Hộp giảm tốc KAB (hộp số KAB, hộp giảm tốc bánh răng côn trục âm chân đế) là phiên bản của dòng hộp số bánh răng côn K có trục ra cốt âm và vỏ hộp đúc kèm chân đế. Hộp vừa lồng ống trục rỗng lên trục máy, vừa bắt chân đế xuống bệ, nhờ đó mô-men phản lực được truyền thẳng xuống khung máy mà không cần tay đòn. Dòng KAB phổ biến từ cỡ 37 đến 107, dải mô-men khoảng 200 – 8.000 N·m, hiệu suất khoảng 94 – 96%.
Nội dung
1. Hộp giảm tốc KAB là gì?
Tên KAB ghép từ ba ký hiệu theo cách đặt tên quen thuộc của hộp giảm tốc công nghiệp dạng module. K là họ hộp bánh răng côn xoắn, trục vào vuông góc trục ra. A là trục ra rỗng (cốt âm). B là chân đế (base, foot). Ghép lại, KAB là hộp bánh răng côn có trục ra cốt âm và được cố định xuống bệ bằng chân đế.
Ở hộp giảm tốc KA thông thường, vỏ hộp chỉ được giữ bởi trục máy và một tay đòn chống xoay; hộp "treo" trên trục và có thể tự lựa theo độ đảo nhỏ của trục. Hộp KAB làm theo cách ngược lại: vỏ hộp được bắt cứng xuống bệ, còn trục máy phải được căn thẳng hàng với ống trục rỗng của hộp. Cách lắp này giống hộp chân đế truyền thống, nhưng vẫn giữ lợi thế của hộp giảm tốc cốt âm là không cần khớp nối giữa hộp và trục máy.
Bên trong, hộp KAB dùng chung bộ bánh răng trụ – côn xoắn với các phiên bản khác của họ K ở cùng cỡ. Khác biệt chỉ nằm ở phần vỏ: các tai chân đế được đúc liền hoặc gia công trên vỏ, có lỗ bắt bu lông và mặt tựa phẳng song song với tâm trục ra.
Trên máy, hộp KAB dễ nhận ra qua vài dấu hiệu: phía dưới vỏ có hai tai chân đế song song với trục ra, mặt dưới gia công phẳng và có lỗ bắt bu lông; trục máy lồng xuyên qua thân hộp, không có đầu trục đặc thò ra và không có khớp nối; quanh hộp không có tay đòn bắt vào khung như kiểu treo trên trục; tem nhãn ghi mã bắt đầu bằng KAB, kèm cỡ hộp, tỉ số thực và tư thế lắp.
Hộp giảm tốc KAB bánh răng côn, trục ra cốt âm, vỏ có chân đế
2. Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc KAB
a. Thông số chung của dòng hộp giảm tốc KAB
| Thông số | Dải giá trị của cả dòng |
|---|---|
| Kiểu truyền động | Bánh răng trụ răng nghiêng + bánh răng côn xoắn, trục vào vuông góc trục ra |
| Kiểu trục ra | Cốt âm có then, vỏ hộp có chân đế |
| Cỡ hộp phổ biến | 37, 47, 57, 67, 77, 87, 97, 107 |
| Mô-men xoắn trục ra | khoảng 200 N·m (cỡ 37) đến khoảng 8.000 N·m (cỡ 107) |
| Tỉ số truyền một hộp | khoảng 5 – 197 tùy cỡ |
| Công suất motor ghép | khoảng 0,18 – 45kW |
| Hiệu suất | khoảng 94 – 96% |
| Số lỗ chân đế | 4 lỗ ở cỡ nhỏ và trung, có thể nhiều hơn ở cỡ lớn |
| Tư thế lắp | Thông dụng chân đế nằm dưới; có các tư thế lắp nghiêng, lật theo bản vẽ M1 – M6 |
| Đầu vào | Liền motor, mặt bích IEC, trục vào đặc |
Bảng trên mô tả giới hạn chung của dòng KAB. Đường kính lỗ cốt âm, khoảng cách lỗ chân đế, chiều cao tâm và mô-men cho phép của từng cỡ được trình bày ở trang riêng của từng size.
b. Cách chân đế chịu mô-men phản lực
Khi hộp số truyền mô-men xoắn tới trục máy, vỏ hộp chịu một mô-men phản lực bằng và ngược chiều. Mô-men này phải được giữ lại bởi một điểm tựa cố định, nếu không vỏ hộp sẽ quay theo trục.
