Hộp Số Giảm Tốc WPA

Hộp giảm tốc WPA là hộp số trục vít một cấp. Trục vít nằm trên, trục ra nằm dưới. Hai trục vuông góc với nhau. Vỏ hộp đúc bằng gang. Motor truyền lực qua khớp nối, puly hoặc nhông xích.

Dòng này còn gọi là hộp số WPA. Nó thuộc họ WP quen thuộc. Họ này nằm trong nhóm hộp giảm tốc trục vít bánh vít.

1. Hộp giảm tốc WPA là gì?

Hộp giảm tốc WPA là bộ giảm tốc trục vít. Trục vào đặt phía trên. Chữ "A" chỉ kiểu bố trí này. Hộp bán rời, chưa gắn motor.

• Truyền động: trục vít ăn khớp bánh vít, góc trục 90°.
• Số cấp: một cấp, tỉ số phổ biến 1/10 đến 1/60.
• Trục vào: cốt trơn có rãnh then.
• Trục ra: nằm dưới, có bản một đầu và hai đầu.
• Size: khoảng cách tâm trục vít và bánh vít, đơn vị mm.

Tỉ số bằng số răng bánh vít chia số mối ren. Bánh vít 30 răng, trục vít một mối cho tỉ số 1/30.

Một cặp truyền đã cho tỉ số lớn. Vì thế hộp rất gọn. Máy công nghiệp nhẹ dùng dòng này rất nhiều.

Hộp WPA là một nhánh của hộp giảm tốc công nghiệp. Nó đã có mặt ở Việt Nam nhiều năm. Linh kiện thay thế vì vậy khá dễ tìm.

Video dưới đây giới thiệu hộp giảm tốc WPA trục vào dưới với các size từ 50 đến 175.

2. Cấu tạo hộp số giảm tốc WPA

Hộp số giảm tốc WPA gồm vỏ, trục vít và bánh vít. Ổ bi đỡ hai trục. Phớt chặn dầu nằm ở hai đầu trục.

Cấu tạo bên trong hộp giảm tốc WPA.

• Vỏ hộp: gang xám đúc, có gân tản nhiệt.
• Trục vít: thép hợp kim, tôi cứng bề mặt rồi mài.
• Bánh vít: vành đồng thiếc, ép trên moay-ơ gang.
• Ổ bi: ổ côn hoặc ổ cầu, đỡ cả lực dọc trục.
• Phớt, gioăng: chặn dầu ở trục và nắp hộp.
• Nút dầu: gồm nút thông hơi, nút thăm và nút xả.

Vành bánh vít quyết định tuổi thọ hộp. Đồng thiếc chịu trượt rất tốt. Gang hoặc nhôm thay đồng sẽ mòn nhanh hơn nhiều.

Trục vít thường làm từ thép 40Cr hoặc 20CrMnTi. Bề mặt ren được tôi rồi mài nhẵn. Ren nhẵn giúp giảm ma sát và nhiệt.

3. Thông số kỹ thuật phổ biến của hộp số WPA

Hộp số WPA có size 40 đến 250. Tỉ số truyền từ 1/10 đến 1/60. Bảng dưới tóm tắt thông số thường gặp.

Bản vẽ thông số hình học hộp số WPA.

Mô-men trục ra một cấp trải rộng theo size. Size nhỏ chỉ vài chục N.m. Size 250 đạt vài nghìn N.m. Mỗi size có bảng mô-men riêng theo tỉ số.

Tốc độ ra bằng tốc độ motor chia tỉ số. Motor 4 cực quay khoảng 1.450 vòng/phút. Với tỉ số 1/30, trục ra quay khoảng 48 vòng/phút.

4. Phân biệt hộp giảm tốc WPA với các kiểu WP khác

Các mã họ WP khác nhau ở vị trí trục. Kiểu nối motor cũng khác nhau. Cặp bánh vít bên trong gần như giống nhau.

• WPA: trục vít trên, trục ra dưới, trục vào dạng cốt.
• WPS: trục vít dưới, trục ra trên, trục vào dạng cốt.
• WPDA: giống WPA, thêm mặt bích lắp motor.
• WPDS: giống WPS, thêm mặt bích lắp motor.
• WPX, WPO: trục ra thẳng đứng, hướng xuống hoặc lên.

Máy cần trục ra thấp thì chọn WPA. Cần trục ra cao thì xem hộp giảm tốc WPS. Muốn gắn motor trực tiếp thì xem hộp giảm tốc WPDA.

Vị trí trục ra của WPA và WPS.

Trục vít đặt trên ít ngập dầu hơn. Tổn hao khuấy dầu vì vậy thấp hơn. Bù lại, cần đủ dầu để bánh vít đưa dầu lên.

5. Ưu điểm và giới hạn của hộp giảm tốc WPA

Hộp giảm tốc WPA mạnh ở tỉ số lớn trong thân gọn. Điểm yếu là hiệu suất thấp hơn hộp bánh răng.

