Motor băng tải 4 kW, tương đương khoảng 5,36 HP và thường được gọi theo cấp thương mại 5,5 HP, phù hợp nhiều băng tải ngang tải trung bình đến nặng trong kho hàng, dây chuyền đóng gói, phân loại, vận chuyển bao kiện và vật liệu. Công suất motor chỉ là một dữ liệu đầu vào. Muốn chọn đúng bộ truyền, cần xác định tốc độ lô chủ động, tỷ số truyền, mô-men tại trục ra, mô-men tải, hệ số làm việc, tải hướng kính và công suất nhiệt của hộp giảm tốc.
Bài viết này tính cho lô chủ động Ø273 mm, tốc độ băng 10-40 m/phút và hai mức tải hàng 900 kg, 1.300 kg. Bảng tính dùng động cơ bốn cực khoảng 1.400 vòng/phút. Kết quả dùng để chọn sơ bộ; cấu hình cuối cùng phải đối chiếu đúng catalogue của nhà sản xuất và điều kiện máy thực tế.
Thông số | Giá trị tham khảo |
Công suất định mức | 4 kW |
Công suất quy đổi | Khoảng 5,36 HP; thường gọi 5,5 HP |
Nguồn điện thường dùng | Ba pha 220/380 V hoặc 380/660 V, tùy kiểu quấn dây |
Tần số | 50 Hz |
Số cực | 4 cực |
Tốc độ định mức | Khoảng 1.400-1.450 vòng/phút |
Tốc độ dùng trong bảng tính | 1.400 vòng/phút |
Đường kính lô chủ động | Ø273 mm |
Dải tốc độ băng | 10-40 m/phút |
Kiểu hộp số | Bánh răng côn, bánh răng trụ, trục vít hoặc tải nặng tương đương |
Kiểu lắp | Chân đế, mặt bích hoặc treo trục |
Phụ kiện | Biến tần, phanh, quạt cưỡng bức, tay chống xoắn, backstop khi cần |
Dòng điện định mức không nên lấy từ một con số chung chỉ vì motor có công suất 4 kW. Khi chọn biến tần, rơle nhiệt, contactor và dây dẫn phải đọc dòng định mức trên nhãn của đúng động cơ, đúng điện áp và kiểu đấu dây.
Hệ số cản 0,05 chỉ là giả định sơ bộ cho băng tải ngang vận hành tương đối tốt. Băng trượt trên bàn, băng dài, dây căng, nhiều gạt dẫn hướng, ổ lăn kém hoặc khởi động nhanh có thể tạo lực cản lớn hơn. Khối lượng dây băng, lô quay, xích truyền và quán tính chưa được tách riêng trong phép tính giản lược.
Chu vi làm việc của lô Ø273 mm là C = π × D = 0,858 m. Bán kính dùng để tính mô-men là r = 0,1365 m. Khi thay đổi đường kính lô, phải tính lại cả tốc độ lô, tỷ số truyền và mô-men tải.
Đường kính lô tham khảo | Ứng dụng thường gặp | Ảnh hưởng so với Ø273 mm |
160-200 mm | Băng tải nhẹ đến trung bình | Lô quay nhanh hơn; mô-men trên trục thấp hơn |
220-250 mm | Băng tải hàng kiện thông dụng | Cần kiểm tra bán kính uốn tối thiểu của dây băng |
273 mm | Điều kiện chuẩn của bài | Chu vi khoảng 0,858 m; bán kính 0,1365 m |
315-400 mm | Băng dài, tải trung bình-nặng | Lô quay chậm hơn; mô-men tải tăng |
500 mm trở lên | Băng tải nặng, vật liệu rời | Phải tính lại trục, ổ lăn, dây băng và khung máy |
Tốc độ băng | Tốc độ lô | Tỷ số tính toán | Tỷ số làm tròn | Tỷ số chọn ban đầu |
10 m/phút | 11,66 vòng/phút | 1/120,07 | 1/120 | 1/120 |
15 m/phút | 17,49 vòng/phút | 1/80,05 | 1/80 | 1/80 |
20 m/phút | 23,32 vòng/phút | 1/60,04 | 1/60 | 1/60 |
25 m/phút | 29,15 vòng/phút | 1/48,03 | 1/48 | 1/48 hoặc 1/50 |
30 m/phút | 34,98 vòng/phút | 1/40,02 | 1/40 | 1/40 |
40 m/phút | 46,64 vòng/phút | 1/30,02 | 1/30 | 1/30 |
Tỷ số thương mại không giống nhau giữa KA, R, NMRV, WPDA và các dòng hộp số khác. Nếu không có đúng tỷ số tính toán, nên chọn tỷ số gần nhất rồi hiệu chỉnh nhẹ bằng biến tần. Không nên chọn hộp số quá nhanh rồi bắt motor chạy lâu ở tần số rất thấp.
