Hộp giảm tốc R37

Hộp giảm tốc R37 là cỡ nhỏ nhất trong nhóm hộp số trục thẳng chân đế thông dụng, trục ra Ø25 mm, mô-men đầu ra tối đa 200 N·m, thân hộp rộng 151 mm và chiều cao tâm trục 90 mm. Với kích thước gọn như vậy, hộp số R37 thường được ghép motor 0,18–0,75 kW để kéo băng tải đóng gói, băng tải xích nhựa, con lăn cấp phôi và những cơ cấu cần chạy êm, bền trong ca dài nhưng tải không quá nặng.

Là thành viên nhỏ nhất của dòng hộp giảm tốc R bánh răng nghiêng đồng trục, động cơ giảm tốc R37 đòi hỏi người thiết kế nắm chắc vài con số: khoảng cách lỗ chân đế để khoan bệ, kích thước trục và then để gia công moay ơ, mô-men thực tế ở từng tỉ số và lực hướng tâm mà trục Ø25 mm phải gánh khi lắp nhông, puly.

1. Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc R37

a) Kích thước lắp đặt

Bản vẽ dưới đây thể hiện hộp R37 ở hai hình chiếu, kèm bảng tỉ số truyền 5–200 và tốc độ trục ra tương ứng khi dùng motor 4 cực (1400/i). Các kích thước quan trọng khi làm bệ và căn tâm được tóm tắt ngay bên dưới ảnh.

• Trục ra đặc Ø25 mm, có rãnh then 8 mm và lỗ ren tâm M10 ở đầu trục.
• Chiều cao tâm trục ra tính từ mặt đáy chân đế: 90 mm (dung sai âm, không vượt quá 90 mm).
• Khoảng cách tâm 2 lỗ chân đế theo phương dọc trục: 130 mm; theo phương ngang trục: 110 mm.
• Chân đế có 4 lỗ Ø9 mm, kích thước bao chân đế khoảng 160 x 145 mm; bề rộng thân hộp 151 mm.
• Bích chờ lắp motor: đường kính ngoài Ø200 mm, vòng lỗ Ø165 mm, vành định tâm Ø130 mm, 4 lỗ ren M10.

Video dưới đây cho thấy một bộ motor giảm tốc R37 thực tế, giúp hình dung kích thước thân hộp, vị trí nút dầu và cách motor ôm vào bích chờ.

b) Thông số chung

Bảng sau gom các thông số cần tra nhanh khi thiết kế, đặt hàng hoặc thay thế động cơ giảm tốc R37.

c) Bảng mô-men theo tỉ số truyền và công suất motor

Các bảng dưới đây tính sẵn tốc độ trục ra, mô-men đạt được và hệ số an toàn SF của hộp R37 khi ghép motor 0,75 kW và 1,5 kW 4 cực, chỉ liệt kê những tỉ số có ý nghĩa thực tế với cỡ hộp này.

Bảng moment động cơ giảm tốc R37 0,75 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc R37 1,5 kW

• SF là tỉ số giữa mô-men tối đa của hộp R37 (200 N·m) và mô-men motor sinh ra ở trục ra; SF dưới 1 nghĩa là motor có thể kéo vượt giới hạn của hộp.
• Máy chạy êm, ít khởi động dùng SF từ 1,2 trở lên; tải va đập, đảo chiều liên tục hoặc khởi động nhiều lần trong một phút cần SF từ 1,5 đến 2 trở lên.
• Tốc độ trong bảng tính với motor 4 cực 1.400 v/p; motor thực tế chạy 1.400–1.450 v/p nên tốc độ ra chênh vài phần trăm.
• Tỉ số thực ghi trên nhãn là số lẻ gần giá trị danh định (ví dụ quanh 15 hoặc quanh 30), cần dùng số trên nhãn khi tính chính xác vận tốc băng tải.

