Hộp Giảm tốc RF87

Hộp giảm tốc RF87 là cỡ mặt bích có trục ra Ø50 mm, mô-men tối đa 1.550 N·m, dùng nhiều nhất ở các máy cần treo cả cụm truyền động lên thành máy hoặc nắp bồn: máy khuấy bồn trung bình, vít tải xuyên vách, trục quay đứng của bàn xoay, cơ cấu kéo cánh cửa xả. Sản phẩm còn được gọi là hộp số RF87, motor giảm tốc RF87, động cơ giảm tốc RF87 hay RF87 trục 50mm, với hai cỡ bích ra Ø300 mm và Ø350 mm. Là một mã trong nhóm hộp giảm tốc RF, RF87 dùng chung bộ bánh răng trụ răng nghiêng đồng trục với hộp R cùng cỡ; phần khác biệt nằm ở vỏ hộp có mặt bích liền khối để bắt thẳng vào kết cấu máy.

Với cỡ này, điều quyết định lắp được hay không là bốn con số của mặt bích: đường kính ngoài, vành định tâm, vòng lỗ và lỗ bulông. Bích Ø300 của RF87 có vành định tâm Ø230 mm và 4 lỗ Ø13,5 mm trên vòng Ø265 mm, trùng mẫu bích FF265 của motor khung 132; bích Ø350 có định tâm Ø250 mm, 4 lỗ Ø17,5 mm trên vòng Ø300 mm, trùng mẫu FF300 của motor khung 160–180. Nhờ vậy nhiều đế bích hàn sẵn cho motor mặt bích cỡ này có thể dùng lại khi chuyển sang lắp RF87, miễn là chiều dày và độ phẳng của đế đáp ứng được mô-men gấp hàng chục lần mô-men của motor.

1. Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc RF87

a) Kích thước lắp đặt

Bản vẽ dưới đây là RF87 bích ra Ø300 mm ghép motor Y3, thể hiện đủ các kích thước cần để gia công đế bích trên máy và chừa khoảng trống cho thân hộp, motor.

• Đường kính ngoài mặt bích ra: Ø300 mm.
• Đường kính vành định vị (định tâm): Ø230 mm, lỗ đón trên đế máy gia công Ø230 H7.
• Vòng lỗ bulông: Ø265 mm, gồm 4 lỗ Ø13,5 mm chia đều 90°, dùng bulông M12.
• Trục ra Ø50 mm dài 100 mm, then rộng 14 mm, chiều cao từ đáy trục tới đỉnh then 53,5 mm, lỗ ren tâm đầu trục M16.
• Thân hộp dài 372 mm, rộng 297 mm; khoảng cách từ tâm trục tới mặt đáy vỏ 184 mm.
• Bảng motor trên bản vẽ áp dụng cho khung 80 đến 180L, tương ứng 0,55 – 22 kW.

Video sau quay cận cảnh RF87 bích 300 mm, thấy rõ vành định tâm, 4 lỗ bắt bulông và trục Ø50 có then:

b) Thông số chung

Các thông số dưới đây là cơ sở để kiểm tra RF87 với tải thực tế và đối chiếu khi thay thế hộp cũ cùng cỡ.

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

Các bảng sau tính mô-men trục ra RF87 theo từng mức công suất motor 4 cực, kèm hệ số an toàn SF so với mô-men tối đa 1.550 N·m của hộp.

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 2,2 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 3 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 4 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 5,5 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 7,5 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 11 kW

Bảng moment động cơ giảm tốc RF87 15 kW

• SF là tỉ lệ giữa mô-men tối đa của hộp và mô-men motor tạo ra ở trục ra; SF dưới 1 nghĩa là motor có thể làm quá tải bánh răng.
• Máy khuấy chất sệt, vít tải vật liệu dính, tải va đập hoặc đảo chiều liên tục cần SF từ 1,5 trở lên; tải êm chạy 8 giờ/ngày có thể nhận SF quanh 1,2.
• Tốc độ trong bảng tính với motor 4 cực 1.400 v/p; motor 6 cực, 8 cực cho tốc độ thấp hơn tương ứng.
• Tỉ số thực trên nhãn hộp là số lẻ gần giá trị danh định (ví dụ 29,xx thay cho 30), nên tốc độ đo được lệch vài phần trăm so với bảng.

