Hộp Giảm Tốc Vít Me Nâng Hạ SWL

Hộp số vít me nâng hạ (hộp giảm tốc vít me nâng hạ, kích vít nâng hạ, screw jack) là cơ cấu kết hợp bộ truyền trục vít – bánh vít với cặp vít me ren hình thang – đai ốc, biến chuyển động quay của motor hoặc tay quay thành chuyển động thẳng để nâng, hạ, đẩy, kéo tải. Dòng phổ biến nhất là SWL với các size SWL1, SWL2.5, SWL5, SWL10, SWL20 đến SWL35 và lớn hơn; con số trong tên là tải danh định tính theo tấn (SWL5 = 50 kN).

Hộp số vít me nâng hạ thuộc nhóm hộp giảm tốc, có bộ truyền giống hộp giảm tốc trục vít nhưng đầu ra là vít me chuyển động tịnh tiến thay vì trục quay.

1. Hộp số vít me nâng hạ là gì?

Bên trong hộp có hai bộ truyền nối tiếp: trục vít (trục vào) quay bánh vít bằng đồng để giảm tốc; bánh vít có ren trong ăn khớp với vít me (hoặc gắn cứng với vít me) để tạo chuyển động thẳng. Quãng đường vít me đi được sau mỗi vòng trục vào bằng bước ren vít me nhân tỉ số truyền – ví dụ SWL2.5 vít me Tr30×6, tỉ số 1/6 thì mỗi vòng trục vào vít me đi 1 mm.

• Hộp số vít me nâng hạ SWL

2. Ứng dụng của hộp giảm tốc vít me nâng hạ

• Bàn nâng, sàn nâng, bục sân khấu, bàn thao tác điều chỉnh độ cao.
• Nâng hạ cửa van, cửa phai thủy lợi, cửa xả bồn chứa, nắp bể.
• Căn chỉnh khe hở trục cán, độ cao khuôn ép, bàn máy in, máy dệt.
• Hệ nâng đồng bộ 2 – 4 điểm cho khung lớn, sàn thép, bệ máy, nối bằng trục truyền và hộp chuyển hướng.
• Giá đỡ pin năng lượng mặt trời, ăng-ten, cơ cấu bám hướng cần dịch chuyển chậm và giữ vị trí.
• Cơ cấu đẩy – kéo ngang trong dây chuyền tự động, đồ gá hàn, máy thử tải.

3. Cấu tạo hộp số vít me nâng hạ SWL

• Vỏ hộp: gang đúc, có lỗ bắt bu lông lên khung.
• Trục vít (trục vào): thép hợp kim tôi cứng, hai đầu ra trục để nối motor, tay quay hoặc trục truyền sang hộp khác; bản SWLD có mặt bích lắp motor.
• Bánh vít: đồng thiếc chịu mài mòn; ở kiểu 1 bánh vít có ren trong ăn khớp trực tiếp với vít me.
• Vít me: ren hình thang (Tr) một đầu mối, thép C45 hoặc thép hợp kim.
• Đai ốc nâng (kiểu 2): đồng, chạy dọc vít me và mang tải.
• Ổ bi chặn: đỡ lực dọc trục ở cả hai chiều kéo và nén.
• Ống bảo vệ, chụp chống bụi, công tắc hành trình: che ren và giới hạn điểm đầu – điểm cuối.

• Cấu tạo hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWL

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWL thực tế

4. Các kiểu truyền động 1A, 1B, 2A, 2B

• Các kiểu truyền động hộp số vít me nâng hạ

a. Kiểu 1: vít me di chuyển lên xuống

Bánh vít có ren trong quay tại chỗ, đẩy vít me tịnh tiến; tải gắn ở đầu vít me. Kiểu 1A vít me hướng lên, 1B vít me hướng xuống. Vít me đi xuyên qua hộp nên phía đối diện cần khoảng trống bằng hành trình (hoặc lắp ống bảo vệ). Đầu vít me phải được giữ không xoay theo (gắn vào tải có dẫn hướng), nếu không vít me sẽ quay theo bánh vít và không nâng được.