Ưu điểm

• Một cấp đã đạt tỉ số 1/60.
• Chạy êm, ít rung nhờ ăn khớp trượt liên tục.
• Trục vào tách rời, dễ đổi motor hoặc puly.
• Chịu va đập vừa phải, hợp máy nông nghiệp.
• Vỏ gang dày, giảm ồn tốt.

Kết cấu đơn giản cũng giúp dễ thay phớt, ổ bi. Thợ cơ khí địa phương đều quen dòng hộp này.

Giới hạn

• Tỉ số càng cao, hiệu suất càng thấp.
• Phần năng lượng mất đi biến thành nhiệt.
• Không hợp tải liên tục trên khoảng 15 kW.
• Bánh vít mòn dần nếu quá tải kéo dài.
• Khả năng tự hãm không chắc chắn.

Tải nặng suốt ca nên xét hộp giảm tốc trục song song. Hiệu suất dòng này trên 90%.

6. Ứng dụng của hộp số WPA trong thực tế

Hộp số WPA hợp máy cần trục ra thấp, tốc độ chậm. Nông nghiệp, thực phẩm và vật liệu xây dựng dùng nhiều.

• Nông nghiệp: máy trộn thức ăn, máy nghiền cám, máy sấy.
• Vận chuyển: băng tải nhẹ, băng chuyền đóng gói, vít tải.
• Khuấy trộn: bồn sơn, keo, hóa chất tốc độ chậm.
• Bơm: bơm bánh răng hút bùn, bơm vật liệu đặc.
• Nâng nhẹ: tời kéo nhỏ, cửa cuốn, bàn xoay.
• Xây dựng: máy trộn vữa, máy cắt gạch tốc độ chậm.

Bồn khuấy cần trục đứng thường dùng bộ máy khuấy riêng. Khi đó hộp WPX hợp hơn WPA.

Máy cần đảo chiều liên tục vẫn dùng được WPA. Tuy vậy, nên tăng hệ số làm việc. Đảo chiều nhiều làm bánh vít mòn nhanh hơn.

7. Cách chọn hộp giảm tốc WPA đúng tải

Chọn hộp giảm tốc WPA phải đi từ mô-men tải. Chỉ dựa vào công suất motor là chưa đủ.

• Bước 1: xác định tốc độ trục ra cần, đơn vị vòng/phút.
• Bước 2: lấy tốc độ motor chia tốc độ ra. Kết quả là tỉ số.
• Bước 3: tính mô-men tải tại trục ra, đơn vị N.m.
• Bước 4: nhân hệ số làm việc, thường 1,25 đến 1,75.
• Bước 5: chọn size có mô-men định mức lớn hơn.
• Bước 6: kiểm tra tải hướng kính khi lắp nhông, puly.

Hệ số làm việc tăng khi chạy trên 10 giờ mỗi ngày. Nó cũng tăng khi tải va đập. Máy nghiền, máy đập nên chọn hệ số cao.

Cần kiểm tra thêm công suất nhiệt. Hộp nhỏ có thể đủ mô-men. Nhưng chạy lâu, nhiệt tích lại làm hộp quá nóng.

Mô-men trục ra tính gần đúng theo công thức sau. T = 9.550 × P × i × η / n. Trong đó P là kW, n là tốc độ motor.

8. Các size hộp giảm tốc WPA thông dụng

Size hộp giảm tốc WPA càng lớn, mô-men ra càng cao. Các size 60 đến 135 được dùng nhiều nhất.

Kích thước các size WPA thông dụng.

• Size 40–70: motor khoảng 0,18–0,75 kW, máy nhẹ.
• Size 80–120: motor khoảng 0,75–3 kW, băng tải, máy trộn.
• Size 135–175: motor khoảng 3–7,5 kW, tải trung bình.
• Size 200–250: motor tới khoảng 15 kW, tải nặng.

Dải motor trên chỉ để định hướng. Tỉ số càng lớn, công suất vào cho phép càng giảm. Hãy đối chiếu bảng mô-men từng size.

Đường kính trục cũng tăng theo size. Trục vào size nhỏ khoảng 12–15 mm. Trục ra size lớn có thể tới 90 mm. Hãy đo trục, then và lỗ chân đế trước khi thay.

Motor ghép thường là motor điện 3 pha 4 cực. Tốc độ khoảng 1.450 vòng/phút là hợp nhất.

9. Vấn đề người dùng thường gặp khi chọn hộp giảm tốc WPA

Nhiều sự cố hộp giảm tốc WPA đến từ khâu chọn hàng. Dưới đây là lỗi hay gặp ở xưởng Việt Nam.

• Nhầm WPA với WPS: trục ra cao hơn bản vẽ máy.
• Nhầm WPA với WPDA: cần mặt bích nhưng mua hộp trục cốt.
• Chọn size theo motor: tỉ số cao, size nhỏ nên hộp nóng.
• Tin hộp tự hãm: dùng cho tời không phanh, tải bị trôi.
• Lo hộp nóng: vỏ 60–70°C vẫn bình thường với hộp trục vít.
• Rò dầu: hay do lắp sai tư thế. Nút thông hơi bị nằm dưới.
• Kêu, rơ: do puly treo xa vỏ, tải hướng kính lớn.
• Bánh vít kém: hàng trôi nổi dùng đồng pha, mòn nhanh.
• Motor 1 pha: mô-men khởi động thấp, dễ không kéo nổi.

