Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường

Vietnam J. Agri. Sci. 2019, Vol. 17, No. 2: 157-167 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2019, 17(2): 157-167 
www.vnua.edu.vn 
157 
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LĂN SƠN TƯỜNG 
Phạm Thị Hằng*, Kiều Văn Viên 
Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 
 *Tác giả liên hệ: pthang@vnua.edu.vn 
Ngày nhận bài: 11.03.2019 Ngày chấp nhận đăng: 10.05.2019 
TÓM TẮT 
Việc thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường nhằm thay thế dần sức lao động của con người và nâng cao năng 
suất lao động là một đòi hỏi cấp thiết từ thực tiễn .Vì vậy, máy lăn sơn tường với năng suất 54 L/h đã được nghiên 
cứu, thiết kế và chế tạo. Kết hợp giữa cơ sở lý thuyết, ứng dụng phần mềm thiết kế đồ họa và thực nghiệm để lựa 
chọn nguyên lý làm việc, thiết kế và chế tạo các bộ phận của máy lăn sơn tường. Đặc biệt, dựa trên lý thuyết về thủy 
lực đại cương, cơ sở thiết kế máy, các tác giả đã tính toán, thiết kế hệ thống bơm sơn tự động là loại bơm nhu động 
phù hợp với dung dịch sơn và hệ thống sơn. Máy lăn sơn tường năng suất 54 L/h có thể giúp người thợ sơn tăng 
năng suất lao động lên cao hơn thợ sơn thủ công là 3-4 lần, chất lượng bề mặt sơn không phụ thuộc tay nghề người 
thợ đã được chế tạo thành công. Ngoài ra, hệ thống máy khá gọn nhẹ, dễ dàng mang đi làm việc tại các công trường 
xây dựng. 
Từ khóa: Máy lăn sơn, bơm nhu động, thiết kế máy. 
Design and Fabrication of Wall Painting Machine 
ABSTRACT 
The objective of this study was to design and develop a wall painting equipment to gradually replace human 
labor and increase labor productivity. The study was conducted to design and fabricate wall painting machine with a 
flow of 54 liters per hour. Based on the theoretical calculation, application of graphic design software, 
experimentation, and the principle of working, the parts of wall painting machine were designed and fabricated. 
Specially, based on the theories of general hydraulics and machine design, the automatic paint pumping system, a 
type of peristaltic pump, was designed to be suitable for painting solution and painting system. The project has 
successfully fabricated the wall painting machine with the capacity of 300 m
2 
per hour, 3-4 times higher than that of 
the manual painting equipment with cheap manufacturing cost. The quality of painting surface did not depend on the 
skill of painters In addition, the system is quite compact, easy to move at construction place. 
Keywords: Wall painting machine, peristaltic pump, designing machine. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Cùng vĆi să phát triển cûa nền kinh tế Việt 
Nam thì nhu cæu xây dăng các công trình nhà 
cāa, chung cþ là rçt lĆn. Trong đó, công việc lën 
sĄn tþąng chiếm một khối lþĉng đáng kể trong 
quá trình xây dăng nhà cāa, ngày càng đþĉc 
chuyên môn hóa và đòi hôi nhĂng ngþąi thĉ có 
tay nghề cao. SĄn tþąng thû công vén là hình 
thĀc chû yếu đþĉc áp dýng trong thăc tế ć Việt 
Nam hiện nay. Tuy nhiên, phþĄng pháp này bộc 
lộ nhiều nhþĉc điểm nhþ nëng suçt thçp 
(khoâng 70 m2/h) do phâi nhúng rulo thþąng 
xuyên vào thùng sĄn. Việc nhúng rulo vào 
thùng cüng làm ânh hþćng đến chçt lþĉng bề 
mðt sĄn do lþĉng sĄn lúc nhiều, lúc ít và phý 
thuộc rçt lĆn vào tay nghề, kinh nghiệm cûa 
ngþąi thĉ. HĄn nĂa, trong quá trình sĄn, do 
phâi nhúng rulo, sĄn bị rĄi vãi xung quanh khu 
văc thi công, gây lãng phí và tốn thêm công lao 
động cho quá trình vệ sinh sau khi sĄn. 
Trên thị trþąng Việt Nam hiện nay đã xuçt 
hiện các máy phun sĄn đþĉc nhêp khèu tÿ các 
nþĆc tiên tiến trên thế giĆi, làm tëng nëng suçt 
lao động. Tuy nhiên, bên cänh việc giá thành 
khá cao thì nhþĉc điểm lĆn nhçt mà rçt đáng 
Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường 
158 
đþĉc quan tåm đó là do sĄn đþĉc phun ra däng 
tia bay tă do trong không khí, ngþąi thĉ phun 
sĄn và mọi ngþąi xung quanh rçt dễ hít phâi. 
Điều này, gây nên nhĂng ânh hþćng không tốt 
cho sĀc khôe do tác häi cûa sĄn gåy ra. Theo 
thống kê cûa tổ chĀc y tế thế giĆi WHO (Veen et 
al., 1999), do tiếp xúc nhiều vĆi sĄn, ngþąi thĉ 
sĄn có nguy cĄ ung thþ cao hĄn 20% ngþąi bình 
thþąng đðc biệt là ung thþ phổi; có thể bị hen 
suyễn, khó thć, ânh hþćng đến khâ nëng sinh 
sân cûa nam giĆi, thêm chí có nguy cĄ gåy vô 
sinh. Ngoài ra, ngþąi thĉ sĄn có thể bị nhiễm 
độc chì, thûy ngân có trong thành phæn cûa sĄn. 
