Hộp Giảm Tốc Hành Tinh: Cấu Tạo, Nguyên Lý, Thông Số Và Cách Chọn

Hộp giảm tốc hành tinh (hộp số hành tinh, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, tiếng Anh là planetary gearbox) là bộ truyền giảm tốc dùng một bánh răng mặt trời ở trung tâm, nhiều bánh răng hành tinh quay xung quanh và một vành răng bao bên ngoài. Kết cấu này chia tải cho nhiều điểm ăn khớp cùng lúc, nên hộp rất nhỏ gọn nhưng truyền được mô-men xoắn lớn, hiệu suất cao và độ rơ thấp. Đây là lý do hộp số hành tinh gần như là lựa chọn mặc định cho motor servo, motor bước, máy CNC, robot và nhiều máy công nghiệp cần chính xác.

1. Hộp giảm tốc hành tinh là gì?

Hộp giảm tốc hành tinh là hộp số đồng trục: trục vào và trục ra nằm thẳng hàng trên cùng một đường tâm. Nhiệm vụ chính là giảm tốc độ quay của motor và tăng mô-men xoắn ở trục ra theo tỷ số truyền. Khi thay đổi bộ phận được cố định, cùng một bộ bánh răng hành tinh còn có thể dùng để tăng tốc hoặc đảo chiều; nguyên lý này được ứng dụng trong hộp số tự động ô tô (kết hợp thêm ly hợp và phanh), còn hộp giảm tốc hành tinh công nghiệp thường chỉ làm nhiệm vụ giảm tốc với vành răng cố định.

Tên gọi "hành tinh" xuất phát từ cách chuyển động: các bánh răng nhỏ vừa tự quay quanh trục của chúng, vừa quay quanh bánh răng trung tâm giống các hành tinh quay quanh mặt trời. Một số tài liệu gọi bánh răng hành tinh là bánh răng vệ tinh.

Video: Hộp giảm tốc hành tinh trong điều khiển giảm tốc, tăng tải cho máy móc

2. Cấu tạo hộp số giảm tốc hành tinh

• Bánh răng mặt trời (sun gear): nằm ở tâm, nối với trục vào và nhận chuyển động từ motor.
• Bánh răng hành tinh (planet gear): thường 3 hoặc 4 bánh, ăn khớp đồng thời với bánh răng mặt trời và vành răng bao. Số bánh càng nhiều, tải chia càng đều.
• Vành răng bao (ring gear): bánh răng răng trong, thường được gia công liền hoặc cố định vào vỏ hộp.
• Cần dẫn (giá hành tinh, planet carrier): giữ trục các bánh răng hành tinh và nối với trục ra.
• Trục ra và ổ bi: ổ bi trục ra thường là ổ côn hoặc ổ đỡ chặn để chịu lực hướng tâm và lực dọc trục từ puly, bánh răng, bàn trượt.
• Mặt bích đầu vào và vòng kẹp (clamp): với hộp số cho servo, trục motor cắm vào lỗ trục vào và được siết bằng vòng kẹp, giúp đồng tâm và không có độ rơ ở mối nối.
• Vỏ hộp, phớt và chất bôi trơn: hộp cỡ nhỏ thường bôi trơn bằng mỡ bền suốt đời, hộp công nghiệp cỡ lớn dùng dầu bánh răng.

Video: Cấu tạo và tháo lắp hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

3. Nguyên lý hoạt động của hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Trong ba bộ phận chính (bánh răng mặt trời, cần dẫn, vành răng), cố định một bộ phận, cho một bộ phận làm đầu vào thì bộ phận còn lại là đầu ra. Ba chế độ thường gặp:

• Giảm tốc (phổ biến nhất): vành răng cố định, bánh răng mặt trời là đầu vào, cần dẫn là đầu ra. Bánh răng hành tinh lăn quanh vành răng, kéo cần dẫn quay chậm hơn trục vào. Tỷ số truyền một cấp: i = 1 + Z vành răng / Z bánh răng mặt trời, thường từ 3 đến 10.
• Tăng tốc: đảo vai trò đầu vào và đầu ra, ví dụ cần dẫn là đầu vào, bánh răng mặt trời hoặc vành răng là đầu ra; tốc độ ra lớn hơn tốc độ vào.
• Đảo chiều: cố định cần dẫn, bánh răng mặt trời quay sẽ làm vành răng quay ngược chiều.

