Hộp Giảm Tốc Servo Cyclo

Hộp giảm tốc servo cyclo là hộp giảm tốc cycloid (bánh răng xycloit và chốt kim) có đầu vào bích vuông, lắp thẳng động cơ servo AC. Trục servo cắm vào trục vào của hộp, không qua khớp nối ngoài. Một cấp cho tỉ số từ 1/9 tới 1/87, trục ra đồng tâm với trục servo, chịu va đập tốt và chạy được tải nặng liên tục.

Bài này gồm 2 kiểu lắp: chân đế XWD (dòng B tương đương BWD) và mặt bích XLD (tương đương BLD), trục ra Ø35, Ø45, Ø55, dùng cho servo 1 – 3 kW khung 130 và khung 180. Có bản vẽ thân hộp từng cỡ, bảng mô-men theo công suất servo và cách tính chọn. Sản phẩm thuộc nhóm hộp số servo, dòng hộp số giảm tốc cycloid cyclo trong danh mục hộp giảm tốc.

1. Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc servo cyclo

a) Kích thước lắp đặt hộp giảm tốc servo cyclo

Bảng dưới gom số liệu lắp ráp của thân hộp. Bích vào servo làm theo khung servo, nên trên bản vẽ chỉ giữ kích thước thân hộp, chân đế, mặt bích ra và trục ra.

• Servo khung 130 (1 – 2 kW) hay lắp cỡ trục Ø35, Ø45. Servo khung 180 (3 kW) lắp cỡ trục Ø45, Ø55.
• Bích vào gia công theo vành định vị, vòng lỗ và đường kính trục servo. Gửi bản vẽ hoặc mã servo khi đặt hàng.
• Bản XLD trục ra dài hơn bản XWD cùng cỡ, xem từng bản vẽ.

b) Bản vẽ hộp giảm tốc servo cyclo chân đế cỡ trục Ø35

• Chân đế: 4 lỗ Ø16 mm, khoảng cách lỗ dọc trục 100 mm, ngang trục 250 mm, tâm trục ra cách mặt đất 140 mm.
• Đế dài 150 mm, rộng 290 mm, dày 18 mm.
• Trục ra: dương Ø35 mm, dài 56 mm, cavet 10 mm, lỗ ren tâm M10.
• Thân hộp dài 194 mm tính từ đầu trục ra, rộng 200 mm.

c) Bản vẽ hộp giảm tốc servo cyclo chân đế cỡ trục Ø45

• Chân đế: 4 lỗ Ø16 mm, khoảng cách lỗ dọc trục 145 mm, ngang trục 290 mm, tâm trục ra cách mặt đất 150 mm.
• Đế dài 195 mm, rộng 330 mm, dày 19 mm.
• Trục ra: dương Ø45 mm, dài 73 mm, cavet 14 mm, lỗ ren tâm M10.
• Thân hộp dài 246 mm tính từ đầu trục ra, rộng 240 mm, cao 316 mm.

d) Bản vẽ hộp giảm tốc servo cyclo mặt bích cỡ trục Ø35

• Mặt bích ra: Ø230 mm, vành định vị Ø170 mm, 6 lỗ Ø12 mm trên vòng Ø200 mm, bích dày 15 mm.
• Trục ra: dương Ø35 mm, dài 51 mm, cavet 10 mm, lỗ ren tâm M10.
• Chiều dài thân hộp 194 mm tính từ đầu trục ra.

e) Bản vẽ hộp giảm tốc servo cyclo mặt bích cỡ trục Ø45

• Mặt bích ra: Ø260 mm, vành định vị Ø200 mm, 6 lỗ Ø12 mm trên vòng Ø230 mm, bích dày 15 mm.
• Trục ra: dương Ø45 mm, dài 79 mm, cavet 14 mm, lỗ ren tâm M10.
• Chiều dài thân hộp 250 mm tính từ đầu trục ra.

f) Tỉ số truyền và tốc độ hộp giảm tốc servo cyclo

Hộp cyclo một cấp có các tỉ số 1/9, 1/11, 1/17, 1/23, 1/29, 1/35, 1/43, 1/59, 1/71, 1/87. Tốc độ vào định mức của hộp là 1.500 v/p. Servo 2.500 – 3.000 v/p vẫn lắp được, nhưng cài tốc độ lớn nhất trên driver khoảng 1.500 v/p để bạc đạn và bánh xycloit bền.

