Hộp Giảm Tốc Nuôi Tôm: Tỉ Số, Mô-men, Cách Chọn Hộp Số Quạt Nước

Motor 4 cực quay khoảng 1450 vòng/phút. Cánh quạt nước ao tôm chỉ cần 80–120 vòng/phút. Muốn hạ tốc độ 12–18 lần mà vẫn đủ lực kéo cả dàn cánh, phải có hộp giảm tốc. Ao tôm thẻ thâm canh chạy quạt gần như suốt ngày đêm. Vì vậy hộp số quạt nước là chi tiết bị hành nhiều nhất trong vụ nuôi.

Phần dưới đi thẳng vào tỉ số truyền, mô-men, các kiểu hộp số nuôi tôm đang dùng phổ biến và cách tính cho từng ao.

1. Hộp giảm tốc nuôi tôm là gì

Hộp giảm tốc nuôi tôm (còn gọi là hộp số quạt nước, hộp số nuôi tôm) là bộ truyền bánh răng đặt giữa motor và trục cánh quạt.

• Nhiệm vụ: giảm tốc độ, tăng mô-men xoắn (lực xoắn trên trục, đơn vị Nm).
• Tỉ số hay dùng: 1/10 đến 1/25.
• Tốc độ cánh sau hộp: khoảng 60–145 vòng/phút.
• Công suất motor kéo: phổ biến 1,5–3,7 kW (2–5 HP).

Hộp giảm tốc quạt nước ao tôm khác hộp số thường ở chỗ phải chạy ngoài trời, sát mặt nước lợ, gần như 24/24.

2. Thông số kỹ thuật và cách đọc tem hộp số quạt nước

Tem hộp số và tem motor nên đọc cùng lúc. Các thông số cần xem:

• Ratio / i (tỉ số truyền): ghi 1/15 hoặc 15:1. Trục ra quay chậm hơn trục vào 15 lần.
• kW hoặc HP: công suất motor lớn nhất hộp chịu được. 1 HP ≈ 0,75 kW.
• r/min hoặc RPM (vòng/phút): trên motor liền hộp thường ghi luôn tốc độ trục ra.
• Nm (mô-men cho phép): con số quyết định kéo được bao nhiêu cánh.
• Đường kính trục ra: hay gặp 28, 32, 40 mm.
• IP (cấp bảo vệ): motor ngoài ao nên từ IP55 trở lên.
• A (dòng điện định mức): dùng để chỉnh rơ le nhiệt và kiểm tra quá tải.

Ví dụ tem ghi "2.2kW, 4P, i=15, 97 r/min". Nghĩa là motor 2,2 kW 4 cực, cánh quay khoảng 97 vòng/phút.

3. Ứng dụng hộp giảm tốc nuôi tôm theo tỉ số truyền

Bảng dưới tính cho motor 4 cực 1450 vòng/phút. Mô-men là giá trị tính toán theo công thức 9550 × P / n × hiệu suất. Hộp bánh răng lấy hiệu suất 0,95. Hộp trục vít lấy 0,65–0,7.

• Mô-men trên là giá trị tính, chưa phải số đo thực tế.
• Motor thực tế chạy 1400–1450 vòng/phút, tốc độ ra lệch nhẹ.
• Tỉ số 1/15 và 1/20 là phổ biến nhất ở ao tôm thẻ.

Cùng một dàn cánh, tỉ số lớn hơn thì cánh quay chậm, mô-men cao, motor đỡ nóng. Tỉ số nhỏ thì cánh quay nhanh, té nước mạnh nhưng dễ quá dòng.

4. Phân loại hộp số nuôi tôm phổ biến

Ở các vùng nuôi Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Bến Tre đang gặp 6 kiểu chính.

a. Motor giảm tốc liền khối chân đế trục thẳng

• Motor và hộp bánh răng đúc liền, chân đế, trục ra thẳng hàng với motor.
• Công suất 1,5–3,7 kW (2–5 HP). Tỉ số 1/15, 1/20, 1/25.
• Điện 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V.
• Nối với trục dài, kéo dàn khoảng 10–20 cánh nhựa.
• Ưu điểm: không dùng dây curoa, ít căn chỉnh, lắp nhanh.
• Hạn chế: hỏng motor thường phải tháo cả cụm.

