Hộp Giảm Tốc RF

Hộp giảm tốc RF (hộp số RF, hộp giảm tốc mặt bích trục thẳng, tiếng Anh là flange mounted inline helical gearbox) là phiên bản lắp mặt bích của dòng hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng đồng trục. Thay vì đặt trên bệ bằng chân đế, hộp RF được bắt trực tiếp vào thành máy, khung máy hoặc nắp bồn qua một mặt bích tròn ở phía trục ra, nhờ đó cụm truyền động gọn, định tâm chính xác và lắp được ở nhiều tư thế, kể cả trục đứng.

Chữ "F" trong tên gọi là viết tắt của flange (mặt bích); con số đi kèm là cỡ hộp, từ RF37 đến RF147 với đường kính trục ra từ Ø25 đến Ø110 mm. Nội dung dưới đây đi sâu vào phần khác biệt của hộp RF so với hộp chân đế: cấu tạo mặt bích, cách chọn đường kính bích, bảng cỡ hộp, tư thế lắp, các lỗi lắp đặt hay gặp và những câu hỏi mà người thiết kế, người lắp máy thường đặt ra.

1. Hộp giảm tốc RF là gì?

Hộp giảm tốc RF có cùng bộ bánh răng, trục và tỉ số truyền với hộp giảm tốc R cùng cỡ; khác biệt nằm ở vỏ hộp. Vỏ RF không có chân đế mà có một mặt bích tròn đúc liền ở mặt trước, đồng tâm với trục ra. Mặt bích có vòng định tâm (gờ lồi) và một vòng lỗ bắt bulông, dùng để lắp hộp áp sát vào mặt phẳng của máy.

Khi gắn liền motor, cụm motor giảm tốc RF thường được gọi là motor giảm tốc mặt bích trục thẳng, động cơ giảm tốc bích đồng trục hoặc motor hộp số RF. Trong catalog nước ngoài có thể gặp các tên Flanschgetriebe hay Stirnradgetriebe mit Flansch (tiếng Đức), 法兰式斜齿轮减速机 hoặc RF系列减速机 (tiếng Trung), фланцевый соосный редуктор (tiếng Nga), riduttore coassiale flangiato (tiếng Ý).

Hộp RF thuộc nhóm hộp giảm tốc bánh răng, phù hợp các máy cần treo hộp số lên thân máy thay vì đặt riêng trên bệ.

2. Cấu tạo hộp giảm tốc RF và vai trò của mặt bích

Bên trong hộp RF gồm 2 hoặc 3 cấp bánh răng trụ răng nghiêng bằng thép hợp kim thấm carbon, mài răng; trục trung gian; trục ra đặc có then; ổ bi; phớt chặn dầu và các nút thông hơi, thăm dầu, xả dầu. Phần quyết định cách lắp là mặt bích đầu ra với ba thông số chính:

• Đường kính ngoài mặt bích (ví dụ Ø200, Ø250 mm): là con số thường dùng để gọi tên bích, như "RF67 bích 250".
• Vòng định tâm: gờ tròn lồi ra khỏi mặt bích, lồng vào lỗ khoét trên thân máy để hộp tự đồng tâm với trục máy. Đường kính vòng định tâm có dung sai lắp ghép chặt, không thay được bằng cách khoét rộng lỗ.
• Vòng lỗ bulông: số lỗ, đường kính lỗ và đường kính vòng tròn đi qua tâm lỗ. Thân máy phải khoan đúng vòng lỗ này.

Hình dưới tổng hợp mặt bích đầu ra thực tế của các cỡ RF37 đến RF67, mỗi cỡ có hai đường kính bích để chọn:

• RF37: trục ra Ø25 mm, mặt bích Ø160 hoặc Ø200 mm, lỗ bắt bulông Ø9 mm.
• RF47: trục ra Ø30 mm, mặt bích Ø160 hoặc Ø200 mm, lỗ bắt bulông Ø9 mm.
• RF57: trục ra Ø35 mm, mặt bích Ø200 hoặc Ø250 mm; bích Ø250 có lỗ bắt bulông Ø11 mm.
• RF67: trục ra Ø35 mm, mặt bích Ø200 hoặc Ø250 mm; bích Ø250 có lỗ bắt bulông Ø11 mm.

