Động Cơ Khí Nén Là Gì? Thông Tin Kỹ Thuật Về Motor Khí Nén

Động cơ khí nén sử dụng cho nhiều hoạt động sản xuất của con người. Động cơ khí nén là gì? Chúng có cấu tạo và cơ chế vận hành ra sao. Tham khảo thông tin qua bài viết dưới đây nhé.

1. Động cơ khí nén là gì?

Động cơ khí nén (motor khí nén) là loại động cơ chuyển đổi năng lượng khí nén thành công cơ học thông qua chuyển động tuyến tính hoặc chuyển động quay. Có thể hiểu đơn giản, đây là loại động cơ chuyển nguồn khí nén đầu vào thành công cơ học.

Chuyển động tuyến tính có thể đến từ chuyển động màng hoặc bộ truyền động piston. Trong khí đó, chuyển động quay có thể cung cấp bởi động cơ không khí kiểu cánh gạt, tua bin không khí hoặc dạng động cơ loại bánh răng.

Hình ảnh một động cơ khí nén

Ngoài ra, động cơ khí nén cũng còn được gọi là động cơ không khí. Tên tiếng anh: Pneumatic Motor hoặc Air Motor.

Motor khí nén có vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng vận hành hoạt động của máy và hệ thống máy nén khí.

2. Phân loại mô tơ khí nén

Từ khi ra đời, động cơ khí nén đã tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau. Từ loại động cơ cầm tay đã dần cải tiến trở thành loại động cơ công suất lên tới vài trăm mã lực. Động cơ khí nén đã trở thành thiết bị sử dụng cho nhiều ứng dụng công nghiệp.

Động cơ dùng khí nén được phân loại dựa theo cơ cấu bên trong. Bao gồm 3 loại thông dụng nhất hiện nay::

– Động cơ cánh quạt quay

– Động cơ Piston

– Động cơ tuabin

3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor khí nén.

Cấu trúc bên trong và nguyên lý làm việc của động cơ khí nén hoàn toàn khác với động cơ điện thông thường. Cùng phân tích cấu tạo và nguyên lý của 3 loại motor khí nén thông dụng hiện nay.

3.1. Động cơ cánh gạt

Motor khí nén cánh gạt là loại phổ biến nhất, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến. Cấu tạo của động cơ này gồm: một stato (buồng/xi lanh) và một rotor kèm theo.

– Rotor đặt lệch tâm so với stato

– Cánh gạt đặt trong các rãnh rotor

Sự kết hợp này tạo ra các buồng riêng lẻ với nhiều kích cỡ không đồng kêu, đồng thời tạo ra cơ cấu bịt kín.

Cấu tạo của motor chạy bằng khí nén dạng cánh gạt

Hình ảnh các bộ phận cấu tạo từ bên ngoài

Cơ chế vận hành:

Không khí được bơm qua đầu vào động cơ và đẩy lên các cánh gạt tạo ra chuyển động quay của trục. Không khí đi từ buồng này sang buồng khác tạo ra một loạt chuyển động dẫn đến động cơ quay liên tục theo hướng tương ứng. 

Tốc độ quay của kết cấu này có thể thay đổi từ 100 đến 25.000 vòng/phút tùy thuộc vào một số yếu tố như lượng áp suất không khí ở đầu vào động cơ; đường kính của vỏ.

3.2. Động cơ piston

Động cơ khí nén này có cấu tạo nhiều xi lanh xung quanh một trục quay. Chúng thường được sử dụng nối tiếp hai, ba, bốn, năm hoặc sáu xi lanh được đặt trong vỏ. Điều này cho phép các piston cung cấp nhiều năng lượng hơn vì một số động cơ đồng bộ với nhau tại những thời điểm nhất định trong chu kỳ của chúng.

Bên trong buồng động cơ có một lò xo cuộn quanh trục của piston để giữ cho buồng mở hoàn toàn, cho không khí bơm vào buồng.

Các bộ phận cấu tạo của động cơ khí nén dạng piston

Các chi tiết của động cơ dùng 6 xi lanh

Cơ chế vận hành:

Khí nén được đưa vào xi lanh làm tác động lên trục piston. Lực tác dụng lên trục piston bắt đầu thắng lực tác động lên lò xo. Áp suất tăng lên khi có khiều không khí được đưa vào buồng. Piston bắt đầu di chuyển xuống buồng.

Khi chúng đạt đến chiều dài tối đa, áp suất không khí được giải phóng khỏi buồng; lò xo hoàn thành chu trình bằng cách đóng buồng để trở về vị trí ban đầu.