Đây là loại dùng nhiều nhất cho dàn quạt dài hiện nay. Xem thêm các dòng motor giảm tốc chân đế để nắm kích thước trục và chân đế.

b. Cụm quạt nước 4 phao (motor đứng liền hộp số)

• Motor gắn trên hộp số, hộp số đặt giữa khung phao.
• Trục ra hai đầu, mỗi đầu kéo 2–3 cánh.
• Thường 2–3 HP, tỉ số 1/15, cánh quay khoảng 105 vòng/phút.
• Hợp ao 1.000–3.000 m², ao lót bạt.
• Hạn chế: hộp số đặt thấp, gần nước bắn. Phớt và nút thông hơi hỏng sớm hơn.

c. Hộp số rời trục ra hai đầu (dạng GT)

• Hộp bánh răng vỏ gang, chưa có motor.
• Nhận lực từ motor qua puly dây curoa, hoặc kéo bằng máy dầu khi mất điện.
• Trục ra hai đầu, kéo hai nhánh dàn quạt dài.
• Tỉ số hộp khoảng 1/10. Chỉnh tốc độ cánh bằng cỡ puly.
• Hạn chế: thêm dây curoa, phải căng dây định kỳ.

Kiểu này còn nhiều ở ao đất lớn, điện lưới yếu, cần chạy máy dầu dự phòng.

d. Hộp số đảo chiều nuôi tôm

• Tỉ số 1:1, không giảm tốc.
• Dùng đổi chiều quay hoặc chia lực sang hai dàn quạt.
• Tạo dòng chảy vòng, gom chất thải về hố xi phông giữa ao.
• Luôn đi kèm một hộp giảm tốc hoặc motor giảm tốc phía trước.

e. Motor giảm tốc 1 pha 220V cho ao nhỏ

• Công suất 0,75–2,2 kW, trục ra 22, 28, 32 mm.
• Dùng điện nhà, không cần điện 3 pha.
• Hợp ao ương, ao nhỏ dưới 1.500 m², bể nuôi trong nhà.
• Hạn chế: dòng khởi động lớn. Nhiều quạt cùng bật dễ sụt áp, nhảy CB.

Thông số các mẫu chân đế, mặt bích có ở trang motor giảm tốc 1 pha. Ao từ 3,7 kW trở lên nên chuyển sang motor giảm tốc 3 pha.

f. Hộp giảm tốc trục vít WPA, WPS

• Trục ra vuông góc với trục motor.
• Tỉ số lớn 1/30–1/60, tự hãm (dừng motor thì trục ra không tự quay ngược).
• Dùng cho máy cho ăn, máy kéo lưới, máy cào bùn, guồng chậm.
• Hạn chế: hiệu suất 60–85%. Chạy liên tục 24/24 ở tỉ số lớn thì nóng.

Không nên dùng trục vít kéo dàn quạt chạy suốt đêm. Hộp bánh răng hiệu suất cao hơn, tiền điện thấp hơn. Chi tiết cỡ hộp xem tại hộp giảm tốc WPA và hộp giảm tốc WPS.

So sánh nhanh các kiểu hộp số quạt nước

5. Cấu tạo hộp số quạt nước

• Vỏ hộp: gang đúc, sơn chống gỉ. Hàng tốt sơn hai lớp, có gân tản nhiệt.
• Bánh răng: thép, thường 1–2 cấp. Răng nghiêng chạy êm hơn răng thẳng.
• Trục vào, trục ra: thép C45, có rãnh cavet (rãnh then để khóa puly, khớp nối).
• Bạc đạn (vòng bi): đỡ hai đầu trục. Chỗ này chịu tải lệch từ dàn cánh.
• Phớt chặn dầu: chi tiết quyết định tuổi thọ ở ao tôm. Hở phớt là nước vào.
• Nút thông hơi, nút xả, mắt thăm dầu: thiếu nút thông hơi thì hộp nóng, đẩy dầu qua phớt.
• Dầu bánh răng: thường dùng dầu công nghiệp độ nhớt 220 hoặc 320.