2. Phân loại hộp giảm tốc R37

Cùng một thân R37, phần đầu vào và số cấp bánh răng có thể khác nhau tùy cách nhận truyền động. Bên cạnh kiểu chân đế, cỡ này còn có phiên bản mặt bích RF37 cùng cỡ dành cho máy cần bắt hộp vào vách.

a) R37 liền motor

Motor được lắp trực tiếp vào cụm bánh răng đầu vào, tạo thành một khối motor giảm tốc R37 chỉ có một trục ra. Đây là phiên bản gọn nhất, chiều dài tổng ngắn, không có khớp nối trung gian nên rất hợp cho máy đóng gói, máy dán nhãn, băng tải trong tủ máy có không gian hẹp. Thường gặp nhất là cặp motor 0,37 kW và 0,55 kW 4 cực, kế đến là 0,75 kW; motor 6 cực, 8 cực dùng khi cần tốc độ ra thấp hơn mà không tăng tỉ số.

b) R37 AM – bích chờ lắp motor IEC

Phiên bản AM có bích chờ để người dùng tự lắp motor tiêu chuẩn IEC kiểu mặt bích B5. Bích chờ trên bản vẽ là Ø200 / Ø165 / Ø130 với lỗ trục vào Ø19 mm, tương ứng motor khung 80 (0,55 kW và 0,75 kW 4 cực, trục Ø19 x 40 mm). Motor khung 63 (trục Ø11) và khung 71 (trục Ø14) có bích B5 nhỏ hơn, vì vậy khi dùng 0,18–0,37 kW phải đặt R37 AM với bích và lỗ trục vào đúng khung motor ngay từ đầu.

c) R37 AD – trục vào dương

Bản AD thay bích chờ bằng một trục vào đặc có then, dùng khi nguồn động lực là puly đai, nhông xích hoặc khớp nối từ một trục khác. Kiểu này hay gặp trên máy cũ cần tận dụng motor nằm riêng, hoặc khi muốn đặt motor song song với hộp để rút ngắn chiều dài máy. Khi dùng puly trên trục vào cần kiểm tra lực căng đai tác động lên ổ bi đầu vào, vì cỡ 37 có ổ bi nhỏ.

d) R37 hai cấp và ba cấp

Nhóm tỉ số thấp (khoảng 5 đến vài chục) dùng hai cặp bánh răng; nhóm tỉ số cao tới 200 có thêm một cấp ở đầu vào. Hai bản có cùng kích thước chân đế, trục ra và chiều cao tâm 90 mm nên khi đổi tỉ số không phải sửa bệ, chỉ cần lưu ý chiều quay trục ra có thể đảo ngược so với hộp cũ.

e) R37 kèm motor phanh

Do bánh răng nghiêng không tự hãm, các cơ cấu cần dừng chính xác hoặc giữ vị trí như cửa chắn băng tải, bàn nâng nhỏ, cơ cấu chặn phôi thường dùng R37 liền motor phanh điện từ. Phanh lắp ở đuôi motor nên chiều dài tổng tăng thêm khoảng chiều dài cụm phanh, cần chừa khoảng trống khi bố trí trong tủ máy.

3. Ứng dụng hộp giảm tốc R37

Với mô-men tối đa 200 N·m và trục Ø25 mm, R37 phù hợp nhóm máy tải nhẹ đến trung bình, chạy liên tục. Một số ứng dụng điển hình, kèm con số để dễ hình dung:

• Băng tải PU, băng tải con lăn trong dây chuyền đóng gói: tang chủ động Ø100 mm, vận tốc băng 0,5 m/s cần trục ra khoảng 95 v/p, tương ứng tỉ số 15 (93 v/p). Với motor 0,75 kW, mô-men ra 77 N·m, đủ kéo khoảng 400 kg hàng trên băng nằm ngang.
• Băng tải xích nhựa chai lọ: nhông kéo đường kính vòng chia khoảng 130 mm, vận tốc 15 m/phút cần khoảng 37 v/p, chọn tỉ số 40 (35 v/p). Motor 0,37 kW ở tỉ số này cho khoảng 101 N·m, hệ số an toàn gần 2.
• Máy dán nhãn, máy co màng, máy chiết rót: dùng R37 liền motor 0,18–0,37 kW chạy biến tần để đồng bộ tốc độ với băng tải chính.
• Con lăn cấp phôi, con lăn kéo màng, kéo dây: tốc độ 70–140 v/p (tỉ số 10–20), mô-men dưới 100 N·m.
• Máy rửa rau củ dạng lồng quay, máy đảo trộn nhỏ: lồng quay 20–30 v/p (tỉ số 50–60), truyền qua xích để giảm tải hướng tâm lên trục Ø25.

4. Ưu điểm của hộp giảm tốc R37

• Chiều cao tâm chỉ 90 mm và thân rộng 151 mm, dễ đặt dưới mặt băng tải hoặc trong tủ máy đóng gói.
• Trục Ø25 mm trùng cỡ lỗ của gối đỡ UCP205 và nhiều khớp nối, nhông xích tiêu chuẩn, gia công đồ gá đơn giản.
• Chân đế 4 lỗ Ø9 dùng bulông M8, lắp được lên khung thép tấm mỏng hoặc khung nhôm định hình có tấm đệm.
• Bích chờ Ø200 nhận motor IEC khung 80 thông dụng, dễ thay motor khi cần.
• Dải tỉ số 5–200 trong cùng thân hộp, đổi tốc độ không phải đổi kích thước bệ.
• Bánh răng nghiêng chạy êm, phù hợp máy đặt gần người vận hành trong xưởng thực phẩm, dược phẩm.

5. Cấu tạo hộp giảm tốc R37

Hộp R37 gồm vỏ gang đúc liền chân đế, nắp đầu vào kiêm bích chờ, các cặp bánh răng trụ răng nghiêng bằng thép hợp kim thấm carbon, tôi cứng và mài, cùng hệ trục, ổ bi, phớt và các nút dầu.

Trục ra

Trục đặc Ø25 mm, đầu trục dài khoảng 50 mm, rãnh then rộng 8 mm (then bằng 8 x 7 mm theo DIN 6885), lỗ ren tâm M10 ở mặt đầu trục để lắp bulông chặn và vòng đệm giữ moay ơ. Chiều dài trục ngắn nên moay ơ nhông, puly hay khớp nối thường không dài quá 45–50 mm để không thò ra ngoài đầu trục.

Đầu vào

Lỗ trục vào Ø19 mm có rãnh then, motor cắm thẳng trục vào bánh răng đầu vào (bánh răng pinion lắp trên trục motor hoặc lắp vào lỗ trục vào tùy thiết kế). Bích chờ Ø200 với vành định tâm Ø130 giúp motor tự đồng tâm khi siết 4 bulông M10.

Vỏ hộp và chân đế

Vỏ gang liền khối, chân đế đúc cùng thân nên độ cứng vững tốt, không có mối ghép bulông giữa chân và thân. Mặt đáy chân đế được gia công phẳng làm chuẩn cho chiều cao tâm 90 mm.

Ổ bi, phớt và nút dầu

Mỗi trục được đỡ bởi cặp ổ bi cầu hoặc ổ đũa tùy vị trí; đầu trục ra có phớt chắn dầu cao su hai môi. Trên vỏ bố trí nút châm dầu, nút thông hơi, nút báo mức dầu và nút xả; vị trí các nút thay đổi theo tư thế lắp nên hộp phải được đặt hàng đúng tư thế để nút thông hơi nằm phía trên.

6. Phương pháp lựa chọn, sử dụng, đọc hiểu catalog hộp giảm tốc R37

Hai ví dụ dưới đây áp dụng trực tiếp số liệu của R37 vào bài toán chọn tỉ số và kiểm tra trục ra.

Ví dụ 1: băng tải PU nằm ngang trong dây chuyền đóng gói

• Yêu cầu: vận tốc 0,5 m/s, tang chủ động Ø100 mm, tổng khối lượng hàng và băng khoảng 400 kg, hệ số ma sát tổng khoảng 0,35.
• Lực kéo băng: 400 x 9,81 x 0,35 ≈ 1.373 N; mô-men tại tang: 1.373 x 0,05 ≈ 69 N·m.
• Tốc độ tang: 0,5 x 60 / (3,14 x 0,1) ≈ 95 v/p, chọn tỉ số 15 cho 93 v/p.
• Công suất cần: 1.373 x 0,5 / 0,9 ≈ 0,76 kW. Tra bảng 0,75 kW, tỉ số 15: mô-men ra 77 N·m, SF 2,61 so với giới hạn của hộp. Mô-men ra lớn hơn 69 N·m tải yêu cầu và hộp còn dư bền nhiều.

