Hộp Số Giảm Tốc Máy Cắt Cỏ: Cấu Tạo Đầu Bò, Phân Loại Và Cách Chọn

Hộp giảm tốc máy cắt cỏ, thợ hay gọi là "đầu bò", là cụm bánh răng côn ở cuối cần máy cắt cỏ cầm tay, đổi hướng truyền động 90° và hạ tốc độ động cơ xuống mức phù hợp cho lưỡi cắt hoặc dây cước. Chọn hộp số giảm tốc máy cắt cỏ cần khớp 3 thông số: đường kính ống cần (26 hoặc 28 mm), số răng trục truyền (7 hoặc 9 răng) và kiểu ren gắn lưỡi; máy cắt cỏ đẩy, xe cắt cỏ và máy phát cỏ gắn máy kéo dùng các kiểu hộp số khác.

1) Máy cắt cỏ và vị trí của hộp giảm tốc

Máy cắt cỏ dùng để cắt tỉa cỏ sân vườn, phát quang bờ ruộng, ven đường, làm cỏ vườn cây. Từ chiếc máy cắt cỏ đẩy tay đầu tiên có bề rộng cắt khoảng 480 mm đến nay đã có máy cầm tay, máy đẩy, xe cắt cỏ ngồi lái và robot cắt cỏ. Với loại cầm tay phổ biến nhất ở Việt Nam, đầu bò là chi tiết chịu lực nặng nhất, mòn sớm nhất sau lưỡi cắt.

a) Cấu tạo máy cắt cỏ cầm tay

• Động cơ: máy xăng 2 thì hoặc 4 thì, hoặc motor điện, nằm ở đầu trên.
• Ly hợp ly tâm và chuông ly hợp: nối động cơ với trục láp khi tăng ga.
• Cần máy (ống nhôm) và trục láp bên trong: truyền chuyển động từ động cơ xuống đầu bò.
• Tay cầm, cò ga, nút tắt máy, khóa an toàn, móc dây đeo cách động cơ khoảng 20–30 cm.
• Đầu bò (hộp giảm tốc bánh răng côn), tấm chắn bảo vệ, lưỡi cắt thép hoặc đầu cước.

b) Cấu tạo hộp giảm tốc máy cắt cỏ (đầu bò)

Vỏ hợp kim nhôm đúc, bên trong có bánh răng côn nhỏ gắn trục vào (nhận trục láp) và bánh răng côn lớn gắn trục ra (gắn lưỡi). Hai trục đặt vuông góc, mỗi trục đỡ bằng 1–2 bạc đạn, thường gặp cỡ 6000, 6001, 6201, 609. Có vít bơm mỡ ở thân, vít kẹp ống cần và chốt định vị. Tỷ số truyền đầu bò thường khoảng 1,3–1,5 : 1, nghĩa là động cơ chạy 9.000 vòng/phút thì lưỡi quay khoảng 6.000–7.000 vòng/phút. Đầu ra là trục ren M10 × 1,25 ren trái (để lưỡi tự siết khi quay) kèm long đền, cốc chắn.

Về bản chất đây là một hộp giảm tốc bánh răng côn cỡ nhỏ, cùng nguyên lý với các hộp số đổi góc 90 độ công nghiệp.

2) Nguyên lý làm việc của máy cắt cỏ và hộp số

Động cơ nổ máy, khi tăng ga tốc độ vượt khoảng 3.000–3.500 vòng/phút thì guốc ly hợp văng ra bám chuông, kéo trục láp quay. Trục láp chạy dọc trong ống cần, đầu dưới có then hoa 7 hoặc 9 răng cắm vào bánh răng côn nhỏ. Bánh răng côn ăn khớp với bánh răng côn lớn, đổi hướng 90° và giảm tốc nhẹ, trục ra quay lưỡi cắt. Thả ga thì ly hợp nhả, lưỡi dừng dần.