Đáng chú ċ nhĂng độc häi do sĄn gåy nên càng 
tëng khi sā dýng máy phun sĄn do ngþąi thĉ 
sĄn hít phâi lþĉng sĄn nhiều hĄn so vĆi phþĄng 
pháp lën sĄn thû công. Tÿ nhĂng phân tích 
trên, để tëng nëng suçt lao động và đồng thąi 
đâm bâo sĀc khôe cho ngþąi thĉ sĄn và môi 
trþąng xung quanh; phþĄng pháp sĄn tþąng 
bìng rulo truyền thống nhþng sĄn đþĉc tă động 
bĄm lên rulo là giâi pháp tối þu. 
Việc nghiên cĀu thiết kế và chế täo các máy 
lën sĄn tþąng nhìm thay thế dæn sĀc lao động 
cûa con ngþąi cüng nhên đþĉc să quan tâm lĆn 
cûa các nhà khoa học trên thế giĆi. Nëm 2004, 
Kahane et al. đã nghiên cĀu về tă động hóa quá 
trình chuyển động thîng đĀng cûa cæn lën sĄn 
bìng vít dén hþĆng để phýc vý việc lën sĄn bên 
trong các tòa nhà. Robot lën sĄn tă động nhiều 
màu síc cùng lúc đã đþĉc phát triển nghiên cĀu 
bći Naticchia et al. (2007). Việc tă động quá quá 
trình di chuyển cûa hệ thống thiết bị sĄn tþąng 
trên nền nhà cüng đã đþĉc nghiên cĀu bći 
Mohamed et al. (2011). Đồng thąi, trong nghiên 
cĀu này, tác giâ đã phát triển hệ thống bĄm sĄn 
tă động lên rulo. Vÿa qua, Shimpankar et al. 
(2018) đã nghiên cĀu điều khiển tÿ xa quá trình 
phun sĄn để hän chế tối đa să tiếp xúc trăc tiếp 
cûa con ngþąi song song vĆi việc câi thiện cánh 
tay robot sĄn tă động. 
Hiện nay, ć Việt Nam, mðc dù nhu cæu sā 
dýng máy lën sĄn tþąng là rçt lĆn nhþng chþa 
có đĄn vị sân xuçt trong nþĆc nào quan tâm vçn 
đề này và chế täo thành công máy lën sĄn 
tþąng. Trong khi đó, các máy móc nhêp khèu 
giá thành cao và không chû động đþĉc trong 
khâu sāa chĂa, bâo dþĈng, thay thế. Xuçt phát 
tÿ thăc tế đó, nhóm tác giâ tiến hành nghiên 
cĀu thiết kế và chế täo máy lën sĄn tþąng có sā 
dýng bĄm tă động sĄn lên rulo nhìm nâng cao 
nëng suçt lao động và bâo vệ sĀc khôe cho ngþąi 
thĉ sĄn. 
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 
2.1. Vật liệu nghiên cứu 
Các loäi sĄn dùng sĄn tþąng nhà, các loäi 
động cĄ, bĄm thûy lăc; các loäi vêt liệu dùng trong 
chế täo máy: Thép cacbon, thép hĉp kim, silicon. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Nghiên cứu lý thuyết 
TrþĆc hết, tiến hành tìm hiểu và lăa chọn 
nguyên lý làm việc cûa máy lën sĄn tþąng phù 
hĉp để đáp Āng đþĉc yêu cæu tëng nëng suçt lao 
động, giâm bĆt sĀc lao động cûa ngþąi thĉ. Sau 
đó, tính toán thiết kế bĄm, hệ thống dén sĄn, 
thiết kế rulo dăa trên các cĄ sć lý thuyết về 
động lăc học chçt lông và cĄ sć thiết kế máy. 
Thiết lêp quy trình công nghệ chế täo các 
chi tiết trên cĄ sć lý thuyết về công nghệ chế 
täo máy. 
2.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm 
Nghiên cĀu thăc nghiệm quy trình công 
nghệ chế täo các chi tiết cûa máy lën sĄn tþąng, 
quy trình líp ráp các chi tiết cûa máy để chế täo 
ra mô hình máy hoàn chînh dăa trên cĄ sć trang 
thiết bị máy móc hiện có. Tiến hành thā nghiệm 
máy trong điều kiện thăc tế, tiếp sau là hoàn 
thiện thiết kế. 
3. KẾT QUÂ VÀ THÂO LUẬN 
3.1. Lựa chọn nguyên lý làm việc cho máy 
lăn sơn tường 
Qua việc tìm hiểu nguyên lċ lën sĄn thû 
công truyền thống và các máy lën sĄn, phun sĄn 
có sïn trên thị trþąng trong và ngoài nþĆc; để 
đâm bâo yêu cæu về tëng nëng suçt lao động và 
bâo vệ sĀc khôe ngþąi thĉ lën sĄn, nhóm tác giâ 
đã lăa chọn nguyên lý làm việc cûa hệ thống 
máy lën sĄn tþąng nhþ thể hiện trong hình 1. 
Phạm Thị Hằng, Kiều Văn Viên 
159 
Hệ thống bao gồm động cĄ, bĄm, thùng sĄn, công 
tíc, van điều chînh, đþąng ống dén sĄn và rulo. 