Ví dụ: vành răng 72 răng, bánh răng mặt trời 18 răng → i = 1 + 72/18 = 5. Motor servo 3.000 vòng/phút qua hộp sẽ cho 600 vòng/phút ở trục ra, mô-men tăng gần 5 lần (trừ tổn hao khoảng 3%). Muốn tỷ số lớn hơn, nhà sản xuất ghép nối tiếp hai cấp (khoảng 15–100) hoặc ba cấp (đến khoảng 1.000): cần dẫn của cấp trước làm bánh răng mặt trời của cấp sau.

Video: Cơ cấu bánh răng hành tinh hoạt động trong hộp số tự động

Có thể đọc thêm cách tính tỷ số truyền của các kiểu hộp số trong bài hộp giảm tốc 2 cấp.

4. Ưu điểm và nhược điểm của hộp số hành tinh

Ưu điểm:

• Mật độ mô-men cao: tải chia cho 3–4 bánh răng hành tinh, nên cùng mô-men, hộp hành tinh nhỏ và nhẹ hơn rõ rệt so với hộp bánh răng trụ hay trục vít.
• Hiệu suất cao: khoảng 96–98% mỗi cấp, hộp 2 cấp vẫn trên 94%, nên ít nóng và tiết kiệm điện.
• Độ rơ thấp: hộp chính xác cho servo đạt khoảng 3–8 arcmin, giúp định vị chính xác, ít dao động khi đảo chiều.
• Đồng trục, cân bằng lực: lực ăn khớp đối xứng quanh tâm nên chạy êm, ít rung, ổ bi chịu lực đều.
• Độ cứng xoắn lớn: phản hồi nhanh, phù hợp chuyển động tăng giảm tốc liên tục.

Nhược điểm:

• Giá cao hơn hộp trục vít và hộp bánh răng trụ cùng mô-men do yêu cầu gia công chính xác.
• Không tự hãm; trục đứng, nâng hạ cần motor có phanh.
• Tỷ số truyền một cấp bị giới hạn (khoảng 3–10); tỷ số lớn phải ghép nhiều cấp, làm hộp dài hơn và hiệu suất giảm nhẹ.
• Cần căn đồng tâm và siết vòng kẹp đúng lực khi lắp, sai lệch nhỏ cũng gây ồn và mòn sớm.

Video: Bánh răng vệ tinh hoạt động thế nào?

5. Ứng dụng của hộp giảm tốc hành tinh

• Motor servo, motor bước: máy CNC, máy cắt laser, máy khắc, bàn trượt tuyến tính, robot công nghiệp, cánh tay gắp.
• Máy đóng gói, in ấn, dán nhãn: cần định vị chính xác và đảo chiều liên tục.
• Băng tải, bàn xoay chia độ: cần tốc độ thấp, mô-men lớn trong không gian hẹp.
• Tời, máy nâng, máy xây dựng: hộp hành tinh công nghiệp cỡ lớn lắp trong tang tời, cầu trục, máy khoan cọc.
• Máy khuấy, máy nghiền, máy ép: tải nặng, chạy liên tục.
• Ô tô, máy công trình, tua-bin gió: hộp số tự động, cầu xe, hộp tăng tốc tua-bin.

Với tải va đập rất nặng ở tốc độ thấp, nhiều kỹ sư cân nhắc giữa hộp hành tinh và hộp số giảm tốc cycloid, cũng là kiểu đồng trục, tỷ số một cấp lớn và chịu quá tải tức thời tốt.

Hộp giảm tốc cycloid 0,75 kW (1HP): cũng là kiểu đồng trục, thường được so sánh với hộp giảm tốc hành tinh khi chọn cho tải nặng

6. Các mẫu hộp giảm tốc hành tinh cho motor servo thông dụng

Hộp hành tinh cho servo thường được ký hiệu theo kiểu mặt bích đầu ra và cỡ khung (số trong mã thường là cạnh mặt bích hoặc đường kính thân, tính bằng mm). Nhóm PF, PLF có mặt bích đầu ra vuông; nhóm PL, PLE có thân tròn. Thông số kích thước của các mẫu phổ biến:

Đường kính lỗ ren bắt vít trên mặt bích đầu ra của các mẫu trên đều là 4 mm. Khi chọn, cần đối chiếu đường kính trục vào với trục motor servo (ví dụ servo 400 W thường trục 14 mm, 750 W thường trục 19 mm) và kích thước mặt bích motor; nếu khác, cần tấm chuyển (adapter) và bạc lót trục phù hợp.

a) Hộp giảm tốc hành tinh PF60

Mặt bích ra vuông 60 × 60 mm, trục ra 14 mm (then 5 mm), trục vào 14 mm, dài hộp 112,5 mm. Cỡ nhỏ cho servo, motor bước công suất thấp, bàn trượt nhẹ.

