Hộp giảm tốc cyclo là hộp số dùng đĩa cycloid, chốt kim. Kết cấu này cho tỉ số lớn trong thân hộp nhỏ. Hộp cũng chịu va đập rất tốt.
Tên gọi "cyclo" bắt nguồn từ dòng Cyclo Drive của Nhật. Đây là một nhánh quan trọng của hộp giảm tốc công nghiệp. Ở Việt Nam, tên này dùng chung cho hộp cycloid.
Hộp giảm tốc cyclo kiểu chân đế và mặt bích.
Nội dung
- 1. Hộp giảm tốc cyclo là gì?
- 2. Cấu tạo hộp giảm tốc cyclo
- 3. Nguyên lý hoạt động của hộp số cyclo
- 4. Ưu điểm và nhược điểm của hộp giảm tốc cyclo
- 5. Phân loại hộp giảm tốc cyclo
- 6. Tỉ số truyền và mô-men của hộp giảm tốc cyclo
- 7. Cách chọn hộp giảm tốc cyclo đúng tải
- 8. Ứng dụng của hộp số giảm tốc cyclo
- 9. Hộp giảm tốc cyclo và motor đi kèm
- 10. Vấn đề người dùng thường gặp khi chọn hộp giảm tốc cyclo
- 11. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc cyclo
1. Hộp giảm tốc cyclo là gì?
Hộp giảm tốc cyclo là bộ giảm tốc hành tinh kiểu cycloid. Nó còn gọi là hộp số cycloid hoặc hộp giảm tốc kim. Khi liền motor, thiết bị gọi là motor giảm tốc cyclo.
Tốc độ ra thường từ dưới 1 tới khoảng 160 vòng/phút.
- Tỉ số một cấp: phổ biến từ 9 đến 87.
- Tỉ số hai cấp: từ 121 đến 7569.
- Hiệu suất một cấp: khoảng 90% trở lên.
- Trục vào và trục ra: nằm trên cùng một đường tâm.
- Mã thông dụng: BWD, XWD, BLD, XLD.
Hộp chịu quá tải tức thời tốt hơn hộp bánh răng thường. Dòng gốc Nhật chịu sốc tới khoảng 500% mô-men định mức. Vì vậy, nó hay dùng cho máy tải nặng, va đập.
Video dưới đây giới thiệu motor giảm tốc cyclo chân đế 2.2kW, trục ra 38 mm, size XWD3 và BWD1.
2. Cấu tạo hộp giảm tốc cyclo
Hộp giảm tốc cyclo ít chi tiết, gia công rất chính xác. Phần quan trọng nhất là cụm đĩa cycloid và vòng chốt.
- Trục vào: mang ổ bi lệch tâm, nối với motor.
- Đĩa cycloid: thường có hai đĩa, lắp lệch nhau 180 độ.
- Vòng chốt kim: các chốt có ống lăn, gắn trên vỏ.
- Chốt trục ra: lồng qua lỗ trên đĩa, kéo trục ra quay.
- Trục ra: đỡ bằng hai ổ bi lớn.
- Vỏ hộp: gang đúc, có chân đế hoặc mặt bích.
Đĩa cycloid và chốt kim thường làm từ thép ổ bi GCr15. Chi tiết được tôi cứng để chống mòn bề mặt.
Các chi tiết chính bên trong hộp số cyclo.
3. Nguyên lý hoạt động của hộp số cyclo
Hộp số cyclo giảm tốc nhờ đĩa cycloid lăn quanh chốt kim. Đĩa vừa quay quanh tâm hộp, vừa tự quay chậm ngược chiều.
- Motor quay trục vào và ổ lệch tâm.
- Ổ lệch tâm đẩy đĩa lăn theo vòng chốt.
- Đĩa có ít hơn số chốt đúng một răng.
- Trục vào quay một vòng, đĩa lùi một răng.
- Tỉ số một cấp vì thế bằng số răng của đĩa.