Nguyên lý làm việc nhþ sau: Trýc cûa bĄm 
đþĉc nối vĆi trýc động cĄ. Khi động cĄ quay, làm 
cho trýc bĄm quay theo, sĄn sẽ đþĉc bĄm tÿ 
thùng sĄn lên ống dén sĄn. Tÿ ống dén sĄn đþĉc 
đþa lên rulo. Việc bĄm sĄn sẽ đþĉc thăc hiện 
qua bĄm và điều khiển thông qua công tíc 
tít/mć. Lþu lþĉng sĄn đþĉc điều chînh bći van 
điều chînh đðt gæn công tíc. Ngþąi thĉ lën sĄn 
sẽ dịch chuyển con lën theo mðt tþąng cæn sĄn, 
trong khi đó, sĄn đþĉc bĄm liên týc lên rulo mà 
không phâi nhúng vào thùng nhþ phþĄng pháp 
lën sĄn thû công truyền thống. Việc này sẽ làm 
tëng nëng suçt lao động lên nhiều, làm giâm 
thąi gian tiếp xúc vĆi sĄn cho ngþąi thĉ cüng 
nhþ sĄn không bị rĄi vãi ra xung quanh làm 
mçt vệ sinh và hao tổn lþĉng sĄn. 
3.2. Tính toán, thiết kế các chi tiết chính 
của máy lăn sơn tường 
3.2.1. Cơ sở tính toán, thiết kế bơm 
- PhþĄng pháp chọn bĄm: Việc chọn bĄm 
trong một hệ thống có thể bao gồm các bþĆc 
chính sau: Thiết kế hệ thống bĄm, lăa chọn bĄm 
và loäi truyền động, và xác định các đðc tính kč 
thuêt cûa bĄm (Træn Vën Đíc, 2013). Thiết kế 
hệ thống bĄm nhìm để xác định các yêu cæu và 
điều kiện cûa hệ thống mà bĄm hoät động. Việc 
mô tâ một cách toàn diện loäi chçt lông đþĉc 
vên chuyển phâi đþĉc thăc hiện, bao gồm các 
đðc tính kč thuêt nhþ độ nhĆt, tČ trọng, áp suçt 
bay hĄi, tính kềm, khâ nëng ën mòn, độ bay hĄi, 
khâ nëng bít lāa, và tính độc häi. Tùy thuộc vào 
các quá trình cûa hệ thống mà một trong các 
đðc tính đó sẽ có ânh hþćng quan trọng đến việc 
thiết kế hệ thống bĄm. Khâ nëng ën mòn cûa 
chçt lông sẽ ânh hþćng tĆi việc lăa chọn vêt liệu 
làm bĄm. Nếu chçt lông có lén các täp chçt, việc 
chọn loäi đệm kín và kết cçu chống mài mòn cæn 
phâi đþĉc xem xét läi. Chçt lông có tính chçt 
độc häi có thể cæn thiết sā dýng đệm kín kép 
theo quy định cûa nhà nþĆc và cân nhíc các yếu 
tố an toàn. Các chçt khí lén vào chçt lông đþĉc 
hút vào bĄm sẽ ânh hþćng đến cột áp cûa bĄm. 
BĄm phâi hoät động trong khoâng điều kiện cho 
phép cûa các đðc tính vêt lý và hóa học, nhĂng 
ânh hþćng khác nhþ trong điều kiện nhiệt độ và 
áp suçt khác đều không đþĉc chçp nhên. Các 
đðc tính cûa chçt lông nhþ độ nhĆt, tČ trọng, áp 
suçt bay hĄi, độ bền hóa học và täp chçt là 
nhĂng yếu tố quan trọng cæn phâi xem xét khi 
chọn lăa bĄm. 
- Đðc điểm cûa dung dịch sĄn tþąng: SĄn là 
hĉp chçt hóa học bao gồm nhăa hoðc dæu chþng 
luyện, có màu hoðc không màu. Khi sĄn lên bề 
mðt sân phèm sẽ đþĉc lĆp màng mông bám trên 
bề mðt, có tác dýng cách ly vĆi môi trþąng khí 
quyển để bâo vệ và làm đẹp sân phèm. Thành 
phæn chû yếu cûa sĄn tổng hĉp gồm có nitro 
xenlulo, nhăa tổng hĉp hoðc nhăa thiên nhiên, 
chçt làm dẻo, dung môi và chçt pha loãng, sau 
đó cho thêm bột màu hoðc chçt nhuộm. Các loäi 
dung môi, chçt pha loãng, bột màu có thành 
phæn cho trong bâng 1 (Nguyễn Vën Lộc, 2005). 
Ghi chú: 1 - Động cơ; 2 - Bơm; 3 - Thùng sơn; 4 - Công tắc; 5 - Van; 6 - Ống dẫn sơn; 7 - Rulo. 
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý máy lăn sơn tường 
Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường 
160 
 Bảng 1. Thành phần của các chất dung môi, pha loãng, bột màu có trong dung dịch sơn 
Dung môi Chất pha loãng Bột màu 
Các loại este Các loại dầu từ than đá KFe 
CH3COOC2H5 C6H6 PbC2O4 
CH3COOCH(CH3)C2H5 C6H5CH3 TiO2 
CH3COOC4H9 Thuốc nhuộm amin gốc matyl chất phụ trợ 
CH3CO2C5H11 3MgO4SiO2H2O 
Các loại xeton Al2O32SiO22H2O 
CH3COCH3 
CH3COOC2H5 
Các loại rượu 
C2H5OH 
C4H9OH 
Theo các tài liệu tra cĀu, độ nhĆt động lăc 
học cûa sĄn là 1.500 cps, khối lþĉng riêng là 
1,35 kg/l. Do đó, độ nhĆt động học cûa sĄn là 
1.111 mm2/s. 