Hiệu suất hộp giảm tốc servo cyclo một cấp khoảng 90%, gần như không đổi theo tỉ số.

g) Bảng mô-men hộp giảm tốc servo cyclo theo công suất servo

Mô-men đạt được bằng mô-men định mức servo nhân tỉ số và hiệu suất 0,9. Tốc độ vào tính 1.500 v/p. Cỡ hộp là cỡ nhỏ nhất có mô-men lớn nhất không thấp hơn mô-men đạt được. Mã chân đế XWD dùng chung thông số với mã mặt bích XLD cùng cỡ. Servo 3 kW khung 180 tính từ cỡ trục Ø45.

Bảng moment hộp giảm tốc servo cyclo 1 kW (4 N·m)

Bảng moment hộp giảm tốc servo cyclo 1,5 kW (6 N·m)

Bảng moment hộp giảm tốc servo cyclo 2 kW (7,7 N·m)

Bảng moment hộp giảm tốc servo cyclo 3 kW (19 N·m)

• Servo 3 kW ở tỉ số từ 1/59 cho mô-men vượt cỡ trục Ø55, phải dùng cỡ lớn hơn hoặc hộp 2 cấp.
• Mô-men đỉnh servo thường gấp khoảng 3 lần định mức. Cài giới hạn mô-men trên driver để không vượt mô-men lớn nhất của hộp.
• Tải va đập mạnh, đảo chiều liên tục nên chọn SF từ 1,5.

2. Cách tính chọn hộp giảm tốc servo cyclo theo tải thực tế

Ba bước: tính mô-men và tốc độ ở trục máy, chọn tỉ số, rồi nhân mô-men servo với tỉ số và 0,9 để kiểm tra. Các ví dụ dưới lấy số liệu máy thường gặp.

Ví dụ 1: Băng tải nặng dừng theo vị trí

• Rulo Ø200 mm, lực kéo băng 1.800 N. Mô-men tải T = 1.800 × 0,1 = 180 N·m.
• Băng chạy 30 m/phút. Tốc độ rulo n = 30 / (3,14 × 0,2) ≈ 48 v/p.
• Servo chạy 1.500 v/p cần tỉ số khoảng 31. Chọn 1/29, tốc độ ra 51,7 v/p, băng chạy khoảng 32 m/phút.
• Servo 1,5 kW: 6 × 29 × 0,9 ≈ 157 N·m, thấp hơn tải. Lên servo 2 kW: 7,7 × 29 × 0,9 ≈ 201 N·m, cỡ trục Ø35 (230 N·m) cho SF 1,14.

Ví dụ 2: Bàn xoay chịu va đập

• Bàn xoay cần 300 N·m, quay 20 v/p, có va đập khi gá phôi.
• Servo chạy 1.500 v/p cần tỉ số 75. Chọn 1/71, tốc độ ra 21,1 v/p.
• Servo 1 kW: 4 × 71 × 0,9 ≈ 256 N·m, chưa đủ. Servo 1,5 kW: 6 × 71 × 0,9 ≈ 383 N·m, gấp 1,28 lần tải.
• Cỡ trục Ø45 (450 N·m) cho SF 1,17 với mô-men servo. Va đập mạnh thì lên cỡ trục Ø55.

Ví dụ 3: Máy trộn liệu dùng mặt bích XLD

• Cánh trộn cần 600 N·m ở 40 v/p, hộp treo trên nắp bồn.
• Servo 3 kW 1.500 v/p cần tỉ số khoảng 37. Chọn 1/35, tốc độ ra 42,9 v/p.
• Mô-men ra 19 × 35 × 0,9 ≈ 599 N·m, vừa bằng tải. Chọn 1/43: 735 N·m, tốc độ 34,9 v/p.
• Cỡ trục Ø55 (1.000 N·m) cho SF 1,36. Mặt bích ra bắt thẳng lên nắp bồn, trục ra hướng xuống.

