Cách Chọn Hộp Giảm Tốc Phân Đôi Cấp Chậm

Hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm là hộp bánh răng trụ 2 cấp có cấp chậm (cấp momen lớn) được chia thành hai cặp bánh răng nghiêng ngược chiều đặt đối xứng, giúp trục ra chịu tải đều, bánh răng cấp chậm nhỏ gọn hơn và lực dọc trục tự triệt tiêu. Loại này hợp với tải nặng như xích tải, máy cán, máy nghiền; chọn theo momen trục ra nhân hệ số làm việc, tỉ số chung và đường kính cốt ra đủ lớn.

1) Hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm là gì?

Đây là một dạng hộp giảm tốc 2 cấp trục song song. Cấp nhanh là một cặp bánh răng bình thường; cấp chậm, nơi momen lớn nhất, được tách thành hai cặp bánh răng nghiêng giống nhau, răng nghiêng ngược hướng, nằm hai bên trục ra. Ghép với motor qua khớp nối hoặc dây đai ta có cụm motor giảm tốc phân đôi cấp chậm.

Vì sao phải chẻ đôi cấp chậm? Momen ở cấp chậm có thể gấp 10–15 lần cấp nhanh. Nếu dồn vào một cặp, bánh răng phải rất rộng và trục ra bị uốn lệch về một phía. Chia đôi thì mỗi cặp chỉ gánh một nửa momen, bánh răng hẹp lại, trục ra chịu tải đối xứng giữa hai ổ.

2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm

a) Cấu tạo

• Trục vào: mang bánh răng nhỏ cấp nhanh.
• Trục trung gian: mang bánh răng lớn cấp nhanh ở giữa và hai bánh răng nghiêng nhỏ cấp chậm ở hai đầu, chiều nghiêng ngược nhau.
• Trục ra: mang hai bánh răng nghiêng lớn cấp chậm, cốt ra to vì chịu momen lớn nhất.
• Ổ trục: trục trung gian thường đỡ bằng ổ đũa trụ ngắn cho phép trôi dọc trục, để hai cặp nghiêng tự cân tải.
• Vỏ gang xám đúc, mặt ghép đi qua tâm trục; cửa thăm, nút thông hơi, que thăm, nút xả dầu.

b) Nguyên lý hoạt động

Motor quay trục vào, cặp cấp nhanh giảm tốc lần một (u1 khoảng 3–5). Trục trung gian chia công suất ra hai bánh răng nghiêng cấp chậm, hai cặp này cùng kéo trục ra (u2 khoảng 2,5–4). Lực dọc trục của hai cặp nghiêng ngược chiều triệt tiêu nhau. Bánh nhỏ quay nhiều vòng bánh lớn mới quay một vòng; ví dụ cặp 1:3 thì bánh nhỏ quay 3 vòng, bánh lớn quay 1 vòng, momen tăng gần 3 lần.

3) Thông số kỹ thuật và cách chọn hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm

a) Tỉ số truyền và tốc độ ra

Tốc độ ra = tốc độ motor / tỉ số. Motor 4 cực 1450 v/p xếp chọn trước: tỉ số 20 cho khoảng 72 v/p. Cần 30 v/p thì tỉ số = 1450 / 30 ≈ 48. Lắp motor 6 cực (960 v/p) thì lấy 960 để chia: tỉ số 32 cho 30 v/p; 8 cực (720 v/p) cần tỉ số 24. Tỉ số càng cao, momen trục ra càng lớn, cốt ra phải to tương ứng.

b) Momen trục ra và hệ số SF

Momen trục ra T (Nm) = 9550 × P (kW) / n2 × η. Motor 11 kW, n2 = 30 v/p, η ≈ 0,94: T ≈ 3290 Nm. Hộp phải có momen danh định ≥ T × SF; xích tải, máy cán va đập chọn SF 1,5–2,0, tức hộp khoảng 4900–6600 Nm.

c) Ví dụ tính công suất motor cho xích tải

• Lực kéo lớn nhất trên xích F = 9250 N, vận tốc xích v = 0,8 m/s: P làm việc = F × v ≈ 7,4 kW.
• Hiệu suất chung: đai 0,96 × hai cấp bánh răng 0,97² × bốn cặp ổ lăn 0,99⁴ ≈ 0,87.
• Công suất cần ≈ 7,4 / 0,87 ≈ 8,5 kW, chọn motor 11 kW 4 cực.

d) Motor kéo: điện áp, dòng điện, biến tần

Hộp phân đôi cấp chậm thường chạy motor điện 3 pha 380V. Dòng định mức motor 4 cực: 5,5 kW khoảng 11,7 A; 7,5 kW khoảng 15,6 A; 11 kW khoảng 22,5 A; 15 kW khoảng 30 A; 22 kW khoảng 43 A. Motor từ 5,5 kW trở lên thường khởi động sao – tam giác hoặc qua biến tần; tải nặng khởi động có tải chọn biến tần lớn hơn một cấp công suất.