Với hộp KA treo trên trục. Mô-men phản lực được giữ bởi tay đòn. Lực tại đầu tay đòn bằng mô-men chia cho chiều dài tay đòn, và chỉ tác dụng tại một điểm có đệm đàn hồi.
Với hộp KAB. Mô-men phản lực được chia cho các bu lông chân đế. Hai hàng bu lông ở hai phía tâm trục tạo thành cặp lực: một phía bị kéo, phía kia bị nén xuống bệ. Khoảng cách giữa hai hàng bu lông càng lớn thì lực trên mỗi bu lông càng nhỏ. Đồng thời, trọng lượng của hộp và motor cũng được bệ đỡ, không đè lên trục máy.
Một hệ quả khác là rung động: vỏ hộp bắt cứng xuống bệ khối lượng lớn nên dao động của motor khi khởi động, dừng hoặc đảo chiều được bệ hấp thụ, cụm truyền động đứng vững hơn so với kiểu treo trên trục.
c. Yêu cầu về bệ máy
Vì hộp bị cố định ở hai nơi là chân đế và trục máy, hai điểm này phải thẳng hàng. Nếu tâm ống trục rỗng lệch so với tâm trục máy, lực ép sẽ dồn vào ổ bi của hộp và ổ đỡ của máy. Bệ máy vì vậy cần đáp ứng các yêu cầu sau.
Độ cứng của bệ. Bệ phải đủ cứng để không võng hoặc xoắn dưới mô-men phản lực. Với khung thép hàn, mặt đặt chân đế nên là tấm thép dày, có gân chống xoắn nối về khung chính.
Độ phẳng mặt đặt. Bốn chân đế phải tì đều lên mặt bệ. Mặt bệ không phẳng khiến vỏ hộp bị vặn khi siết bu lông, làm lệch tâm các ổ bi bên trong và tăng tiếng ồn.
Chiều cao tâm. Khoảng cách từ mặt chân đế tới tâm ống trục rỗng là kích thước cố định của từng cỡ hộp. Bệ phải được thiết kế để tâm ống trục rỗng trùng tâm trục máy; sai lệch được bù bằng tấm căn thép, không bù bằng cách siết lệch bu lông.
Đồng tâm với ổ đỡ trục máy. Trục máy thường được đỡ bởi một hoặc hai ổ đỡ ngoài. Tâm các ổ đỡ này và tâm ống trục rỗng phải nằm trên cùng một đường thẳng; khoảng cách giữa hộp và ổ đỡ gần nhất càng ngắn thì sai lệch càng ít gây hại.
Không kết hợp chân đế với tay đòn. Hộp đã bắt chân đế thì không lắp thêm tay đòn cứng vào khung; hai điểm chống xoay cứng cùng lúc sẽ tạo ứng suất cưỡng bức lên vỏ và ổ bi.
d. Bố trí hộp KAB khi thiết kế máy mới
Chọn kiểu lắp ngay từ bản vẽ. Quyết định dùng chân đế hay tay đòn ảnh hưởng tới kết cấu khung, vị trí ổ đỡ trục và không gian quanh hộp; chọn KAB từ đầu giúp khung máy được thiết kế có sẵn mặt bệ đúng chiều cao tâm.
Chừa khoảng trống đẩy hộp vào trục. Hộp cốt âm được đẩy dọc theo trục máy khi lắp và kéo ra khi tháo, nên phía đầu trục cần có khoảng trống tối thiểu bằng chiều dài ống trục rỗng cộng với dụng cụ đẩy.