Máy cắt cỏ chạy điện bỏ qua ly hợp: motor điện có thể đặt ở đầu trên (truyền qua trục láp và đầu bò như máy xăng) hoặc đặt ngay ở đầu dưới, gắn thẳng đầu cước, không cần hộp số.

3) Phân loại hộp giảm tốc máy cắt cỏ

• Đầu bò phi 26 và phi 28 không lắp lẫn được, dù nhìn bên ngoài khá giống nhau.
• Số răng trục láp và số răng lỗ bánh răng côn phải trùng nhau.
• Hộp côn PTO quay sai chiều sẽ làm lưỡi phát cỏ quay ngược.

a) Đầu bò máy cắt cỏ cầm tay

Loại phổ biến nhất, chia theo phi cần 26 mm, 28 mm và theo số răng 7, 9. Có bản đầu bò thường, đầu bò dày cho máy công suất lớn (máy 43–52 cc), đầu bò có cổ gắn tấm chắn liền. Máy 4 thì 35 cc kiểu GX35 hay đi với cần 26 hoặc 28 tùy hãng lắp ráp.

b) Hộp số máy cắt cỏ đẩy tự hành

Máy đẩy kiểu trục đứng, lưỡi gắn thẳng vào trục động cơ nên không có đầu bò. Bản tự hành có thêm hộp số nhỏ (thường trục vít bánh vít) dẫn động bánh sau qua dây đai và ly hợp tay.

c) Hộp số côn PTO cho máy phát cỏ gắn máy kéo

Dùng cho máy phát cỏ, bừa băm cỏ mía, phát bờ. Trục vào nối trục các đăng từ PTO máy kéo 540 vòng/phút, hộp côn tăng tốc lên khoảng 790–1.040 vòng/phút cho dao. Hộp cỡ lớn, ngâm dầu bánh răng, chịu tải 20–80 HP.

4) Động cơ dùng trong máy cắt cỏ: thông số điện, dòng điện, điện áp

a) Máy cắt cỏ dùng motor điện 220V

Máy cắt cỏ điện cầm tay dùng motor vạn năng có chổi than, công suất 350–1.800W, chạy điện 1 pha 220V. Dòng điện xấp xỉ: 500W khoảng 2,3 A; 1.000W khoảng 4,5–5 A; 1.500W khoảng 7 A; 1.800W khoảng 8–8,5 A. Dây kéo dài cho máy 1.000–1.500W nên dùng 2 × 1,5 mm², chiều dài trên 30 m nên dùng 2 × 2,5 mm² để motor không yếu. Bên trong motor có stator, rotor có cổ góp, chổi than, quạt gió, bạc đạn hai đầu; tham khảo bài động cơ chổi than.

b) Máy cắt cỏ dùng pin

Dùng motor không chổi than (BLDC) 18V, 36V, 40V hoặc 2 pin 18V. Không có chổi than để thay, bộ điều khiển điện tử chỉnh tốc độ, có loại gắn motor ngay đầu dưới không cần đầu bò. Dòng pin lúc cắt cỏ dày có thể 20–40 A, nên pin dung lượng thấp nóng nhanh.

c) Máy cắt cỏ, băm cỏ cố định chạy motor 1 pha, 3 pha

Máy băm cỏ chăn nuôi, máy cắt cỏ voi dạng cố định dùng motor 1 pha 220V 1,5–3 kW (dòng khoảng 9–18 A) hoặc motor 3 pha 380V 2,2–7,5 kW (dòng khoảng 5–15 A). Motor 3 pha chạy được với biến tần để chỉnh tốc độ dao và khởi động mềm, motor 1 pha chạy tụ thì không chỉnh tốc bằng biến tần. Motor cho máy này chọn loại kín IP55, có thể tham khảo các motor điện 3 pha.

d) Động cơ xăng của máy cắt cỏ

Máy 2 thì pha nhớt theo tỷ lệ 25:1 đến 50:1 tùy máy, nhẹ, khỏe, tua cao; máy 4 thì đổ xăng riêng, nhớt riêng, êm hơn, ít khói. Các bộ phận chính: bình xăng con (chế hòa khí), lọc gió, bugi, mobin và IC đánh lửa, piston xi lanh, giật nổ.

