Cấu tạo quạt hướng trục và chức năng từng bộ phận

Cấu tạo quạt hướng trục gồm nhiều bộ phận phối hợp để tạo ra luồng không khí lưu thông hiệu quả. Cùng Quạt Phú Đạt Vượng tìm hiểu chức năng từng chi tiết và nguyên lý hoạt động của thiết bị qua bài viết dưới đây.

Quạt hướng trục là gì?

Quạt hướng trục là thiết bị cơ khí dùng để vận chuyển không khí theo phương gần song song với trục quay của cánh quạt. Khi động cơ hoạt động, cánh quạt quay và tạo ra sự chênh lệch áp suất, giúp không khí đi vào một phía, sau đó được đẩy ra phía còn lại theo hướng trục.

Điểm đặc trưng của quạt hướng trục là luồng khí đi qua thiết bị tương đối thẳng, ít thay đổi phương chuyển động. Nhờ đó, dòng quạt này thường được lựa chọn cho những hệ thống cần lưu lượng gió lớn, áp suất thấp đến trung bình và đường dẫn khí tương đối thông thoáng.

Cấu tạo quạt hướng trục gồm những bộ phận nào?

Quạt hướng trục có cấu tạo gồm nhiều bộ phận phối hợp với nhau để tạo và duy trì dòng không khí. Tùy vào công suất, kích thước và mục đích sử dụng, thiết kế có thể khác nhau, nhưng nhìn chung thường bao gồm những thành phần sau:

Động cơ điện

Động cơ điện là bộ phận cung cấp năng lượng để vận hành toàn bộ thiết bị. Khi được cấp điện, động cơ tạo ra chuyển động quay, truyền lực đến cánh quạt thông qua trục động cơ hoặc cơ cấu truyền động tùy theo thiết kế.

Động cơ thường được lựa chọn dựa trên công suất, tốc độ quay, điện áp và điều kiện làm việc thực tế. Đối với các dòng quạt công nghiệp, động cơ cần có khả năng vận hành ổn định trong thời gian dài, đáp ứng yêu cầu thông gió liên tục.

Cánh quạt

Cánh quạt là bộ phận trực tiếp tác động lên không khí, tạo ra sự chênh lệch áp suất và hình thành dòng khí di chuyển dọc theo trục. Đây cũng là chi tiết có ảnh hưởng lớn đến lưu lượng gió, áp suất và hiệu suất làm việc của thiết bị.

Cánh quạt thường được chế tạo từ thép, hợp kim nhôm hoặc nhựa kỹ thuật có độ bền phù hợp với điều kiện sử dụng. Hình dạng cánh được thiết kế theo nguyên lý khí động học nhằm giảm lực cản, hạn chế tổn thất năng lượng và tạo luồng gió hiệu quả.

Moay-ơ (bầu cánh quạt)

Moay-ơ là bộ phận nằm ở trung tâm cụm cánh, có nhiệm vụ liên kết các cánh quạt với trục quay hoặc trục động cơ. Đây là chi tiết giúp truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hệ thống cánh, đảm bảo các cánh quay đồng bộ.

Bộ phận này thường được chế tạo bằng kim loại có độ cứng và khả năng chịu lực tốt. Kết cấu moay-ơ cần đảm bảo độ chắc chắn, độ đồng tâm và khả năng liên kết ổn định với các cánh quạt.

Trong quá trình chế tạo, việc cân bằng cụm moay-ơ và cánh quạt rất quan trọng. Nếu cụm cánh mất cân bằng, thiết bị có thể xuất hiện rung lắc, phát ra tiếng ồn lớn và làm tăng tải trọng lên ổ bi cũng như các chi tiết liên quan.

Trục quay và ổ bi

Trục quay có nhiệm vụ truyền chuyển động từ động cơ đến cụm cánh quạt. Tùy theo thiết kế, trục có thể là trục động cơ hoặc trục riêng được kết nối với động cơ thông qua bộ truyền động.

Đi kèm với trục quay là hệ thống ổ bi (vòng bi), có chức năng đỡ trục, duy trì vị trí làm việc và giảm ma sát khi các bộ phận chuyển động. Nhờ đó, cánh quạt có thể quay ổn định với tốc độ phù hợp mà không gây ra lực cản quá lớn.

Ổ bi thường được bố trí trong cụm động cơ hoặc các gối đỡ chuyên dụng. Trong quá trình sử dụng, bộ phận này cần được kiểm tra định kỳ để phát hiện tình trạng mài mòn, khô mỡ bôi trơn hoặc hư hỏng. Nếu ổ bi hoạt động không tốt, quạt có thể phát ra tiếng kêu bất thường, rung mạnh và giảm tuổi thọ

Vỏ quạt

Vỏ quạt là phần kết cấu bên ngoài, thường có dạng hình trụ đối với quạt hướng trục nối ống. Bộ phận này có nhiệm vụ bao quanh cụm cánh, định hướng dòng không khí và tạo kết cấu lắp đặt cho toàn bộ thiết bị.