Bố trí lỗ bệ dạng rãnh. Làm lỗ bắt bu lông trên bệ dạng rãnh oval theo phương ngang trục giúp tinh chỉnh vị trí hộp khi căn đồng tâm mà không phải khoan lại.
Đặt ổ đỡ trục gần hộp. Ổ đỡ trục máy đặt càng gần mặt hộp, phần trục giữa hộp và ổ đỡ càng ngắn, sai lệch nhỏ của bệ càng ít gây ứng suất lên trục.
3. Phân loại hộp giảm tốc KAB
a. Phân loại theo nhóm cỡ hộp
Nhóm nhỏ (KAB37 – KAB57). Mô-men tới khoảng 600 N·m, motor nhỏ, dùng cho băng tải nhẹ, máy đóng gói, máy chế biến thực phẩm, máy cơ khí cỡ nhỏ.
Nhóm trung (KAB67 – KAB87). Mô-men từ khoảng 800 đến 2.700 N·m, cho máy trộn, máy khuấy, gầu tải, máy cán và các máy làm việc nhiều ca.
Nhóm lớn (KAB97 – KAB107). Mô-men từ khoảng 4.000 đến 8.000 N·m, cho băng tải nặng, máy trộn bê tông, máy ép, thiết bị khai khoáng.
b. Phân loại theo tư thế đặt chân đế
Chân đế nằm dưới. Tư thế thông dụng nhất: chân đế đặt lên mặt bệ nằm ngang, trục ra nằm ngang, motor nằm ngang vuông góc với trục ra.
Chân đế treo ngược. Hộp bắt chân đế lên mặt dưới của dầm hoặc khung, phù hợp máy có không gian phía dưới.
Chân đế đặt trên mặt đứng. Chân đế bắt vào mặt thành máy thẳng đứng, khi đó motor hướng lên hoặc xuống; lượng dầu và vị trí nút thông hơi thay đổi theo tư thế này.
c. Phân loại theo môi trường làm việc
Bản tiêu chuẩn. Sơn tĩnh điện thông thường, phớt đơn, dùng trong nhà xưởng khô ráo.
Bản chống ăn mòn. Sơn nhiều lớp, bu lông inox, phớt kép, dùng cho môi trường ẩm, ngoài trời, hóa chất, xử lý nước.
Bản cho thực phẩm. Dầu cấp thực phẩm, sơn và phớt chịu được rửa nước, dùng cho nhà máy thực phẩm, đồ uống.
4. So sánh hộp KAB với các kiểu lắp khác của dòng K
| Tiêu chí | KAB (trục âm, chân đế) | KA, KAT (trục âm, tay đòn) | KAF (trục âm, mặt bích) | K (trục đặc, chân đế) |
|---|---|---|---|---|
| Chống xoay vỏ hộp | Bu lông chân đế xuống bệ | Tay đòn có đệm đàn hồi | Mặt bích bắt vào thành máy | Bu lông chân đế xuống bệ |
| Trọng lượng hộp và motor | Bệ đỡ | Trục máy đỡ | Thành máy đỡ | Bệ đỡ |
| Nối với trục máy | Lồng trực tiếp, không khớp nối | Lồng trực tiếp, không khớp nối | Lồng trực tiếp, không khớp nối | Qua khớp nối, xích hoặc puly |
| Yêu cầu đồng tâm | Cao | Thấp, hộp tự lựa | Cao, định tâm qua mặt bích | Trung bình, khớp nối bù lệch |
| Phù hợp | Máy có bệ, trục ngắn, motor lớn | Băng tải, gầu tải, trục dài | Máy khuấy, cơ cấu đứng | Máy cần tách rời hộp và trục |
So với các kiểu lắp còn lại, hộp KAB phát huy lợi thế rõ nhất trong những trường hợp sau.