- Tổng quan về các loäi bĄm thûy lăc 
Hiện nay, trên thị trþąng có rçt nhiều loäi 
bĄm. Thông dýng nhçt là bĄm piston, bĄm rôto, 
bĄm bánh rëng, bĄm trýc vít, bĄm cánh gät, 
BĄm piston có þu điểm là có thể täo nên áp 
suçt lĆn, bĄm đþĉc các loäi chçt lông có độ nhĆt 
cao, cçu täo đĄn giân. Tuy nhiên, chuyển động 
cûa chçt lông qua bĄm không đều, do đó lþu 
lþĉng cûa bĄm bị dao động. Kết cçu cûa bĄm 
tþĄng đối cồng kềnh. Do đó, bĄm piston thþąng 
đþĉc sā dýng khi cæn áp suçt cao hoðc rçt cao 
(tÿ 200 at trć lên) và lþu lþĉng tþĄng đối nhô. 
BĄm rôto là loäi bĄm mà trong đó bộ phên 
làm việc chính trăc tiếp trao đổi áp nëng vĆi 
dòng chçt lông qua máy là bộ phên có chuyển 
động quay nhþ bánh rëng, trýc vít, trýc quay có 
cánh gät, gọi chung là roto. Roto có chuyển 
động tròn đều täo ra dòng chây tþĄng đối đều. 
Lþu lþĉng và áp suçt cûa dòng chây trong các 
bĄm roto dao động ít hĄn so vĆi dòng chây trong 
các loäi bĄm piston. Áp suçt làm việc trong các 
bĄm roto thþąng cao hĄn so vĆi các bĄm cánh 
dén nhþng thçp hĄn so vĆi các bĄm piston, 
thông thþąng là 20-50 at. BĄm roto có kết cçu 
đĄn giân, kích thþĆc nhô và gọn nhẹ, chî tiêu 
kinh tế tốt, làm việc chíc chín, tin cêy và có độ 
bền cao. BĄm có thể làm việc vĆi số vòng quay 
lĆn, ngoài ra, công suçt trên một đĄn vị trọng 
lþĉng lĆn. Các þu điểm chû yếu trên đåy làm 
cho các bĄm roto đþĉc sā dýng rộng rãi trong 
các ngành chế täo máy và động lăc Āng vĆi các 
điều kiện kč thuêt phù hĉp, trong các hệ thống 
truyền động và truyền lăc bìng dæu hoðc trong 
các bộ phên điều khiển bìng các cĄ cçu thûy lăc. 
BĄm bánh rëng đĄn giân thþąng có 2 bánh 
rëng. Khi làm việc, bánh rëng chû động quay, 
kéo bánh rëng bị động quay theo. Chçt lông 
chĀa đæy trong các rãnh giĂa bánh rëng và vô 
bĄm sẽ đþĉc chuyển tÿ vùng hút đến vùng đèy 
vòng theo vô bĄm. BĄm bánh rëng thþąng đþĉc 
Āng dýng trong các máy thûy lăc (máy ép, máy 
nâng cæn cèu, máy đào đçt,), hệ thống điều 
khiển tă động, đðc biệt trong công nghệ ngþąi 
máy, trong bôi trĄn các bộ phên chuyển động 
cûa các máy. 
Trong bĄm trýc vít, chçt lông truyền qua 
bĄm theo hþĆng tuyến tính täo ra một đæu cố 
định. Máy bĄm trýc vít thþąng có độ ồn thçp do 
tiếp xúc liên týc vĆi bánh rëng và rçt đáng tin 
cêy. Hiệu quâ có thể thçp, đðc biệt là trong các 
Āng dýng tëng độ nhĆt. 
VĆi bĄm cánh gät, chçt lông đþĉc đþa vào 
buồng gät và đèy ra theo chiều quay cûa cánh 
gät. Loäi bĄm này có þu điểm là tiếng ồn thçp 
và dịch vý đáng tin cêy. Tuy nhiên, lþu lþĉng do 
bĄm cánh quät täo ra không đều, lúc nhiều 
lúc ít. 
Phạm Thị Hằng, Kiều Văn Viên 
161 
- Lăa chọn loäi bĄm 
Trong phæn nghiên cĀu tổng quan nhþ trình 
bày ć trên, các loäi bĄm thông dýng hiện nay dễ 
dàng đþĉc lăa chọn do có sïn trên thị trþąng, mỗi 
loäi có nhĂng þu và nhþĉc điểm nhçt định. VĆi 
loäi dung dịch dùng để sĄn tþąng, nhþ đã nêu ć 
trên, có thành phæn chû yếu là các hĉp chçt hĂu 
cĄ, có khâ nëng ën mòn, có độ nhĆt cao. Nếu 
dùng các loäi bĄm trên, nhþĉc điểm lĆn nhçt có 
thể thçy rõ là thể tích buồng chĀa sĄn nhiều, sĄn 
tiếp xúc vĆi các chi tiết bĄm rçt nhiều. Điều này 
gây häi cho các chi tiết bìng kim loäi cûa bĄm do 
sĄn có chĀa chçt ën mòn. HĄn nĂa, việc vệ sinh 
bĄm sau mỗi læn làm việc là rçt vçt vâ, tốn thąi 
gian và khó làm säch bên trong. Do đó, nếu dùng 
các loäi bĄm này để bĄm sĄn, sẽ ânh hþćng đến 
tuổi thọ cûa bĄm. 
Một giâi pháp đþĉc nhóm tác giâ đþa ra là 
sĄn sẽ đþĉc bĄm vào trong ống dén bìng vêt liệu 
phi kim loäi và thiết kế loäi bĄm đèy đþĉc sĄn 
trong ống dén lên cao mà không thông qua 
buồng chĀa cûa bĄm. Qua tìm hiểu, nghiên cĀu 
các tài liệu nþĆc ngoài, loäi bĄm có thể đáp Āng 
đþĉc các yêu cæu đðt ra là bĄm nhu động. BĄm 
nhu động là loäi bĄm đþĉc dùng phổ biến trên 
thế giĆi kể tÿ khi đþĉc cçp bìng sáng chế ć Hoa 
KĊ hĄn 100 nëm trþĆc (Dhuman et al., 2012). 