• Bản vẽ kiểu truyền động 1: vít me nâng lên, hạ xuống

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ kiểu 1A

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ kiểu 1B

b. Kiểu 2: đai ốc di chuyển, vít me quay tại chỗ

Vít me gắn cứng với bánh vít và chỉ quay; đai ốc chạy dọc vít me mang tải. Kiểu 2A đai ốc phía trên, 2B phía dưới. Không cần khoảng trống phía sau hộp, phù hợp khi chiều cao lắp đặt bị giới hạn; đai ốc cần được dẫn hướng chống xoay.

• Bản vẽ kiểu truyền động 2: đai ốc di chuyển lên xuống, vít me không di chuyển

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ đai ốc di chuyển lên xuống

• Hộp số giảm tốc vít me nâng hạ SWL kiểu 2A

5. Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWL

a. Bảng thông số theo model

• Tải danh định là tải tĩnh lớn nhất; tải làm việc thực tế còn phụ thuộc tốc độ, chu kỳ làm việc và hành trình chịu nén.
• Tỉ số và bước ren có thể khác nhẹ giữa các nhà sản xuất; đối chiếu bản vẽ của đúng sản phẩm.
• Hiệu suất cơ cấu vít me ren hình thang thấp, khoảng 10 – 33% tùy size và tỉ số, nên phần lớn công suất motor biến thành nhiệt.

• Bản vẽ kỹ thuật hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWLD (bản có mặt bích lắp motor)

b. Tốc độ nâng theo tỉ số truyền

Tốc độ nâng (mm/phút) = tốc độ trục vào (vòng/phút) × hành trình mỗi vòng trục vào (mm).

c. Mô-men trục vào và công suất motor

Công suất motor (kW) ≈ mô-men trục vào (Nm) × tốc độ trục vào (vòng/phút) ÷ 9550; mô-men trục vào tỉ lệ gần tuyến tính với tải. Bảng dưới tính từ mô-men khởi động ở tải danh định, làm tròn lên công suất motor tiêu chuẩn (nhỏ nhất 0.37kW).

• Ở tỉ số nhanh và tải danh định, công suất cần cho SWL10 trở lên vượt giới hạn nhiệt và công suất vào mà nhiều catalogue SWL ghi (cả dòng khoảng 0,5 – 21,8 kW).
• Khi nâng tải lớn, các size lớn thường chạy với tỉ số chậm, motor 6 cực hoặc thêm hộp giảm tốc trước trục vào.
• Hệ thống nhiều hộp: cộng mô-men của từng hộp và tổn hao ở hộp chuyển hướng, trục truyền.

d. Chu kỳ làm việc và khả năng tự hãm

• Bộ truyền trục vít và vít me ren hình thang sinh nhiệt nhiều; nhiều catalogue giới hạn thời gian chạy khoảng 20 – 30% mỗi giờ ở tải danh định.
• Vít me ren hình thang một đầu mối, đặc biệt ở tỉ số chậm, thường tự hãm khi đứng yên; khi có rung động hoặc va đập, tải có thể trôi chậm.
• Cơ cấu nâng tải thẳng đứng thường dùng thêm motor có thắng từ để giữ vị trí chắc chắn.

6. Phân loại hộp số vít me nâng hạ

a. Hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWL

Dòng tiêu chuẩn phổ biến nhất, đặt tên theo tải danh định (SWL1, SWL2.5, SWL5, SWL10, SWL15, SWL20, SWL25, SWL35, SWL50…). Mỗi size có hai tỉ số nhanh và chậm, bốn kiểu truyền động 1A, 1B, 2A, 2B.

b. Hộp giảm tốc vít me nâng hạ SWLD có mặt bích lắp motor

Trục vào cốt âm có mặt bích để lắp trực tiếp motor mặt bích, không cần khớp nối và đế motor, cụm truyền động gọn và đồng tâm tốt. Xem thêm động cơ mặt bích.

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ đầu vào mặt bích cốt âm

c. Hộp số vít me nâng hạ WPT

Dòng WPT ký hiệu theo cỡ hộp (WPT30 – WPT130), cùng nguyên lý trục vít – vít me. Kích thước lắp, bước ren và tải của WPT không trùng hoàn toàn với SWL, nên khi thay thế cần đo lại lỗ chân đế, đường kính trục vào và đầu vít me.