2. Phân loại hộp giảm tốc RF87

a) RF87 bích ra Ø300 mm

Đây là bản dùng nhiều nhất cho máy khuấy bồn và vít tải cỡ trung. Bốn lỗ Ø13,5 mm nhận bulông M12, nên tổng lực kẹp của mối ghép không lớn; bản Ø300 phù hợp khi mô-men làm việc thực tế nằm ở nửa dưới dải 1.550 N·m và tải tương đối êm. Đế bích chỉ cần đường kính ngoài khoảng 320 mm là đủ chỗ cho đầu bulông và cờ lê.

b) RF87 bích ra Ø350 mm

Bản Ø350 có vòng lỗ Ø300 và 4 lỗ Ø17,5 mm cho bulông M16, vành định tâm Ø250 mm. Lực kẹp và mô-men ma sát của mối ghép tăng rõ so với bản Ø300, nên bích 350 thích hợp cho máy chạy gần mô-men tối đa, máy có va đập như trục cán, trục nghiền nhỏ, hoặc khi đế máy đã gia công theo mẫu FF300. Video dưới đây so sánh trực quan hai bản bích 300 mm và 350 mm trên cùng thân RF87:

c) RF87 liền motor và RF87 AM

Bản liền motor có trục motor ăn thẳng vào bánh răng cấp đầu, gọn và cứng vững nhất, phù hợp khi cả cụm treo trên nắp bồn. Bản RF87 AM có bích chờ motor IEC với lỗ trục vào Ø28, Ø38 hoặc Ø42 mm, lắp motor khung 100–112 (2,2 – 4 kW), khung 132 (5,5 – 7,5 kW) hoặc khung 160 (11 – 15 kW) loại 4 cực; motor 6 cực, 8 cực cùng khung lắp được nhưng công suất thấp hơn. Bản AM tiện khi cần thay motor chống cháy nổ, motor có phanh hoặc motor sẵn có tại nhà máy.

d) RF87 bản 2 cấp và 3 cấp

Ở dải tỉ số thấp, RF87 là hộp 2 cấp, chiều quay trục ra cùng chiều motor. Ở tỉ số cao, hộp có thêm một cấp bánh răng nên đổi chiều quay; khi thay hộp cũ trên vít tải hoặc băng chuyền cần kiểm tra lại chiều quay thực tế trước khi chạy tải.

e) RXF87 một cấp và RM87 cho máy khuấy

RXF87 là bản một cấp, tỉ số rất thấp, dành cho quạt, bơm, máy ly tâm cần tốc độ vài trăm vòng/phút. RM87 là bản có ổ đỡ trục ra kéo dài, chịu được lực hướng tâm và lực dọc trục của cánh khuấy treo dài mà không cần thêm gối đỡ trên nắp bồn.

f) RF87 ghép đôi RF87R57

Khi cần tốc độ ra dưới 7 v/p, cấp đầu R57 được ghép vào RF87, tỉ số tổng lên hàng nghìn. Kiểu ghép này dùng cho cào bùn bể lắng nhỏ, bàn xoay định vị chậm; mô-men ra vẫn bị giới hạn bởi 1.550 N·m của thân RF87.