Một ví dý điển hình cûa bĄm nhu động là hệ 
thống truyền máu trong y học. 
SĄ đồ hoät động cûa bĄm nhu động đþĉc thể 
hiện trong hình 2. Chçt lông đþĉc đþa vào ống 
mềm. Ống đþĉc đðt trong thån bĄm. Roto sẽ quay 
nhą truyền chuyển động tÿ động cĄ điện, làm cho 
các con lën sẽ læn lþĉt tác động lên ống mềm theo 
chu kĊ. Khi con lën tiếp xúc vĆi ống mềm, ống sẽ 
bị ép. Lăc ép làm chçt lông dịch chuyển trong 
ống theo chiều quay cûa roto. Khi con lën không 
tác động vào ống, ống sẽ trć läi hình däng ban 
đæu. CĀ nhþ thế, chçt lông đþĉc đþa qua bĄm 
trong khi chçt lông vén chây trong ống mềm. 
BĄm nhu động đþĉc thiết kế ít nhçt 2 con 
lën vĆi góc chia là 180 và nhiều nhçt là 8-12 
con lën. Việc tëng số lþĉng con lën sẽ làm tëng 
tæn suçt xung áp suçt cûa chçt lông ć đæu ra 
cûa bĄm, giâm biên độ cûa xung, làm cho lþu 
lþĉng chçt lông bĄm ra ổn định hĄn. Tuy nhiên, 
số lþĉng con lën càng nhiều, số læn con lën tác 
động lên ống mềm càng nhiều. Điều này làm 
giâm tuổi thọ cûa ống mềm. Do đó, cën cĀ vào 
lþu lþĉng cæn thiết, nên thiết kế bĄm có số 
lþĉng con lën không quá lĆn để tëng độ bền cûa 
ống mềm dén chçt lông, giâm chi phí cho bĄm 
rçt nhiều. Tÿ nhĂng phân tích ć trên, nghiên 
cĀu đã lăa chọn số lþĉng con lën là 3 vĆi khoâng 
cách giĂa các con lën là 120. 
Một chi tiết rçt quan trọng cûa bĄm nhu 
động là bộ phên ống mềm dén chçt lông. Việc 
lăa chọn vêt liệu làm ống phý thuộc vào hệ 
thống bĄm nhþ số con lën, độ kín khít, tốc độ 
quay, cüng nhþ loäi chçt lông, nhiệt độ cûa chçt 
lông và độ nhĆt cûa chçt lông. Đðc biệt, vêt liệu 
chế täo ống phâi phù hĉp để chống läi să ën 
mòn hóa chçt nếu có trong chçt lông. Các vêt 
liệu thþąng dùng là PVC, silicon, fluoro polymer 
(Srinivasa et al., 2017). Trong đó, silicon đþĉc 
Āng dýng rộng rãi nhçt cho bĄm nhu động do có 
giá thành phâi chëng, khâ nëng chịu nhiệt lên 
đến 220C, có thể chĀa đþĉc hóa chçt ën mòn. 
Tÿ nhĂng đðc điểm cûa sĄn hiện có trên thị 
trþąng, các tác giâ lăa chọn ống mềm silicon 
(Hình 3) để dén sĄn qua bĄm. 
- Tính toán công suçt bĄm, chọn động cĄ 
Cën cĀ vào nëng suçt làm việc thăc tế cûa 
ngþąi thĉ sĄn khi lën rulo trên mðt tþąng, lþu 
lþĉng cæn thiết để bĄm sĄn lên rulo là Q = 54 
L/h = 15.000 mm3/s. HĄn nĂa, chiều cao lĆn 
nhçt có thể bĄm sĄn lên rulo chọn là 5 m. 
Chọn ống mềm silicon có đþąng kính trong 
là d = 8 mm. Đþąng kính lĆn nhçt cûa roto đþĉc 
chọn là D = 20 mm. 
Lþu tốc cûa chçt lông trong ống mềm đþĉc 
tính theo công thĀc (Træn Vën Đíc, 2003): 
Q
v
A
 (m/s) (1) 
Trong đó, A là tiết diện ngang cûa ống mềm 
đþĉc tính theo công thĀc: 
2 2d 8
A 50,24
4 4
 (mm2) (2) 
Do đó: 
Q 15.000 mm
v 300
A 50,24 s
 (3) 
Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường 
162 
Ghi chú: 1 - Ống dẫn chất lỏng; 2 - Con lăn; 3 - Trục quay; 4 - Roto; 5 - Vỏ máy. 
Hình 2. Sơ đồ hoạt động bơm nhu động 
Hình 3. Ống mềm silicon 
Hệ số Reynolds (Træn Vën Đíc, 2003): 

vd
Re (4) 
 là hệ số nhĆt động học cûa chçt lông. Tra 
cĀu tài liệu cho hệ số nhĆt động học cûa sĄn là  
= 1.111 mm2/s 
Hệ số cân ma sát cûa chçt lông: 
  
64 64 64
1.111 29,6
Re vd 300 8
 (5) 
Tổn thçt dọc đþąng khi chçt lông chuyển 
động trong ống: 
  
2 3 2
d 3
L v 7 10 300
h 29,6
d 2g 8 2 9,81 10
= 119.000 (mm) = 119 (m) (6) 
(Chiều dài ống L = 7 m) 
Tổn thçt cýc bộ coi nhþ bìng 0. Do đó, tổng 
tổn thçt nëng lþĉng là: 
ht = hd (7) 
Áp dýng phþĄng trình Becnuli cho hai mðt 
cít trþĆc bĄm và mðt cít täi điểm cao nhçt sĄn 
đþĉc đþa lên: 
 
2 2
1 1 2 2
1 b 2 t
p v p v
z h z h
2g 2g
 (8) 
Áp dýng định luêt bâo toàn thế nëng và 
động nëng cho hai mðt cít, ta đþĉc phþĄng 
trình sau: 
hb = z2 – z1 + ht (9) 
z2 – z1 là chênh lệch độ cao cûa chçt lông 
trong ống, chính bìng chiều cao cột sĄn cao nhçt 
có thể sĄn đþĉc là 5 m. 