Vỏ quạt thường được làm từ thép sơn tĩnh điện, thép mạ kẽm, inox hoặc vật liệu phù hợp với môi trường sử dụng. Đối với các dòng quạt công nghiệp, kết cấu vỏ cần đảm bảo độ cứng, khả năng chịu rung và hạn chế biến dạng trong quá trình vận hành.

Giá đỡ và khung cố định

Giá đỡ là bộ phận liên kết động cơ, cụm cánh và vỏ quạt thành một kết cấu thống nhất. Tùy thiết kế, giá đỡ có thể là các thanh kim loại, chân đế hoặc hệ thống khung lắp đặt bên trong thân quạt.

Bộ phận này giúp cố định vị trí động cơ, duy trì độ đồng tâm giữa trục quay và vỏ quạt, đồng thời hạn chế rung động truyền ra kết cấu xung quanh. Đối với quạt có động cơ đặt trong thân, giá đỡ thường được thiết kế dạng thanh chịu lực để vừa cố định động cơ vừa hạn chế cản trở luồng không khí.

Lưới bảo vệ và hộp đấu điện

Lưới bảo vệ thường được lắp tại cửa hút hoặc cửa thổi của quạt nhằm hạn chế người dùng tiếp xúc trực tiếp với cánh đang quay, đồng thời ngăn các vật thể có kích thước lớn lọt vào bên trong. Bộ phận này thường được làm từ thép hoặc inox, có kết cấu dạng lưới để không gây cản trở quá nhiều đến dòng khí.

Nguyên lý hoạt động của quạt hướng trục

Quạt hướng trục hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi điện năng thành cơ năng, sau đó truyền năng lượng cho dòng không khí thông qua chuyển động quay của cánh quạt. Quá trình vận hành diễn ra theo các bước cơ bản:

• Cấp nguồn điện: Khi được kết nối với nguồn điện phù hợp, động cơ bắt đầu hoạt động và tạo mô-men xoắn.
• Truyền chuyển động: Chuyển động quay từ động cơ được truyền đến trục và cụm cánh quạt.
• Tạo dòng khí: Các cánh quạt quay, tác động lên không khí thông qua hình dạng và góc nghiêng khí động học, tạo ra sự chênh lệch áp suất và làm không khí chuyển động.
• Hút và đẩy không khí: Không khí được hút vào từ cửa hút, đi qua cụm cánh và được đẩy ra cửa thổi theo phương gần song song với trục quay.

Quá trình này diễn ra liên tục khi động cơ hoạt động, giúp không khí trong không gian được lưu thông và trao đổi với môi trường bên ngoài. Tùy vào thiết kế cánh, tốc độ quay và điều kiện hệ thống, quạt có thể tạo ra lưu lượng cũng như áp suất khác nhau.

Các loại quạt hướng trục phổ biến hiện nay

• Quạt hướng trục dạng cánh (Propeller Fan): Có kết cấu tương đối đơn giản, cụm cánh thường được lắp trong vòng đỡ hoặc tấm lỗ. Loại này phù hợp với nhu cầu thông gió, trao đổi không khí ở lưu lượng lớn nhưng áp suất yêu cầu thấp.
• Quạt hướng trục dạng ống (Tube Axial Fan): Cụm cánh được bố trí bên trong vỏ hình trụ, có khoảng hở đầu cánh nhỏ hơn so với thiết kế cánh thông thường. Thiết bị thường được sử dụng trong hệ thống thông gió nối ống và các ứng dụng cần dẫn khí theo một hướng xác định.
• Quạt hướng trục có cánh hướng dòng (Vane Axial Fan): Được bổ sung hệ thống cánh dẫn hướng cố định trước hoặc sau cụm cánh quay. Bộ phận này giúp điều chỉnh dòng khí xoáy, cải thiện khả năng tạo áp và hiệu suất vận hành.

Mỗi loại có đặc điểm thiết kế và phạm vi ứng dụng riêng. Vì vậy, cần căn cứ vào lưu lượng gió, áp suất yêu cầu và điều kiện lắp đặt để lựa chọn thiết bị phù hợp.

Hiểu rõ cấu tạo quạt hướng trục sẽ giúp bạn lựa chọn, sử dụng và bảo dưỡng thiết bị đúng cách, góp phần duy trì hiệu suất và kéo dài tuổi thọ. Hy vọng những chia sẻ từ Quạt Phú Đạt Vượng đã mang đến cho bạn những kiến thức hữu ích.

Xem thêm:
Quạt công nghiệp treo tường Lifan