Trục máy ngắn hoặc nhỏ. Khi đoạn trục lồng vào hộp ngắn, hoặc đường kính trục nhỏ so với khối lượng hộp và motor, việc treo cả cụm lên trục sẽ tạo mô-men uốn lớn. Chân đế đỡ toàn bộ trọng lượng, trục chỉ còn chịu xoắn.
Máy có sẵn bệ đúc hoặc khung thép cứng. Các máy thiết kế kiểu truyền thống đã có mặt bệ để đặt hộp số chân đế. Dùng KAB giúp thay hộp trục đặc cũ bằng hộp cốt âm mà vẫn tận dụng được bệ, đồng thời bỏ khớp nối.
Không có chỗ bắt tay đòn. Ở nhiều máy, không gian quanh hộp không có điểm bắt tay đòn đủ cứng hoặc tay đòn vướng các bộ phận khác. Chân đế giải quyết việc chống xoay ngay dưới thân hộp.
Motor lớn, đặt lệch xa tâm trục. Motor nặng nằm vuông góc sẽ tạo mô-men lật quanh trục máy. Chân đế giữ cụm motor – hộp ổn định, giảm rung lắc khi khởi động và dừng.
Cụm truyền động cần cố định vị trí tuyệt đối. Một số máy cần vỏ hộp đứng yên tuyệt đối để lắp cảm biến, che chắn hoặc thiết bị đo; kiểu treo có tay đòn đàn hồi sẽ cho vỏ hộp dao động nhẹ, còn chân đế thì không.
Ngược lại, khi trục máy dài, đỡ trên ổ bi chắc chắn và có độ đảo nhất định, như trục puly băng tải dài hoặc trục gầu tải, kiểu treo kèm tay đòn của dòng KA thường phù hợp hơn vì cho phép hộp tự lựa. Với tải nhẹ đến vừa, cần tỉ số truyền lớn và chạy êm, hộp giảm tốc SA bánh răng – trục vít là hướng tham khảo cùng nhóm trục âm.
5. Ưu điểm và hạn chế của hộp giảm tốc KAB
Ưu điểm. Trục máy không phải đỡ trọng lượng hộp và motor. Không cần tay đòn và điểm bắt tay đòn trên khung. Vỏ hộp đứng yên tuyệt đối, ổn định khi khởi động, dừng và đảo chiều. Vẫn giữ lợi thế cốt âm là bỏ khớp nối, gọn theo chiều dài trục. Dễ thay thế cho hộp chân đế trục đặc trên máy đã có bệ. Hiệu suất cao của bộ bánh răng côn giúp tiết kiệm điện khi chạy nhiều ca.
Hạn chế. Đòi hỏi bệ phẳng, cứng và chiều cao tâm chính xác; sai lệch đồng tâm gây nóng ổ bi. Không tự lựa theo độ đảo của trục như kiểu treo. Gia công bệ tốn công hơn so với chỉ bắt tay đòn. Không tự hãm, tải dốc hoặc tải treo vẫn cần phanh hoặc khóa chống quay ngược.
6. Ứng dụng tiêu biểu của hộp giảm tốc KAB
Máy có bệ đúc truyền thống. Máy cán, máy kéo dây, máy cuốn tôn, máy uốn ống cải tạo từ hộp chân đế trục đặc sang hộp cốt âm.
Máy trộn nằm ngang. Máy trộn trục vít đôi, máy trộn bột, máy trộn phân bón có trục khuấy ngắn ra khỏi thân máy.
Bàn con lăn và băng chuyền khung thép. Hộp đặt trên dầm khung, trục con lăn lồng trực tiếp vào cốt âm.
Máy ép và máy đùn. Trục vít đùn nhựa, máy ép viên, máy ép bùn cần vỏ hộp đứng yên tuyệt đối khi chịu mô-men lớn.
Thiết bị khai khoáng và vật liệu xây dựng. Máy cấp liệu, máy rửa cát, sàng quay đặt trên bệ bê tông.