Cần phân biệt mặt bích đầu ra của hộp RF với mặt bích đầu vào dùng để lắp motor. Bích đầu ra dùng để gắn hộp vào máy; bích đầu vào (bộ chuyển bích IEC) dùng để gắn motor vào hộp. Một hộp RF có thể vừa có bích ra để lắp vào máy, vừa có bích vào để lắp motor mặt bích B5.

Vì toàn bộ trọng lượng motor và hộp số treo trên mặt bích, mặt bích hộp RF đúc dày, có gân tăng cứng. Ở các cỡ lớn, motor nặng và dài, khi lắp trục nằm ngang trên thành máy mỏng có thể cần thêm gối đỡ phía đuôi motor để giảm rung.

3. Ưu điểm và giới hạn của hộp giảm tốc RF

Ưu điểm

• Không cần bệ đỡ riêng: hộp bắt thẳng vào thành máy, tiết kiệm không gian và chi phí gia công bệ.
• Định tâm chính xác nhờ vòng định tâm, giảm lệch tâm giữa trục hộp và trục máy, ít phải căn chỉnh.
• Lắp được trục nằm ngang, trục đứng hướng xuống hoặc hướng lên, phù hợp máy khuấy, máy trộn đứng.
• Hiệu suất cao như hộp R, thường trên 90%, chạy êm, chịu tải liên tục.
• Kích thước bích tiêu chuẩn hóa theo từng cỡ, thuận tiện thay thế khi hỏng.

Giới hạn cần biết

• Không tự hãm: ứng dụng nâng hạ, băng tải dốc cần motor có phanh hoặc bộ chống quay ngược.
• Thân máy tại vị trí lắp bích phải đủ dày, phẳng và cứng; thành tôn mỏng sẽ rung và nứt quanh lỗ bulông.
• Trục đứng hướng xuống làm phớt trục ra luôn ngập dầu, đòi hỏi chọn đúng tư thế khi đặt hàng.
• Khi cần lắp lồng trực tiếp lên trục máy mà không dùng khớp nối, hộp trục đặc RF không đáp ứng được; khi đó phải chọn dòng trục rỗng.

4. Phân loại hộp giảm tốc RF

Ngoài phiên bản RF tiêu chuẩn, nhóm hộp mặt bích đồng trục còn một số biến thể theo số cấp, kiểu ổ đỡ và kiểu nối đầu vào.

a) Hộp giảm tốc RF tiêu chuẩn 2 cấp và 3 cấp

Phiên bản phổ biến nhất, mỗi cỡ có hai đường kính bích để chọn. Hộp 2 cấp cho tốc độ ra trung bình và cao, trục ra quay cùng chiều motor; hộp 3 cấp cho tốc độ ra thấp, mô-men lớn, trục ra quay ngược chiều motor.

b) Hộp giảm tốc RXF một cấp mặt bích

Hộp một cấp bánh răng, tỉ số truyền nhỏ (khoảng 1,3 đến 8,65), tốc độ ra cao, lắp bằng mặt bích. Dùng cho quạt, bơm, máy khuấy tốc độ cao, những nơi chỉ cần giảm nhẹ tốc độ motor.

c) Hộp giảm tốc RM mặt bích có ổ đỡ kéo dài

Biến thể mặt bích dành riêng cho máy khuấy: cụm ổ đỡ trục ra được kéo dài, khoảng cách giữa hai ổ bi lớn, chịu được lực hướng tâm, lực dọc trục và mô-men uốn do cánh khuấy treo trực tiếp trên trục. Thường có từ cỡ 57 trở lên. Khi trục cánh khuấy dài, bồn sâu hoặc chất khuấy đặc, RM bền hơn RF tiêu chuẩn cùng cỡ.