- Chốt trục ra gom chuyển động chậm thành vòng quay đều.
Ví dụ đĩa 11 răng cho tỉ số 11. Motor 4 cực chạy khoảng 1450 vòng/phút. Trục ra khi đó quay khoảng 132 vòng/phút.
Nhiều chốt cùng tiếp xúc một lúc. Tải chia đều nên chịu sốc tốt. Ăn khớp lăn cũng giúp mòn chậm.
Chiều quay trục ra ngược chiều trục vào ở hộp một cấp. Hộp hai cấp thì trục ra cùng chiều trục vào. Điều này cần lưu ý khi thay thế.
4. Ưu điểm và nhược điểm của hộp giảm tốc cyclo
Hộp giảm tốc cyclo mạnh ở sức chịu sốc và độ gọn. Điểm yếu là yêu cầu gia công và tốc độ trục vào.
Ưu điểm
- Tỉ số lớn trong một cấp, thân hộp ngắn.
- Chịu quá tải và va đập tốt.
- Hiệu suất cao hơn hộp trục vít cùng tỉ số.
- Trục vào, trục ra đồng tâm, dễ bố trí.
- Chạy êm, độ rung thấp khi lắp đúng.
- Tuổi thọ dài nếu chọn đúng tải.
Nhược điểm
- Chi tiết cần gia công chính xác, khó sửa ngoài xưởng.
- Không tự hãm, tải nâng cần phanh riêng.
- Tốc độ trục vào thường giới hạn khoảng 1500 vòng/phút.
- Hàng kém chất lượng mòn chốt nhanh, sinh tiếng lạch cạch.
Trục vuông góc thì xét hộp giảm tốc trục vít bánh vít.
5. Phân loại hộp giảm tốc cyclo
Hộp giảm tốc cyclo chia theo dòng, số cấp và kiểu lắp. Đọc mã giúp nhận biết nhanh các yếu tố này.
a. Theo dòng B và X
Dòng B ra đời trước, dùng phổ biến lâu năm. Dòng X thiết kế sau, nhẹ và gọn hơn. Hai dòng cùng tỉ số nhưng kích thước lắp khác nhau.
b. Theo số cấp
Hộp một cấp có tỉ số 9 đến 87. Hộp hai cấp ghép hai bộ cycloid, ký hiệu có chữ E. Tỉ số hai cấp từ 121 đến 7569.
c. Theo kiểu lắp
- Chân đế (W): lắp nằm ngang, ví dụ BWD, XWD.
- Mặt bích (L): lắp đứng hoặc gắn thân máy, như BLD.
- Chữ D: hộp lắp liền motor.
Các cỡ hộp giảm tốc cyclo BWD chân đế.
Kích thước thông dụng của hộp cyclo mặt bích BLD.
Cách đọc mã hộp giảm tốc cyclo
Mã hộp cho biết dòng, kiểu lắp, cỡ và tỉ số. Mã đầy đủ thường kèm công suất motor.
- Chữ đầu B hoặc X: dòng sản phẩm.
- Chữ W hoặc L: chân đế hoặc mặt bích.
- Chữ E: hộp hai cấp.
- Chữ D: liền motor.
- Số sau chữ: cỡ hộp, số càng lớn hộp càng to.
- Nhóm số kế tiếp: tỉ số truyền và công suất.
Ví dụ BWD3-43-4 kW là dòng B, chân đế, cỡ 3. Hộp liền motor 4 kW, tỉ số 43.
Cách đọc mã hộp giảm tốc cyclo.
6. Tỉ số truyền và mô-men của hộp giảm tốc cyclo
Tỉ số truyền quyết định tốc độ trục ra và lực kéo. Tỉ số càng lớn, trục ra càng chậm, mô-men càng cao.
- Một cấp: 9, 11, 17, 23, 29, 35, 43, 59, 71, 87.
- Hai cấp, ví dụ: 121, 187, 289, 595, 841, 1003.