Chế biến nông sản và thức ăn chăn nuôi. Máy xát, máy đánh bóng gạo, máy sấy trống quay cỡ nhỏ, máy trộn thức ăn đặt trên khung thép có sẵn mặt bệ, nơi hộp cần đứng vững trong môi trường nhiều bụi và rung.
Thiết bị môi trường. Máy ép bùn băng tải, máy tách rác, máy khuấy đặt nằm ngang trên thành bể có bệ thép.
7. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc KAB
- Hộp giảm tốc KAB là gì? Là hộp giảm tốc bánh răng côn xoắn của họ K, trục ra cốt âm và vỏ hộp có chân đế để bắt xuống bệ máy.
- Chữ B trong tên KAB nghĩa là gì? B chỉ chân đế (base, foot). K là họ bánh răng côn, A là trục ra rỗng, B là kiểu cố định vỏ bằng chân đế.
- KAB và KA có cùng bánh răng không? Có. Cùng cỡ thì KAB và KA dùng chung bộ bánh răng, tỉ số và mô-men cho phép; khác nhau ở vỏ hộp có chân đế và cách chống xoay.
- Vì sao hộp KAB không cần tay đòn? Vì mô-men phản lực của vỏ hộp đã được các bu lông chân đế truyền xuống bệ; chân đế làm luôn nhiệm vụ chống xoay.
- Trục máy có phải đỡ trọng lượng hộp KAB không? Không. Trọng lượng hộp và motor do bệ đỡ, trục máy chỉ nhận mô-men xoắn.
- Hộp KAB có tự lựa theo trục máy như hộp treo không? Không. Vỏ hộp bị cố định xuống bệ nên trục máy phải được căn thẳng hàng với ống trục rỗng.
- Chiều cao tâm của hộp KAB là gì? Là khoảng cách từ mặt chân đế tới tâm ống trục rỗng, cố định theo từng cỡ hộp; bệ phải được làm theo kích thước này để tâm hộp trùng tâm trục máy.
- Dòng KAB có những cỡ nào? Phổ biến từ KAB37 đến KAB107, chia thành nhóm nhỏ 37 – 57, nhóm trung 67 – 87 và nhóm lớn 97 – 107.
- Hộp KAB có lắp treo ngược được không? Được, chân đế có thể bắt vào mặt dưới dầm hoặc mặt đứng, nhưng phải xác định tư thế trước để nạp đúng lượng dầu và đặt nút thông hơi ở vị trí cao nhất.
- KAB khác hộp K trục đặc chân đế thế nào? Cả hai đều có chân đế, nhưng K có trục ra đặc nối với máy qua khớp nối, xích hoặc puly; KAB lồng trực tiếp lên trục máy nên gọn hơn và không cần khớp nối.
- Có thể thay hộp K trục đặc bằng hộp KAB không? Thường được nếu bệ đủ chỗ và trục máy gia công được theo lỗ cốt âm; khi đó bỏ được khớp nối và rút ngắn cụm truyền động.
- Hộp KAB có dùng ngoài trời được không? Được với bản chống ăn mòn: sơn nhiều lớp, bu lông inox, phớt kép và motor cấp bảo vệ cao; nên có mái che.
- Hộp KAB có tự hãm không? Không. Bánh răng côn và bánh răng trụ có hiệu suất cao nên tải có thể quay ngược; tải dốc hoặc tải treo cần phanh hoặc khóa chống quay ngược.
- Bệ cho hộp KAB nên làm bằng gì? Thép tấm dày có gân chống xoắn hoặc bệ bê tông có bu lông neo; quan trọng nhất là mặt đặt phẳng và đủ cứng dưới mô-men phản lực.
- Hộp KAB có ghép motor phanh, motor biến tần được không? Được. Đầu vào của KAB giống các phiên bản khác của họ K nên ghép được motor phanh, motor biến tần hoặc mặt bích motor IEC.