d) Hộp giảm tốc R..F chân đế kết hợp mặt bích

Vỏ hộp có cả chân đế và mặt bích. Dùng khi máy có bệ đỡ nhưng vẫn cần mặt bích để định tâm với thân máy, ví dụ cụm dẫn động vít tải hoặc máy ép.

e) Hộp giảm tốc RF ghép đôi (RF..R)

Một hộp R nhỏ ghép làm cấp vào cho hộp RF lớn, ví dụ RF97R57, cho tỉ số truyền tổng rất lớn và tốc độ ra rất chậm, phù hợp máy khuấy bể lắng, máy gạt bùn, bàn xoay chậm.

f) Phân loại theo kiểu nối đầu vào

• Gắn motor liền: cụm ngắn nhất, motor và hộp xuất xưởng thành một khối.
• Bộ chuyển bích IEC (AM): lắp được motor mặt bích B5 tiêu chuẩn, dễ thay motor.
• Trục vào dương (AD): dẫn động qua puly, xích hoặc khớp nối từ nguồn động lực khác.
• Bích servo (AQ): dùng với motor servo cho máy tự động.

5. Bảng cỡ hộp giảm tốc RF: trục ra và đường kính mặt bích

Mỗi cỡ hộp RF thường có hai, đôi khi ba đường kính mặt bích để chọn. Bảng dưới tổng hợp đường kính trục ra, các đường kính bích thường gặp và mô-men đầu ra tối đa theo cỡ:

• Cùng một cỡ hộp, bích lớn và bích nhỏ có cùng bánh răng, cùng mô-men; chỉ khác kích thước lắp vào máy.
• Bích lớn có vòng lỗ bulông rộng hơn, đỡ hộp vững hơn khi trục nằm ngang, motor dài hoặc thành máy mỏng.
• Kích thước vòng định tâm, vòng lỗ bulông và số lỗ có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất; luôn đối chiếu bản vẽ trước khi khoan thân máy.

Hình dưới tổng hợp cụm motor giảm tốc RF theo từng cỡ, gồm đường kính bích, lỗ bích, trục ra, rãnh cavet và các mức công suất motor thường ghép:

• RF37: bích Ø160 mm, trục Ø25 mm, cavet 8 mm; RF47: bích Ø160 mm, trục Ø30 mm, cavet 8 mm.
• RF57 và RF67: bích Ø200 mm, trục Ø35 mm; RF67 cavet 10 mm.
• RF77: bích Ø250 mm, lỗ bích Ø13,5 mm, trục Ø40 mm, cavet 12 mm; RF87: bích Ø300 mm, lỗ bích Ø13,5 mm, trục Ø50 mm.
• RF97: bích Ø350 mm, lỗ bích Ø17,5 mm, trục Ø60 mm, cavet 18 mm.
• Công suất ghép phổ biến: RF37 và RF47 đến 1,5 kW; RF57, RF67 và RF77 đến 4 kW; RF87 từ 2,2 đến 7,5 kW; RF97 từ 5,5 đến 15 kW.

6. Cách chọn hộp giảm tốc RF

Xác định tốc độ và mô-men. Tốc độ ra tính theo công thức n2 = n1 / i; mô-men ra T2 = 9550 × P × η / n2 (Nm). Motor 4 cực (khoảng 1.450 vòng/phút) là cấu hình chính; motor 6 cực và 8 cực dùng khi cần tốc độ ra thấp hơn. Mô-men tải nhân hệ số làm việc phải nhỏ hơn mô-men cho phép của hộp ở tỉ số đã chọn.

Chọn đường kính bích theo thân máy. Đo đường kính lỗ khoét, vòng lỗ bulông và độ dày thành máy. Máy làm mới nên chọn bích lớn hơn khi trục nằm ngang và motor nặng; chọn bích nhỏ khi không gian chật hoặc lắp trên nắp bồn nhỏ.