3. Phân loại hộp giảm tốc servo cyclo theo kiểu lắp

a) Hộp giảm tốc servo cyclo chân đế XWD / BWD

Chân đế đúc liền với vỏ, bắt bulông xuống bệ máy. Trục ra nằm ngang, đồng tâm với trục servo. Kiểu này dùng nhiều cho băng tải, con lăn, máy cuốn, bàn xoay đặt nằm.

b) Hộp giảm tốc servo cyclo mặt bích XLD / BLD

Mặt bích tròn ở đầu ra bắt thẳng lên thành máy. Hộp đặt nằm ngang hoặc đứng trục ra xuống. Kiểu này hợp máy trộn, máy khuấy, cơ cấu cần gọn, không có chỗ đặt chân đế.

4. Cấu tạo hộp giảm tốc servo cyclo

Bích vuông vào và trục vào

Bích vuông có vành định vị khớp vành servo, 4 lỗ bắt vít theo vòng lỗ servo. Trục vào có lỗ và rãnh then theo trục servo. Trên trục vào là bạc lệch tâm đẩy bánh xycloit.

Bánh xycloit và chốt kim

Bánh xycloit lăn quanh vòng chốt kim cố định trên vỏ. Mỗi vòng quay của trục vào, bánh xycloit lùi đi một răng. Nhiều răng cùng ăn khớp một lúc, nên hộp chịu quá tải tức thời tốt.

Trục ra và vỏ hộp

Chốt ra nhận chuyển động từ bánh xycloit và quay trục ra. Vỏ gang đúc có chân đế hoặc mặt bích. Bạc đạn trục ra lớn, chịu được lực hướng kính của nhông xích, puly.

5. Ưu điểm hộp giảm tốc servo cyclo

• Tỉ số tới 1/87 chỉ trong một cấp, servo nhỏ đạt mô-men lớn.
• Hiệu suất khoảng 90%, cao hơn hẳn hộp trục vít ở tỉ số lớn, servo ít phải gánh tải.
• Chịu quá tải tức thời tới khoảng 2 lần định mức nhờ nhiều răng cùng ăn khớp, hợp tải va đập.
• Trục ra đồng tâm với trục servo, máy bố trí thẳng hàng, gọn theo chiều ngang.
• Kích thước thân hộp và chân đế giống hộp cyclo gắn motor thường, dễ thay thế khi chuyển máy sang servo.
• Bền khi chạy liên tục nhiều ca, ít phải bảo dưỡng.

6. Lắp đặt và vận hành hộp giảm tốc servo cyclo

Lắp hộp lên máy

• Mặt bệ hoặc mặt bích máy phải phẳng. Siết bulông đều, theo thứ tự chéo.
• Lắp nhông, puly, khớp nối lên trục ra bằng bulông ép vào lỗ ren tâm, không gõ búa.
• Căn thẳng hàng trục ra với trục máy. Nhông xích đặt sát vai trục để giảm lực lên bạc đạn.

Lắp servo lên bích vuông

• Lau sạch trục servo, kiểm tra then không cao hơn mặt trục.
• Bôi lớp mỏng mỡ chống kẹt, đưa servo vào thẳng, không ép nghiêng làm hỏng phớt.
• Siết 4 bulông bích đều tay, quay tay trục ra kiểm tra trơn đều.

Bôi trơn và chạy rà

• Hộp bôi trơn bằng dầu thì châm dầu tới vạch theo đúng tư thế lắp. Hộp mặt bích lắp đứng phải báo trước để đặt nút dầu đúng chỗ.
• Chạy không tải và nhẹ tải trong vài giờ đầu, theo dõi tiếng kêu và nhiệt độ vỏ.

Vận hành an toàn

• Cài tốc độ lớn nhất trên driver khoảng 1.500 v/p và giới hạn mô-men theo cỡ hộp.
• Cơ cấu nâng phải dùng servo có phanh. Hộp cyclo không tự hãm.
• Vỏ hộp nóng bất thường hoặc có tiếng gõ thì dừng máy, kiểm tra tải và dầu mỡ.

7. Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc servo cyclo

• Hộp giảm tốc servo cyclo khác hộp cyclo gắn motor thường ở điểm nào? Khác ở đầu vào. Bản servo có bích vuông và trục vào theo khung servo. Thân hộp, chân đế, mặt bích ra và trục ra giống bản gắn motor cùng cỡ.

• Servo chạy 3.000 v/p có lắp hộp cyclo được không? Lắp được, nhưng nên cài tốc độ lớn nhất trên driver khoảng 1.500 v/p. Hộp cyclo chạy lâu ở tốc độ vào cao sẽ nóng và mòn nhanh.

• Mã XWD và BWD khác nhau thế nào? Đều là hộp cyclo chân đế. XWD và BWD là hai cách đặt tên cho cùng thân hộp, cùng trục ra thì kích thước lắp tương đương. Khi thay thế cần đối chiếu kích thước chân đế và trục ra trên bản vẽ.

• Hộp cyclo có dùng cho máy định vị chính xác được không? Được với băng tải định vị, bàn xoay, máy cấp phôi thông thường. Máy cần độ rơ rất nhỏ như robot thì dùng hộp số hành tinh chính xác.

• Hộp cyclo có tự hãm không? Không. Hiệu suất cao nên tải có thể quay ngược hộp khi servo mất điện. Cơ cấu nâng phải có phanh trên servo.

• Cần tỉ số lớn hơn 1/87 thì làm sao? Dùng hộp cyclo 2 cấp, tỉ số từ khoảng 1/99 tới vài nghìn. Hộp 2 cấp dài hơn và nặng hơn, nên báo trước chỗ lắp.

• Lắp hộp mặt bích trục ra hướng lên được không? Được nếu báo trước tư thế lắp. Nhà sản xuất sẽ đặt phớt và lượng dầu mỡ phù hợp để không rò rỉ và không thiếu bôi trơn.

• Trục servo nhỏ hơn lỗ trục vào thì sao? Dùng bạc lót có then đúng đường kính trục servo. Báo đường kính trục, chiều dài trục và cỡ then khi đặt hàng.

• Hộp có chạy đảo chiều liên tục được không? Được. Bánh xycloit ăn khớp hai chiều như nhau. Máy đảo chiều nhiều nên chọn SF từ 1,5 để giảm mòn chốt kim.

• Vì sao hộp cyclo chịu va đập tốt hơn hộp bánh răng thường? Vì cùng lúc có nhiều răng bánh xycloit tiếp xúc với chốt kim, tải chia đều trên nhiều điểm. Hộp bánh răng thường chỉ có một hai cặp răng chịu tải.

• Tiếng ồn của hộp giảm tốc servo cyclo có lớn không? Thấp, vì ăn khớp lăn. Hộp mới hay có tiếng rít nhẹ trong giờ đầu, sau chạy rà sẽ êm hơn.

• Servo khung 80 (750W) có lắp hộp cyclo được không? Được với cỡ nhỏ, trục ra Ø35 trở xuống, nếu làm bích vuông 80 và trục vào theo trục servo. Cần báo rõ khung và đường kính trục servo để làm bích đúng.

• Hộp giảm tốc servo cyclo bôi trơn bằng mỡ hay dầu? Cỡ nhỏ thường bôi trơn bằng mỡ, cỡ lớn dùng dầu. Xem nhãn trên vỏ hộp và nút dầu để biết loại bôi trơn trước khi chạy.

• Trục ra của hộp cyclo chịu được lực kéo xích bao nhiêu? Tùy cỡ hộp và vị trí đặt nhông. Nhông đặt càng xa vai trục thì lực cho phép càng giảm. Tải xích nặng nên báo đường kính nhông và lực kéo để chọn cỡ hộp đủ bạc đạn.

• Hộp giảm tốc servo cyclo có thay được cho hộp hành tinh không? Thay được ở máy cần mô-men lớn, chịu va đập và không đòi độ rơ thật nhỏ. Hộp cyclo to và nặng hơn hộp hành tinh cùng mô-men, nên kiểm tra lại chỗ lắp và chiều dài trục.

• Cần cung cấp thông tin gì khi đặt hàng? Gửi hãng, mã hoặc khung servo, đường kính trục servo và then, tỉ số cần, kiểu chân đế hay mặt bích, tư thế lắp và mô-men tải.