hb = 5 + 119 = 124 (m) 
Công suçt cæn thiết ra cûa bĄm là: 
Plt = gQhb (10) 
Trong đó: 
 là khối lþĉng riêng cûa sĄn 1,35 kg/dm3 
g là gia tốc trọng trþąng, g = 9,81 m/s2 
Phạm Thị Hằng, Kiều Văn Viên 
163 
Plt = 1,35 ×10
3 × 9,81 × 15.000 × 10-9 × 124 
= 24,6 (W) (11) 
Công suçt cæn thiết cho bĄm là: 

lt
tt
1
P
P (12) 
Trong đó, 1 là hiệu suçt, chọn 1 = 80%. 
tt
24,6
P 30,75 (W)
80%
 (13) 
Công suçt động cĄ cæn thiết đþĉc tính theo 
Nguyễn Trọng Hiệp và Nguyễn Vën Lém 
(2007) là: 

tt
dc
2
P
P (14) 
Trong đó, 2 là hiệu suçt truyền động. Hiệu 
suçt truyền động khĆp nối coi nhþ bìng 100%. 
Do đó công suçt động cĄ cæn thiết là 30,75 W. 
Tiếp theo tính số vòng quay cûa động cĄ. 
Quãng đþąng mà chçt lông đi qua bĄm theo cách 
sẽ bố trí đþĉc tính bìng 1/2 chu vi cûa đþąng tròn 
roto cûa bĄm. Do đó, lþu lþĉng chçt lông đþĉc đi 
qua bĄm sau 1 vòng quay cûa roto là: 
2 2d 8
q D 20
4 4
= 3.200 (mm3/vòng) (15) 
Tốc độ quay cûa roto cæn thiết để bĄm đþĉc 
lþu lþĉng Q là: 
Q 15.000
n 4,7
q 3.200
 (vòng/s) (16) 
= 282 (vòng/phút) 
Đề tài lăa chọn phþĄng pháp nối khĆp 
cĀng giĂa trýc động cĄ và trýc cûa bĄm. Vì vêy, 
tî số truyền coi nhþ bìng 1. Tÿ giá trị công 
suçt cæn thiết cûa động cĄ và số vòng quay 
cûa động cĄ nhþ tính toán trên, chọn động cĄ 
điện giâm tốc có công suçt 35 W. Động cĄ giâm 
tốc có số vòng quay sau khi giâm tốc là 300 
vòng/phút. 
3.2.2. Thiết kế các bộ phận chính của 
hệ thống 
SĄ đồ cçu täo cûa bĄm thûy lăc đþĉc thể 
hiện nhþ hình 4. Hệ thống bao gồm trýc bĄm 
đþĉc nối vĆi trýc động cĄ điện thông qua khĆp 
nối cĀng. Trýc đþĉc đðt trong hai ổ bi đĈ. BĄm 
đþĉc thiết kế gồm có 3 bäc lën đối xĀng cách 
nhau 120. Khe hć giĂa roto và vô bĄm đþĉc đðt 
ống mềm, ống mềm có chĀa dung dịch sĄn. Hình 
ânh mô phông 3D cçu täo bĄm thûy lăc đþĉc thể 
hiện trong hình 5. 
Nguyên lý làm việc cûa bĄm tþĄng tă nhþ 
trình bày trong hình 2. Khi trýc bĄm quay, roto 
có gín bäc lën sẽ quay theo. Đến vị trí bäc lën 
tiếp xúc vĆi ống mềm, do đþąng kính roto tëng 
nên bäc lën sẽ ép ống mềm, làm cho dung dịch 
sĄn trong ống bị ép theo chiều quay roto. CĀ 
nhþ thế, sĄn đþĉc đèy đi trong ống mềm. Ồng 
mềm đþĉc luồn bên trong cæn sĄn và đþa sĄn 
lên rulo. Cæn sĄn đþĉc thiết kế däng trýc rỗng, 
gồm 2 đoän trýc đþĉc lồng vào nhau và dùng 
chốt hãm để điều chînh chiều dài cæn sĄn theo 
mong muốn. 
Ghi chú: 1 - Trục bơm; 2 - Ổ bi; 3 - Bạc lăn; 
4 - Ống mềm; 5 - Dung dịch sơn; 6 - Vỏ guồng 
bơm; 7- Trục bạc lăn; 8 - Gối đỡ ổ bi. 