Kiểm tra lực trên trục ra. Với máy khuấy, cánh khuấy treo trên trục tạo lực hướng tâm và mô-men uốn; với nhông xích, lực kéo xích tạo lực hướng tâm Fr = 2000 × T2 / d × fZ (d là đường kính vòng chia nhông, mm; fZ là hệ số theo kiểu truyền). Khi lực vượt giới hạn trục ra của RF tiêu chuẩn, chọn cỡ lớn hơn hoặc chuyển sang RM.

Chọn tư thế lắp. Hộp RF có các tư thế chuẩn M1 đến M6, trong đó có tư thế trục nằm ngang, trục đứng hướng xuống và trục đứng hướng lên. Lượng dầu và vị trí nút thông hơi phụ thuộc tư thế, nên khi đặt hàng phải ghi rõ trục ra hướng nào.

Chọn vị trí hộp đấu dây motor. Hộp đấu dây có thể quay 0°, 90°, 180°, 270°. Với hộp mặt bích lắp sát vách, chọn sai vị trí hộp đấu dây có thể khiến không luồn được cáp.

• Không chọn hộp theo công suất motor đơn thuần; mô-men và hệ số làm việc mới quyết định cỡ hộp.
• Không dùng RF tiêu chuẩn cho cánh khuấy dài, nặng mà không kiểm tra lực hướng tâm và mô-men uốn.
• Không đổi tư thế lắp (từ nằm ngang sang trục đứng) mà không điều chỉnh dầu và nút thông hơi.

7. Lắp hộp giảm tốc RF lên máy: những điểm dễ sai

Mặt tựa không phẳng. Mặt bích hộp là mặt gia công chính xác; nếu thân máy cong vênh, có mối hàn lồi hoặc lớp sơn dày, khi siết bulông vỏ hộp sẽ bị kéo méo, ổ bi lệch và hộp chạy ồn. Mặt tựa nên được phay hoặc mài phẳng, làm sạch sơn tại vùng tiếp xúc.

Lỗ định tâm khoét quá rộng. Khi lỗ khoét trên thân máy lớn hơn vòng định tâm, hộp chỉ còn bám bằng bulông, trục hộp lệch với trục máy và bulông chịu cắt. Lỗ định tâm cần gia công đúng dung sai theo bản vẽ.

Bulông không đủ cấp bền hoặc siết không đều. Bulông mặt bích chịu toàn bộ mô-men phản lực của hộp số. Dùng bulông cấp bền cao theo khuyến cáo, siết chéo theo hình sao và đủ lực; bulông lỏng làm bích rung, mài mòn vòng định tâm và có thể làm nứt mặt bích.

Lắp trục đứng hướng xuống trên bồn khuấy. Đây là tư thế phổ biến nhất của máy khuấy nhưng cũng là tư thế phớt trục ra chịu áp dầu nhiều nhất. Cần đặt hàng đúng tư thế, giữ hơi bồn nóng hoặc hóa chất không thổi thẳng vào phớt, và có khoảng hở giữa mặt bích hộp và nắp bồn nếu bồn có nhiệt độ cao.

Nối trục bằng khớp cứng. Khi trục hộp RF nối với trục máy có ổ đỡ riêng, nên dùng khớp nối mềm để bù sai lệch nhỏ. Khớp cứng chỉ phù hợp khi trục máy không có ổ đỡ riêng, ví dụ trục cánh khuấy treo hoàn toàn trên hộp.

Tải kéo ngược. Với vít tải nghiêng, băng tải dốc, cơ cấu nâng, cần motor có phanh hoặc bộ chống quay ngược vì bánh răng nghiêng không tự giữ tải.