5) Bảng so sánh các loại máy cắt cỏ

6) Ứng dụng của hộp giảm tốc máy cắt cỏ

• Đầu bò máy cắt cỏ cầm tay cho cắt cỏ sân vườn, phát bờ ruộng, làm cỏ vườn cao su, vườn cà phê, vườn sầu riêng.
• Đầu bò máy cắt cỏ đeo vai gắn lưỡi 3 cánh, 40 răng hợp kim để phát bụi rậm, cắt lúa, cắt cây nhỏ.
• Hộp số côn máy phát cỏ gắn máy kéo cho trang trại, đồn điền, phát cỏ ven đường cao tốc.
• Hộp số tự hành máy cắt cỏ đẩy cho sân bóng mini, khu đô thị, khuôn viên trường học.
• Đầu bò máy cắt cỏ còn được chế làm máy cắt lúa, máy xới đất mini, máy tỉa hàng rào khi đổi đầu công tác.
• Hộp giảm tốc bánh răng côn nhỏ cho máy băm cỏ, máy cắt cỏ voi chạy motor điện; kiến thức nền xem bài bánh răng giảm tốc.

7) Ưu điểm và nhược điểm của hộp số giảm tốc máy cắt cỏ

a) Ưu điểm

• Đổi hướng 90° gọn trong một khối nhôm nhỏ chừng 300–500 g, giữ cho máy cắt cỏ cầm tay nhẹ.
• Bánh răng côn thép tôi chịu tốc độ cao 6.000–9.000 vòng/phút, chạy nhiều giờ liền khi được bơm mỡ đủ.
• Phụ tùng đầu bò phi 26, phi 28 phổ biến, thay mới nhanh, giá rẻ so với thay cả máy.
• Hộp số côn PTO bền, chịu tải lớn, ngâm dầu nên tuổi thọ cao.

b) Nhược điểm

• Đầu bò bôi mỡ chịu nhiệt, quên bơm mỡ là nóng, khô, mòn răng nhanh.
• Va lưỡi vào đá, gốc cây là lực giật dồn hết vào bánh răng côn, dễ mẻ răng, bể vỏ.
• Đầu bò hàng trôi nổi vỏ đúc rỗ, bạc đạn kém, khó đánh giá bằng mắt.

Nội dung có thể bạn quan tâm:

• Khái Niệm Motor Máy Cắt Và Cách Tự Chế Máy Cắt Bằng Motor 775
• Biến Tần Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha, Lợi Ích, Khái Niệm
• Động Cơ Parma, Thương Hiệu Bán Chạy Nhất Việt Nam, Quy Mô Tập Đoàn
• Cách Đấu Điện Motor 1 Pha, Đấu tụ, Đảo Chiều Tùy Ý
• Giá Motor 3 Pha Hitachi Toshiba Mitsu Nhật, ABB, Siemens Đức, Giá Quấn Lại Motor Toàn Quốc

8) Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc máy cắt cỏ

a) Người sắp mua hộp giảm tốc máy cắt cỏ cần hỏi gì, xác minh gì

• Mua đầu bò máy cắt cỏ cần đo những gì? Đo đường kính ngoài ống cần bằng thước kẹp (26 mm hay 28 mm), đếm số răng ở đầu trục láp (7 hay 9 răng), đo đường kính trục láp (thường 7–8 mm với cần 26, 8–9 mm với cần 28) và xem kiểu ren gắn lưỡi. Mang theo đầu bò cũ đi so là chắc nhất.
• Làm sao phân biệt đầu bò tốt và đầu bò kém? Cầm lên thấy nặng tay, vỏ đúc mịn không rỗ, cạnh sắc gọn. Xoay tay trục ra thấy trơn, không lục cục, không rơ dọc trục. Mở vít bơm mỡ thấy mỡ sạch, có mỡ đầy. Đầu bò rẻ quá mức thường bạc đạn không có thương hiệu, bánh răng tôi không tới, chạy vài vụ là mòn.
• Có nên chọn đầu bò to hơn cho máy công suất lớn? Máy 43–52 cc dùng lưỡi cắt bụi rậm thì đầu bò dày bản to chịu va đập tốt hơn, nhưng phải đúng phi cần. Máy 26–35 cc chủ yếu cắt cỏ mềm thì đầu bò thường là đủ.
• Mua máy cắt cỏ điện hay máy xăng? Vườn dưới 300–500 m², gần nguồn điện thì máy điện 1.000–1.500W nhẹ, êm, ít bảo dưỡng. Vườn rộng, cỏ cứng, xa nhà thì máy xăng 2 thì hoặc 4 thì linh hoạt hơn. Máy pin hợp sân vườn nhỏ, chi phí pin cao.
• Giá hộp giảm tốc máy cắt cỏ khoảng bao nhiêu? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, đầu bò máy cắt cỏ phi 26/28 hàng phổ thông khoảng 120.000–300.000đ, hàng tốt, hàng chính hãng 350.000–800.000đ; hộp số côn PTO máy phát cỏ gắn máy kéo khoảng 3–8 triệu tùy cỡ. Máy cắt cỏ điện 1.000W khoảng 800.000–1.800.000đ.

b) Người đã mua: lắp cho đúng, dùng cho tối ưu

• Lắp đầu bò vào cần máy thế nào? Tra mỡ vào đầu then trục láp, cắm ống cần vào đầu bò, xoay nhẹ trục ra để then hoa ăn khớp, đẩy cho tới vạch hoặc lỗ định vị, vặn chốt định vị rồi siết vít kẹp. Lưỡi phải vuông góc với cần, nếu đầu bò lệch xoay thì máy rung và văng cỏ về phía người cắt.
• Bơm mỡ đầu bò bao lâu một lần? Máy dùng hằng ngày nên bơm mỡ sau mỗi 10–25 giờ chạy, dùng mỡ chịu nhiệt gốc lithium. Bơm vừa đủ, bơm đầy quá thì mỡ tràn ra phớt, nóng hơn. Nắp đầu bò nóng tới mức không giữ tay được vài giây là thiếu mỡ hoặc bạc đạn khô.
• Siết lưỡi cắt sao cho chắc? Lưỡi lắp giữa hai long đền, ren đầu bò là ren trái: vặn ngược chiều kim đồng hồ để siết. Dùng chốt khóa trục rồi siết chặt, kiểm tra lại sau 15–20 phút đầu tiên.
• Máy cắt cỏ điện dùng thế nào cho bền motor? Cắt từng lớp, cỏ cao trên 30–40 cm thì cắt 2 lần. Nghe motor tụt tua rõ thì nhấc lên cho lấy lại tua. Dây kéo đủ tiết diện, ổ cắm có aptomat chống giật 30 mA vì thường làm ngoài sân ẩm.
• Đầu bò kêu rè, nóng thì làm gì? Dừng máy, tháo đầu bò, kiểm tra bạc đạn, thay bạc đạn cùng mã và phớt, tra mỡ mới. Nếu bánh răng côn đã mòn vẹt hoặc mẻ răng thì thay nguyên đầu bò sẽ nhanh và rẻ hơn thay lẻ bánh răng.