Nguyên lý: bánh răng nhỏ trên trục motor quay nhanh, ăn khớp bánh răng lớn. Bánh lớn quay chậm hơn theo tỉ lệ số răng, lực xoắn tăng gần tương ứng.

6. Ưu điểm hộp giảm tốc nuôi tôm

• Dùng được motor 4 cực phổ thông. Motor này rẻ, dễ thay tại địa phương.
• Hộp bánh răng hiệu suất khoảng 94–97% mỗi cấp. Chạy 24/24 vẫn tiết kiệm điện hơn trục vít.
• Một motor 2,2 kW kéo được dàn 10–12 cánh, khỏi phải dùng nhiều motor nhỏ.
• Thay phớt, bạc đạn, dầu đơn giản. Thợ vùng nuôi tôm đều làm được.
• Thay hộp dự phòng trong 20–30 phút, ao không bị thiếu oxy lâu.

Muốn cánh quay chậm mà không dùng hộp số thì cần motor nhiều cực. Motor 6 pole cũng chỉ xuống được khoảng 960 vòng/phút, vẫn phải giảm tốc tiếp.

7. Cách tính tỉ số truyền và công suất cho ao tôm

Bước 1: chọn tốc độ cánh

• Cánh nhựa đường kính khoảng 60–70 cm thường chạy 90–110 vòng/phút.
• Dàn dài nhiều cánh, cánh to: 60–80 vòng/phút.
• Tỉ số = tốc độ motor / tốc độ cánh. Ví dụ 1450 / 100 = 14,5. Chọn hộp 1/15.

Bước 2: chọn công suất theo diện tích và mật độ

• Tôm thẻ thâm canh: khoảng 1–1,5 HP cho mỗi 1.000 m² mặt nước.
• Siêu thâm canh, ao lót bạt mật độ cao: 2–3 HP/1.000 m², kèm sục khí đáy.
• Ví dụ ao 3.000 m² thâm canh: cần 3–4,5 HP. Bố trí 2 dàn 2 HP (1,5 kW) đặt chéo góc.

Bước 3: kiểm tra lại bằng mô-men

• Motor 1,5 kW, i=15: tốc độ ra 97 vòng/phút.
• Mô-men ≈ 9550 × 1,5 / 97 × 0,95 ≈ 141 Nm.
• Chọn hộp có mô-men cho phép từ 170–210 Nm, tức dư 1,2–1,5 lần.

Hệ số dư này cần vì quạt chạy liên tục, tải va đập khi cánh vướng rác, rong. Ở ao tôm Việt Nam, nắng nóng 35–38°C, hộp đặt ngoài trời. Không cần mua hộp dư gấp đôi. Dư 1,2–1,5 lần là đủ, tiết kiệm tiền mua mà vẫn bền vụ.

Ao dùng thêm sục khí đáy thì có thể giảm bớt số quạt. Tham khảo cách chọn máy thổi khí con sò cho ao nuôi.

Lỗi chọn sai hay gặp

• Chọn tỉ số 1/10 cho dàn 14–16 cánh. Cánh quay nhanh, motor quá dòng, nhảy rơ le nhiệt.
• Gắn hộp trục vít kéo dàn quạt chạy đêm. Hộp nóng 70–80°C, mòn bánh vít sau 1–2 vụ.
• Mua hộp số cùng cỡ trục nhưng mô-men cho phép thấp hơn motor.

8. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc nuôi tôm

a. Người sắp mua: khảo giá, chọn loại, có đủ lực không

• Motor 2 HP gắn hộp 1/15 kéo được mấy cánh? Thường 6–10 cánh nhựa cỡ phổ thông. Số cánh thực tế phụ thuộc độ ngập cánh. Đo dòng bằng ampe kìm, dòng chạy nên khoảng 75–85% dòng tem.
• Hộp số quạt nước gắn motor 1 pha được không? Được, nếu mặt bích và cốt trục khớp. Motor 1 pha phù hợp đến khoảng 2,2 kW. Lớn hơn nên dùng 3 pha cho đỡ sụt áp.
• Kéo bằng máy dầu khi cúp điện được không? Được với hộp rời dạng GT có puly. Motor liền hộp thì không đổi sang máy dầu được.
• Nhìn sao biết hộp kém chất lượng? Vỏ gang mỏng, có lỗ rỗ khí. Quay tay trục vào thấy chỗ nặng chỗ nhẹ. Trục ra lắc rơ. Không có nút thông hơi.
• Ao nước mặn cần lưu ý gì khi mua? Hỏi bu lông inox hay mạ kẽm. Hỏi phớt mấy lớp. Sơn phải phủ kín cả mặt bích.
• Có nên mua motor giảm tốc liền hay hộp rời? Ao có điện 3 pha ổn định thì liền hộp gọn hơn. Ao xa, hay cúp điện thì hộp rời linh hoạt hơn.