8. Ứng dụng của hộp giảm tốc RF

• Máy khuấy, máy trộn đứng trong ngành hóa chất, sơn, mực in, thực phẩm, dược phẩm, xử lý nước.
• Cụm dẫn động gắn thành máy của băng tải, vít tải, gầu tải, máy cấp liệu.
• Máy trộn bê tông, máy trộn thức ăn chăn nuôi, máy trộn phân bón.
• Bàn xoay, máy quấn màng, máy chiết rót, máy đóng gói.
• Máy gạt bùn, máy khuấy bể lắng, máy khuấy bể điều hòa trong trạm xử lý nước thải.
• Máy ép, máy cán, cơ cấu kéo trong ngành nhựa, giấy, dệt.

9. So sánh hộp RF với các kiểu hộp mặt bích khác

Nếu máy cần trục ra vuông góc với motor, xem nhóm hộp số vuông góc; nếu cần lắp lồng thẳng lên trục máy, xem hộp giảm tốc cốt âm. Với máy khuấy chịu va đập mạnh, hộp số giảm tốc cyclo mặt bích là một phương án khác.

10. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc RF

• Hộp giảm tốc RF khác hộp giảm tốc R ở điểm nào? Bánh răng, trục và tỉ số truyền giống nhau theo cỡ; RF không có chân đế mà có mặt bích tròn đồng tâm với trục ra để bắt vào thành máy. RF lắp được trục đứng và tự định tâm với máy, R cần bệ đỡ và phải căn chỉnh.
• Đường kính mặt bích RF đo ở đâu, có phải đường kính lỗ bulông không? Con số gọi tên bích (Ø200, Ø250...) là đường kính ngoài của mặt bích. Vòng lỗ bulông và vòng định tâm nhỏ hơn con số này. Khi gia công thân máy cần lấy cả ba thông số trên bản vẽ của đúng hộp.
• Cùng một cỡ RF, nên chọn bích lớn hay bích nhỏ? Mô-men như nhau. Chọn bích lớn khi trục nằm ngang, motor nặng hoặc thành máy mỏng để hộp đứng vững hơn; chọn bích nhỏ khi không gian hẹp, lắp trên nắp bồn nhỏ hoặc máy đã khoan sẵn theo bích nhỏ.
• Hộp RF lắp trục đứng hướng xuống cho máy khuấy được không? Được, đây là ứng dụng phổ biến của RF. Cần đặt hàng đúng tư thế để nhà sản xuất châm đủ dầu, bố trí nút thông hơi ở trên cao. Với cánh khuấy dài, nặng hoặc khuấy chất đặc, nên kiểm tra lực hướng tâm và cân nhắc phiên bản RM.
• RF và RM khác nhau thế nào khi dùng cho máy khuấy? RM là hộp mặt bích có cụm ổ đỡ trục ra kéo dài, khoảng cách hai ổ bi lớn nên chịu mô-men uốn và lực hướng tâm do cánh khuấy tốt hơn nhiều so với RF cùng cỡ. RF phù hợp cánh khuấy ngắn, nhẹ hoặc trục cánh có ổ đỡ dưới đáy bồn.
• Có thể lắp hộp RF lên thành tôn mỏng không? Không nên. Thành mỏng bị rung, mặt bích không ép chặt đều và lỗ bulông dễ nứt. Cần hàn tấm đế dày, gia công phẳng và khoét lỗ định tâm đúng kích thước tại vị trí lắp.
• Bulông bắt mặt bích hộp RF cần loại nào? Bulông phải chịu được mô-men phản lực của hộp, nên dùng bulông cấp bền cao theo khuyến cáo của nhà sản xuất, đủ số lượng, có long đen và siết chéo đều tay. Không bỏ bớt bulông khi lỗ trên máy không khớp.