c) Các lỗi người dùng thường mắc và cách chỉnh sửa

• Mua nhầm đầu bò khác số răng. Triệu chứng: lắp vào không khít, tăng ga máy rú nhưng lưỡi không quay hoặc quay giật. Cách sửa: tháo ra, đếm lại răng trục láp, đổi đúng đầu bò 7 răng hoặc 9 răng; then hoa đã bị trờn thì thay luôn trục láp.
• Không bơm mỡ trong cả vụ cắt. Triệu chứng: đầu bò nóng bỏng, kêu rít, sau đó lưỡi quay nặng. Cách sửa: thay bạc đạn, súc sạch mỡ cũ, bơm mỡ mới, lập lịch bơm mỡ theo giờ chạy.
• Lắp lưỡi ngược chiều răng. Triệu chứng: cắt không ăn, giật máy, lưỡi nhanh cùn. Cách sửa: xem mũi tên chiều quay trên lưỡi và trên tấm chắn, lắp đúng hướng.
• Cắt vào đá, cọc sắt liên tục. Triệu chứng: lưỡi mẻ, đầu bò rơ trục ra, vỏ nứt. Cách sửa: dọn vật cứng trước khi cắt, khu vực nhiều đá thì dùng đầu cước; kiểm tra độ rơ trục ra, có rơ thì thay bạc đạn.
• Kéo dây điện nhỏ, quá dài cho máy cắt cỏ điện. Triệu chứng: motor yếu, nóng, chổi than đánh lửa nhiều. Cách sửa: dùng dây 2 × 1,5 mm² hoặc 2 × 2,5 mm² theo chiều dài, kiểm tra chổi than còn dài trên khoảng 6 mm.
• Bỏ tấm chắn bảo vệ để cắt cho nhanh. Triệu chứng: đá, mảnh cước văng vào chân, mặt. Cách sửa: lắp lại tấm chắn, đeo kính và ủng, giữ người xung quanh cách ít nhất 15 m.

d) Dành cho sinh viên cơ điện mới vào ngành: nên tìm hiểu gì trước

• Khái niệm nào cần nắm trước? Tỷ số truyền i = n vào / n ra, quan hệ momen T = 9550 × P / n, bánh răng côn răng thẳng và răng xoắn, mô đun răng, góc ăn khớp, bạc đạn cầu và mã bạc đạn, mỡ bôi trơn theo cấp NLGI. Bài tỉ số truyền của các loại hộp giảm tốc là nền tảng tốt.
• Nên tìm hiểu sản phẩm nào trước? Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp trước, rồi hộp bánh răng côn, sau đó mới đến đầu bò máy cắt cỏ và hộp côn PTO. Về động lực, học motor chổi than và motor 1 pha trước khi học motor BLDC máy pin.
• Thứ tự học hợp lý? Cấu tạo hộp giảm tốc (bài cấu tạo hộp số giảm tốc) → tỷ số truyền và momen → bôi trơn → tháo lắp, thay bạc đạn → chọn hộp số theo tải. Tháo một đầu bò cũ, đếm răng hai bánh côn để tự tính tỷ số là bài thực hành rất nhanh.
• Tự kiểm chứng bằng dụng cụ đo thế nào? Dùng thước kẹp đo phi cần, phi trục; đánh dấu trục vào và trục ra rồi quay tay đếm số vòng để ra tỷ số truyền; dùng máy đo tốc độ vòng quay quang học dán phản quang lên lưỡi đo tốc độ thực. Với máy cắt cỏ điện, dùng ampe kìm đo dòng không tải và có tải để so với công suất trên tem.
• Bài tập tính toán nên làm? Động cơ 1,5 kW chạy 9.000 vòng/phút, đầu bò tỷ số 1,4 : 1. Tốc độ lưỡi ≈ 6.430 vòng/phút; momen trên trục lưỡi ≈ 9550 × 1,5 ÷ 6.430 × 0,95 ≈ 2,1 Nm. Lưỡi 255 mm có tốc độ dài ở mép khoảng 86 m/s, đủ hiểu vì sao va đá là nguy hiểm.