3. Ứng dụng hộp giảm tốc RF87

Dải mô-men 500 – 1.500 N·m ở tốc độ 20 – 140 v/p đặt RF87 vào nhóm máy cỡ trung có trục ra nằm sát thành máy:

• Máy khuấy bồn trục đứng: motor 5,5 kW, tỉ số 30, cánh khuấy quay 47 v/p với mô-men 1.126 N·m, dùng cho bồn pha hóa chất xử lý nước, bồn khuấy siro, bồn ủ men.
• Vít tải xuyên vách silo: hộp bắt bích vào tấm đầu vít, trục Ø50 nối thẳng trục vít qua khớp nối; vít Ø250 – 300 mm chạy 40 – 70 v/p thường dùng motor 4 – 7,5 kW.
• Trục quay đứng của bàn xoay, mâm định vị khuôn: bích Ø350 bắt vào khung, trục đứng hướng lên mang mâm.
• Thùng trộn nằm ngang, máy trộn trục đơn: hộp bắt vào vách đầu thùng, tránh phải làm bệ riêng và căn tâm với khớp nối dài.
• Cửa xả, van quay cánh dày, cơ cấu lật thùng: tốc độ thấp 14 – 23 v/p với motor 2,2 kW, mô-men 900 – 1.500 N·m.

4. Ưu điểm của hộp giảm tốc RF87

• Hai mẫu bích Ø300 và Ø350 trùng mẫu bích motor IEC FF265 và FF300, dễ gia công hoặc tận dụng đế bích đã có trên máy.
• Thân dài 372 mm, rộng 297 mm cho một hộp 1.550 N·m: cả cụm ghép motor 5,5 kW đặt gọn trên nắp bồn mà không cần khung đỡ riêng cho motor.
• Trục Ø50 then 14 mm là cỡ khớp nối, moay ơ phổ biến, dễ mua vật tư thay thế.
• Lắp được cả sáu tư thế, đổi tư thế chỉ cần điều chỉnh lượng dầu và vị trí nút thông hơi.
• Hiệu suất bánh răng trụ cao, motor ít nóng hơn so với truyền động trục vít cùng mô-men.

5. Cấu tạo hộp giảm tốc RF87

Vỏ hộp và mặt bích RF87 đúc liền bằng gang, mặt bích được gia công tinh cùng lần gá với ổ đỡ trục ra nên vành định tâm Ø230 (hoặc Ø250) đồng tâm với trục Ø50. Bên trong là các cặp bánh răng trụ răng nghiêng thép hợp kim, thấm carbon và mài răng, bố trí theo hai hoặc ba cấp đồng trục.

• Trục ra Ø50 mm, dài 100 mm, rãnh then 14 mm, lỗ ren tâm M16 sâu để lắp bulông ép moay ơ hoặc vòng chặn đầu trục.
• Ổ đỡ trục ra là cặp vòng bi đặt trong phần cổ bích, nhận cả lực hướng tâm từ khớp nối, nhông xích và lực dọc trục do trọng lượng cánh khuấy.
• Phớt chắn dầu trục ra là phớt môi cao su; bản lắp trục đứng hướng xuống nên dùng phớt kép để giảm nguy cơ rò dầu.
• Đầu vào là motor liền (bánh răng cấp đầu gắn trên trục motor) hoặc bích chờ AM với lỗ trục vào Ø28 / Ø38 / Ø42 mm.
• Nút thông hơi, nút châm dầu, thăm dầu và xả dầu bố trí theo tư thế đặt hàng; khi đổi tư thế phải đổi vị trí nút thông hơi lên điểm cao nhất.

6. Phương pháp lựa chọn, sử dụng, đọc hiểu catalog hộp giảm tốc RF87

Công thức tốc độ và mô-men đã quen thuộc (n2 = n1/i, T2 = 9550·P·η/n2); với RF87 việc chọn chủ yếu là đối chiếu nhu cầu máy với bảng mô-men ở trên rồi kiểm tra mặt bích và tải trên trục.

Ví dụ 1: máy khuấy bồn 4 m³ dung dịch keo

Cánh khuấy cần quay khoảng 45 v/p, mô-men khuấy đo được trên máy cũ khoảng 800 N·m. Chọn tỉ số 30 (47 v/p) với motor 4 kW 4 cực: mô-men ra 819 N·m, SF 1,89. Chất keo đặc dần theo mẻ nên SF gần 1,9 là hợp lý; khi mô-men khuấy đo được không vượt 819 N·m, bích Ø300 với 4 bulông M12 đáp ứng được nếu đế trên nắp bồn đủ cứng.