• Hộp RF có cần gối đỡ đuôi motor không? Với cỡ nhỏ và trung bình lắp trục đứng thì thường không cần. Khi lắp trục nằm ngang, motor công suất lớn, dài hoặc máy rung mạnh, gối đỡ đuôi motor giúp giảm lực uốn lên mặt bích và giảm rung.
• Hộp RF có tự hãm không, dùng cho vít tải nghiêng được không? Không tự hãm. Vít tải nghiêng, băng tải dốc, gầu tải khi mất điện có thể bị tải kéo ngược, nên cần motor có phanh hoặc bộ chống quay ngược đi kèm hộp RF.
• Mặt bích hộp RF có lắp được vào máy đang dùng hộp cyclo mặt bích không? Thường không lắp thẳng được vì đường kính bích, vòng lỗ bulông, vòng định tâm và chiều cao trục khác nhau. Cần tấm chuyển bích gia công riêng hoặc chọn hộp có kích thước bích gần nhất rồi khoan lại thân máy.
• Khi thay hộp RF hỏng, cần những thông tin gì? Cỡ hộp, đường kính mặt bích, tỉ số truyền, công suất và số cực motor, tư thế lắp (trục ngang, trục đứng hướng lên hay xuống) và vị trí hộp đấu dây. Ảnh chụp nhãn hộp, nhãn motor và mặt bích kèm thước đo là đủ để đối chiếu.
• Tại sao trên máy khuấy, hộp RF thường đi với motor 4 cực? Motor 4 cực có tốc độ khoảng 1.450 vòng/phút, đi với tỉ số truyền vừa phải cho tốc độ cánh khuấy phổ biến 20 đến 150 vòng/phút, motor gọn và hiệu suất tốt. Motor 6 cực, 8 cực dùng khi cần tốc độ thấp hơn mà không muốn tăng tỉ số.
• Có chạy hộp RF bằng biến tần để chỉnh tốc độ khuấy không? Có. Chú ý mô-men ra không tăng khi giảm tần số và motor chạy lâu ở tần số thấp bị giảm làm mát. Chất khuấy đặc dần theo thời gian cần tính mô-men ở điểm đặc nhất.
• Hộp RF lắp trên bồn nóng cần lưu ý gì? Nhiệt từ nắp bồn truyền lên mặt bích làm nóng dầu và phớt. Nên có khoảng hở hoặc giá trung gian giữa nắp bồn và mặt bích, tránh hơi nóng, hơi hóa chất thổi trực tiếp vào phớt trục ra.
• RXF một cấp khác gì RF thông thường? RXF chỉ có một cấp bánh răng, tỉ số nhỏ (khoảng 1,3 đến 8,65), tốc độ ra cao, dùng cho quạt, bơm, máy khuấy tốc độ cao. RF thông thường có 2 hoặc 3 cấp, tỉ số lớn hơn nhiều, dùng cho tốc độ ra trung bình và thấp.

11. Các dòng hộp giảm tốc cùng nhóm

Hộp giảm tốc RF thuộc nhóm hộp giảm tốc. Các dòng cùng nhóm để tham khảo khi so sánh kết cấu và cách lắp:

• Hộp Giảm Tốc R
• Hộp Giảm Tốc Vít Me Nâng Hạ SWL
• Hộp Giảm Tốc Trục Vít
• Hộp Giảm Tốc 1 Cấp
• Hộp Giảm Tốc 2 Cấp
• Hộp Số Máy Tời
• Hộp Giảm Tốc Trung Quốc
• Hộp Số Giảm Tốc Size 60
• Hộp Số Giảm Tốc Size 70
• Hộp Số Giảm Tốc Size 80
• Hộp Số Giảm Tốc Size 100
• Hộp Số Giảm Tốc Size 120
• Hộp Số Giảm Tốc Size 135
• Hộp Số Giảm Tốc Size 155
• Hộp Số Giảm Tốc Size 175
• Hộp Số Giảm Tốc Size 200
• Hộp Số Giảm Tốc Mini
• Hộp Số Giảm Tốc Cycloid Cyclo
• Hộp Giảm Tốc Cốt Âm
• Hộp Số Vuông Góc