Cách tính tỉ số truyền hộp số giảm tốc: tốc độ đầu ra và mô-men xoắn theo model thực

Trả lời ngắn: Tỉ số truyền i bằng tốc độ motor chia cho tốc độ đầu ra cần, tốc độ đầu ra bằng tốc độ motor chia cho tỉ số, mô-men đầu ra ước tính bằng 9550 nhân công suất tính bằng kW rồi chia cho tốc độ đầu ra. Tính đúng thứ tự này — chốt tốc độ ra cần, tính tỉ số, rồi đối chiếu mô-men cho phép — sẽ chọn đúng hộp số ngay từ đầu. Mọi ví dụ dưới đây tính từ số đã công bố, chỗ chưa công bố ghi rõ.

1. Tỉ số truyền là gì và công thức tính

Tỉ số truyền, ký hiệu i, là số lần hộp số giảm tốc độ từ motor xuống trục ra. Công thức gốc rất đơn giản: tỉ số bằng tốc độ motor chia cho tốc độ đầu ra cần. Viết ngược lại, tốc độ đầu ra bằng tốc độ motor chia cho tỉ số. Motor 4 cực quay 1450 vòng trên phút là tốc độ chuẩn hay dùng để tính. Dòng mini dùng motor quay 1250 tới 1500 vòng trên phút, motor lò quay SL quay 1300 hoặc 1500 vòng trên phút, motor mô-men xoắn TK quay 750 hoặc 900 vòng trên phút — khi tính cho các dòng này thì lấy đúng tốc độ motor của dòng đó.

Cách đọc tỉ số cũng cần thống nhất trước khi tính. Tỉ số 1/50 nghĩa là trục vào quay 50 vòng thì trục ra quay đúng 1 vòng, tức hộp số giảm tốc độ xuống 50 lần. Một số dòng ghi tỉ số dạng số lần như EQ ghi 25 tới 4000, ZGY ghi 5 tới 31 — đọc là giảm 25 lần tới 4000 lần, giảm 5 lần tới 31 lần. Tỉ số càng lớn thì trục ra càng chậm và mô-men càng lớn, nhưng tỉ số lớn không đồng nghĩa hộp số chịu được tải lớn: mô-men cho phép phải đối chiếu riêng ở bước sau.

2. Ví dụ tính tốc độ đầu ra với tỉ số model thật

Bảng dưới đây tính tốc độ đầu ra từ tỉ số đã công bố, với motor 1450 vòng trên phút. Đây là số tính, không phải số đo thực tế, nhưng đủ để khoanh đúng dòng. BWD4 có tỉ số cố định 1/59, trục ra khoảng 25 vòng trên phút. WPS175 và ASM có tỉ số 1/10 tới 1/60, trục ra từ 145 xuống khoảng 24 vòng trên phút. Dòng H có tỉ số 1/5 tới 1/240, trục ra từ 290 xuống khoảng 6 vòng trên phút.

Nhóm GH và GV có tỉ số khác nhau. GH chân đế G3L có tỉ số 1/3 tới 1/250, trục ra từ khoảng 483 xuống khoảng 6 vòng trên phút. GV mặt bích G3V có tỉ số 1/3 tới 1/200, trục ra từ khoảng 483 xuống khoảng 7 vòng trên phút. SWE R107 có tỉ số 1/3 tới 300, trục ra từ khoảng 483 xuống khoảng 5 vòng trên phút. ZGY gắn trục có tỉ số 5 tới 31, trục ra từ 290 xuống khoảng 47 vòng trên phút. EQ hành tinh có tỉ số 25 tới 4000, trục ra từ 58 xuống khoảng 0,36 vòng trên phút. MVF và MHF có tỉ số lên tới 1/3600, trục ra chậm tới khoảng 0,4 vòng trên phút.

3. Tính ngược: cần tốc độ ra bao nhiêu thì chọn tỉ số nào

Thực tế mua hàng thường đi ngược lại: máy đã chốt tốc độ ra cần. Công thức tính ngược cũng chỉ có một: tỉ số bằng tốc độ motor chia cho tốc độ đầu ra cần. Cần trục ra 29 vòng trên phút với motor 1450 vòng trên phút thì tỉ số là 1/50. Cần trục ra 145 vòng trên phút thì tỉ số là 1/10, đúng đầu thấp của dải WPS175 và ASM. Cần trục ra khoảng 25 vòng trên phút thì tỉ số là 1/59, đúng tỉ số cố định của BWD4. Cần trục ra khoảng 6 vòng trên phút thì tỉ số khoảng 1/240, đúng đầu cao của dòng H. Cần tốc độ ra rất chậm, dưới 1 vòng trên phút, thì xem MVF và MHF với tỉ số lên tới 1/3600 hoặc EQ với tỉ số tới 4000.

Khi tốc độ ra cần rơi vào giữa hai tỉ số có sẵn thì chọn tỉ số lớn hơn, tức trục ra chậm hơn một chút, thay vì chọn tỉ số nhỏ hơn khiến trục ra quay nhanh hơn yêu cầu. Ví dụ cần trục ra 20 vòng trên phút, tỉ số tính ra là 72,5 — không có hộp số nào tỉ số đúng 72,5, thì chọn tỉ số 1/100 trong dải dòng H hoặc 1/59 của BWD4 rồi tính lại tốc độ ra thực tế: 1450 chia 100 ra 14,5 vòng trên phút, 1450 chia 59 ra khoảng 25 vòng trên phút. Chọn phương án nào thì đối chiếu tiếp với tốc độ máy cho phép và mô-men tải, không chốt chỉ bằng một phép chia.