Hộp giảm tốc hành tinh PF60: mặt bích vuông 60 mm, trục ra 14 mm, trục vào 14 mm

b) Hộp giảm tốc hành tinh PF80

Mặt bích ra vuông 90 × 90 mm, trục ra 20 mm (then 6 mm), trục vào 14 mm, dài hộp 143,5 mm, dài trục ra 28 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PF80: trục ra 20 mm, trục vào 14 mm

c) Hộp giảm tốc hành tinh PF130

Mặt bích ra vuông 120 × 120 mm, trục ra 25 mm (then 8 mm), trục vào 22 mm, dài hộp 201 mm, dài trục ra 50 mm; dùng cho servo cỡ trung, tải nặng hơn.

Hộp giảm tốc hành tinh PF130: mặt bích vuông 120 mm, trục ra 25 mm, trục vào 22 mm

d) Hộp giảm tốc hành tinh PF142

Mặt bích ra vuông 142 × 142 mm, trục ra 40 mm (then 12 mm), trục vào 35 mm, dài hộp 292,5 mm, dài trục ra 80 mm; cỡ lớn cho servo công suất cao và máy tải nặng.

Hộp giảm tốc hành tinh PF142: mặt bích vuông 142 mm, trục ra 40 mm, trục vào 35 mm

e) Hộp giảm tốc hành tinh PLF60

Mặt bích ra vuông 60 × 60 mm, trục ra 14 mm (then 5 mm), trục vào 14 mm, dài hộp 116,5 mm, dài trục ra 31 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PLF60: mặt bích vuông 60 mm, trục ra 14 mm, trục vào 14 mm

f) Hộp giảm tốc hành tinh PLF90

Mặt bích ra vuông 90 × 90 mm, trục ra 20 mm (then 6 mm), trục vào 19 mm, dài hộp 143 mm, dài trục ra 36,5 mm; hay dùng với servo khoảng 750 W.

Hộp giảm tốc hành tinh PLF90: mặt bích vuông 90 mm, trục ra 20 mm, trục vào 19 mm

g) Hộp giảm tốc hành tinh PL60

Thân tròn 60 mm, trục ra 14 mm (then 5 mm), trục vào 14 mm, khoảng cách tâm lỗ chéo 52 mm, dài hộp 112,5 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PL60: thân tròn 60 mm, trục ra 14 mm, trục vào 14 mm

h) Hộp giảm tốc hành tinh PL80

Thân tròn 80 mm, trục ra 20 mm (then 6 mm), trục vào 14 mm, dài hộp 143,5 mm, dài trục ra 28 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PL80: thân tròn 80 mm, trục ra 20 mm, trục vào 14 mm

i) Hộp giảm tốc hành tinh PL120

Thân tròn, trục ra 25 mm (then 8 mm), trục vào 22 mm, khoảng cách tâm lỗ chéo 100 mm, dài hộp 201 mm, dài trục ra 50 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PL120: thân tròn, trục ra 25 mm, trục vào 22 mm

j) Hộp giảm tốc hành tinh PLE60

Thân tròn 60 mm, trục ra 14 mm (then 5 mm), trục vào 14 mm, khoảng cách tâm lỗ chéo 50 mm, dài hộp 116,5 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PLE60: thân tròn 60 mm, trục ra 14 mm, trục vào 14 mm

k) Hộp giảm tốc hành tinh PLE90

Thân tròn 90 mm, trục ra 20 mm (then 6 mm), trục vào 19 mm, khoảng cách tâm lỗ chéo 70 mm, dài hộp 143 mm, dài trục ra 36,5 mm.