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT30

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT35

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT45

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT50

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT60

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT80

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT100

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT120

• Hộp giảm tốc vít me nâng hạ WPT130

d. Hộp nâng vít me bi

Thay vít me ren hình thang bằng vít me bi, hiệu suất cao hơn nhiều, chạy nhanh và chịu chu kỳ làm việc dài hơn, nhưng không tự hãm nên luôn đi kèm phanh.

7. Cách chọn hộp giảm tốc vít me nâng hạ

a. Chọn kiểu truyền động

Có khoảng trống phía đối diện bằng hành trình và tải dẫn hướng được: kiểu 1 (vít me di chuyển). Chiều cao lắp đặt bị giới hạn hoặc cần nhiều đai ốc trên một vít me: kiểu 2 (đai ốc di chuyển).

b. Chọn kiểu đầu vít me

• Đầu trục trơn: đầu tròn không ren, tự gia công liên kết với tải.
• Đầu mặt bích (đĩa): đĩa có lỗ bắt bu lông, đỡ tải trực tiếp.
• Đầu ren: vặn vào chi tiết máy.
• Đầu dẹt có lỗ chốt: dùng khi tải xoay quanh chốt.

• Các kiểu đầu trục ra hộp số vít me nâng hạ

• Hộp số nâng hạ vít me kiểu trục ra 1, 2, 3

c. Chọn size theo tải

Tổng tải = tải + khung + phụ kiện; chia cho số hộp, cộng thêm phần tải lệch tâm và va đập. Size chọn có tải danh định lớn hơn tải mỗi hộp, đồng thời kiểm tra mô-men và công suất trục vào theo bảng mục 5.

d. Chọn hành trình và kiểm tra vít me chịu nén

• Hành trình phổ biến 100 – 1.000 mm; có thể đặt dài hơn.
• Vít me chịu nén với hành trình dài có nguy cơ mất ổn định (cong); tải nén cho phép giảm nhanh khi chiều dài tự do tăng.
• Bố trí vít me chịu kéo, thêm ray dẫn hướng hoặc lên size vít me lớn hơn giúp tăng hành trình cho phép.

• Vít me đẩy lên có ray đỡ để tăng hành trình

e. Chọn tỉ số truyền và motor

• Motor 4 cực 1450 vòng/phút là cấu hình thông dụng; motor 6 cực 960 vòng/phút cho tốc độ nâng thấp hơn khoảng 1/3.
• Tỉ số nhanh: tốc độ nâng cao, cần công suất lớn hơn; tỉ số chậm: tốc độ thấp, mô-men vào nhỏ hơn, tự hãm tốt hơn.
• Công suất motor tra theo bảng mục 5c, theo phần trăm tải thực tế.

8. Các kiểu bố trí lắp đặt

• Lắp đơn: một hộp nâng một điểm, dùng cho cửa van, đồ gá, bàn nâng nhỏ.
• Lắp khung chữ U, chữ H: 2 – 4 hộp cùng size, cùng tỉ số, nối bằng trục truyền, khớp nối và hộp số vuông góc chuyển hướng, dùng chung một motor để nâng đồng bộ.
• Lắp kèm ray dẫn hướng: tải chạy trên ray, vít me chỉ chịu lực dọc trục, không chịu lực ngang.

