Hộp số vuông góc (hộp giảm tốc vuông góc, hộp số trục vuông góc) là hộp giảm tốc có trục ra lệch 90 độ so với trục motor. Nhờ đổi hướng truyền động, motor có thể đặt song song với máy, tiết kiệm mặt bằng ở băng tải, máy trộn, máy khuấy, cửa cuốn và nhiều cơ cấu khác.
Hai nhóm chính là hộp trục vít (WP, NMRV/RV, mini IRV, RH/RA) và hộp bánh răng côn (K, KA). Hộp trục vít rẻ, gọn, tỉ số lớn trong một cấp nhưng hiệu suất giảm khi tỉ số tăng; hộp bánh răng côn hiệu suất khoảng 94%, chịu tải nặng chạy liên tục. Chọn đúng loại và cỡ hộp theo momen ra là yếu tố quyết định tuổi thọ.
Nội dung
1. Hộp số vuông góc là gì, hoạt động thế nào
Trong hộp trục vít, trục vít nối motor ăn khớp với bánh vít đồng gắn trên trục ra, hai trục vuông góc và không cắt nhau. Trong hộp bánh răng côn K, cặp bánh răng côn xoắn đổi hướng 90 độ, sau đó một hoặc hai cấp bánh răng trụ giảm tốc tiếp.
- Tốc độ ra = tốc độ motor / tỉ số truyền. Motor 4 cực khoảng 1.450 vòng/phút, tỉ số 30 cho khoảng 48 vòng/phút.
- Momen ra = 9550 × P / n ra × hiệu suất. Hộp trục vít có hiệu suất khoảng 85% ở tỉ số 10 và khoảng 50% ở tỉ số 100; hộp K khoảng 94%.
- Trục ra có loại âm (lồng vào trục máy, dùng tay đỡ phản lực) và loại dương (nối qua khớp nối, nhông xích).
2. Các loại hộp số vuông góc
a. Hộp giảm tốc trục vít WP vỏ gang
Dòng WP gồm WPA, WPS, WPO, WPX (trục vào dương) và WPDA, WPDS, WPDO, WPWDX, WPWDT (ghép motor qua mặt bích). Cỡ hộp đặt theo khoảng cách tâm trục từ 40 đến 250, tỉ số 1 cấp 10–60, dùng cho motor khoảng 0.12–33kW. Vỏ gang, chân đế cứng, chịu va đập tốt.
- WPDA: trục ra nằm dưới trục vít; WPDS: trục ra nằm trên trục vít.
- WPDO: trục ra thẳng đứng hướng lên; WPWDX: trục ra thẳng đứng hướng xuống, hợp bàn xoay, máy khuấy.
- WPWDT: hộp ghép motor có chân đế ở thân hộp, gọn cho băng tải, máy trộn.
b. Hộp giảm tốc trục vít NMRV (RV) vỏ nhôm
NMRV có các cỡ 030, 040, 050, 063, 075, 090, 110, 130, 150, tỉ số 5–100, vỏ nhôm nhẹ, trục ra âm tiêu chuẩn, gắn thêm được trục dương, mặt bích ra hoặc tay đỡ phản lực. Motor lắp qua bích B5 hoặc B14, rất linh hoạt về tư thế lắp.
c. Motor giảm tốc vuông góc mini IRV, RH, RA
Nhóm công suất nhỏ từ khoảng 6W đến 400W, dùng cho máy đóng gói, băng tải mini, máy in, thiết bị tự động hóa. IRV ghép motor nhỏ với hộp trục vít NMRV cỡ nhỏ; RH là trục ra âm, RA là trục ra dương, thân gọn.
d. Hộp giảm tốc bánh răng côn K, KA tải nặng
Dòng K (trục ra dương), KA (trục ra âm), KAF (âm có mặt bích), KAB (âm có tay đỡ) gồm các cỡ K37, K47, K57, K67, K77, K87, K97, K107, K127, K157, K167, K187, momen cho phép từ khoảng 200 N.m tới hàng chục nghìn N.m. Hiệu suất khoảng 94% nên hợp máy chạy liên tục, tốc độ ra chậm, tải nặng.
