Motor băng tải 5,5 kW, tương đương khoảng 7,37 HP và thường gọi 7,5 HP, được dùng cho các băng tải tải trung bình đến nặng, băng dài, băng thường xuyên khởi động có hàng hoặc dây chuyền cần dự phòng mô-men lớn.
Tuy nhiên, công suất 5,5 kW chưa đủ để kết luận motor kéo được bao nhiêu kilôgam. Muốn chọn đúng bộ truyền động cần biết đường kính roller chủ động, tốc độ băng, lực cản, chế độ khởi động, tỷ số truyền, mô-men hộp số, tải hướng kính và thời gian làm việc.
Bài viết này tính cho roller chủ động Ø273 mm, băng tải nằm ngang, hai mức tải 900 kg và 1.300 kg, với tốc độ 10, 15, 20, 25, 30 và 40 m/phút.
Thông số | Giá trị dùng trong bài |
Công suất motor | 5,5 kW |
Công suất quy đổi | Khoảng 7,37 HP, thường gọi 7,5 HP |
Nguồn điện thường dùng | 3 pha 380 V hoặc theo nhãn motor |
Tần số | 50 Hz |
Số cực | 4 cực |
Tốc độ định mức thực tế | Khoảng 1.400-1.480 vòng/phút |
Tốc độ dùng tính toán | 1.400 vòng/phút |
Đường kính roller chủ động | 273 mm |
Bán kính roller | 136,5 mm = 0,1365 m |
Dải tốc độ tính toán | 10-40 m/phút |
Tải hàng | 900 kg và 1.300 kg |
Hệ số cản quy đổi | 0,05 |
Hệ số khởi động, dự phòng | 1,5 |
Hiệu suất minh họa bộ bánh răng | 90% |
Mô-men trên trục motor trước hộp giảm tốc xấp xỉ: T = 9550 × 5,5 / 1400 = 37,52 N.m.
Dòng điện của motor giảm tốc 5,5 kW không nên lấy một giá trị duy nhất cho mọi động cơ. Cần đọc trực tiếp dòng định mức trên nhãn vì điện áp, hiệu suất, hệ số công suất và thiết kế motor làm dòng điện thay đổi.
Hệ số cản 0,05 chỉ là giá trị dùng để tính sơ bộ. Băng trượt trên mặt bàn, băng dài, dây căng, ổ lăn kém, nhiều gạt dẫn hướng hoặc khởi động nhanh có thể tạo lực cản lớn hơn đáng kể. Khối lượng dây băng, roller quay và cơ cấu truyền phụ cũng cần được tính riêng khi thiết kế thực tế.
Đường kính D = 273 mm = 0,273 m.
Chu vi roller C = π × D = 3,1416 × 0,273 ≈ 0,8577 m.
Bán kính r = 0,273 / 2 = 0,1365 m.
Đường kính dùng tính toán phải là đường kính làm việc thực tế, kể cả lớp cao su hoặc lớp bọc nếu có.
Tốc độ băng | Tốc độ roller | Tỷ số tính toán | Tỷ số làm tròn | Tỷ số chọn ban đầu |
10 m/phút | 11,66 vòng/phút | 120,07 | 1/120 | 1/120 hoặc tỷ số gần nhất |
15 m/phút | 17,49 vòng/phút | 80,05 | 1/80 | 1/80 |
20 m/phút | 23,32 vòng/phút | 60,04 | 1/60 | 1/60 |
25 m/phút | 29,15 vòng/phút | 48,03 | 1/48 | 1/48 hoặc 1/50 + biến tần |
30 m/phút | 34,98 vòng/phút | 40,02 | 1/40 | 1/40 |
40 m/phút | 46,64 vòng/phút | 30,02 | 1/30 | 1/30 |
Roller Ø273 mm tạo ra các tỷ số gần với 120, 80, 60, 48, 40 và 30. Riêng tốc độ 25 m/phút, nếu hộp số không có đúng tỷ số 1/48 có thể chọn tỷ số gần 1/50 rồi hiệu chỉnh nhẹ bằng biến tần.
Mô-men lý thuyết được tính theo công thức T2 = 9550 × P / n2. Nếu minh họa hiệu suất bộ bánh răng là 90%, mô-men đầu ra tương ứng bằng 9550 × 5,5 × 0,90 / n2.