Ví dụ 2: kiểm tra lực hướng tâm khi lắp nhông xích lên trục Ø25

Giả sử R37 tỉ số 30 chạy motor 0,75 kW, mô-men ra 153 N·m, truyền qua xích bước 12,7 mm (xích 08B/40).

• Nhông 15 răng có đường kính vòng chia khoảng 61 mm. Lực hướng tâm: 2.000 x 153 / 61 x 1,25 (hệ số cho nhông dưới 20 răng) ≈ 6.260 N.
• Nhông 25 răng có đường kính vòng chia khoảng 101 mm. Lực hướng tâm: 2.000 x 153 / 101 ≈ 3.020 N, giảm hơn một nửa.
• Giá trị này được so với lực hướng tâm cho phép FRa của hộp R37 tại đúng tỉ số, tính ở điểm giữa đầu trục (khoảng 25 mm tính từ vai trục). Moay ơ đặt càng sát vai trục thì lực thực tế tác động lên ổ bi càng nhỏ.
• Với trục Ø25 và đầu trục ngắn, nhông nhỏ 13–15 răng là nguyên nhân phổ biến gây mòn ổ bi và rò dầu phớt trục ra.

Đọc mã và nhãn của R37

Mã đặt hàng kiểu thông dụng có dạng R37-Y0.75-4P-15-M1-0°: R37 là cỡ hộp chân đế; Y0.75 là motor 3 pha 0,75 kW; 4P là motor 4 cực; 15 là tỉ số danh định; M1 là tư thế lắp chân đế đặt sàn; 0° là vị trí hộp cực điện của motor. Nhãn trên hộp ghi tỉ số thực dạng số lẻ, tốc độ ra thực và lượng dầu theo tư thế. Trên các hộp kiểu châu Âu cũ có thể gặp nhãn như R37 DRS71M4, trong đó phần sau tên hộp là mã motor (khung 71, 4 cực); khi thay thế cần đọc thêm tỉ số và tư thế lắp trên nhãn.

Tư thế lắp M1–M6 với R37

M1 là chân đế nằm trên sàn, trục ngang; các tư thế còn lại gồm treo trần, bắt tường và trục đứng. Vì R37 nhỏ, người lắp hay xoay hộp sang tư thế khác cho vừa khung máy mà không báo trước. Khi đó mức dầu, vị trí nút thông hơi và nút xả không còn đúng, bánh răng tầng trên có thể thiếu dầu hoặc dầu trào ra nút thông hơi. Lượng dầu của R37 rất ít nên chỉ thiếu một chút đã ảnh hưởng rõ.

7. Lắp đặt, vận hành và lỗi thường gặp với hộp giảm tốc R37

Bệ và bulông chân đế

Lỗ chân đế Ø9 mm dùng bulông M8 cấp bền 8.8, có long đền phẳng và long đền vênh hoặc đai ốc tự hãm. Bệ thép nên dày từ 8 mm trở lên và được phay hoặc mài phẳng; trên khung nhôm định hình nên lót một tấm thép trung gian để chân đế không lún vào nhôm. Khoảng cách tâm lỗ khoan bệ lấy theo 130 mm (dọc trục) và 110 mm (ngang trục), nên khoan theo hộp thực tế hoặc khoan lỗ ô van nhẹ để căn chỉnh.

Căn tâm khi nối trục

Khi dùng khớp nối với trục máy, chiều cao tâm 90 mm là chuẩn để kê chiều cao gối đỡ phía bên kia. Ví dụ gối đỡ UCP205 có chiều cao tâm 36,5 mm, phải kê thêm khoảng 53,5 mm để đồng tâm. Độ lệch tâm nên giữ dưới 0,1 mm, độ lệch góc nhỏ nhất có thể; dùng khớp nối mềm kiểu móng ngựa hoặc khớp xích để bù sai lệch nhỏ.

