mm, hấp thụ tiếng ồn từ động cơ và trục vít. Nhờ đó, độ ồn máy giảm từ 85-90dB xuống còn 65-76dB đo cách máy 1m, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường làm việc an toàn.

Cửa kiểm tra được bố trí ở các vị trí thuận tiện, cho phép thay lọc và bảo dưỡng không cần tháo rời toàn bộ vỏ máy. Cửa lớn phía trước mở ra tiếp cận lọc gió, lọc dầu và lọc tách dầu. Cửa nhỏ bên hông kiểm tra mực dầu và van xả nước. Tất cả cửa đều có khóa hoặc vít hãm, đảm bảo kín khít và an toàn khi vận hành. Khung đế máy đúc từ gang hoặc hàn từ thép hình chữ I, chịu tải tốt và giảm rung động xuống nền. Khung có lỗ bulông để cố định xuống sàn bê tông, tránh dịch chuyển khi máy chạy. Bánh xe cao su gắn dưới khung cho phép di chuyển máy khi cần, tiện lợi trong lắp đặt và bảo trì.

11. Bộ Phận Phụ Trợ – Những Người Hỗ Trợ

Đường ống khí nén dẫn khí từ máy nén đến thiết bị sử dụng được làm từ inox 304 hoặc đồng, chống gỉ và bền bỉ. Đường kính ống từ 20-100mm tùy lưu lượng khí, tính toán sao cho tốc độ khí trong ống không vượt 6 m/s để giảm tổn thất áp suất. Khớp nối mềm đặt ngay sau đầu ra máy nén, hấp thụ rung động và giảm tiếng ồn truyền vào đường ống. Khớp nối làm từ cao su hoặc vải bố bọc cao su, chịu được áp suất 15 bar và nhiệt độ 80°C.

Van xả nước tự động lắp tại các điểm thấp của đường ống và bình chứa khí, xả hơi nước ngưng tụ định kỳ mà không cần can thiệp thủ công. Van hoạt động theo nguyên lý phao hoặc điện từ, mở ra khi mực nước đạt mức nhất định. Việc xả nước đầy đủ giúp khí nén khô ráo, bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bộ sấy khí là thiết bị tùy chọn, lắp thêm khi cần khí nén rất khô với điểm sương -20°C đến -70°C. Bộ sấy khí lạnh sử dụng chu trình làm lạnh giống tủ lạnh, hạ nhiệt khí nén xuống 2-5°C để hơi nước ngưng tụ và tách ra. Bộ sấy khí hấp thụ sử dụng chất hấp phụ như silica gel hoặc alumina, hút ẩm trực tiếp từ khí nén.

12. Hệ Thống An Toàn – Lá Chắn Cuối Cùng

Áptômát từ (contactor) đóng cắt mạch điện chính cung cấp cho động cơ. Khi có tín hiệu khởi động, áptômát đóng và động cơ quay. Khi có lỗi hoặc nút dừng được nhấn, áptômát ngắt và động cơ dừng lại. Áptômát được chọn có dòng điện định mức lớn hơn 20-30% dòng điện động cơ, chịu được dòng khởi động lớn. Rơle nhiệt (thermal relay) giám sát nhiệt độ cuộn dây động cơ, ngắt mạch khi động cơ quá nóng do quá tải hoặc thiếu pha. Rơle được cài đặt dòng cắt bằng 105-110% dòng định mức động cơ, đảm bảo độ nhạy cao nhưng không cắt nhầm.

Van giảm áp (pressure relief valve) lắp trên bình chứa khí hoặc đường ống, tự động xả áp khi áp suất vượt quá mức cho phép. Van được điều chỉnh mở ở áp suất 13-15 bar, cao hơn áp suất làm việc bình thường 8-10 bar nhưng thấp hơn áp suất thiết kế 20 bar. Khi van mở, tiếng rít lớn cảnh báo tình trạng nguy hiểm, yêu cầu dừng máy kiểm tra ngay. Nút dừng khẩn cấp màu đỏ đặt ở vị trí dễ nhìn và dễ với tới, cho phép dừng máy ngay lập tức khi xảy ra sự cố. Nút được thiết kế kiểu nhấn giữ, phải xoay mới nhả ra, tránh khởi động nhầm sau khi dừng khẩn cấp.