- Cách tính mô-men gần đúng: 9550 × kW × hiệu suất ÷ vòng/phút trục ra.
Ví dụ motor 2,2 kW, tỉ số 17, hiệu suất 0,9. Trục ra khoảng 85 vòng/phút. Mô-men lý thuyết khoảng 220 Nm.
Tỉ số lớn dễ làm mô-men vượt sức chịu của hộp nhỏ. Khi đó phải tăng cỡ hộp dù motor không đổi.
Mỗi cỡ hộp có mô-men cho phép riêng. Mô-men tải nhân hệ số làm việc phải thấp hơn mức này.
Dải tỉ số một cấp từ 11 tới 87.
Bảng mô-men xoắn hộp cyclo một cấp.
Bảng mô-men xoắn hộp cyclo hai cấp.
7. Cách chọn hộp giảm tốc cyclo đúng tải
Chọn hộp giảm tốc cyclo phải tính từ tải, không từ motor. Các bước dưới đây áp dụng cho đa số máy.
- Bước 1: xác định tốc độ trục ra cần dùng.
- Bước 2: lấy tốc độ motor chia tốc độ ra.
- Bước 3: tính mô-men tải tại trục ra.
- Bước 4: nhân hệ số làm việc theo giờ chạy, va đập.
- Bước 5: chọn cỡ hộp có mô-men cho phép lớn hơn.
- Bước 6: kiểm tra trục ra, kiểu lắp, lực hướng kính.
Thiếu số liệu tải, có thể dựa trên đường kính trục cũ. Cách này chỉ đúng khi máy không đổi công suất.
Hệ số làm việc thường dùng
- Tải êm, dưới 10 giờ/ngày: khoảng 1,0.
- Tải va đập vừa, chạy cả ngày: khoảng 1,25–1,5.
- Tải va đập mạnh, khởi động dày: từ 1,75 trở lên.
Đường kính trục ra tương ứng từng cỡ hộp.
8. Ứng dụng của hộp số giảm tốc cyclo
Hộp số giảm tốc cyclo hợp với máy tải nặng, va đập. Nó phổ biến trong nhiều ngành sản xuất ở Việt Nam.
Thân hộp tròn, gọn nên dễ đặt trên nắp bồn. Trục ra đồng tâm giúp lắp thẳng hàng với máy.
- Khuấy trộn: máy khuấy hóa chất, bồn xử lý nước thải.
- Vận chuyển vật liệu: băng tải, gầu tải, vít tải.
- Xây dựng: máy trộn bê tông, máy nghiền đá.
- Thực phẩm: máy trộn bột, nồi nấu có cánh khuấy.
- Nhựa, cao su: máy cán, máy đùn cỡ nhỏ.
- Dệt nhuộm: máy nhuộm, máy cuộn vải.
- Gỗ, giấy: máy bóc vỏ, máy cán ép.
Máy cần chạy rất chậm, lực lớn thường dùng hộp hai cấp. Nhóm đó có ở trang hộp giảm tốc 2 cấp.
9. Hộp giảm tốc cyclo và motor đi kèm
Hộp giảm tốc cyclo thường bán liền motor 3 pha 4 cực. Bộ liền này gọn, đồng tâm và dễ lắp.
- Dải công suất phổ biến: từ 0,37 kW tới khoảng 30 kW.
- Tốc độ motor: khoảng 1400–1450 vòng/phút ở lưới 50 Hz.
- Kiểu motor: mặt bích, lắp thẳng vào hộp.
- Tùy chọn: motor có phanh, motor chống cháy nổ.
Hộp không kèm motor có trục vào riêng. Loại này nối motor qua khớp nối hoặc puly.
Cùng công suất, có thể chọn nhiều cỡ hộp khác nhau. Tỉ số càng lớn thì cỡ hộp càng phải to. Lý do là mô-men trục ra tăng theo tỉ số.