• Dòng khởi động trực tiếp khoảng 6–7 lần dòng định mức.
• Biến tần tăng tốc 5–10 giây giảm sốc lên răng cấp chậm.
• Dòng thật luôn đọc trên tem motor.

e) So với các loại hộp giảm tốc khác

Hộp bánh răng trụ dễ bảo dưỡng, tản nhiệt tốt, hiệu suất cao nhưng chiếm chỗ. Hộp hành tinh nhỏ gọn, momen lớn nhưng tản nhiệt kém, giá cao. Hộp cyclo gọn, tỉ số lớn trong một cấp, chịu va đập tốt, hiệu suất thấp hơn hộp bánh răng trụ một chút. Tải nặng chạy nhiều ca, cần sửa tại chỗ thì hộp bánh răng trụ phân đôi vẫn là lựa chọn quen thuộc.

4) Phân biệt hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm và cấp nhanh

• Cả hai cần một trục được trôi dọc trục.
• Chi tiết kiểu cấp nhanh xem bài hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh.
• Hộp khai triển thường rẻ hơn ở tải nhẹ.

5) Ứng dụng của hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm

• Hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm cho xích tải, gầu tải xi măng, clinker, than đá.
• Hộp 2 cấp phân đôi cho máy cán thép, máy cán tôn, máy kéo dây, máy ép.
• Hộp số phân đôi cấp chậm cho máy nghiền đá, máy nghiền búa, máy xay ép.
• Dẫn động máy khuấy hóa chất, máy trộn bột, bể xi mạ.
• Băng tải đất đá, vật liệu xây dựng, băng tải phân loại rác.
• Đồ án chi tiết máy: hệ dẫn động xích tải dùng hộp phân đôi cấp chậm.

6) Ưu điểm và nhược điểm hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm

a) Ưu điểm

• Trục ra chịu tải đối xứng, ít cong, ổ trục mòn đều.
• Bánh răng cấp chậm hẹp hơn, chế tạo dễ hơn khi momen lớn.
• Lực dọc trục tự triệt tiêu, chạy êm.
• Chịu tải va đập tốt hơn hộp khai triển cùng cỡ.

b) Nhược điểm

• Nhiều bánh răng hơn, giá cao hơn hộp khai triển.
• Hộp dài theo chiều trục.
• Hai cặp nghiêng phải đồng đều, lệch là một bên gánh nhiều.

7) Hộp giảm tốc ZQ cho cầu trục, tời

Hộp giảm tốc ZQ (hộp số cẩu trục ZQ) là hộp bánh răng trụ 2 cấp trục song song, dùng cho tời bò, cầu trục, thiết bị nâng hạ. Size ZQ (250, 350, 400, 500, 650, 750, 850…) là tổng khoảng cách tâm từ trục vào đến trục ra; tỉ số thường trong khoảng 8–50.

Video cách chọn motor cẩu trục:

8) Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm

a) Người sắp mua hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm cần hỏi gì, xác minh gì

• Hỏi người bán những thông số nào? Tỉ số chung, momen danh định và momen cực đại trục ra, đường kính cốt ra, tốc độ vào cho phép, kiểu lắp, chiều trục ra, khối lượng hộp và lượng dầu. Hộp tải nặng nên hỏi thêm vật liệu bánh răng và độ cứng mặt răng (tôi cải thiện hay thấm tôi).
• Làm sao biết đúng hộp phân đôi cấp chậm? Mở cửa thăm sẽ thấy trên trục ra có hai bánh răng lớn nghiêng ngược nhau đặt hai bên, bánh cấp nhanh nằm giữa. Cầm trục trung gian đẩy nhẹ dọc trục, có độ trôi là đúng thiết kế.
• Nhận ra hộp không đúng chất lượng quảng cáo ra sao? Răng phay thô có vết dao, bánh lớn hai bên mòn không đều, vỏ đúc rỗ, bu lông ghép thiếu. Hộp đã qua sử dụng thì xả dầu xem mạt sắt, quay tay nghe có điểm kẹt.
• Chọn cỡ hộp như thế nào? Tính momen trục ra rồi nhân SF theo tải: xích tải, nghiền SF 1,5–2,0. Ví dụ motor 11 kW, 30 v/p cho T khoảng 3300 Nm, cần hộp danh định 5000–6600 Nm; cốt ra đủ lớn cho then và nhông xích.
• Giá tham khảo? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, hộp 2 cấp bánh răng trụ momen vài nghìn Nm khoảng vài chục triệu đồng; hộp gia công theo đơn phân đôi thường cao hơn hộp khai triển cùng momen khoảng 15–30%.