Tốc độ băng | Tốc độ roller | Mô-men lý thuyết | Mô-men tại hiệu suất 90% |
10 m/phút | 11,66 | 4.505 N.m | 4.054 N.m |
15 m/phút | 17,49 | 3.003 N.m | 2.703 N.m |
20 m/phút | 23,32 | 2.252 N.m | 2.027 N.m |
25 m/phút | 29,15 | 1.802 N.m | 1.622 N.m |
30 m/phút | 34,98 | 1.502 N.m | 1.351 N.m |
40 m/phút | 46,64 | 1.126 N.m | 1.014 N.m |
Bảng này cho thấy motor 5,5 kW có thể tạo mô-men đầu ra rất lớn ở tốc độ thấp. Vì vậy không thể chọn hộp số nhỏ chỉ vì mô-men tải chạy ổn định của băng thấp. Hộp số phải được kiểm tra theo mô-men định mức, công suất đầu vào cho phép, hệ số làm việc, tải hướng kính và khả năng nhiệt.
Mô-men tải giản lược: 900 × 9,81 × 0,05 × 0,1365 × 1,5 ≈ 90,39 N.m.
Tốc độ | Tỷ số truyền | 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 hoặc R127; tỷ số rất lớn nên không ưu tiên WPDA một cấp |
15 m/phút | 1/80 | 90,39 N.m | 0,166 kW | KA97 hoặc R107; NMRV phải kiểm tra khả năng nhiệt |
20 m/phút | 1/60 | 90,39 N.m | 0,221 kW | KA87-KA97 hoặc R97; WPDA200-250 cần kiểm tra bảng thông số |
25 m/phút | 1/48 | 90,39 N.m | 0,276 kW | KA87 hoặc R97; WPDA200-250 ở tỷ số gần 1/50 |
30 m/phút | 1/40 | 90,39 N.m | 0,331 kW | KA87 hoặc R97; WPDA175-200; NMRV150 cần kiểm tra |
40 m/phút | 1/30 | 90,39 N.m | 0,441 kW | KA77-KA87 hoặc R87-R97; WPDA175-200; NMRV150 |
Theo mô hình này, ngay tại 40 m/phút công suất cơ học cần tại băng chỉ khoảng 0,441 kW, thấp hơn nhiều so với công suất motor 5,5 kW. Điều đó không có nghĩa 5,5 kW là sai, vì thiết kế thực tế còn chịu ảnh hưởng của chiều dài băng, ma sát, khởi động đầy tải, tải va đập, độ dốc và yêu cầu dự phòng.
Mô-men tải giản lược: 1.300 × 9,81 × 0,05 × 0,1365 × 1,5 ≈ 130,56 N.m.
Tốc độ | Tỷ số truyền | 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 | KA107 hoặc R127-R137 nếu khởi động nặng |
15 m/phút | 1/80 | 130,56 N.m | 0,239 kW | KA97-KA107 hoặc R107 |
20 m/phút | 1/60 | 130,56 N.m | 0,319 kW | KA97 hoặc R97-R107; WPDA250 nếu dùng trục vít |
25 m/phút | 1/48 | 130,56 N.m | 0,399 kW | KA87-KA97 hoặc R97; WPDA250 tham khảo |
30 m/phút | 1/40 | 130,56 N.m | 0,478 kW | KA87 hoặc R97; WPDA200-250 |
40 m/phút | 1/30 | 130,56 N.m | 0,638 kW | KA77-KA87 hoặc R87-R97; WPDA200; NMRV150 |
Ngay ở 40 m/phút, tải 1.300 kg theo mô hình này cần khoảng 0,638 kW. Khi motor đã cố định ở 5,5 kW, khả năng mô-men của chính motor sau giảm tốc trở thành điều kiện quan trọng để bảo vệ hộp số và cơ cấu truyền.
KA có trục vào và trục ra vuông góc, phù hợp khi cần tiết kiệm chiều dài lắp đặt. Kiểu trục rỗng có thể lắp trực tiếp lên trục roller. Với motor 5,5 kW, nên ưu tiên các cỡ lớn hơn khi tỷ số truyền cao và mô-men đầu ra lớn.
R có trục vào và trục ra gần đồng tâm, vận hành êm và có hiệu suất cao. Dòng này phù hợp băng tải chạy liên tục nhưng chiếm chiều dài lắp đặt lớn hơn kiểu KA. Ở tốc độ thấp cần chọn cỡ hộp đủ lớn để chịu mô-men đầu ra của motor 5,5 kW.