Hộp giảm tốc hành tinh PLE90: thân tròn 90 mm, trục ra 20 mm, trục vào 19 mm

7. Các dòng hộp giảm tốc hành tinh phổ biến tại Việt Nam

Trên thị trường Việt Nam, hộp giảm tốc hành tinh chia thành ba phân khúc rõ rệt: hộp chính xác cao cấp từ châu Âu và Nhật Bản, hộp tầm trung Đài Loan và hộp phổ thông Trung Quốc. Ngoài ra còn nhóm hộp hành tinh công nghiệp tải nặng dùng cho tời, máy nghiền, băng tải lớn. Hiểu đặc điểm từng dòng giúp chọn đúng nhu cầu, tránh mua thừa tính năng hoặc mua hộp không đủ độ chính xác.

a) Apex Dynamics (Đài Loan)

Một trong những thương hiệu hộp số hành tinh cho servo gặp nhiều nhất trong máy CNC, máy cắt laser, robot và máy tự động tại Việt Nam. Các dòng thường gặp: AB, ABR (bánh răng nghiêng, độ rơ thấp, đầu ra vuông góc ở bản ABR), AE, AER, PE, PN (dòng kinh tế hơn), AD/ADS (đầu ra mặt bích). Ưu điểm là bánh răng nghiêng chạy êm, nhiều tùy chọn tỷ số và cỡ mặt bích, có bộ chuyển (adapter) cho hầu hết motor servo phổ biến như Mitsubishi, Yaskawa, Panasonic, Delta, Siemens.

b) Nidec-Shimpo (Nhật Bản)

Thương hiệu Nhật lâu đời, thường đi kèm máy móc xuất xứ Nhật. Dòng VRSF là hộp hành tinh kinh tế cho servo công suất nhỏ (ví dụ mã VRSF-9D-750 dùng cho servo 750 W tỷ số 9), dòng VRL, VRB, EVL có độ chính xác cao hơn, VRT cho đầu ra vuông góc. Đặc điểm là chạy bền, ít ồn, kích thước lắp theo chuẩn Nhật nên dễ thay thế đồng bộ trên máy Nhật.

c) Neugart (Đức)

Hộp số hành tinh Đức với các dòng PLE (kinh tế, thân tròn), PLN, PLFE, PLFN (đầu ra mặt bích), WPLE (đầu ra vuông góc). Dòng PLE rất phổ biến trên máy đóng gói, máy in, băng tải định vị; kích thước lắp của dòng này cũng được nhiều hộp phổ thông mô phỏng theo.

d) Wittenstein alpha (Đức)

Phân khúc cao cấp, dùng trong robot, máy CNC chính xác, máy công cụ. Các dòng SP+, TP+ (đầu ra mặt bích, độ cứng xoắn rất cao), NP, NPL (kinh tế hơn), CP, LP+ (cơ bản). Độ rơ thấp, độ cứng và tuổi thọ cao nhưng giá thành cao, thời gian đặt hàng thường lâu hơn.

e) Hộp hành tinh phổ thông xuất xứ Trung Quốc

Chiếm số lượng lớn nhất trên thị trường nhờ giá hợp lý và sẵn hàng. Ký hiệu thường gặp: PL, PLE (thân tròn), PF, PLF, PX (mặt bích vuông), PH, PG, PAB, PBF… Kích thước lắp thường mô phỏng theo các thương hiệu lớn nên dễ thay thế. Chất lượng không đồng đều giữa các nhà sản xuất: hộp tốt dùng bánh răng mài, độ rơ khoảng 8–15 arcmin cho bản tiêu chuẩn; hộp kém có thể ồn, nóng và tăng độ rơ nhanh. Đây là lựa chọn phù hợp cho băng tải, máy đóng gói, bàn trượt, máy chế biến không đòi hỏi định vị quá chính xác.

f) Hộp hành tinh công nghiệp tải nặng

Khác với hộp cho servo, nhóm này lắp motor điện 3 pha thường qua mặt bích IEC hoặc motor thủy lực, mô-men ra từ vài nghìn đến hàng trăm nghìn N.m. Hay gặp tại Việt Nam là Bonfiglioli dòng 300 (Ý), Brevini (Ý, nay thuộc Dana), cùng nhiều dòng hộp hành tinh công nghiệp Trung Quốc. Ứng dụng: tời kéo, cẩu, máy khoan cọc nhồi, máy trộn bê tông, máy nghiền, băng tải dài, máy ép mía.

Khi chuyển đổi giữa các thương hiệu, cần so khớp bốn thông số: đường kính và chiều dài trục vào, kích thước mặt bích và vòng tròn lỗ bắt vít phía motor, đường kính trục ra và then, mặt bích đầu ra. Nhiều hộp có cùng cỡ khung (60, 90, 120…) nhưng lỗ bắt vít và chiều dài trục khác nhau, nên đối chiếu bản vẽ trước khi thay thế.