Mô-men theo công suất và mô-men tải không đồng nghĩa. Mô-men theo công suất thể hiện khả năng bộ truyền có thể nhận từ motor ở tốc độ đang xét. Mô-men tải là ước tính lực cần để thắng cản chuyển động. Với motor giảm tốc 4 kW, ở tốc độ băng thấp, mô-men do motor tạo ra có thể lớn hơn mô-men tải nhiều lần.
Tốc độ băng | Tốc độ lô | Mô-men lý thuyết | Mô-men tại hiệu suất 90% |
10 m/phút | 11,66 | 3.276 N.m | 2.949 N.m |
15 m/phút | 17,49 | 2.184 N.m | 1.966 N.m |
20 m/phút | 23,32 | 1.638 N.m | 1.474 N.m |
25 m/phút | 29,15 | 1.310 N.m | 1.179 N.m |
30 m/phút | 34,98 | 1.092 N.m | 983 N.m |
40 m/phút | 46,64 | 819 N.m | 737 N.m |
Bảng trên không phải mô-men cho phép của từng hộp giảm tốc. Ví dụ ở 10 m/phút, mô-men sau khi giả định hiệu suất 90% gần 2.949 N.m. Một hộp số có mặt bích lắp vừa motor 4 kW chưa chắc chịu được mức mô-men này.
Mô-men tải giản lược: 900 × 9,81 × 0,05 × 0,1365 × 1,5 = 90,39 N.m.
Tốc độ | Tỷ số làm tròn | Mô-men tải | Công suất tải | Mã hộp giảm tốc tham khảo ban đầu |
10 m/phút | 1/120 | 90,39 N.m | 0,110 kW | KA107-KA127 hoặc R107-R127; WPDA175-200 hai cấp; NMRV150 hai cấp chỉ khi catalogue cho phép |
15 m/phút | 1/80 | 90,39 N.m | 0,166 kW | KA97-KA107 hoặc R97-R107; WPDA175; NMRV150 cần kiểm tra công suất nhiệt |
20 m/phút | 1/60 | 90,39 N.m | 0,221 kW | KA87-KA97 hoặc R97; WPDA155-175; NMRV130-150 |
25 m/phút | 1/48 | 90,39 N.m | 0,276 kW | KA87-KA97 hoặc R87-R97; WPDA155; NMRV130 |
30 m/phút | 1/40 | 90,39 N.m | 0,331 kW | KA77-KA87 hoặc R87-R97; WPDA135-155; NMRV110-130 |
40 m/phút | 1/30 | 90,39 N.m | 0,441 kW | KA77-KA87 hoặc R77-R87; WPDA135; NMRV110-130 |
Trong mô hình giả định, công suất cơ cần tại băng chỉ khoảng 0,110-0,441 kW. Motor 4 kW có dự phòng rất lớn. Vì vậy không được thu nhỏ hộp số chỉ dựa trên mô-men tải khoảng 90,39 N.m; phải kiểm tra cả mô-men mà motor 4 kW có thể truyền vào hộp số.
Mô-men tải giản lược: 1.300 × 9,81 × 0,05 × 0,1365 × 1,5 = 130,56 N.m.
Tốc độ | Tỷ số làm tròn | Mô-men tải | Công suất tải | Mã hộp giảm tốc tham khảo ban đầu |
10 m/phút | 1/120 | 130,56 N.m | 0,159 kW | KA127 hoặc R127; WPDA200 hai cấp; ưu tiên bánh răng côn/trụ thay cho NMRV |
15 m/phút | 1/80 | 130,56 N.m | 0,239 kW | KA107-KA127 hoặc R107-R127; WPDA175-200; NMRV150 chỉ khi catalogue xác nhận |
20 m/phút | 1/60 | 130,56 N.m | 0,319 kW | KA97-KA107 hoặc R97-R107; WPDA175; NMRV150 |
25 m/phút | 1/48 | 130,56 N.m | 0,399 kW | KA97 hoặc R97-R107; WPDA155-175; NMRV130-150 |
30 m/phút | 1/40 | 130,56 N.m | 0,478 kW | KA87-KA97 hoặc R97; WPDA155; NMRV130-150 |
40 m/phút | 1/30 | 130,56 N.m | 0,638 kW | KA87 hoặc R87-R97; WPDA135-155; NMRV130 |
Ở điều kiện giả định, công suất cơ cần tại băng khoảng 0,159-0,638 kW. Motor 4 kW vẫn còn dự phòng lớn, nhưng tải 1.300 kg làm tăng yêu cầu khởi động, quán tính, lực căng băng và độ bền cơ khí. Với băng dài, khởi động đầy tải hoặc chạy liên tục, nên ưu tiên hộp bánh răng côn hoặc bánh răng trụ hiệu suất cao.