b. Người mới mua về: lắp đặt và chạy lần đầu

• Trước khi lắp cần kiểm tra gì? Mở nút thăm dầu, xem mức dầu. Thay nút bịt vận chuyển bằng nút thông hơi.
• Độ ngập cánh bao nhiêu là vừa? Khoảng 8–12 cm. Ngập sâu quá thì motor quá tải.
• Căn trục thế nào? Trục dàn quạt phải thẳng hàng trục hộp. Dùng khớp nối mềm, không hàn cứng.
• Chạy thử ra sao? Chạy không tải 15–30 phút, nghe tiếng, sờ nhiệt. Sau đó mới gắn đủ cánh.
• Bật nhiều quạt cùng lúc được không? Nên bật lệch nhau vài giây để tránh sụt áp, nhảy CB tổng.

c. Người đã dùng 3–6 tháng: kiểm tra và vận hành an toàn

• Khi nào thay dầu lần đầu? Sau khoảng 300–500 giờ chạy. Sau đó thay mỗi vụ nuôi.
• Dầu chuyển màu trắng sữa là bị gì? Nước đã lọt vào hộp. Xả dầu, thay phớt, kiểm tra nút thông hơi có nắp che.
• Hộp kêu rè rè, nóng hơn bình thường? Thường do thiếu dầu hoặc bạc đạn mòn. Dừng máy kiểm tra, đừng chạy cố đến hết vụ.
• Kiểm tra điện định kỳ gì? Đo dòng từng quạt mỗi tháng. Đo điện trở cách điện motor (đồng hồ megom) đầu vụ.
• An toàn điện ngoài ao? Mỗi quạt có CB chống giật riêng. Vỏ motor nối đất. Dây đi trên cao, không ngâm nước.

d. Sinh viên, người ngoài ngành: cần học gì để hiểu hộp số nuôi tôm

• Kiến thức cơ khí nền: mô-men xoắn, tỉ số truyền, hiệu suất bộ truyền. Học công thức T = 9550 × P / n.
• Các loại bộ truyền: bánh răng trụ, bánh răng nghiêng, trục vít bánh vít, bộ truyền puly dây curoa. So sánh hiệu suất và độ ồn từng loại.
• Kiến thức điện: motor không đồng bộ 3 pha, motor 1 pha có tụ, đọc tem motor. Tính dòng điện, chọn dây, chọn CB và rơ le nhiệt.
• Môi trường làm việc: ăn mòn do nước lợ, nước mặn. Cấp bảo vệ IP. Vì sao phớt và nút thông hơi quan trọng.
• Kiến thức nuôi trồng cơ bản: oxy hòa tan (DO, mg/L) trong ao. Oxy thấp nhất lúc gần sáng. Quan hệ giữa tốc độ cánh và lượng oxy hòa vào nước.
• Thực hành: ra ao đếm vòng cánh trong 1 phút. Đo dòng khi thay đổi số cánh. Đo DO trước và sau khi bật quạt.

Nên đọc thêm phần tổng quan hộp giảm tốc và hộp giảm tốc trục vít để so sánh hai nhóm bộ truyền.

e. Thầy kỹ thuật: 4 ý cốt lõi cần nhớ

• Tốc độ cánh = 1450 / tỉ số. Cánh quạt nước cần 60–110 vòng/phút.
• Chọn hộp theo mô-men, dư 1,2–1,5 lần.
• Kéo quạt chạy đêm dùng hộp bánh răng, không dùng trục vít.
• Phớt, nút thông hơi, dầu sạch quyết định tuổi thọ hộp.