WPDA có thân gang, truyền động vuông góc và kết cấu đơn giản. Các cỡ lớn như WPDA155, WPDA175, WPDA200 và WPDA250 thường được cân nhắc với motor công suất lớn, nhưng phải kiểm tra giới hạn mô-men, hiệu suất và nhiệt ở tỷ số cao.
Với các tỷ số 1/80 và 1/120, không nên mặc định dùng hộp WPDA một cấp. Có thể cần hộp hai cấp, bộ truyền phụ hoặc chuyển sang dòng bánh răng có dải tỷ số rộng hơn.
NMRV có kết cấu gọn và truyền động vuông góc. Với motor 5,5 kW, cần kiểm tra kỹ công suất đầu vào cho phép, khả năng tản nhiệt và mô-men định mức, đặc biệt ở tỷ số lớn. Không nên chọn chỉ dựa trên kích thước mặt bích motor.
Motor giảm tốc GH là dạng động cơ liền hộp giảm tốc bánh răng, thường dùng cho băng tải, vít tải, máy trộn và các cơ cấu truyền động cần mô-men lớn. Khi lắp motor 5,5 kW cho băng tải, hai cỡ trục ra thường được quan tâm là trục 50 mm và trục 60 mm. Cần chọn theo mô-men thực tế, tỷ số truyền, tải hướng kính và kích thước khớp nối hoặc nhông xích, không chọn chỉ theo đường kính trục.
Không thể quy đổi trực tiếp 5,5 kW thành một số kilôgam cố định. Công suất cần thiết phụ thuộc lực cản chuyển động, tốc độ băng, độ nghiêng, ma sát, khối lượng dây băng, quán tính roller, cơ cấu truyền và thời gian tăng tốc. Vì vậy cùng motor 5,5 kW, băng tải con lăn nằm ngang có thể vận chuyển tải lớn hơn đáng kể so với băng trượt hoặc băng tải nghiêng.
Khi đã chạy đều, motor chủ yếu thắng lực cản chuyển động. Khi khởi động, motor còn phải gia tốc dây băng, hàng hóa, roller, puly, nhông và các bộ phận quay. Do đó cần xét mô-men dư, quán tính và thời gian tăng tốc, không chỉ xét công suất chạy ổn định.
Không. Mô-men khởi động phải được xác định từ tải, quán tính và thời gian tăng tốc. Băng 1.300 kg khởi động trong 2 giây sẽ cần mô-men gia tốc khác hẳn khi tăng tốc trong 10 giây.
Công suất định mức không đồng nghĩa với mô-men khởi động luôn đủ. Motor chọn dư kW nhưng dùng sai đặc tính mô-men-tốc độ, sai chế độ biến tần hoặc đặt thời gian tăng tốc quá ngắn vẫn có thể không khởi động được.
Không có một giá trị cố định. Thời gian tăng tốc phải đủ dài để giảm dòng và giảm lực giật, đồng thời vẫn phù hợp yêu cầu sản xuất. Khi chạy thử nên theo dõi đồng thời dòng điện, tốc độ, thời gian tăng tốc, độ trượt băng và nhiệt motor.
Nếu băng tải chạy gần tốc độ định mức, tải không quá nặng và không cần điều khiển mô-men chính xác, V/f có thể đáp ứng. Nếu cần khởi động tải lớn, chạy tốc độ thấp hoặc giữ tốc độ tốt khi tải thay đổi, điều khiển vector thường thuận lợi hơn.
11.7. Tại sao motor 5,5 kW chạy 10-15 Hz lại nóng dù băng tải không quá tải?
Khi motor quay chậm, quạt tự làm mát gắn trên trục cũng quay chậm. Nếu băng vẫn cần mô-men đáng kể, nhiệt tích tụ nhanh. Khi phải chạy thấp tốc lâu, nên đổi tỷ số truyền để motor chạy nhanh hơn hoặc dùng quạt cưỡng bức.
Trong đa số băng tải tốc độ thấp, phương án này không hợp lý. Hộp số có nhiệm vụ giảm tốc và nhân mô-men. Với roller Ø273 mm chỉ quay khoảng 11,66-46,64 vòng/phút trong bài này, hộp giảm tốc vẫn là bộ phận quan trọng.