Bảng So Sánh Chi Tiết Các Bộ Phận Chính:

Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Nén Khí Trục Vít

Quy Trình Nén Khí Qua Bốn Giai Đoạn

Giai đoạn hút khởi đầu khi van cửa nạp mở hoàn toàn, không khí từ môi trường được hút vào qua lọc gió. Lọc loại bỏ 99% bụi bẩn có kích thước trên 10 micromet, bảo vệ trục vít khỏi mài mòn. Không khí sạch đi vào khoang giữa hai trục vít đang ở vị trí đầu hút, áp suất lúc này bằng áp suất khí quyển khoảng 1 bar (101 kPa). Lưu lượng không khí hút vào tùy thuộc vào kích thước buồng nén và tốc độ quay trục vít, dao động từ 1-60 m³/phút cho các máy công suất khác nhau.

Giai đoạn nén bắt đầu khi hai trục vít quay ngược chiều nhau với tốc độ 3.000-15.000 vòng/phút. Răng trục đực lồi ăn khớp với răng trục cái lõm, tạo ra các khoang kín di chuyển từ đầu hút sang đầu xả. Thể tích mỗi khoang giảm dần khi di chuyển, làm tăng áp suất không khí bên trong theo định luật Boyle. Áp suất tăng từ 1 bar lên 7-13 bar tùy theo tỷ số nén máy, với tỷ số nén phổ biến từ 8:1 đến 13:1. Trong quá trình nén, nhiệt độ khí tăng lên đáng kể do nén đoạn nhiệt. Đối với máy có dầu, nhiệt độ khí chỉ tăng lên 80-90°C nhờ dầu phun vào làm mát liên tục. Đối với máy không dầu, nhiệt độ khí có thể lên đến 160-180°C sau cấp nén thứ nhất, đòi hỏi phải làm mát giữa các cấp.

Giai đoạn xả diễn ra khi khoang kín chứa khí nén đến vị trí cửa xả. Van một chiều tự động mở ra do chênh lệch áp suất, khí nén cùng với dầu (đối với máy có dầu) được đẩy vào bình tách dầu. Tại đây, khí nén đi qua nhiều lớp sợi thủy tinh của lọc tách dầu, giọt dầu bám vào sợi và tách khỏi dòng khí. Dầu chảy xuống đáy bình, được hút trở lại chu trình bôi trơn qua đường hồi dầu. Khí nén sau khi tách dầu có hàm lượng dầu dư chỉ còn 2-3 ppm (phần triệu), đạt tiêu chuẩn cho hầu hết ứng dụng công nghiệp. Khí nén tiếp tục đi qua bộ làm mát khí (aftercooler), nơi nhiệt độ giảm từ 80-90°C xuống còn 35-40°C.

Giai đoạn làm mát đóng vai trò quan trọng đảm bảo máy vận hành liên tục không quá nhiệt. Dầu nóng sau khi tách khỏi khí nén có nhiệt độ 85-90°C, chảy qua van hằng nhiệt. Nếu nhiệt độ vượt 90°C, van mở và dầu đi qua két giải nhiệt, trao đổi nhiệt với không khí hoặc nước làm mát. Quạt hút không khí môi trường với lưu lượng lớn qua két, mang nhiệt thoát ra ngoài. Dầu sau khi làm mát có nhiệt độ giảm xuống 70-75°C, đi qua lọc dầu để loại bỏ cặn bẩn rồi trở lại đầu nén. Chu trình tuần hoàn dầu diễn ra liên tục với lưu lượng 50-500 lít/phút tùy công suất máy, đảm bảo bôi trơn, làm kín và làm mát hiệu quả.

Công thức tính tỷ số nén được áp dụng đơn giản: Tỷ số nén = Áp suất xả (bar) / Áp suất hút (bar). Ví dụ máy nén từ 1 bar lên 8 bar có tỷ số nén 8:1. Tỷ số nén càng cao, nhiệt độ khí sau nén càng lớn và hiệu suất thể tích giảm. Vì vậy, máy nén áp suất rất cao thường thiết kế hai cấp nén với làm mát giữa các cấp, mỗi cấp có tỷ số nén nhỏ hơn để tối ưu hiệu suất tổng thể.

Lợi Ích Khi Hiểu Rõ Cấu Tạo Máy Nén

Việc nắm vững cấu tạo máy nén khí trục vít mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho người vận hành và bảo trì. Vận hành hiệu quả là lợi ích đầu tiên khi bạn biết cách sử dụng máy đúng công suất, tránh quá tải gây hỏng hóc sớm. Hiểu rõ các thông số như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng giúp điều chỉnh máy phù hợp với nhu cầu thực tế, không lãng phí điện năng. Một người vận hành hiểu máy có thể tiết kiệm 10-15% chi phí điện so với người không có kiến thức.