Dầu bôi trơn

Dầu bánh răng công nghiệp CLP gốc khoáng ISO VG 220 cho môi trường 0–40°C; môi trường lạnh hơn hoặc nóng hơn, chạy ca dài nên dùng dầu tổng hợp cùng cấp độ nhớt. Xưởng thực phẩm dùng dầu đạt chuẩn NSF H1. Lượng dầu R37 nhỏ và thay đổi theo tư thế (nhiều nhất ở tư thế trục đứng), luôn châm tới nút báo mức chứ không đổ theo cảm tính.

Chạy rà và vận hành

• Trước khi chạy, kiểm tra hộp đã có dầu hay chưa; một số hộp xuất xưởng chưa châm dầu hoặc dùng nút bịt kín thay cho nút thông hơi để vận chuyển.
• Chạy không tải hoặc tải nhẹ trong vài giờ đầu, theo dõi tiếng ồn và nhiệt độ vỏ; vỏ ấm khoảng 50–70°C là bình thường.
• Thay dầu lần đầu sau khoảng 300–500 giờ chạy để xả mạt kim loại sinh ra khi rà.
• Che chắn nhông xích, khớp nối và đầu trục quay; không chạm vào trục khi motor đang có điện.

Lỗi thường gặp do người dùng

• Lắp nhông nhỏ sát đầu trục và căng xích quá mức: lực hướng tâm vượt giới hạn, ổ bi trục ra kêu và phớt rò dầu sau vài tháng.
• Đóng búa vào trục Ø25 để ép moay ơ: làm hỏng ổ bi và rãnh then. Nên ép bằng bulông qua lỗ ren M10 ở đầu trục.
• Ghép motor 1,5 kW ở tỉ số từ 20 trở lên: theo bảng, SF xuống dưới 1, bánh răng và then dễ hỏng khi kẹt tải.
• Bắt hộp lên khung mỏng, không phẳng: khi siết bulông vỏ bị vặn, bánh răng ăn khớp lệch và ồn.
• Xoay hộp sang tư thế khác mà không đổi vị trí nút thông hơi và lượng dầu.

8. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc R37

• Motor 0,37 kW khung 71 có bắt thẳng vào bích chờ Ø200 của R37 được không? Không lắp trực tiếp được. Bích Ø200 / Ø165 / Ø130 và lỗ trục vào Ø19 mm dành cho motor khung 80; motor khung 71 có bích B5 nhỏ hơn và trục Ø14 mm. Khi dùng motor khung 63 hoặc 71 cần đặt R37 AM với bích chờ đúng khung, hoặc chọn bản liền motor.
• Moay ơ nhông, khớp nối lắp lên trục Ø25 của R37 nên gia công thế nào? Lỗ moay ơ gia công dung sai H7 cho trục Ø25 mm, rãnh then rộng 8 mm cho then 8 x 7 mm. Chiều dài moay ơ không vượt quá chiều dài đầu trục khoảng 50 mm; dùng vòng đệm và bulông M10 bắt vào lỗ ren tâm để chặn dọc trục.
• Có thể bắt R37 lên khung nhôm định hình 40 x 40 không? Được với tải nhẹ: lỗ chân đế Ø9 hợp bulông M8 và con trượt rãnh 8 của profile 40. Nên lót tấm thép dày 6–8 mm giữa chân đế và profile, vì chân đế gang cứng có thể làm lún bề mặt nhôm khi siết hoặc khi tải rung.
• Trục ra R37 có dùng chung gối đỡ UCP205 được không? Được, gối UCP205 có lỗ 25 mm đúng bằng trục ra. Tuy nhiên chiều cao tâm gối chỉ 36,5 mm trong khi hộp là 90 mm, cần kê đế gối đúng 53,5 mm và căn đồng tâm bằng đồng hồ so trước khi siết.
• R37 tỉ số 5 chạy bao nhiêu vòng và cho mô-men bao nhiêu với motor 0,75 kW? Tốc độ ra khoảng 280 v/p; mô-men ra xấp xỉ 9.550 x 0,75 / 280 ≈ 26 N·m. Mức mô-men này thấp so với giới hạn 200 N·m của hộp, nên tỉ số 5 hay dùng cho con lăn, quạt trộn cần tốc độ cao.
• R37 có kéo được motor 1,5 kW không? Được ở tỉ số thấp: theo bảng, motor 1,5 kW 4 cực cho SF 2,79 ở tỉ số 7, SF 1,95 ở tỉ số 10, SF 1,30 ở tỉ số 15. Từ tỉ số 20 trở lên mô-men motor vượt giới hạn 200 N·m của hộp nên không ghép được. Motor 1,5 kW là khung 90, cần bích chờ và lỗ trục vào tương ứng.
• Ghép motor 6 cực vào R37 thì tốc độ và mô-men thay đổi thế nào? Motor 6 cực quay khoảng 930 v/p, nên cùng tỉ số tốc độ ra chỉ còn khoảng 2/3 so với motor 4 cực, còn mô-men ra cùng công suất tăng khoảng 1,5 lần. Phải kiểm tra lại mô-men không vượt 200 N·m. Motor 4 cực vẫn là cấu hình ưu tiên vì nhỏ gọn và dễ tìm.
• Thay hộp R37 kiểu châu Âu cũ có nhãn R37 DRS71M4 thì cần đối chiếu gì? Đối chiếu trục ra Ø25 mm, chiều cao tâm 90 mm, khoảng cách lỗ chân đế 130 x 110 mm, tỉ số thực trên nhãn và tư thế lắp. Phần DRS71M4 cho biết motor khung 71, 4 cực; nếu giữ lại motor cũ cần bích chờ đúng khung 71.
• R37 dùng cho máy đóng gói khởi động, dừng hàng chục lần mỗi phút có bền không? Hộp chịu được nếu chọn SF từ 1,5 trở lên và dùng motor phanh hoặc biến tần có tăng tốc mềm. Khởi động liên tục làm motor nóng trước khi hộp hỏng, nên cần kiểm tra cả chế độ làm việc của motor.
• Dùng R37 cho bàn xoay đặt trục ra hướng thẳng đứng được không? Được, nhưng phải đặt hàng đúng tư thế trục đứng để nhà sản xuất bố trí nút thông hơi, mức dầu phù hợp. Phớt trục ra ở tư thế trục hướng xuống luôn ngập dầu nên cần kiểm tra rò rỉ kỹ hơn trong thời gian đầu.
• R37 đặt trong khu vực rửa nước của xưởng chế biến thực phẩm cần lưu ý gì? Nên dùng dầu NSF H1, motor cấp bảo vệ IP55 trở lên, sơn chống ăn mòn và tránh xịt nước áp lực trực tiếp vào phớt trục ra. Nút thông hơi phải ở phía trên và có nắp che để nước không lọt vào hộp.
• Khi đặt hàng R37 cần cung cấp những thông tin gì? Cần nêu: tốc độ ra hoặc tỉ số; công suất và số cực motor (hoặc khung motor nếu lắp motor sẵn có); điện áp; tư thế lắp; vị trí hộp cực điện; kiểu đầu vào (liền motor, AM, AD); có cần phanh hay không và điều kiện môi trường.
• Vì sao chạy R37 không tải mà vỏ vẫn ấm lên? Đó là nhiệt từ ma sát khuấy dầu, ổ bi và phớt, cộng với nhiệt truyền từ motor qua bích chờ. Vỏ ấm 40–60°C khi chạy lâu là bình thường; nóng bất thường ngay khi không tải thường do đổ quá nhiều dầu hoặc phớt mới còn bó.

9. Kết luận

Hộp giảm tốc R37 có trục Ø25 mm, chiều cao tâm 90 mm, chân đế 130 x 110 mm và giới hạn 200 N·m, phù hợp các máy tải nhẹ chạy liên tục như băng tải đóng gói, băng tải xích nhựa, con lăn cấp phôi. Chọn đúng tỉ số theo bảng mô-men, kiểm tra lực hướng tâm trên trục và đặt đúng tư thế lắp là ba điểm quyết định tuổi thọ của cỡ hộp này. Các cỡ và kiểu khác có thể xem thêm trong danh mục hộp giảm tốc.