KA có trục vào và trục ra vuông góc, thường dùng trục rỗng lắp trực tiếp lên trục lô. Với motor 4 kW và lô Ø273 mm, KA77-KA127 có thể xuất hiện trong vùng chọn sơ bộ tùy tốc độ. Cỡ cụ thể phải dựa trên mô-men định mức, tỷ số thực và hệ số làm việc.
Dòng R phù hợp băng tải cần chạy êm, hiệu suất cao và làm việc liên tục. Ở tỷ số lớn 1/80-1/120, cần kiểm tra cỡ vỏ lớn hơn vì mô-men đầu ra của motor 4 kW tăng rất mạnh.
NMRV có kết cấu gọn và truyền động vuông góc. Với 4 kW, NMRV110-NMRV150 có thể được cân nhắc ở một số tỷ số, nhưng khả năng nhận công suất giảm khi tỷ số tăng và điều kiện tản nhiệt xấu. Tỷ số 1/80-1/120 thường cần kiểm tra đặc biệt hoặc dùng hai cấp.
WPDA là dòng trục vít thân gang, trục vào và trục ra vuông góc, thường dùng trong băng tải tải vừa và tải nặng. Trong bài này dùng tên WPDA theo yêu cầu, không dùng WPDS. Cỡ WPDA135-WPDA200 có thể được xem xét tùy tốc độ và tải. Ở tỷ số khoảng 1/120 thường cần cấu hình hai cấp hoặc giải pháp truyền bổ sung.
Hộp giảm tốc bánh răng GH 4 kW thường dùng cho băng tải cần kết cấu gọn, truyền mô-men ổn định và làm việc liên tục. Tên GH là cách gọi thương mại không hoàn toàn thống nhất giữa các hãng, nên không thể chọn chỉ theo tên GH40, GH50 hoặc GH60. Khi ghép motor 4 kW, cần kiểm tra đúng tỷ số truyền, mô-men định mức, công suất đầu vào cho phép, đường kính trục, tải hướng kính, kiểu lắp và hệ số làm việc. Với lô Ø273 mm trong bài, các tỷ số khoảng 1/30 đến 1/120 phải được đối chiếu theo catalogue của đúng nhà sản xuất; ở tỷ số lớn và tải nặng 1.300 kg nên ưu tiên cỡ hộp có dự phòng mô-men và khả năng tản nhiệt phù hợp.
Hộp giảm tốc Cyclo dùng cơ cấu truyền cycloid, phù hợp băng tải cần tỷ số truyền lớn, mô-men cao và khả năng chịu tải va đập tốt. Dòng này có thể dùng với motor 4 kW khi băng tải khởi động nặng, chạy chậm hoặc cần tỷ số truyền lớn mà vẫn muốn kết cấu tương đối gọn. Với lô Ø273 mm, các tốc độ thấp như 10-20 m/phút tương ứng tỷ số khoảng 1/120 đến 1/60 là vùng mà hộp Cyclo có thể được cân nhắc. Khi chọn phải kiểm tra mô-men cho phép, hệ số phục vụ, tải hướng kính, tốc độ đầu vào và kiểu lắp của đúng hãng.
Nếu tải thực chỉ cần dưới 1 kW theo phép tính giản lược nhưng bắt buộc dùng motor 4 kW, nên cài giới hạn mô-men trên biến tần hoặc dùng cơ cấu bảo vệ cơ khí phù hợp. Motor lớn có thể làm hỏng then, trục lô, xích hoặc hộp số khi băng bị kẹt.
Trả lời ngắn: Không thể đổi trực tiếp 4 kW thành một mức tải kilôgam cố định.
Tải cho phép phụ thuộc ma sát, độ dốc, chiều dài băng, tốc độ, quán tính, hiệu suất và thời gian tăng tốc. Trong mô hình ngang của bài, 900 kg và 1.300 kg đều cần công suất cơ nhỏ hơn 1 kW, nhưng điều đó chưa đủ để xác nhận thiết kế.
Trả lời ngắn: Xấp xỉ 1/120, 1/80, 1/60, 1/48, 1/40 và 1/30.
Đây là tỷ số tính từ motor 1.400 vòng/phút. Tỷ số thương mại có thể lệch nhẹ; nên chọn cấp gần nhất rồi tinh chỉnh bằng biến tần.
Trả lời ngắn: Vì tốc độ, mô-men, hệ số làm việc, tải trục và chu kỳ vận hành khác nhau.
Cùng công suất nhưng băng chạy 10 m/phút tạo yêu cầu mô-men đầu ra cao hơn nhiều so với 40 m/phút. Băng khởi động nhiều, chạy 24 giờ hoặc có tải va đập cũng cần hệ số làm việc lớn hơn.