Ví dụ 2: vít tải xuyên vách chạy nhông xích

Vít tải cần 70 v/p, mô-men 1.000 N·m, truyền qua nhông xích đặt trên trục Ø50. Chọn tỉ số 20 với motor 7,5 kW: 1.023 N·m, SF 1,51. Nhông 19 răng xích bước 31,75 mm có đường kính vòng chia khoảng 193 mm; lực hướng tâm FR = 2.000 × 1.023 / 193 × 1,25 ≈ 13.250 N. Con số này phải so với lực hướng tâm cho phép của RF87 tại điểm giữa trục (cách vai trục 50 mm); đặt nhông càng sát vai trục thì lực quy đổi càng nhỏ. Với tải xích lớn như vậy nên chọn bích Ø350 bulông M16.

Đọc mã và nhãn RF87

Mã kiểu "RF87-Y5.5-4P-30-M4-Ø300" đọc là: hộp RF cỡ 87, motor Y 5,5 kW 4 cực, tỉ số danh định 30, tư thế M4, bích ra Ø300 mm. Mã kiểu châu Âu "RF87 DRN132S4" là RF87 liền motor khung 132S 4 cực (5,5 kW); "RF87 AM132" là RF87 có bích chờ cho motor khung 132. Trên nhãn, ô tỉ số ghi số lẻ như 29,xx và ô mô-men ghi mô-men ra cho phép theo motor đã ghép.

Tư thế lắp với RF87

Lượng dầu RF87 thay đổi rất lớn theo tư thế: lắp trục đứng cần lượng dầu gấp vài lần lắp ngang để ngập được cấp bánh răng trên cùng. Hộp đặt hàng theo M1 mà đem lắp trục đứng thì cấp bánh răng đầu vào chạy khô; ngược lại châm đủ dầu trục đứng cho hộp nằm ngang thì dầu sục bọt, nóng và đẩy qua nút thông hơi. Khi lắp trên nắp bồn, ghi rõ trục ra hướng xuống hoặc lên và vị trí hộp đấu dây theo góc 0°, 90°, 180°, 270° để motor không vướng lan can, ống cấp liệu.

Video dưới đây giới thiệu motor giảm tốc RF87 liền motor 3 kW với hai cỡ bích 300 mm và 350 mm, giúp hình dung kích thước cả cụm khi bố trí trên máy:

7. Lắp đặt, vận hành và lỗi thường gặp với hộp giảm tốc RF87

Gia công đế bích

Đế bích trên máy nên là thép tấm dày từ 20 mm, phay phẳng sau khi hàn; lỗ định tâm khoét Ø230 H7 (bích 300) hoặc Ø250 H7 (bích 350), sâu hơn chiều cao vành định tâm. Khoan lỗ bulông theo vòng Ø265 (4 lỗ cho M12) hoặc Ø300 (4 lỗ cho M16), lấy dấu theo chính lỗ định tâm để tránh lệch. Trên nắp bồn mỏng, hàn thêm gân tăng cứng hướng tâm quanh đế, nếu không nắp bồn sẽ rung theo nhịp cánh khuấy.

Bulông và lực siết

Dùng bulông cấp bền 8.8 trở lên, kèm long đen vênh hoặc keo khóa ren. M12 cấp 8.8 siết khoảng 80 N·m, M16 cấp 8.8 khoảng 200 N·m, siết chéo hai vòng. Không thay bulông 8.8 bằng bulông thường 4.6: với bích Ø300 chỉ có 4 bulông, mối ghép lỏng dần sẽ làm mòn vành định tâm và gây rơ cả cụm.