Dùng điện 1 pha thì xem kỹ động cơ điện 1 pha. Nên chọn loại có tụ khởi động.

Hàng Đài Loan, Nhật thường đồng đều kích thước. Hàng Trung Quốc chênh lệch lớn giữa các xưởng. Hãy kiểm tra vật liệu bánh vít và độ rơ trục.

10. So sánh hộp giảm tốc WPA với NMRV và hộp bánh răng

Hộp giảm tốc WPA nặng và bền hơn NMRV cùng cỡ. Nó kém hộp bánh răng về hiệu suất.

• Chọn WPA: máy nặng, môi trường bụi, cần trục ra thấp.
• Chọn NMRV: máy nhẹ, cần gọn và trục rỗng.
• Chọn bánh răng: chạy liên tục, cần tiết kiệm điện.

Máy gọn, tải nhẹ có thể dùng hộp giảm tốc NMRV. Vỏ nhôm của NMRV tản nhiệt nhanh. Nhưng vỏ nhôm chịu va đập kém gang.

Hộp WPA còn ghép được thành hai cấp. Tỉ số khi đó lên tới hàng trăm. Kiểu ghép này hợp máy cần tốc độ rất chậm.

11. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc WPA

• Hộp giảm tốc WPA khác WPS ở điểm nào?
  WPA có trục ra dưới. WPS có trục ra ở trên.
• Hộp số WPA có tự hãm không?
  Tỉ số cao có thể tự hãm tĩnh. Rung động vẫn làm tải trôi.
• Size hộp giảm tốc WPA nghĩa là gì?
  Size là khoảng cách tâm hai trục, đơn vị mm.
• Hiệu suất hộp số WPA khoảng bao nhiêu?
  Tỉ số 1/10 đạt khoảng 80–85%. Tỉ số 1/60 còn khoảng 50–60%.
• Hộp giảm tốc WPA có gắn motor trực tiếp được không?
  Không, cần khớp nối hoặc puly. Muốn gắn trực tiếp thì dùng WPDA.
• Hộp số WPA đặt đứng được không?
  Được. Cần đổi vị trí nút thông hơi và mức dầu.
• Hộp giảm tốc WPA có hai đầu trục ra không?
  Có, nhiều size có bản hai đầu trục ra.
• Tốc độ vào tối đa của hộp WPA là bao nhiêu?
  Thường không quá 1.500 vòng/phút.
• Hộp giảm tốc WPA có những tỉ số nào?
  Các tỉ số thông dụng là 1/10, 1/15, 1/20, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50 và 1/60. Cần tỉ số lớn hơn thì dùng hộp hai cấp WPDA.
• WPA và WPDA khác nhau thế nào?
  WPDA ghép hai bộ trục vít thành hộp hai cấp, tỉ số từ khoảng 1/100 đến vài nghìn, tốc độ ra rất thấp. WPA là hộp một cấp, gọn và hiệu suất cao hơn.
• Hộp số WPA có chịu được tải va đập không?
  Hộp chịu được sốc ngắn, nhưng tải va đập thường xuyên làm bánh vít mòn nhanh. Khi đó nên chọn size lớn hơn để có hệ số an toàn cao.
• Hộp giảm tốc WPA dùng với motor bao nhiêu kW?
  Phụ thuộc size và tỉ số. Size nhỏ 40–60 thường đi với motor dưới 1kW, size trung bình 80–135 đi với motor vài kW, còn size 175–250 dùng cho công suất lớn hơn.
• Vỏ hộp giảm tốc WPA làm bằng vật liệu gì?
  Vỏ thường bằng gang đúc, có gân tản nhiệt, chịu rung tốt và bền khi đặt trong xưởng.
• Có đổi trục vào và trục ra của hộp WPA cho nhau được không?
  Không nên. Trục vít là trục vào tốc độ cao; quay ngược từ trục ra gần như không được ở tỉ số lớn do hộp có xu hướng tự hãm.
• Hộp WPA của các hãng có lắp thay nhau được không?
  Kích thước dòng WP khá giống nhau giữa nhiều nhà sản xuất, nhưng vẫn cần đo tâm trục, lỗ chân đế và đường kính trục trước khi thay.

Ngoài loại này, nhóm hộp giảm tốc còn có các dòng sau:

• Hộp Giảm Tốc Trục Vít Bánh Vít
• Hộp Số Giảm Tốc WPS
• Hộp Giảm Tốc WPDA
• Hộp Giảm Tốc WPDS
• Hộp Giảm Tốc NMRV
• Hộp Giảm Tốc Đài Loan
• Hộp Giảm Tốc Vít Nâng Hạ
• Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn
• Hộp Giảm Tốc F Trục Song Song
• Hộp Giảm Tốc 2 Cấp
• Hộp Giảm Tốc ZQ
• Hộp Giảm Tốc Cyclo
• Hộp Giảm Tốc Sumitomo