9. So sánh hộp số vít me nâng hạ với các cơ cấu nâng khác

10. Video và hình ảnh thực tế hộp số vít me nâng hạ

• Motor mặt bích lắp hộp số vít me nâng hạ trục cốt âm

• Chiều dài hộp giảm tốc vít me nâng hạ

11. Câu hỏi thường gặp về hộp số vít me nâng hạ

• Hộp số vít me nâng hạ khác hộp giảm tốc trục vít thế nào? Cả hai dùng bộ truyền trục vít – bánh vít, nhưng hộp giảm tốc trục vít cho ra trục quay, còn hộp vít me nâng hạ có thêm vít me – đai ốc để tạo chuyển động thẳng.
• SWL2.5 nâng được bao nhiêu kg? Tải danh định 25 kN (khoảng 2,5 tấn). Ở tỉ số 1/6 với motor 4 cực, mô-men khởi động ở tải này khoảng 18 Nm, tương ứng motor khoảng 3kW; nâng 1,25 tấn cần khoảng 1.5kW.
• SWL5 dùng tỉ số 1/6 hay 1/8? Theo bảng thông số tiêu chuẩn, SWL5 vít me Tr40×7 có tỉ số nhanh 1/8 (0,875 mm/vòng) và tỉ số chậm 1/24 (0,292 mm/vòng); một số nhà sản xuất có thêm tỉ số khác.
• Tốc độ nâng của SWL10 bao nhiêu? Với motor 4 cực 1450 vòng/phút: tỉ số nhanh khoảng 2.270 mm/phút, tỉ số chậm khoảng 725 mm/phút.
• Kiểu 1A, 1B, 2A, 2B khác nhau ra sao? Kiểu 1: vít me di chuyển (1A hướng lên, 1B hướng xuống). Kiểu 2: vít me quay tại chỗ, đai ốc di chuyển (2A đai ốc phía trên, 2B phía dưới).
• Vì sao vít me kiểu 1 quay theo mà không nâng? Đầu vít me chưa được giữ chống xoay; tải hoặc đầu vít me cần gắn vào kết cấu có dẫn hướng.
• Hộp số vít me có tự hãm giữ tải khi mất điện không? Vít me ren hình thang một đầu mối thường tự hãm khi đứng yên, rõ nhất ở tỉ số chậm; với rung động, va đập hoặc tải treo, motor có thắng từ giữ vị trí chắc chắn hơn.
• Vì sao hộp vít me cần motor công suất khá lớn? Hiệu suất vít me ren hình thang chỉ khoảng 10 – 33%, nên công suất motor lớn hơn nhiều so với công suất nâng thực tế.
• Chạy liên tục được không? Vít me ren hình thang sinh nhiệt nhiều; nhiều catalogue giới hạn khoảng 20 – 30% thời gian mỗi giờ ở tải danh định. Ứng dụng chạy liên tục thường dùng vít me bi hoặc giảm tải, lên size lớn hơn.
• Hành trình tối đa bao nhiêu? Không cố định; phụ thuộc đường kính vít me, tải nén và cách bố trí. Vít me chịu kéo hoặc có ray dẫn hướng cho phép hành trình dài hơn nhiều so với vít me chịu nén tự do.
• Làm sao để 2 – 4 hộp nâng đều nhau? Dùng cùng size, cùng tỉ số, cùng chiều ren, nối bằng trục truyền và hộp chuyển hướng với một motor chung; công tắc hành trình đặt ở hộp chịu tải lớn nhất.
• Dùng tay quay thay motor được không? Được; trục vào có hai đầu nên lắp tay quay cho cơ cấu ít điều chỉnh. Mô-men tay quay tra theo cột mô-men khởi động trong bảng mục 5c.
• SWL và WPT có lắp lẫn được không? Hai dòng cùng nguyên lý nhưng kích thước lắp, bước ren và đầu vít me có thể khác; khi thay cần đo lại lỗ chân đế, trục vào và đầu vít me.
• Vì sao hộp vít me chạy nóng, kêu? Thường do tải hoặc tốc độ vượt khả năng của size, chạy quá chu kỳ cho phép, lệch tâm giữa các hộp, vít me cong hoặc thiếu mỡ bôi trơn ren.
• Lắp ngang để đẩy kéo được không? Được; khi lắp ngang, tải cần chạy trên ray dẫn hướng để vít me chỉ chịu lực dọc trục.

Danh mục liên quan: hộp giảm tốc (danh mục cha); cùng cấp: hộp giảm tốc trục vít, hộp số vuông góc, hộp giảm tốc cốt âm, hộp giảm tốc R, hộp giảm tốc RF, hộp giảm tốc 1 cấp, hộp giảm tốc 2 cấp, hộp số máy tời, hộp số giảm tốc cyclo, hộp số giảm tốc mini.