Nối trục Ø50 với trục máy

Khớp nối hoặc moay ơ khoét Ø50 H7, then 14 mm. Đẩy moay ơ vào bằng bulông M16 ren vào lỗ tâm đầu trục, không đóng búa vào đầu trục vì lực va đập truyền thẳng vào vòng bi trục ra. Trên máy khuấy, trục cánh khuấy nối với trục Ø50 bằng khớp nối cứng dạng bích hoặc ống lồng, đầu dưới trục khuấy dài có gối đỡ đáy bồn hoặc dùng bản RM87.

Dầu bôi trơn và chạy rà

Dầu bánh răng công nghiệp CLP gốc khoáng ISO VG 220 cho nhiệt độ môi trường thông thường; nơi nóng hoặc chạy liên tục nhiều ca dùng dầu tổng hợp PAO cùng độ nhớt. Châm dầu đến vạch thăm theo đúng tư thế lắp thực tế. Chạy rà không tải 30 – 60 phút, sau đó tăng dần tải, theo dõi nhiệt vỏ hộp; thay dầu lần đầu sau khoảng 500 giờ để loại mạt kim loại sinh ra trong giai đoạn rà.

Vận hành an toàn

• Che chắn khớp nối, nhông xích; không mở nắp bồn khi cánh khuấy còn quay.
• RF87 không tự hãm: cơ cấu lật thùng, cửa xả có tải treo phải dùng motor có phanh.
• Không khởi động máy khuấy khi chất trong bồn đã đông cứng; làm loãng hoặc gia nhiệt trước.

Lỗi thường gặp do người dùng

• Lắp trục đứng hướng xuống nhưng không đặt hàng theo tư thế đó: dầu thiếu ở cấp trên, phớt dưới cùng ngập dầu và rò.
• Khoét lỗ định tâm rộng hơn Ø230 / Ø250 rồi chỉ dựa vào bulông để định vị: hộp lệch tâm với trục máy, vòng bi nóng và mòn nhanh.
• Bắt nhông xích ở mép ngoài trục 100 mm thay vì sát vai trục: lực hướng tâm quy đổi tăng mạnh, gãy trục hoặc vỡ vòng bi.
• Dùng motor 11 – 15 kW với tỉ số cao để "dư tải": mô-men ra vượt 1.550 N·m khi kẹt máy, hỏng răng cấp cuối.

8. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc RF87

• Bích Ø300 của RF87 có bắt vào đế đang dùng cho motor mặt bích khung 132 được không? Được về mặt kích thước, vì bích Ø300, định tâm Ø230, vòng lỗ Ø265 với 4 lỗ cho M12 trùng mẫu FF265. Tuy nhiên đế đó vốn chỉ chịu mô-men vài chục N·m của motor; với RF87 truyền tới 1.550 N·m, cần kiểm tra lại độ dày, mối hàn và gân tăng cứng.
• Bích Ø350 có mấy lỗ, dùng bulông cỡ nào? Bích Ø350 có 4 lỗ Ø17,5 mm trên vòng Ø300 mm, dùng bulông M16 cấp bền 8.8 trở lên; vành định tâm Ø250 mm.
• Trục ra RF87 lắp khớp nối, moay ơ cỡ nào? Trục Ø50 mm dài 100 mm, then rộng 14 mm, chiều cao tới đỉnh then 53,5 mm; moay ơ khoét Ø50 H7 và rãnh then 14 mm, chiều dài moay ơ nên tận dụng gần hết 100 mm của trục.
• Lỗ ren M16 ở đầu trục dùng làm gì? Dùng để ép moay ơ, khớp nối vào trục bằng ty ren và để bắt long đen chặn đầu trục, giữ chi tiết không trượt dọc trục, đặc biệt quan trọng khi trục hướng xuống mang cánh khuấy.
• RF87 có ghép được motor 22 kW không? Bảng motor trên bản vẽ có tới khung 180L 22 kW, nhưng chỉ dùng ở tỉ số rất thấp. Với motor 22 kW 4 cực, ở tỉ số 7 mô-men ra khoảng 1.050 N·m; từ tỉ số 10 trở lên mô-men đã sát hoặc vượt 1.550 N·m.
• Motor 3 kW ghép RF87 cho tốc độ và mô-men bao nhiêu? Với motor 3 kW 4 cực: tỉ số 30 cho 47 v/p, 614 N·m; tỉ số 50 cho 28 v/p, 1.023 N·m; tỉ số 60 cho 23 v/p, 1.228 N·m. Tỉ số 80 làm SF xuống dưới 1 nên không dùng.
• Khoảng cách 184 mm từ tâm trục tới đáy vỏ có ý nghĩa gì khi lắp mặt bích? Đó là phần thân hộp nhô ra một phía so với tâm trục. Khi đế bích nằm sát vách, góc hoặc gờ máy, phải chừa ít nhất khoảng này cộng khe hở để thân hộp không cấn, nhất là khi lắp trục ngang trên vách thùng trộn.
• Lắp RF87 trục đứng hướng xuống trên nắp bồn có bị chảy dầu không? Nếu đặt hàng đúng tư thế, hộp được bố trí lượng dầu, nút thông hơi và phớt phù hợp. Rò dầu thường do hộp tư thế ngang đem lắp đứng, nút thông hơi nằm dưới mức dầu, hoặc hơi nóng từ bồn làm áp suất trong hộp tăng.
• Hơi hóa chất bốc lên từ bồn có ảnh hưởng hộp RF87 không? Có. Hơi axit, kiềm làm rỉ trục và mài mòn phớt, hơi nước ngưng tụ vào dầu. Nên có tấm chắn hoặc ống bọc quanh cổ trục trên nắp bồn, sơn chống ăn mòn cho vỏ và kiểm tra màu dầu định kỳ.
• Hộp RF87 có lắp ngược trục ra hướng lên để mang mâm xoay được không? Được, đó là một tư thế trục đứng khác; trọng lượng mâm đè lên vòng bi trục ra theo chiều dọc trục. Mâm nặng hoặc lệch tâm nên có ổ đỡ chặn riêng dưới mâm để hộp chỉ truyền mô-men.
• Thay hộp RF87 cũ của hãng châu Âu bằng hộp RF87 khác có lắp lẫn không? Hộp RF87 tiêu chuẩn có cùng đường kính bích, định tâm, vòng lỗ, trục Ø50 dài 100 mm, nên thường lắp lẫn được. Cần đo lại hộp cũ: bích 300 hay 350, chiều quay, tỉ số thực trên nhãn và khung motor để tránh lệch tốc độ.
• Có thể đổi vị trí hộp đấu dây motor sau khi đã lắp RF87 lên máy không? Có thể xoay hộp đấu dây trên thân motor theo bước 90°, nhưng không xoay cả motor quanh bích chờ nếu là bản liền motor. Khi đặt hàng nên ghi vị trí hộp đấu dây để tránh dây cáp phải đi vòng qua cánh khuấy hoặc lan can.
• Đặt RF87 cần cung cấp những thông tin gì? Công suất và số cực motor (hoặc khung motor nếu là bản AM), tỉ số hoặc tốc độ ra cần, đường kính bích 300 hay 350, tư thế lắp (trục ngang, trục đứng hướng lên hay xuống), vị trí hộp đấu dây, điện áp, có cần phanh hay không, và môi trường làm việc.

9. Kết luận

RF87 là cỡ mặt bích trục Ø50 mm, mô-men 1.550 N·m, với hai mẫu bích Ø300 và Ø350 trùng mẫu bích IEC phổ biến, phù hợp cho máy khuấy, vít tải và trục quay đứng cỡ trung. Đối chiếu bảng mô-men, kích thước bích và tư thế lắp ở trên là đủ để chọn đúng cấu hình. RF87 thuộc nhóm motor giảm tốc dùng phổ biến trong công nghiệp; các cỡ và kiểu khác có thể tham khảo trong nhóm motor giảm tốc mặt bích và danh mục hộp giảm tốc.