3.2. Động cơ tua bin

Về cấu tạo, động cơ khí nén tuabin sử dụng bánh tuabin bên trong động cơ. Một roto được gắn vào bánh tua-bin bao gồm các cánh cổng để không khí đi qua.

Cấu tạo của mô tơ khí nén dạng toubin

Cơ chế vận hành:

Khi luồng không khí đi qua, chúng sẽ khiến bánh tuabin quay và làm quay động cơ.

Những động cơ khí nén dạng tuabin này được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao với mô-men xoắn thấp.

Ví dụ: sử dụng trong dụng cụ khoan nha khoa tốc độ cao. Chúng có tốc độ quay trên 180.000 vòng/phút nhưng có mô-men xoắn hạn chế . Cấu trúc động cơ dạng Tuabin đủ nhỏ để lắp vào đầu tay khoan nha khoa mà không làm tăng thêm trọng lượng khi sử dụng.

4. Ưu điểm của motor khí nén

Động cơ chạy bằng khí nén có một số tính năng độc đáo hơn so với động cơ điện.

• Kích thước nhỏ gọn: Động cơ khí nén có kích thước nhỏ hơn so với động cơ điện tương ứng. Động cơ điện sử dụng các cuộn dây cuộn nên tiêu tốn nhiều không gian và vật liệu hơn.
• Dễ dàng kiểm soát: Các chức năng của động cơ khí nén như tốc độ, mô-men xoắn… có thể điều khiển trực tiếp mà không có bất kỳ bước gián đoạn nào. Chúng có thể được điều chỉnh bằng tay, bằng van hoặc thông qua máy tính.
• Khả năng chịu và phục hồi quá tải tốt: các mô tơ khí nén có thể chịu được tình trạng quá tải mà không gây ảnh hướng lớn đến các bộ phận bên trong động cơ. So với động cơ điện, khi bị quá tải, cuộn dây có thể bị nóng lên và hỏng cuộn dây.
• Thích hợp trong điều kiện môi trường làm việc nguy hiểm: Các điều kiện nguy hiểm trong môi trường làm việc (chẳng hạn các ngành công nghiệp chế biến) gây ảnh hưởng đáng kể khi tiếp xúc đến các bộ phận điện. Môi trường nguy hiểm có thể gây ra các vụ nổ và ảnh hưởng đến hệ thống điện của nhà máy. Động cơ khí nén không sử dụng dòng điện để vận hành. Nhờ vậy, chúng cũng giảm đáng kể rủi ro và đảm bảo an toàn trong phạm vi giới hạn. Cấu trúc kim loại của motor khí nén cũng tăng khả năng chống ăn mòn và chịu được rung động nặng.
• Động cơ chạy bằng không khí: Khi điều chỉnh áp suất không khí, chúng ta có thể kiểm soát được hướng và tốc độ của động cơ.

Động cơ khí nén có kích thước nhỏ gọn

Bên cạnh đó, động cơ khí nén cũng có những hạn chế so với động cơ điện như: hiệu suất công cơ học thấp, lực động cơ không khỏe bằng các dòng động cơ điện, ít phổ biến hơn,…

>> Có thể bạn quan tâm: Tài liệu về ứng dụng cánh tay robot khí nén

5. Ứng dụng

Động cơ khí nén được sử dụng cho các ứng dụng đời sống và sản xuất công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật:

– Khởi động động cơ diesel hoặc động cơ khí tự nhiên công nghiệp lớn (thường sẽ dùng động cơ kiểu cánh gạt)

– Sử dụng ở một số dụng cụ cầm tay như: cờ lê tác động, dụng cụ xung, máy khoan, máy mài, máy chà nhám,…

– Sử dụng làm động cơ cho các ứng dụng nhà máy có nguy cơ cháy nổ, nhà máy chế biến công nghiệp

– Động cơ khí nén được nghiên cứu và sử dụng trong ngành đầu máy xe lửa

– Động cơ piston sử dụng trong máy bay đồ chơi và một số phương tiện đồ chơi khác

– Dụng cụ khoan cầm tay nha khoa, một số thiết bị y tế cầm tay khác

– Motor khí nén giảm tốc.

Có thể thấy, motor khí nén là thiết bị thú vị và có tính ứng dụng cao. Thông qua bài viết, chắc hẳn bạn đã hiểu hơn động cơ khí nén là gì, cấu tạo và nguyên lý của loại động cơ này. Hy vọng bài viết hữu ích đến bạn đọc.

Công ty HCTECH cung cấp motor khí nén hãng Gast – Mỹ chính hãng với giá thành cạnh tranh. Quý khách có thể liên hệ HOTLINE: 0904 643 816 hoặc 0902 176 051 để được tư vấn cụ thể.