Phát hiện sự cố sớm là kỹ năng quý giá giúp tránh tổn thất lớn trong sản xuất. Khi hiểu cấu tạo, bạn nhận biết tiếng ồn bất thường từ vòng bi hỏng, rung động từ trục vít mất cân bằng, hoặc nhiệt độ tăng cao do thiếu bôi trơn. Phát hiện và xử lý sớm giúp sửa chữa đơn giản với chi phí thấp, thay vì để máy hỏng nặng phải thay toàn bộ cụm đầu nén. Chọn mua đúng nhu cầu là lợi ích khi đầu tư thiết bị mới, bạn xác định chính xác công suất, lưu lượng, áp suất cần thiết dựa trên ứng dụng thực tế. Tránh tình trạng mua máy quá yếu không đủ khí hoặc quá mạnh lãng phí tiền.

Kinh Nghiệm Chọn Mua Máy Nén Khí Trục Vít

Xác định nhu cầu là bước đầu tiên quan trọng nhất khi chọn mua máy nén khí. Lưu lượng khí cần thiết được tính bằng m³/phút hoặc CFM (feet khối/phút), phụ thuộc vào số lượng và loại thiết bị sử dụng khí. Một máy mài góc tiêu thụ 0,5 m³/phút, máy phun sơn 0,3-0,8 m³/phút, xi lanh khí nén 0,2-0,5 m³/phút tùy kích thước. Tính tổng lưu lượng thiết bị sử dụng đồng thời, cộng thêm 20-30% dự phòng và rò rỉ đường ống. Áp suất làm việc phổ biến là 7-10 bar cho phần lớn ứng dụng công nghiệp, 13 bar cho một số thiết bị đặc biệt. Công suất máy nén từ 7,5HP (5,5kW) cho xưởng nhỏ đến 500HP (375kW) cho nhà máy lớn.

Chọn loại máy phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng khí nén đầu ra. Máy có dầu giá rẻ hơn 30-40%, phù hợp với gia công cơ khí, hàn cắt, sơn công nghiệp nơi hàm lượng dầu 2-3 ppm chấp nhận được. Máy không dầu đắt hơn nhưng cho khí sạch 100%, bắt buộc trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, điện tử tinh vi. Máy cố định đơn giản, bền bỉ nhưng chạy không tải khi không dùng khí. Máy biến tần điều chỉnh tốc độ theo nhu cầu, tiết kiệm điện 30-50% nhưng đắt hơn 40-60% so với máy thường.

Thương hiệu uy tín đảm bảo chất lượng sản phẩm và dịch vụ hậu mãi lâu dài. Hitachi của Nhật nổi tiếng bền bỉ, tuổi thọ cao. Atlas Copco của Thụy Điển có công nghệ tiên tiến, tiết kiệm điện. Kobelco chuyên máy không dầu chất lượng cao cho y tế và thực phẩm. Fusheng của Đài Loan có giá cạnh tranh, phù hợp doanh nghiệp vừa và nhỏ. Dịch vụ hậu mãi quan trọng không kém chất lượng máy, cần chọn nhà cung cấp có bảo hành 12-36 tháng, cung cấp phụ tùng chính hãng, hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng.

DIENMAYHADO với kinh nghiệm 15 năm trong lĩnh vực cung cấp thiết bị điện máy công nghiệp, tự hào là đối tác tin cậy của hàng trăm nhà máy và xưởng sản xuất trên toàn quốc. Chúng tôi cung cấp máy nén khí trục vít chính hãng 100% từ các thương hiệu hàng đầu thế giới với đầy đủ chứng từ nhập khẩu và tem bảo hành. Đội ngũ kỹ sư có chứng chỉ chuyên môn tư vấn chọn công suất phù hợp dựa trên khảo sát thực tế nhà máy, tính toán lưu lượng và áp suất chính xác. Dịch vụ lắp đặt tại hiện trường, chạy thử nghiệm và đào tạo vận hành cho nhân viên khách hàng. Bảo trì định kỳ theo tiêu chuẩn nhà sản xuất, cung cấp phụ tùng chính hãng, hỗ trợ kỹ thuật 24/7 qua hotline 090 3477856.

Lưu Ý Bảo Dưỡng Máy Nén Khí Trục Vít

Lịch bảo dưỡng định kỳ giúp máy vận hành ổn định và kéo dài tuổi thọ. Hàng ngày cần kiểm tra mực dầu qua cửa kính quan sát, đảm bảo dầu ở vạch giữa không quá cao hoặc quá thấp. Quan sát áp suất đầu ra trên đồng hồ, đảm bảo ổn định ở mức 7-10 bar. Kiểm tra nhiệt độ trên màn hình, nhiệt độ dầu không vượt 90°C và nhiệt độ khí xả không vượt 100°C. Xả nước ngưng tụ ở van xả bình chứa khí mỗi cuối ca, tránh nước tích tụ gây ăn mòn.

Sau mỗi 500 giờ vận hành cần vệ sinh lọc gió bằng khí nén hoặc rửa bằng nước pha xà phòng, phơi khô trước khi lắp lại. Kiểm tra đai truyền động, căng lại nếu bị chùng hoặc thay mới nếu có vết nứt, mòn. Kiểm tra các đường ống, mối nối tìm điểm rò rỉ khí nén, siết chặt hoặc thay vòng đệm nếu cần. Sau 2.000 giờ thay lọc gió đầu vào, lọc dầu và kiểm tra rung động bằng máy đo. Rung động vượt quá 4,5 mm/s cần kiểm tra vòng bi và cân bằng trục vít.

Sau 4.000 giờ thay dầu máy nén và lọc tách dầu, hai công việc quan trọng nhất trong bảo dưỡng. Xả hết dầu cũ khi máy còn nóng, dầu chảy dễ dàng hơn. Đổ dầu mới chậm rãi, tránh tạo bọt khí. Khởi động máy chạy không tải 10 phút, kiểm tra mực dầu và bổ sung nếu thiếu. Thay lọc tách dầu đúng loại theo khuyến cáo nhà sản xuất, lắp chính xác vị trí và siết chặt các mối nối. Sau 8.000 giờ cần kiểm tra trục vít, vòng bi, bánh răng bởi thợ có tay nghề. Thay vòng bi chính nếu phát hiện mòn, kẽm hoặc gỉ sét. Sau 24.000 giờ hoặc 10-15 năm vận hành cần đại tu toàn bộ máy, thay vòng bi, vòng đệm, kiểm tra trục vít và mài lại nếu cần. Chi phí bảo dưỡng hàng năm cho máy 30HP khoảng 1,5-2 triệu đồng bao gồm dầu, lọc và nhân công, thấp hơn rất nhiều so với chi phí sửa chữa hỏng hóc lớn.

Kết Luận

Máy nén khí trục vít là thiết bị phức tạp với 12 bộ phận chính phối hợp chặt chẽ tạo nên hiệu suất vượt trội. Từ cụm đầu nén với hai trục vít ăn khớp chính xác đến hệ thống lọc ba tuyến phòng thủ, từ sáu loại van điều tiết thông minh đến hệ thống làm mát hiệu quả, mỗi chi tiết đều đóng góp vào khả năng nén khí liên tục 24/7 với độ ổn định cao. Việc hiểu rõ cấu tạo giúp vận hành hiệu quả, bảo dưỡng đúng cách và kéo dài tuổi thọ thiết bị từ 10-15 năm lên 20-25 năm, tiết kiệm hàng trăm triệu đồng chi phí trong suốt vòng đời sử dụng.

DIENMAYHADO tự hào là đơn vị tiên phong cung cấp máy nén khí trục vít chính hãng cho thị trường Việt Nam với đa dạng công suất từ 7,5HP đến 500HP. Chúng tôi cam kết mang đến giải pháp khí nén tối ưu, phù hợp từng ngành nghề với dịch vụ tư vấn chuyên sâu, lắp đặt chuyên nghiệp và bảo trì định kỳ theo tiêu chuẩn quốc tế. Với kho phụ tùng chính hãng dự trữ sẵn và đội ngũ kỹ thuật có chứng chỉ từ các hãng, DIENMAYHADO đảm bảo máy nén khí của bạn luôn vận hành ổn định, góp phần tăng năng suất sản xuất và giảm chi phí vận hành.

Liên hệ DIENMAYHADO ngay hôm nay để nhận tư vấn miễn phí:

Công Ty Cổ Phần Điện Máy Hà Đô
Địa chỉ: Số 03B ngách 260/42 Cầu Giấy, Phường Cầu Giấy, Hà Nội
Hotline: 090 3477856 (Hỗ trợ 24/7)
Email: dienmayhado.vn@gmail.com
Website: https://dienmayhado.vn/

Điện Máy Hà Đô – Uy tín tạo nên giá trị bền vững!