Motor rời có thể chọn ở nhóm motor điện 3 pha. Các bộ liền sẵn nằm trong nhóm động cơ giảm tốc.
10. Vấn đề người dùng thường gặp khi chọn hộp giảm tốc cyclo
Phần lớn sự cố hộp cyclo đến từ khâu chọn và lắp. Đây là những tình huống thường gặp nhất.
- Lẫn dòng B và X: cùng tỉ số, khác lỗ chân đế.
- Thay hộp Nhật bằng cycloid phổ thông: kích thước lắp thường lệch.
- Cần tỉ số trên 87: phải dùng hộp hai cấp.
- Lắp đứng hộp chân đế: dễ rò dầu, ổ trên thiếu dầu.
- Treo nhông xích xa ổ: lực hướng kính lớn, cong trục.
- Chạy biến tần quá chậm: motor nóng do quạt quay yếu.
- Hàng trôi nổi: chốt kim mềm, nhanh mòn, kêu lạch cạch.
- Motor 1 pha cho tải nặng: mô-men khởi động thấp, khó chạy.
Hộp cũ hỏng, hãy chụp nhãn và đo trục trước khi tháo. Số liệu này giúp tìm đúng hộp thay thế.
Máy nhỏ chạy điện 1 pha có motor giảm tốc 220V.
11. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc cyclo
- Hộp giảm tốc cyclo khác hộp Sumitomo Cyclo thế nào?
Cùng nguyên lý cycloid. Hộp giảm tốc Sumitomo là dòng gốc của Nhật. - Hộp giảm tốc cyclo có tự hãm không?
Không. Tải nâng hạ cần dùng motor có phanh. - Hộp số cyclo lắp đứng được không?
Được, nên chọn loại mặt bích BLD hoặc XLD. - Tỉ số lớn nhất của hộp cyclo một cấp là bao nhiêu?
Thường là 87. Cao hơn phải dùng hộp hai cấp. - Hộp giảm tốc cyclo chạy đảo chiều được không?
Được. Hộp quay hai chiều với khả năng tải như nhau. - Hộp giảm tốc cyclo có chạy với biến tần được không?
Được. Chú ý nhiệt độ motor khi chạy tốc độ thấp lâu. - Dòng B và X có lắp thay nhau được không?
Thường không. Cần đối chiếu kích thước chân đế, mặt bích, trục. - Vì sao hộp giảm tốc cyclo chịu sốc tốt?
Nhiều chốt kim cùng tiếp xúc nên tải được chia đều. - Hộp giảm tốc cyclo hai cấp có tỉ số bao nhiêu?
Hộp hai cấp có tỉ số từ khoảng 1/121 đến vài nghìn. - Hiệu suất hộp giảm tốc cyclo là bao nhiêu?
Một cấp đạt khoảng 90–95%, cao hơn nhiều so với hộp trục vít cùng tỉ số. - Ký hiệu BWD, BLD trên hộp cyclo nghĩa là gì?
B là dòng hộp, W là kiểu nằm ngang có chân đế, L là kiểu đứng mặt bích, D là gắn motor trực tiếp. Chữ E thêm vào thường chỉ hộp hai cấp. - Size hộp cyclo được ký hiệu thế nào?
Size là số đi sau ký hiệu dòng, ví dụ BWD3 hay XWD5. Số càng lớn thì hộp chịu mô-men càng cao. - Vỏ hộp giảm tốc cyclo làm bằng gì?
Vỏ thường bằng gang đúc, cứng vững và chịu rung tốt. - Hộp giảm tốc cyclo chạy có ồn không?
Hộp chạy khá êm vì nhiều răng cùng ăn khớp một lúc, tải chia đều. - Trục ra hộp cyclo có chịu lực hướng tâm lớn không?
Khá tốt nhờ ổ bi trục ra bố trí cách xa nhau, nhưng vẫn phải giữ trong giới hạn của catalog.
Ngoài loại này, nhóm hộp giảm tốc còn có các dòng sau:
