I/ TỔNG QUAN MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

Máy nén khí trục vít thường được ứng dụng trong những ngành, lĩnh vực hoạt động đòi hỏi khí áp suất cao, lưu lượng khí liên tục, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng.

Máy nén khí trục vít là loại máy có hiệu suất làm việc cao, vận hành với số vòng quay cao, máy được thiết kế với các cặp trục vít tiếp xúc nhau thông qua bề mặt dầu nên hạn chế việc tiếp xúc mài mòn kim loại. Khi làm việc, máy hoàn toàn cân bằng, độ rung, độ ồn thấp.

II/ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

1/ CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

Cấu tạo máy nén khí

2/ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

  • Không khí sẽ được hút từ môi trường bên ngoài vào, qua lọc gió ( để lọc bụi bẩn ngoài không khí ). Không khí sau đó đi qua van cửa hút và vào đầu nén.
  • Tại đầu nén, không khí và dầu sẽ bị nén lại tới áp suất cao hơn thông qua quá trình quay ở tốc độ cao của cặp trục vít, sau đó hỗn hợp dầu và khí ở áp suất cao sẽ được đẩy vào bồn tách dầu. Ở đây, khí nén và dầu sẽ được tách ra riêng sự chênh lệch về trọng lượng và hoạt động của lọc tách dầu.
  • Sau đó khí nén sẽ đi lên két giải nhiệt và đi ra ngoài, 1 lượng lớn dầu cũng sẽ đi qua két giải nhiệt và qua lọc dầu để lọc lại cáu cặn có trong dầu trước khi tuần hoàn về đầu nén để kết thúc 1 chu trình nén khí.

III/ PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

Nhìn chung các dòng máy nén khí trục vít trên thị trường hiện tại có thể phân loại theo 5 yếu tố sau:

  • Theo kiểu động cơ
  • Theo kiểu giải nhiệt
  • Theo chất lượng khí
  • Theo kiểu đầu nén
  • Theo kiểu truyền động.

Phân loại máy nén khí

1/ PHÂN LOẠI THEO KIỂU ĐỘNG CƠ

  • Hiện tai trên thị trường có 2 loại động cơ chính trong máy nén khí bao gồm : động cơ điện 3 phase và động cơ diesel. Môi trường hoạt động của 2 dòng máy nén khí sử dụng 2 loại đông cơ này cũng rất khác nhau. Trong khi máy nén khí sử dụng động cơ điện thường được sử dụng ở những môi trường làm việc trong nhà máy xí nghiệp, những nơi có nguồn điện ổn định. Thì máy nén khí sử dụng động cơ diesel lại thường được sử dụng ở những nghành nghề yêu cầu tính cơ động cao, di chuyển liên tục ngoài môi trường tự nhiên khắc nghiệt, nắng mưa bụi bẩn, tiêu biểu một số nghành như: khai thác khoáng sản, khoan giếng, xây dựng công trình giao thông, giàn khoan dầu khí ngoài biển,…Do môi trường hoạt động khác nhau nên cả 2 dòng máy này đều có những ưu nhược điểm nhất định tuỳ vào điều kiện hoạt động.

Động cơ máy nén khí

ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỘNG CƠ DIESEL
ƯU ĐIỂM
  • Độ ồn thấp xuyên suốt quá trình hoạt động của máy
  • Chi phí duy tu, bảo dưỡng và thay thế của động cơ điện thấp.
  • Kỹ thuật trong khâu sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng yêu cầu không cao.
  • Tính di động cao: có bánh xe di chuyển hoạt động mọi nơi không phụ thuộc vào nguồn điện
  • Độ an toàn cao vì diesel không thẻ tự cháy ở điều kiện bình thường
NHƯỢC ĐIỂM
  • Hạn chế sự linh động vì phải phụ thuộc vào nguồn điện.
  • Hiệu suất máy ở mức tương đối không cao tối đa khoản 250kw
  • Độ ồn lớn, ảnh hưởng tới môi trường cả về phần khí thải
  • Chi phí duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa và thay mới rất cao

2/ PHÂN LOẠI THEO KIỂU GIẢI NHIỆT

Một phần không kém phần quan trọng trong máy nén khí chính là hệ thống giải nhiệt. Nhiệt độ bên trong máy có ổn định hay không hoàn toàn phụ thuộc hệ thống giải nhiệt này, đối với những thiết bị không có khả năng chịu được nhiệt độ cao trong máy như: thiết bị điện, thiết bị lọc, seleloid valve,  cổ bô air,…thì khi môi trường nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ cũng như khả năng hoạt động chính xác.

Hệ thống giải nhiệt này chủ yếu là để làm mát những thiết bị toả nhiệt trong máy như : đầu nén motor, bồn tách dầu,… tuỳ vào điều kiện môi trường và thời gian hoạt động thì nhiệt độ trong máy nén khí sẽ thay đổi.

Có 2 hình thức giải nhiệt chính trong máy nén khí :

  • Giải nhiệt bằng két gió
  • Giải nhiệt bằng nước

Tuỳ vào điều kiện môi trường hoạt động, chi phí đầu tư cũng như nền tản thiết bị sẵn có của nhà máy mà doanh nghiệp có phương án lựa cho hệ giải nhiệt phù hợp. Tuy nhiên tương ứng với mỗi phương án giải nhiệt đều có ưu & nhược điểm riêng. Thông qua bảng so sánh dưới đây, chúng tôi xin gửi đến những phân tích khách quan về 2 phương án giải nhiệt này cho hệ thống máy nén khí

Két giải nhiệt máy nén khí

GIẢI NHIỆT BẰNG GIÓ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC
ƯU ĐIỂM
  • Cấu tạo máy gọn nhẹ, có tính cơ động cao
  • Chi phí đầu tư và chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp
  • Chi phí đầu tư và chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp
  • Ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ phòng máy hay nhiệt độ môi trường xung quanh
  • Thích hợp với những môi trường đặt máy nhiệt độ cao, nhiều bụi bẩn
  • Tần suất vệ sinh dàn giải nhiệt thấp
NHƯỢC ĐIỂM
  • Nhiệt độ của máy dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ xung quanh.
  • Cần phải thiết kế thêm hệ thống thông gió, giải nhiệt cho phòng máy nén khí
  • Nhiệt độ của máy dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ xung quanh.
  • Cần phải thiết kế thêm hệ thống thông gió, giải nhiệt cho phòng máy nén khí

3/ PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ THEO CHẤT LƯỢNG KHÍ

Cũng giống như phân loại động cơ, máy nén khí cũng phân loại theo chất lượng khí đầu ra gồm 2 loại chính là : máy nén khí trục vít có dầu và máy nén khí trục vít không dầu. Tuy nhiên số lượng máy nén khí trục vít có dầu lại áp đảo về số lượng trên thị trường so với máy nén khí trục vít không dầu.

Nguyên nhân là do chi phí đầu tư máy nén khí trục vít không dầu cao hơn rất nhiều so với máy nén khí không dầu nên chỉ một số nghành sản xuất bắt buộc tuyệt đối không có dầu trong khí nén như : ngành thực phẩm, y tế, chip điện tử,…thì doanh nghiệp mới đầu tư nên số lượng máy sẽ ít hơn hẳn. Bên cạnh đó, máy nén khí trục vít có dầu ngày càng cải tiến chất lượng khí đầu ra, hạn chế tối đa hàm lượng dầu có trong khí nén thông qua hệ thống máy sấy và bộ lọc,… nên trong tương lai gần có thể đáp ứng được những yêu cầu khắc khe cho những ngành nghề yêu cầu cao về chất lượng khí. Tuy nhiên cả 2 dòng máy nén khí này vẫn có những ưu điểm và nhược điểm riêng để đáp ứng tốt cho nhu cầu về khí nén của doanh nghiệp

Máy nén khí không dầu và có dầu

MÁY NEN KHÍ TRỤC VÍT KHÔNG DẦU MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT CÓ DẦU
ƯU ĐIỂM
  • Chất lượng khí đầu ra tuyệt đối không có dầu, đảm bảo tiêu chuẩn cho một số ngành như: y tế, thực phẩm, linh kiện điện tử,…
  • Không phát sinh nhiều chi phí thay thế phụ tùng khi sử dụng
  • Chi phí đầu tư mua máy nén khí ban đầu thấp hơn so với máy nén khí không dầu
  • Linh kiện, phụ tùng  trong máy dễ dàng tìm mua và thay thế không yêu cầu kỹ thuật cao
NHƯỢC ĐIỂM
  • Chi phí đầu tư ban đầu thường cao hơn hẳn so với máy nén khí có dầu.
  • Bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa thay thế đòi hỏi kỹ thuật có tay nghề cao và chi phí cho các linh kiện thay thế cũng rất đắt đỏ
  • Chất lượng khí đầu ra có lẫn dầu và nước, không đáp ứng được cho những ngành yêu cầu chất lượng khí cao
  • Phải thường xuyên thay thế phụ tùng định kỳ, phần nào ảnh hưởng tới thời gian hoạt động sản xuất mang tính liên tục

4/ PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ KIỂU ĐẦU NÉN

Đầu nén được xem như trái tim của máy nén khí trục vít nên đây bộ phận quyết định chiếm tới hơn 50% giá trị của máy cũng như tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng máy nén khí trục vít. Trên thị trường hiện nay có 2 kiểu đầu nén chính là : trục vít đơn và trục vít đôi( trong đó trục vít đôi lại bao gồm 2 loại nhỏ đó là: 1 cấp nén và 2 cấp nén )

Nguyên lý hoạt động của 2 kiểu đầu nén này là gần tương tự nhưng nhưng kiểu thiết kế và cấu tạo lại khác nhau rõ rệt, thậm chí có thể phân biệt trực tiếp mà không cần phải tháo ra để kiểm tra.

Nếu xét về mức độ ổn định trong thời gian dài thì kiểu đầu nén trục vít đôi chiếm ưu thế hơn so với trục vít đơn do độ bền cơ học cao và ít có sự tiếp xúc mài mòn kim loại cũng như chất liệu cặp trục vít đạt cấp độ chống mài mòn cao hơn so với trục vít đơn ( 1 trục chính và cánh phíp 2 bên )tuy nhiên xét về mặt hiệu năng ban đầu cũng như độ êm ái thì trục vít đơn lại có ưu thế hơn do có thiết kế triệt tiêu lực hướng tâm nên lưu lượng khí sẽ nhỉnh hơn 1 tí so với trục vít đôi nhưng hiệu quả sẽ giảm dần theo thời gian thông qua quá tình mài mòn của cánh phíp.

Đầu nén máy nén khí

TRỤC VÍT ĐÔI TRỤC VÍT ĐƠN
ƯU ĐIỂM
  • Độ bền cao hơn so với trục vít đơn.
  • Hiệu quả ổn định theo thời gian.
  • Cân bằng lực tốt nên độ ồn và độ rung thấp
  • Nhiệt độ đầu nén thấp hơn
  • Lưu lượng khí ban đầu nhỉnh hơn công nghệ khác
  • Tốc độ quay thấp
NHƯỢC ĐIỂM
  • Cân bằng lực kém dẫn đến độ ồn cao hơn khi hoạt động
  • Khó gia công chế tạo, cần sự chính xác cao trong quá trình lắp đặt
  • Cánh phíp bị mài mòn theo thời gian và không có khả năng tự bù
  • Lưu lượng bị giảm giần trong quá trình sử dụng
  • Phát sinh chi phí thay thế cánh phíp định kỳ
  • Khi đầu nén bị hở, dầu sẽ bị luẩn quẩn trong đầu nén gây ra hiện tượng quá nhiệt

5/ PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ THEO KIỂU TRUYỀN ĐỘNG

Hiện nay kiểu truyền động trong máy nén khí trục vít đang là một trong những điểm mấu chốt giải quyết những vấn đề liên quan tiết kiệm năng lượng, đảm bảo tuổi thọ thiết bị cũng như tăng hiệu suất máy nén khí,…

Có 3 kiểu truyền động chính:

Nhìn chung mỗi kiểu truyền động đều có ưu & nhược điểm riêng tuy nhiên trên thị trường thời điểm bây giờ đại đa số khách hàng chuộng kiểu truyền động trực tiếp thông qua coupling bởi vì những ưu điểm vượt trội của nó. Nhưng cũng không phủ nhận những ưu điểm của 2 kiểu truyền động còn lại. Cùng nhau tìm hiểu phân tích những ưu điểm và nhược điểm của 3 kiểu truyền động thông qua bảng so sánh sau đây:

Truyền động máy nén khí

TRUYỀN ĐỘNG TRỰC TIẾP TRUYỀN ĐỘNG GIÁN TIẾP
DIRECT DÂY ĐAI BÁNH RĂNG
ƯU ĐIỂM
  • Độ ồn thấp, đầu nén chạy với tốc độ chậm hạn chế hao mòn giúp kéo dài tuổi thọ bạc đạn cũng như cặp trục vít.
  • Tiết kiệm điện năng tiêu thụ do không bị thất thoát năng lượng trong quá trình dẫn động từ động cơ sang đầu nén.
  • Vận hành ổn định với thiết kế đồng trục xuyên thẳng từ động cơ sang đầu nén.
  • Dễ dàng trong việc tháo rời đầu nén và động cơ để bảo dưỡng sửa chữa và thay thế.
  • Với máy truyền động bằng dây đai thì thường giá đầu tư ban đầu sẽ thấp hơn truyền động bằng hai cơ chế còn lại mặc dù cùng công suất.
  • Độ ồn cao vì lực ma sát và hệ số trược của dây đai và puli
  • Dễ dàng thay đổi tốc độ đầu nén thông qua tỷ lệ truyền của hai puli đầu nén và motor
  • Thuận tiện trong khâu bảo dưỡng và thay thế vì đầu nén và động cơ rời nhau
  • Độ ồn ở mức tương đối vì phát sinh độ ồn tại vị trí hộp bánh răng
  • Trong quá trình thiết kế có thể tăng tốc độ quay của đầu nén thông qua việc tăng hệ số truyền của cặp bánh răng
  • Tiết kiệm điện năng tiêu thụ do không bị thất thoát năng lượng trong quá trình dẫn động từ động cơ sang đầu nén.
NHƯỢC ĐIỂM
  • Khả năng chịu nhiệt bị hạn chế do giảm chấn chấn coupling làm bằng nhựa sẽ bị lão hoá theo thời gian.
  • Nếu sử dụng khớp bông mai sẽ có độ rơ nhất định tại vị trí tiếp nối.
  • Thường xuyên phải tăng độ căng dây đai để giảm hệ số trược gây hao tốn điện năng.
  • Mất thêm chi phí thay thế dây đai vì hao mòn theo thời gian
  • Hao tốn điện năng không đáng có vì hệ số trược và lực ma sát
  • Tốc độ quay của đầu nén cao làm hao mòn nhanh bạc đạn và ảnh hưởng tơi độ bền cặp trục vít
  • Chi phí thay thay thế cặp bánh răng cao

IV/ TỔNG KẾT

Máy nén khí trục vít là loại máy nén khí được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp hiện nay. Với khả năng hoạt động 24/24 cung cấp khí nén liên tục và ổn định trong thời gian dài cho những ngành nghề yêu cầu độ chính xác cao và độ ồn thấp.

Ngày nay, với công nghệ hiện đại và tiên tiến. Máy nén khí trục vít có lượng tiêu thụ năng lượng rất thấp, và ngày càng nâng cao hiệu suất máy cũng như hiệu quả tiết kiệm năng lượng cho mọi doanh nghiệp trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Thời điểm mà tự động hoá đang là nguồn cội của mọi vấn đề liên qua đến sản xuất thì máy nén khí trục vít là giải pháp tối ưu mà mọi doanh nghiệp đang hướng đến. Hi vọng bài viết này sẽ mang đến cho các bạn một góc nhìn tổng thể hơn về máy nén khí trục vít và phân loại máy nén khí trục vít để có thể đầu tư một các hiệu quả và đáp ứng một các hoàn hảo cho quá trình sản xuất của nhà máy.

 

Index