8. Cách chọn hộp giảm tốc hành tinh phù hợp

1. Tốc độ và tỷ số truyền: i = tốc độ motor / tốc độ trục ra cần. Với servo, nên chọn tỷ số sao cho motor chạy gần tốc độ định mức ở tốc độ máy lớn nhất.
2. Mô-men xoắn: mô-men ra ≈ mô-men motor × i × hiệu suất. So sánh với mô-men định mức và mô-men tăng tốc cực đại của hộp (servo thường có mô-men đỉnh gấp khoảng 3 lần định mức, nên hộp phải chịu được mô-men đỉnh này).
3. Tốc độ vào tối đa: kiểm tra tốc độ vào định mức và cực đại của hộp so với tốc độ motor.
4. Độ rơ (backlash): máy định vị chính xác (CNC, robot) nên chọn hộp độ rơ thấp; băng tải, máy đóng gói đơn giản dùng hộp tiêu chuẩn là đủ.
5. Lực hướng tâm và dọc trục: khi lắp puly, bánh răng, nhông lên trục ra, lực hướng tâm phải nằm trong giới hạn của ổ bi trục ra.
6. Kích thước lắp: đường kính trục vào, mặt bích và lỗ bắt vít phải khớp với motor; trục ra khớp với khớp nối, bánh răng của máy.
7. Quán tính tải: hộp số giảm quán tính tải quy về motor theo bình phương tỷ số truyền, giúp servo điều khiển ổn định hơn.
8. Môi trường: bụi, nước, nhiệt độ cao cần phớt và cấp bảo vệ phù hợp.

Ví dụ: servo 750 W, 3.000 vòng/phút, mô-men định mức 2,4 N.m, cần trục ra 300 vòng/phút → i = 10. Mô-men ra định mức ≈ 2,4 × 10 × 0,97 ≈ 23 N.m; mô-men đỉnh khi tăng tốc khoảng 3 lần, tức ≈ 70 N.m. Cần chọn hộp có mô-men định mức trên 23 N.m, mô-men tăng tốc cho phép trên 70 N.m, trục vào 19 mm khớp trục servo.

9. Bảo trì hộp giảm tốc hành tinh

• Bôi trơn: hộp cỡ nhỏ cho servo thường bôi trơn mỡ trọn đời, không cần thay trong điều kiện bình thường. Hộp công nghiệp dùng dầu cần thay lần đầu sau khoảng 500 giờ chạy rà, sau đó theo chu kỳ khuyến cáo (thường vài nghìn giờ).
• Kiểm tra định kỳ: tiếng ồn bất thường, nhiệt độ vỏ, rò mỡ ở phớt, độ rơ trục ra, độ chặt vít mặt bích và vòng kẹp.
• Dấu hiệu cần dừng máy: tiếng gõ theo chu kỳ, nhiệt tăng nhanh, rơ lắc trục ra, mạt kim loại trong dầu hoặc mỡ.
• Bảo quản: hộp dự phòng để nơi khô ráo, quay trục vài vòng mỗi vài tháng để mỡ phân bố đều.

Quy trình chi tiết tham khảo thêm trong bài quy trình bảo dưỡng hộp giảm tốc và trình tự tháo lắp hộp giảm tốc.

10. So sánh hộp giảm tốc hành tinh với các loại hộp số khác

Tìm hiểu thêm: hộp giảm tốc trục vuông góc bánh răng côn, hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng và danh mục hộp giảm tốc.

11. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc hành tinh

• Hộp giảm tốc hành tinh và hộp số hành tinh có phải là một? Đúng. Hộp giảm tốc hành tinh, hộp số hành tinh, hộp số giảm tốc hành tinh, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh hay planetary gearbox đều chỉ cùng một loại bộ truyền gồm bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh, vành răng và cần dẫn. "Hộp số" là cách gọi quen trong ô tô và máy servo, "hộp giảm tốc" quen trong máy công nghiệp; về kỹ thuật không khác nhau.
• Đọc mã hộp số hành tinh như thế nào? Mã thường gồm ba phần: dòng sản phẩm (PL, PLE, PLF, AB, VRSF…), cỡ khung tính bằng mm (60, 90, 120…) và tỷ số truyền, đôi khi thêm cấp độ rơ (P1, P2) và mã adapter motor. Ví dụ PLF90-10 nghĩa là dòng mặt bích vuông, cỡ 90 mm, tỷ số 10. Mỗi hãng có quy ước riêng, nên khi đặt thay thế cần chụp nhãn hộp cũ và ghi rõ mã motor đang lắp.
• Hộp hành tinh hàng hiệu và hàng phổ thông khác nhau ở điểm nào? Khác biệt nằm ở độ rơ, độ cứng xoắn, độ ồn, độ ổn định qua thời gian và tuổi thọ ổ bi. Hộp hàng hiệu dùng bánh răng nghiêng mài tinh, ổ bi trục ra lớn, độ rơ được kiểm soát chặt và ít tăng sau nhiều năm. Hộp phổ thông tốt vẫn chạy bền cho băng tải, máy đóng gói; nhưng ở máy định vị chính xác chạy đảo chiều liên tục (CNC, robot), độ rơ tăng nhanh sẽ làm sai kích thước, rung giật. Nên chọn theo yêu cầu độ chính xác của máy chứ không chỉ theo giá.
• Chọn tỷ số truyền bao nhiêu là hợp lý? Tính i = tốc độ định mức motor / tốc độ trục ra lớn nhất máy cần. Với servo, chọn tỷ số sao cho motor chạy gần tốc độ định mức ở tốc độ máy cao nhất để tận dụng mô-men và giảm quán tính quy đổi; tỷ số quá lớn khiến máy không đạt tốc độ, quá nhỏ khiến motor thiếu mô-men và khó điều khiển ổn định. Ưu tiên tỷ số một cấp (3–10) nếu đủ, vì hộp một cấp ngắn hơn, hiệu suất và độ rơ tốt hơn hộp hai cấp.
• Tỷ lệ quán tính giữa tải và motor servo bao nhiêu thì ổn? Quán tính tải quy về trục motor bằng quán tính tải chia cho bình phương tỷ số truyền. Thông thường nên giữ tỷ lệ quán tính tải/motor dưới khoảng 5–10 lần cho máy cần đáp ứng nhanh, và có thể đến 20–30 lần cho máy chạy êm, ít tăng giảm tốc. Khi servo bị rung, vọt lố hoặc khó chỉnh độ cứng (gain), tăng tỷ số hộp số là cách hiệu quả để giảm tỷ lệ quán tính.
• Vì sao phải tính mô-men đỉnh chứ không chỉ mô-men định mức? Motor servo khi tăng tốc, hãm hoặc dừng khẩn cấp có thể phát mô-men gấp khoảng 3 lần định mức. Nhân với tỷ số truyền, mô-men này có thể vượt mô-men tăng tốc cho phép của hộp và làm mẻ răng, gãy then trục ra ngay từ những tuần đầu. Hãy so sánh mô-men đỉnh motor × tỷ số với thông số "mô-men tăng tốc cho phép" và "mô-men dừng khẩn cấp" trong catalog hộp, hoặc giới hạn mô-men trong driver servo.
• Độ rơ arcmin là gì, máy của tôi cần bao nhiêu? Độ rơ là góc trục ra xoay tự do khi khóa trục vào, đo bằng phút cung (1 arcmin = 1/60 độ). Ở bán kính 100 mm, độ rơ 10 arcmin tương đương khoảng 0,29 mm dịch chuyển tại đầu cánh tay; 3 arcmin khoảng 0,09 mm. Máy CNC, robot, máy cắt chính xác nên chọn khoảng 3–5 arcmin trở xuống; máy đóng gói, băng tải định vị, bàn xoay thông thường dùng 8–15 arcmin là đủ.