Hình 4. Sơ đồ cấu tạo bơm thủy lực 
Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường 
164 
Hình 5. Hình ảnh 3D mô phỏng cấu tạo bơm thủy lực 
Hình 6. Trục bơm 
Hình 7. Gối đỡ ổ bi 
Cën cĀ vào công suçt cûa bĄm, lăa chọn các 
kích thþĆc cûa bĄm sao cho nhô gọn, dễ dàng 
vên chuyển. Bân vẽ thiết kế trýc bĄm đþĉc thể 
hiện trong hình 6. Vêt liệu chế täo trýc bĄm là 
thép C45. Trýc đþĉc đĈ bći hai ổ bi. Lăa chọn ổ 
bi số hiệu 6800. Dăa vào kích thþĆc vòng bi tiêu 
chuèn và lăa chọn kiểu líp, gối đĈ ổ bi đþĉc 
thiết kế nhþ trong hình 7 
Qua nghiên cĀu lý thuyết và thăc nghiệm 
nhóm tác giâ lăa chọn con lën däng bäc lën. Bäc 
lën líp trên vĆi trýc cûa bäc lën, có thể chuyển 
động quay quanh trýc cûa bäc lën trong quá 
Phạm Thị Hằng, Kiều Văn Viên 
165 
trình tác động vào ống mềm cûa bĄm. Do đó, 
giâm ma sát lën vĆi ống mềm, làm tëng hiệu 
suçt làm việc cûa máy cüng nhþ tëng tuổi thọ 
cûa ống mềm. Bäc đþĉc chế täo riêng, sau đó líp 
trên trýc đþĉc hàn cĀng vĆi trýc bĄm. Vêt liệu 
chế täo bäc lën là thép hĉp kim. Bân vẽ thiết kế 
cûa bäc lën đþĉc thể hiện trong hình 8. 
Bäc lën đþĉc líp trên trýc bäc. Vêt liệu chế 
täo trýc là thép hĉp kim. Bân vẽ thiết kế trýc 
bäc đþĉc thể hiện trong hình 9. 
Một chi tiết quan trọng khác cûa hệ thống 
máy lën sĄn là rulo. Do sĄn đþĉc tă động bĄm 
lên rulo mà không nhúng sĄn trong thùng nhþ 
phþĄng pháp lën sĄn truyền thống, nên cæn cûa 
rulo đþĉc thiết kế däng trýc rỗng, nối thông vĆi 
ống dén sĄn. Phía trên rulo, ống trong đþĉc 
khoan các lỗ nhô, mêt độ đều nhau để đâm bâo 
lþĉng sĄn thçm qua con lën đþĉc đều khíp bề 
mðt. Lỗ đþĉc thiết kế đâm bâo không quá to làm 
lþĉng sĄn ra quá nhiều so vĆi lþu lþĉng cæn 
thiết, gåy vþĄng vãi, lãng phí. Đồng thąi, nếu 
kích thþĆc lỗ quá bé thì dung dịch sĄn dễ bị tíc 
và không đâm bâo lþĉng sĄn thçm qua rulo. 
Bìng thăc nghiệm, nhóm tác giâ chọn đþąng 
kính lỗ là 4 mm. Bân vẽ cçu täo cûa rulo đþĉc 
thể hiện trong hình 10. 
3.3. Mô hình máy và thông số kỹ thuật 
Dăa trên các bân vẽ thiết kế và cĄ sć lý 
thuyết về công nghệ chế täo máy, các chi tiết đã 
đþĉc chế täo, kiểm tra và líp ráp, täo thành hệ 
thống các bộ phên lën sĄn tþąng. Sau đó, máy 
đþĉc thā nghiệm thăc tế täi các công trình xây 
dăng để hoàn thiện thiết kế, đþa ra méu máy 
lën sĄn nhþ trong hình 11. Qua khâo nghiệm 
cho thçy máy làm việc ổn định, nëng suçt lên 
tĆi 300 m2/h, cao hĄn nëng suçt thĉ sĄn thû công 
là 3-4 læn. Ưu điểm có thể thçy rçt rõ cûa máy 
lën sĄn tþąng là chçt lþĉng bề mðt sĄn không 
phý thuộc tay nghề ngþąi thĉ, bçt kĊ ngþąi 
trong độ tuổi lao động nào cüng có thể lën sĄn 
mà không đòi hôi kinh nghiệm do lþĉng sĄn 
đþĉc bĄm ra rulo rçt đều. Chçt lþĉng bề mðt sĄn 
đþĉc thể hiện trong hình 12. HĄn nĂa, do cæn 
bĄm sĄn dài, độ cao có thể sĄn lĆn nhçt lên đến 
5 m nên ngþąi thĉ sĄn có thể sĄn đþĉc hành 
trình dài và ć vị trí cao mà không phâi đĀng lên 
ghế, dễ gây nguy hiểm, tai nän lao động. Việc 
không phâi nhúng sĄn cüng làm cho sĄn không 
bị rĄi vãi xung quanh, vÿa không tốn công lao 
động vệ sinh công nghiệp, vÿa không gây lãng 
phí sĄn. Ngoài ra, hệ thống khá gọn nhẹ, dễ 
dàng mang đi làm việc täi các công trþąng xây 
dăng. Đðc biệt, bĄm nhu động làm việc rçt ổn 
định, hiệu quâ, phù hĉp và không phâi tốn quá 
nhiều công cho việc vệ sinh. Việc vệ sinh ống 
sĄn khá đĄn giân và nhanh chóng bìng cách 
nhúng ống dén sĄn ć đæu vào cûa bĄm vào một 
thùng nþĆc säch. NþĆc trong thùng đþĉc bĄm 
nhu động bĄm dén hết chiều dài ống dén sĄn và 
làm säch ống. Tuy nhiên, một nhþĉc điểm cûa 
bĄm nhu động là khá ồn trong quá trình làm 
việc. Ngoài ra, khâu chuèn bị máy sẽ tốn nhiều 
công sĀc hĄn so vĆi sĄn thû công. Tuy nhiên, vĆi 
việc sā dýng máy lën sĄn, nëng suçt lao động 
cûa ngþąi thĉ đþĉc tëng thêm nhiều nên tổng 
thąi gian chi phí cho quá trình sĄn sẽ đþĉc giâm 
đi. HĄn nĂa, vĆi nhĂng þu điểm nổi bêt nhþ đã 
nêu ć trên, việc tiêu tốn thêm thąi gian để 
chuèn bị cho công việc lën sĄn là chçp nhên 
đþĉc và việc sā dýng máy móc thay thế sĀc lao 
động cûa con ngþąi trong nhĂng môi trþąng độc 
häi là rçt cæn thiết. 