Trả lời ngắn: Khoảng 90,39 N.m và 130,56 N.m.
Kết quả dùng hệ số cản 0,05, bán kính 0,1365 m và hệ số dự phòng 1,5. Phép tính chưa tách riêng quán tính lô, dây băng, xích, gạt dẫn hướng và ma sát bất thường.
Trả lời ngắn: Vì motor 4 kW sau giảm tốc có thể đưa mô-men lớn hơn rất nhiều vào hộp.
Ở 10 m/phút, mô-men sau hiệu suất 90% gần 2.949 N.m. Khi băng kẹt, xung mô-men có thể tác động lên bánh răng, then, trục và lô trước khi bảo vệ điện ngắt.
Trả lời ngắn: Theo giờ chạy, số lần khởi động, va đập, nhiệt độ và đặc tính tải.
Không có một hệ số duy nhất chỉ vì motor là 4 kW. Một số hãng định nghĩa service factor khác nhau, nên phải dùng đúng cách tính trong catalogue của hãng.
Trả lời ngắn: Có thể cần khi năng lượng quán tính làm tăng điện áp DC của biến tần.
Băng nặng, tốc độ cao, dừng nhiều lần hoặc yêu cầu quãng dừng ngắn dễ phát sinh năng lượng tái sinh. Cần kiểm tra bộ hãm, điện trở, chu kỳ đóng điện và khả năng tản nhiệt.
Trả lời ngắn: Kết hợp giới hạn mô-men, giới hạn dòng và bảo vệ cơ khí.
Motor 4 kW có dự phòng lớn nên có thể phá hỏng then, trục lô hoặc xích khi kẹt. Có thể dùng cảm biến lệch băng, công tắc kéo dây, khớp giới hạn mô-men và logic dừng trên biến tần.
Trả lời ngắn: Do lực bám không đủ, căng sai, góc ôm nhỏ, bề mặt bẩn hoặc lớp bọc mòn.
Không nên chỉ siết căng thêm vì lực căng quá lớn làm tăng tải hướng kính lên trục lô và hộp số. Cần kiểm tra lớp cao su bọc, bộ căng, góc ôm, căn chỉnh và phân bố tải.
Trả lời ngắn: Làm tăng tải hướng kính, nhiệt ổ lăn và tổn thất cơ khí.
Hộp số có thể đủ mô-men nhưng vẫn hỏng ổ hoặc phớt vì lực kéo dây băng, xích hoặc puly tác dụng quá lớn lên trục.
Trả lời ngắn: Thường liên quan căn chỉnh, ổ lăn, nhông xích, dầu, nền máy hoặc tham số biến tần.
Kiểm tra chân đế, độ đồng tâm, độ căng xích, lô mất cân bằng, then lỏng, mức dầu và tần số kích thích. Dừng máy nếu rung tăng nhanh hoặc xuất hiện tiếng va đập.
Trả lời ngắn: Cần đủ tốc độ, tải, kết cấu, chu kỳ vận hành và môi trường.
Tối thiểu gồm tốc độ băng, lô Ø273 mm, tải 900 hoặc 1.300 kg, chiều dài, độ nghiêng, loại băng và mặt đỡ, thời gian tăng tốc, số lần khởi động, giờ chạy/ngày, kiểu truyền, tải hướng kính, tư thế lắp, điện áp, biến tần và điều kiện bụi-nước-nhiệt.
Giá bộ motor băng tải 4 kW 5,5 HP thay đổi theo loại hộp giảm tốc, tỷ số truyền, đường kính trục, kiểu lắp, thương hiệu motor, biến tần và phụ kiện. Bảng đây là giá tham khảo; mức giá thực tế cần xác nhận theo đúng mã hàng và thời điểm đặt mua.
Với motor băng tải 4 kW, tốc độ động cơ 1.400 vòng/phút và lô chủ động Ø273 mm, dải tốc độ 10-40 m/phút cần tỷ số truyền tính toán từ khoảng 1/120 đến 1/30. Mô-men đầu ra theo công suất và hiệu suất 90% giảm từ khoảng 2.949 N.m ở 10 m/phút xuống khoảng 737 N.m ở 40 m/phút.
Theo giả định hệ số cản 0,05 và hệ số dự phòng 1,5, mô-men tải của băng 900 kg là 90,39 N.m; băng 1.300 kg là 130,56 N.m. Khoảng cách lớn giữa mô-men tải và mô-men motor cho thấy motor 4 kW có dự phòng mạnh, đồng thời cũng có khả năng gây quá tải cơ khí khi băng kẹt. Vì vậy, lựa chọn cuối cùng phải kiểm tra đúng cỡ KA, R, NMRV, WPDA hoặc dòng tương đương theo mô-men định mức, công suất nhiệt, hệ số làm việc và tải hướng kính.