• Hộp hành tinh có dùng cho motor bước (step motor) được không? Được và rất phổ biến. Hộp số giúp motor bước tăng mô-men, giảm rung cộng hưởng ở tốc độ thấp và tăng độ phân giải góc. Cần chọn hộp có mặt bích khớp chuẩn NEMA 17, 23, 34 và đường kính trục motor (thường 5; 6,35; 8; 14 mm); với motor bước, hộp độ rơ tiêu chuẩn thường là đủ.
• Có lắp hộp giảm tốc hành tinh cho motor 3 pha, motor 1 pha thường được không? Được với hộp hành tinh có mặt bích IEC hoặc hộp có trục vào cốt dương nối qua khớp nối. Cần kiểm tra tốc độ vào cho phép (motor 2 cực khoảng 2.900 vòng/phút có thể vượt tốc độ vào liên tục của một số hộp cỡ lớn), mô-men định mức và hệ số làm việc. Với motor thường khởi động trực tiếp, mô-men khởi động có thể gấp 2–3 lần định mức, nên chọn hộp dư tải hơn so với khi dùng servo có giới hạn mô-men.
• Tốc độ vào tối đa của hộp hành tinh là bao nhiêu? Hộp cỡ nhỏ cho servo thường cho phép tốc độ vào định mức khoảng 3.000–5.000 vòng/phút và tốc độ tối đa khoảng 6.000–8.000 vòng/phút; hộp càng lớn, tốc độ cho phép càng thấp. Chạy liên tục ở tốc độ tối đa làm hộp nóng, mỡ xuống cấp nhanh. Nếu máy chạy liên tục ở tốc độ cao, nên chọn hộp cỡ lớn hơn hoặc dòng có bôi trơn dầu.
• Hộp hành tinh có lắp đứng, lắp ngược được không? Hộp bôi trơn mỡ đa số lắp được mọi hướng. Hộp bôi trơn dầu cần báo đúng vị trí lắp (trục ra hướng lên, hướng xuống hay nằm ngang) để nhà sản xuất châm đúng lượng dầu và bố trí nút thông hơi. Lắp trục ra hướng xuống có tải treo cần kiểm tra lực dọc trục cho phép; lắp trục ra hướng lên lâu ngày dễ rò mỡ ở phớt trục vào nếu hộp không thiết kế cho tư thế này.
• Lực hướng tâm trên trục ra ảnh hưởng thế nào? Khi lắp puly, nhông xích hoặc bánh răng lên trục ra, lực căng dây đai, xích tạo lực hướng tâm lên ổ bi. Puly càng nhỏ, đặt càng xa mặt bích, lực càng lớn. Vượt lực hướng tâm cho phép là nguyên nhân phổ biến khiến hộp kêu, rơ trục ra, hỏng phớt sau vài tháng. Nên đặt puly sát mặt bích, dùng puly đường kính lớn hơn hoặc thêm gối đỡ trục ngoài khi tải hướng tâm lớn.
• Hộp hành tinh có tự hãm, giữ tải khi mất điện không? Không. Hiệu suất cao khiến tải có thể kéo ngược trục ra quay trục vào. Trục Z máy CNC, cơ cấu nâng hạ, bàn trượt nghiêng bắt buộc dùng motor có phanh hoặc cơ cấu hãm riêng; không được dựa vào hộp số hay lực giữ của driver khi mất điện.
• Hộp giảm tốc hành tinh nóng bao nhiêu thì bất thường? Vỏ hộp ấm lên khi chạy là bình thường. Nhiệt độ vỏ khoảng 60–70°C khi chạy liên tục thường vẫn trong giới hạn; vượt khoảng 80–90°C là bất thường. Nguyên nhân hay gặp: chạy vượt tốc độ vào cho phép, quá tải kéo dài, lắp lệch tâm với motor, lực hướng tâm lớn, mỡ hoặc dầu xuống cấp, hoặc hộp quá nhỏ so với chu kỳ làm việc.
• Hộp hành tinh kêu to, kêu lạch cạch là do đâu? Tiếng ồn đều, tăng dần thường do mòn bánh răng, ổ bi hoặc thiếu bôi trơn. Tiếng lạch cạch khi đảo chiều là dấu hiệu độ rơ đã lớn hoặc trục motor trượt trong vòng kẹp. Tiếng rít theo nhịp có thể do lệch tâm khi lắp. Nên kiểm tra theo thứ tự: bulong mặt bích, vòng kẹp trục vào, độ rơ trục ra, nhiệt độ, rồi mới tháo kiểm tra bên trong. Một số trường hợp tiếng ồn đến từ cộng hưởng khung máy ở một dải tốc độ nhất định chứ không phải từ hộp.
• Hộp hành tinh bị rò mỡ, chảy dầu có sao không? Rò nhẹ một vệt mỡ ở phớt trong thời gian chạy rà đầu có thể gặp. Rò liên tục là phớt hỏng, thường do nhiệt cao, trục ra bị lực hướng tâm lớn làm lệch phớt, hoặc lắp hộp ở tư thế không đúng thiết kế. Cần thay phớt sớm, vì thiếu chất bôi trơn sẽ làm hỏng bánh răng và ổ bi nhanh.
• Bao lâu phải thay mỡ, thay dầu hộp hành tinh? Phần lớn hộp hành tinh cỡ nhỏ cho servo được bôi trơn mỡ trọn đời, không cần thay trong điều kiện làm việc bình thường. Hộp công nghiệp bôi trơn dầu thường thay lần đầu sau khoảng 500 giờ chạy rà, sau đó theo chu kỳ của nhà sản xuất (thường vài nghìn giờ, rút ngắn khi nhiệt độ cao hoặc môi trường bụi). Dùng đúng loại dầu, mỡ theo khuyến cáo, không trộn các loại gốc khác nhau.
• Hộp hành tinh hỏng có sửa được không? Hộp công nghiệp cỡ lớn thường sửa được: thay ổ bi, phớt, bánh răng hành tinh hoặc cả cụm. Hộp chính xác cỡ nhỏ cho servo về kỹ thuật cũng thay được ổ bi, phớt, nhưng sau khi sửa khó đạt lại độ rơ ban đầu nếu không có phụ tùng chính hãng và đồ gá chuẩn. Với hộp nhỏ giá phổ thông, chi phí sửa thường gần bằng hộp mới; với hộp cao cấp, nên gửi về đơn vị có phụ tùng gốc.
• Có thay hộp hành tinh hãng này bằng hãng khác được không? Được nếu khớp đủ các kích thước lắp: mặt bích và lỗ bắt vít phía motor, đường kính, chiều dài trục vào, mặt bích và trục ra, tổng chiều dài hộp, cùng tỷ số truyền và mô-men cho phép. Nhiều dòng hộp được thiết kế tương thích kích thước với nhau, nhưng vẫn nên đối chiếu bản vẽ thay vì chỉ so cỡ khung. Khi thay hộp ở máy định vị, cần kiểm tra lại thông số chỉnh servo vì độ cứng và quán tính có thể khác.
• Nhận hộp mới cần kiểm tra những gì? Đối chiếu nhãn với mã đặt hàng (dòng, cỡ, tỷ số, adapter motor); quay tay trục vào xem có nặng, kẹt hay lạo xạo; khóa trục vào và lắc nhẹ trục ra để cảm nhận độ rơ; kiểm tra trục, then, mặt bích không cấn móp, gỉ sét; xem phớt không rò mỡ. Sau khi lắp, chạy không tải vài phút ở tốc độ thấp rồi tăng dần, nghe tiếng và sờ nhiệt độ trước khi đưa vào tải.
• Có nên dùng hộp hành tinh cũ, hàng thanh lý? Có thể cân nhắc cho máy không yêu cầu cao, nhưng rủi ro là không biết lịch sử tải, độ rơ đã tăng, mỡ đã xuống cấp và thiếu bảo hành. Nếu dùng, cần kiểm tra độ rơ, tiếng ồn khi quay, tình trạng phớt và trục ra; tránh dùng hộp cũ cho trục định vị chính xác hoặc trục nâng hạ.
• Trục ra hộp hành tinh bị gãy then, toét rãnh then là do đâu? Thường do mô-men đỉnh vượt cho phép (dừng khẩn cấp, va đập, kẹt cơ khí), then lắp lỏng gây va đập mỗi lần đảo chiều, hoặc chọn hộp quá sát tải. Với tải đảo chiều liên tục, nên dùng trục ra trơn kết hợp khớp nối, bạc côn khóa (locking assembly) để truyền mô-men bằng ma sát, không bị rơ như then.
• Tuổi thọ hộp giảm tốc hành tinh là bao lâu? Hộp hành tinh chất lượng thường được tính tuổi thọ khoảng 20.000 giờ ở mô-men và tốc độ định mức; chạy dưới định mức, tuổi thọ còn cao hơn. Quá tải, va đập, tốc độ vượt giới hạn, lực hướng tâm lớn và nhiệt độ cao là các yếu tố rút ngắn tuổi thọ nhiều nhất.
• Có thay hộp trục vít bằng hộp hành tinh để tiết kiệm điện không? Có thể, vì hiệu suất hộp hành tinh cao hơn đáng kể, nhất là so với hộp trục vít tỷ số lớn. Tuy nhiên trục ra chuyển từ vuông góc sang thẳng hàng nên phải sửa bệ lắp, và mất khả năng tự hãm. Nếu cần giữ trục ra vuông góc, có thể dùng hộp hành tinh đầu ra vuông góc hoặc hộp bánh răng côn.