3. Bảng chọn hộp số vuông góc theo công suất motor
Bảng dưới cho dải cỡ hộp thường dùng với motor 4 cực. Cỡ nhỏ trong dải dùng cho tỉ số thấp, cỡ lớn dùng cho tỉ số cao; bảng chi tiết từng tỉ số có trong trang của từng công suất.
| Công suất motor | Vỏ motor / trục | Hộp trục vít WP | Hộp trục vít NMRV/RV | Hộp bánh răng côn K/KA |
|---|---|---|---|---|
| 0.37kW (0.5HP) | 71 / Ø14 | WP50–WP70 | NMRV040–NMRV063 | K37–K47 |
| 0.75kW (1HP) | 80 / Ø19 | WP60–WP70 | NMRV050–NMRV075 | K37–K57 |
| 1.1kW (1.5HP) | 90S / Ø24 | WP70–WP100 | NMRV063–NMRV090 | K47–K67 |
| 1.5kW (2HP) | 90L / Ø24 | WP70–WP120 | NMRV063–NMRV110 | K47–K77 |
| 2.2kW (3HP) | 100L / Ø28 | WP80–WP120 | NMRV075–NMRV110 | K57–K87 |
| 3kW (4HP) | 100L / Ø28 | WP100–WP135 | NMRV075–NMRV130 | K57–K87 |
| 4kW (5HP) | 112M / Ø28 | WP100–WP155 | NMRV090–NMRV150 | K67–K87 |
| 5.5kW (7.5HP) | 132S / Ø38 | WP120–WP175 | NMRV110–NMRV150 | K77–K97 |
| 7.5kW (10HP) | 132M / Ø38 | WP120–WP200 | NMRV110–NMRV150 (tỉ số tới 40) | K77–K107 |
- Cỡ hộp chọn theo momen ra, không chỉ theo việc motor lắp vừa mặt bích.
- Hộp trục vít 1 cấp WP chỉ tới tỉ số 60; tỉ số cao hơn dùng NMRV, hộp 2 cấp hoặc hộp K.
- Máy chạy liên tục, tỉ số trên 40 nên cân nhắc hộp K để giảm nhiệt và điện năng.
4. So sánh hộp trục vít và hộp bánh răng côn K
| Tiêu chí | Hộp trục vít (WP, NMRV) | Hộp bánh răng côn (K, KA) |
|---|---|---|
| Hiệu suất | Khoảng 50–87%, giảm khi tỉ số tăng | Khoảng 94%, gần như không đổi theo tỉ số |
| Tỉ số 1 hộp | WP 10–60; NMRV 5–100 | Khoảng 5–200 (2–3 cấp) |
| Nhiệt độ khi chạy liên tục | Nóng hơn, nhất là tỉ số cao | Mát hơn |
| Tự hãm | Có xu hướng ở tỉ số cao, không đảm bảo | Không tự hãm |
| Độ ồn | Êm | Có tiếng bánh răng nhẹ |
| Khối lượng, kích thước | Gọn, nhẹ (nhất là NMRV vỏ nhôm) | Nặng, lớn hơn cùng công suất |
| Phù hợp | Tải vừa, chạy ngắt quãng, cần gọn | Tải nặng, va đập, chạy nhiều giờ |
5. Cách chọn hộp số vuông góc đúng ngay từ đầu
- Xác định tốc độ ra cần (vòng/phút), từ đó tính tỉ số i = 1.450 / tốc độ ra với motor 4 cực.
- Tính momen tải hoặc ước theo công suất motor: momen ra = 9550 × P / n ra × hiệu suất.
- Chọn hộp có momen cho phép lớn hơn momen ra với hệ số phục vụ SF từ 1,0 (tải đều, dưới 10 giờ/ngày) đến 1,5 (va đập, khởi động nhiều).
- Chọn kiểu trục ra (âm, dương, mặt bích ra) theo cách nối với máy; đo đường kính trục, rãnh then trước khi đặt hàng.
- Báo tư thế lắp (nằm ngang, trục ra hướng lên, hướng xuống) để bố trí dầu và phớt đúng.
- Cơ cấu nâng, cửa, băng tải nghiêng phải dùng motor có phanh hoặc chống quay ngược, không dựa vào khả năng tự hãm của hộp trục vít.
6. Ứng dụng của hộp số vuông góc
- Băng tải, xích tải, con lăn trong kho, nhà máy thực phẩm, vật liệu xây dựng.
- Máy trộn, máy khuấy bồn, máy nhào, máy trộn thức ăn chăn nuôi.
- Cửa cuốn, cửa lùa, cổng trượt, rèm nhà kính.
- Vít tải, gầu tải, máy cấp liệu lò hơi.