Hình 8. Bạc lăn 
Thiết kế và chế tạo máy lăn sơn tường 
166 
Hình 9. Trục bạc lăn 
Ghi chú: 1 - Ống lót; 2 - Ống cấp sơn; 3 - Bông rulo; 
4 - Bích chặn đầu; 5 - Ecu M8. 
Hình 10. Cấu tạo của rulo sơn mặt phẳng 
Hình 11. Máy lăn sơn tường được chế tạo Hình 12. Bề mặt tường khi được sơn 
Qua khâo nghiệm và hoàn thiện thiết kế, máy 
lën sĄn tÿ kết quâ nghiên cĀu cûa nhóm nghiên 
cĀu hoàn toàn có thể áp dýng thăc tế phýc vý 
ngành công nghiệp xây dăng trong khi giá thành 
máy chî khoâng 1,6 triệu đồng, khá rẻ so vĆi các 
loäi máy phun sĄn nhêp khèu trên thị trþąng.
Phạm Thị Hằng, Kiều Văn Viên 
167 
Bảng 2. Các thông số kỹ thuật của máy 
Thông số Đơn vị Giá trị 
Năng suất L/h 54 
Công suất động cơ W 35 
Năng suất thợ sơn khi sử dụng máy lăn sơn m
2
/h 300 
Chiều dài ống dẫn sơn m 7 
Chiều cao tối đa có thể sơn m 5 
4. KẾT LUẬN 
Máy lën sĄn tþąng vĆi nëng suçt 54 L/h đã 
đþĉc tính toán thiết kế và chế täo thành công. 
Đðc biệt, hệ thống bĄm nhu động phù hĉp các 
các đðc tính cûa dung dịch sĄn tþąng đã tính 
toán thiết kế. Đåy là loäi bĄm khá mĆi mẻ ć Việt 
Nam và chþa đþĉc các nhà khoa học quan tâm 
nghiên cĀu nhiều. Qua khâo nghiệm cho thçy 
máy làm việc ổn định, nëng suçt cao hĄn thĉ 
sĄn thû công là 3-4 læn. Ưu điểm có thể thçy rçt 
rõ cûa máy lën sĄn tþąng này là chçt lþĉng bề 
mðt sĄn không phý thuộc tay nghề ngþąi thĉ, có 
thể sĄn đþĉc hành trình dài và ć vị trí cao mà 
không phâi đĀng lên ghế, dễ gây nguy hiểm, tai 
nän lao động. Việc không phâi nhúng sĄn cüng 
làm cho sĄn không bị rĄi vãi xung quanh, vÿa 
không tốn công lao động vệ sinh công nghiệp, 
vÿa không gåy lãng phí sĄn. Ngoài ra, hệ thống 
khá gọn nhẹ, dễ dàng mang đi làm việc täi các 
công trþąng xây dăng trong khi giá thành khá 
rẻ so vĆi các loäi máy phun sĄn có sïn trên thị 
trþąng. Qua khâo nghiệm và hoàn thiện thiết 
kế, máy lën sĄn tÿ kết quâ nghiên cĀu cûa các 
tác giâ hoàn toàn có thể áp dýng thăc tế phýc 
vý ngành công nghiệp xây dăng. 
TÀI LIỆU THAM KHÂO 
Dhumal S.R. & Kadam S.S. (2012). Design and 
development of rotary peristaltic pump. Int. J. Sci. 
Adv. Tech. 2(4): 157-163. 
Kahane B. & Rosenfeld Y. (2004). Balancing human-
and-robot integration in building task, Compt-
Aided Civ. Inf. 19: 393-410. 
Mohamed T.S., Mohamed A.A., Ahmed A.R. & 
Ahmed A.A. (2011). Development of roller-based 
interior wall painting robot, Int. J. Mech. Mecha. 
Eng. 5(11): 1785-1792. 
Naticchia B., Giretti A. & Carbonari A. (2007). Set up 
of an automated multi-color system for interior 
wall painting, Int. J. Adv. Rob. Sys. 4(4): 407-416. 
Nguyễn Trọng Hiệp và Nguyễn Văn Lẫm (2007). Thiết 
kế chi tiết máy. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 
Nguyễn Văn Lộc (2005). Kỹ thuật sơn. Nhà xuất bản 
Giáo dục, Hà Nội. 
Shimpankar P.R., Sarode N.A., Jadhav D.K., Shirsath 
B.M. & Gujrathi T.V. (2018). Wall painting robot. 
Int. J. Sci. Res. Dev. 5(12): 116-119. 
Srinivasa Rao P., Reddy B. & Reddy V.D. (2017). 
Design and development of advanced rotary 
peristaltic pump. Int. J. Mech. Eng. Tech. 8(6): 
695-703. 
Trần Văn Đắc (2003). Thủy lực đại cương. Nhà xuất 
bản Giáo dục, Hà Nội. 
Veen Van M.P., Fortezza F., Bloemen H.J.Th. & Kliest 
J.J. (1999). Indoor air exposure to volatile 
compounds emiited by paints: experiment and 
model. J. Exp. Ana. Env. Epi. 9: 569-674.