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

• Lắp hộp lên bệ và căn chỉnh ra sao? Bệ thép hoặc bê tông phẳng, đặt hộp trước rồi căn máy và motor theo hộp. Khớp nối căn lệch tâm dưới 0,1 mm; nhông xích trục ra lắp sát vai trục để giảm lực treo.
• Dầu nào, đổ bao nhiêu? Dầu bánh răng công nghiệp ISO VG 220 (nơi nóng VG 320), đổ đến vạch que thăm. Chạy rà không tải 30 phút, 50% tải vài giờ; thay dầu lần đầu sau khoảng 300–500 giờ.
• Đấu điện motor 11 kW kéo hộp? Motor 380/660V đấu tam giác lưới 380V, khởi động sao – tam giác hoặc biến tần 11–15 kW. Đo dòng ba pha khi đầy tải, dưới dòng tem khoảng 22 A là ổn.
• Theo dõi gì hằng ngày? Nhiệt vỏ dưới khoảng 70°C, không chảy dầu, tiếng ăn khớp đều. Nhiệt hai ổ trục ra chênh nhau nhiều là hai cặp cấp chậm chia tải lệch.
• Làm gì để hộp bền khi tải nặng? Khởi động mềm bằng biến tần, tránh khởi động có tải liên tục, kiểm tra căng xích định kỳ, giữ nút thông hơi sạch.

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

• Hộp rung lắc mạnh khi chạy? Bệ không phẳng, bu lông chân lỏng hoặc khớp nối lệch tâm. Căn lại bệ bằng căn lá, siết chéo bu lông, căn khớp nối bằng đồng hồ so.
• Kêu to, tiếng gằn theo tải? Bánh răng cấp chậm mòn hoặc ổ đỡ hỏng. Xả dầu xem mạt kim loại, kiểm tra vết tiếp xúc răng, thay ổ đúng mã; mòn rỗ mặt răng thì thay cặp bánh răng cùng lúc.
• Hộp nóng quá mức? Quá tải, thiếu dầu hoặc dầu sai cấp nhớt, hộp đặt chỗ kín gió. Đo dòng motor so tem, châm dầu đúng vạch và đúng cấp, thêm quạt thổi vỏ nếu cần.
• Một bánh răng cấp chậm mòn nhanh hơn bên kia? Trục trung gian bị khóa dọc trục do lắp ổ chặn sai. Đổi đúng ổ đũa trụ ngắn ở đầu tự lựa, kiểm tra khe trôi vài mm.
• Gãy then hoặc nứt cốt ra? Lực treo nhông xích quá xa vai trục hoặc va đập lúc khởi động. Dời nhông sát vai trục, thêm gối đỡ ngoài, chuyển sang khởi động mềm.

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

• Khái niệm nào cần vững trước? Công suất, momen, tốc độ, tỉ số truyền, hiệu suất từng bộ truyền; bánh răng nghiêng (góc β, môđun pháp, lực dọc trục); sức bền tiếp xúc, sức bền uốn; ổ lăn tự lựa và tuổi thọ L10.
• Học loại hộp nào trước? Hộp 1 cấp bánh răng trụ, rồi 2 cấp khai triển, sau đó phân đôi cấp nhanh và phân đôi cấp chậm để so sánh. Song song học motor 3 pha rotor lồng sóc: tốc độ đồng bộ, hệ số trượt, dòng khởi động.
• Thứ tự tính đồ án hợp lý? Tính công suất làm việc, hiệu suất chung, chọn motor; phân phối tỉ số (đai, cấp nhanh, cấp chậm); tính cấp chậm với T/2 cho mỗi cặp; tính cấp nhanh; tính trục, chọn ổ; thiết kế vỏ.
• Tự kiểm chứng số liệu thực tế thế nào? Đọc tem motor (kW, A, v/p, cấp cách điện F, IP55), đo dòng có tải bằng ampe kìm, đo tốc độ trục ra, tính momen thực rồi so với momen danh định của hộp.
• Đọc bản vẽ hộp phân đôi cấp chậm cần nhìn gì? Vị trí hai bánh răng lớn trên trục ra, chiều nghiêng, ổ tự lựa trên trục trung gian, kích thước cốt ra và các bu lông vỏ.

Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:

• Động Cơ Hộp Giảm Tốc 2 Cấp: Ứng Dụng, Thông Số Kỹ Thuật
• Hộp Giảm Tốc Băng Tải: Cấu Tạo, Ứng Dụng, Thông Số Kỹ Thuật Và Cách Lựa chọn
• Phương pháp tháp lắp hộp giảm tốc, bảo trì, sửa chữa
• Motor giảm tốc đảo chiều quay khi đấu điện
• Ưu nhược điểm motor giảm tốc cũ, giá cả, cách chọn
• Các loại hộp giảm tốc nhiều người dùng nhất Châu Âu, Á
• Các motor giảm tốc rẻ nhất, bền nhất tại Việt Nam
• Cấu tạo hộp giảm tốc, thiết kế và tính lực truyền động bánh răng