4. Cách tính mô-men đầu ra và đối chiếu mô-men cho phép

Mô-men đầu ra ước tính bằng công thức 9550 nhân công suất tính bằng kW rồi chia cho tốc độ đầu ra. Ví dụ BWD4 công bố công suất 5,5 kW và tỉ số cố định 1/59: trục ra quay khoảng 25 vòng trên phút, mô-men ước tính ra khoảng 2.100 N.m. Đây là ước tính lý thuyết, chưa trừ tổn hao hộp số. Ví dụ khác: motor 1,5 kW cần trục ra 29 vòng trên phút, tỉ số 1/50, mô-men ước tính ra khoảng 494 N.m. Motor 0,4 kW của mini 7IK cần trục ra 145 vòng trên phút, tỉ số 1/10, mô-men ước tính ra khoảng 26 N.m. Ba ví dụ này chỉ dùng công suất đã công bố; model chưa công bố công suất như WPS175 và ASM thì không tính mô-men bằng công thức này.

Tính ra mô-men tải rồi thì đối chiếu với mô-men cho phép: mô-men cho phép phải lớn hơn mô-men tải, nếu không hộp số quá tải và nhanh hỏng dù tỉ số đã đúng. Mô-men cho phép lấy theo dải đã công bố: hộp số EF tối đa 32.000 N.m, EK tối đa 50.000 N.m, EH và EB tối đa 900 kN.m, nhóm Chenta ASF, BSS, ASS và ESM từ 70 tới 7000 Nm theo bảng chung. Các mức này là mức tối đa của cả dải model, không phải mô-men của một cấu hình cụ thể. Các dòng mini, HABR, HBFR, F3F, F3S, GH, GV, dòng H, WPS175 và ASM chưa công bố mô-men theo từng cấu hình, nên sau khi tính tỉ số thì gửi tải và tốc độ ra cần cho kỹ thuật.

5. Tỉ số danh nghĩa và tốc độ ra thực tế có thể lệch nhau

Số tính từ công thức là số danh nghĩa, tốc độ ra thực tế khi máy chạy tải thường thấp hơn một chút. Nguyên nhân chính là motor trượt dưới tải: motor ghi 1450 vòng trên phút là tốc độ danh nghĩa, khi mang tải nặng tốc độ thực tế giảm đi, kéo theo tốc độ đầu ra giảm theo. Mức lệch không có con số chung, vì nó phụ thuộc vào tải thực tế và đặc tính từng motor. Khi máy yêu cầu tốc độ ra chính xác, ví dụ băng tải đồng bộ với dây chuyền khác, thì cần kỹ thuật tính lại sau khi chốt tải.

Tần số nguồn điện cũng làm tốc độ ra thay đổi theo: motor 50Hz chạy ở 60Hz sẽ quay nhanh hơn, tốc độ đầu ra tăng theo cùng tỉ lệ, và ngược lại. Dòng mini dùng 50/60Hz, SWE R107 dùng 50Hz, nên trước khi chốt tỉ số cần xác nhận tần số nguồn tại vị trí lắp. Hộp số trục vít và hộp số bánh răng đều có tổn hao truyền động, nên mô-men thực tế ở trục ra thấp hơn mô-men tính bằng công thức lý thuyết. Bài hộp số trục vít và hộp số bánh răng khác nhau thế nào giải thích vì sao trục vít tổn hao nhiều hơn bánh răng. Tính xong thì chốt tiếp kiểu lắp và điện áp theo 6 bước trong bài cách chọn motor giảm tốc.

6. Câu hỏi thường gặp

Tỉ số 1/50 và 50:1 có giống nhau không?

Giống nhau: trục vào quay 50 vòng thì trục ra quay 1 vòng. Cách viết 1/50 thường dùng trong bảng tỉ số hộp số giảm tốc, cách viết 50:1 thường dùng khi nói tỉ số truyền chung. Khi đối chiếu tem máy cũ, chỉ cần nhớ số lớn hơn là số lần giảm tốc.

Vì sao tốc độ ra thực tế thấp hơn số tính?

Vì motor trượt dưới tải và hộp số có tổn hao truyền động. Số tính dùng tốc độ motor danh nghĩa 1450 vòng trên phút, còn motor mang tải nặng quay chậm hơn danh nghĩa, kéo theo trục ra chậm hơn số tính. Mức lệch không có con số chung, nên máy cần tốc độ chính xác thì nhờ kỹ thuật tính lại.

Model chưa công bố tỉ số thì tính thế nào?

Không tính được bằng công thức, vì thiếu một trong hai số đầu vào. Dòng mini có bảng tỉ số còn trống, EF và EK chưa công bố tỉ số theo từng cấu hình. Cách làm đúng là đọc tỉ số trên tem máy cũ đang dùng, hoặc gửi tốc độ đầu ra cần và tải máy cho kỹ thuật.

Tính xong tỉ số và mô-men rồi làm gì tiếp?

Đối chiếu mô-men cho phép phải lớn hơn mô-men tải, rồi chốt kiểu lắp theo không gian máy và điện áp hiện có tại vị trí lắp. Đủ bốn thông tin — tốc độ ra cần, tải máy, kiểu lắp, điện áp — thì gửi cho kỹ thuật kèm ảnh tem máy cũ.

Mở trang danh mục motor giảm tốc để đối chiếu đủ 47 model theo dải đã công bố trước khi quyết định.