- Bàn xoay, máy quấn màng, máy cuốn, máy đóng gói, máy in.
- Máy cào bùn, máy khuấy bể xử lý nước thải.
7. Câu hỏi thường gặp về hộp số vuông góc
- Hộp số vuông góc và hộp giảm tốc trục vít có phải là một? Không hoàn toàn. Hộp trục vít là một loại hộp số vuông góc; hộp bánh răng côn K cũng là hộp số vuông góc nhưng dùng bánh răng côn, hiệu suất cao hơn.
- Hộp số vuông góc nào hiệu suất cao nhất? Hộp bánh răng côn K, KA, hiệu suất khoảng 94%. Hộp trục vít đạt khoảng 85% ở tỉ số 10 và giảm còn khoảng 50% ở tỉ số 100.
- Hộp trục vít có tự hãm không? Ở tỉ số cao, hộp trục vít có xu hướng tự hãm khi đứng yên, nhưng rung động và tải nặng có thể làm trôi. Cơ cấu nâng, cửa phải dùng motor phanh.
- WP và NMRV khác nhau thế nào? WP vỏ gang, có chân đế, trục ra dương, chịu va đập tốt, tỉ số 10–60. NMRV vỏ nhôm, gọn nhẹ, trục ra âm, lắp nhiều tư thế, tỉ số 5–100.
- K và KA khác nhau gì? Cùng thân hộp bánh răng côn, cùng momen cho phép. K là trục ra dương, KA là trục ra âm lồng vào trục máy; KAF có thêm mặt bích, KAB có tay đỡ.
- Trục âm hay trục dương tốt hơn? Trục âm gọn, không cần khớp nối, ít lệch tâm, hợp băng tải con lăn, trục cuốn. Trục dương dễ nối nhông xích, khớp nối, dễ thay thế khi máy đã có sẵn khớp nối.
- Vì sao cùng công suất mà có nhiều cỡ hộp vuông góc? Momen ra phụ thuộc tỉ số truyền. Cùng motor, tỉ số càng lớn thì momen ra càng lớn, cần cỡ hộp lớn hơn.
- Chọn hộp số vuông góc theo motor hay theo tải? Theo tải. Motor chỉ cho biết momen tối đa đưa vào; cần biết tốc độ và momen máy để chọn tỉ số và cỡ hộp, rồi kiểm tra lại với công suất motor.
- Hộp vuông góc có chạy được 24/24 không? Được nếu chọn SF từ 1,25 trở lên và nhiệt độ vỏ ổn định. Hộp trục vít tỉ số cao chạy liên tục nóng nhiều, nên cân nhắc hộp K.
- Hộp số vuông góc có đảo chiều được không? Được, cả hộp trục vít và hộp K đều quay hai chiều. Cần dừng hẳn trước khi đảo chiều để tránh sốc momen.
- Có lắp hộp vuông góc đứng (trục ra thẳng đứng) được không? Được, nhưng phải đặt đúng tư thế lắp để bố trí dầu, phớt và nút thông hơi; WPDO, WPWDX và NMRV đều có phiên bản lắp đứng.
- Dùng motor 1 pha với hộp số vuông góc được không? Được với công suất nhỏ và trung bình, vì bích và trục motor 1 pha theo cùng chuẩn vỏ motor 3 pha. Motor 1 pha dài hơn, momen khởi động phụ thuộc tụ.
- Đi khảo giá hộp số vuông góc cần chuẩn bị gì? Công suất motor, điện áp, tốc độ ra hoặc tỉ số, loại hộp (WP, NMRV, K), trục âm hay dương và đường kính, kiểu lắp, tư thế lắp, số giờ chạy mỗi ngày. Có đủ thông số mới so sánh được các báo giá.
- Cần tỉ số lớn hơn 100 thì dùng hộp vuông góc nào? Dùng hộp trục vít 2 cấp (NMRV ghép bộ tiền giảm tốc PC hoặc ghép hai hộp NMRV), hoặc hộp bánh răng côn K tỉ số lớn. Hộp K giữ hiệu suất cao hơn ở tỉ số này.
- Thay hộp vuông góc cũ cần đo những gì? Đường kính và chiều dài trục ra, rãnh then, khoảng cách lỗ chân đế hoặc mặt bích, chiều cao tâm trục, tỉ số và chiều quay. Chụp tem hộp cũ giúp tra mã nhanh.