Có thể trong một số thiết kế, nhưng phải kiểm tra motor và hộp số. Khi vượt tần số cơ bản, motor thường vào vùng suy giảm từ thông nên khả năng tạo mô-men có xu hướng giảm. Đồng thời phải kiểm tra giới hạn tốc độ của rotor, vòng bi và hộp số.
Tốc độ thực của motor không phải lúc nào cũng đúng 1.400 vòng/phút. Ngoài ra còn có sai số từ đường kính roller thực, lớp bọc cao su, tỷ số hộp số và độ trượt dây băng. Sau lắp đặt nên đo tốc độ thực và hiệu chỉnh bằng biến tần.
Không phải băng tải nào cũng cần encoder. Băng tải vận chuyển liên tục thường có thể dùng điều khiển không cảm biến. Encoder có ích khi cần kiểm soát tốc độ chính xác, đồng bộ nhiều băng, định vị sản phẩm hoặc phát hiện trượt.
Không nên kết luận ngay rằng motor thiếu công suất. Nguyên nhân có thể là puly chủ động trượt, bộ căng không đủ, khớp nối trượt, then hỏng, xích trượt hoặc cơ cấu truyền có vấn đề.
Không. Thiếu lực căng có thể làm băng trượt, nhưng căng quá mức lại tăng tải lên ổ roller, trục và hộp số. Cần kiểm tra độ căng, góc ôm, bề mặt puly, lớp bọc và tình trạng bộ căng.
Có thể. Cùng tải 1.300 kg nhưng băng chạy 2 giờ/ngày và băng chạy 24 giờ/ngày không nhất thiết dùng cùng cỡ hộp. Phải xét hệ số làm việc, số lần khởi động và tải va đập.
Băng tải chạy liên tục trong thời gian dài thường phù hợp chế độ S1. Các chế độ gián đoạn như S3 phải được chọn theo chu kỳ làm việc và tỷ lệ thời gian có tải.
Có. Mỗi lần khởi động tạo thêm tổn hao nhiệt và ứng suất điện-cơ. Băng phân loại hoặc máy đóng gói liên tục bật-tắt phải được tính theo tần suất khởi động, không nên thiết kế như một băng chạy liên tục.
Có thể, nhưng phải tính kỹ quá trình hãm và tăng tốc theo chiều ngược lại. Đảo chiều quá nhanh làm tăng dòng, mô-men và năng lượng hãm. Không nên đảo chiều bằng contactor khi motor chưa dừng.
Khi băng có quán tính lớn hoặc yêu cầu giảm tốc nhanh. Trong quá trình giảm tốc, motor có thể phát năng lượng trở lại biến tần. Nếu năng lượng tái sinh lớn, điện trở hãm giúp tiêu tán năng lượng và hạn chế quá áp.
Không phải lúc nào cũng cần. Nếu băng được phép dừng tự nhiên và không cần giữ chính xác vị trí hàng, phanh cơ có thể không cần thiết. Phanh phù hợp hơn khi cần dừng chính xác hoặc giữ tải.
Thường cần xem xét nghiêm túc. Khi mất điện, tải trên băng nghiêng có thể kéo hệ thống quay ngược. Cần dùng phanh hoặc cơ cấu chống chạy ngược phù hợp, không nên coi khả năng tự hãm của hộp trục vít là thiết bị an toàn.
Không nên. Dừng càng nhanh thì mô-men hãm và năng lượng tái sinh càng lớn. Dừng khẩn cấp còn liên quan đến mạch an toàn của máy, không đơn giản là đặt tham số giảm tốc bằng 0.
Đây thường là dấu hiệu cần kiểm tra cơ khí. Nguyên nhân có thể là vòng bi xuống cấp, roller kẹt, dây băng căng hơn, băng lệch, nhông xích thiếu bôi trơn, vật liệu bám roller hoặc phanh không nhả hết.
Nguồn rung có thể đến từ chân đế lỏng, sai đồng tâm, khớp nối, nhông xích, roller mất cân bằng, vòng bi hoặc cộng hưởng cơ khí. Cần kiểm tra cả cơ khí và tham số biến tần.
Một phần tiếng kêu có thể xuất phát từ tần số chuyển mạch của biến tần và cộng hưởng cơ khí. Nếu tiếng ồn đi kèm rung, nóng hoặc dòng tăng thì cần kiểm tra thêm vòng bi và cơ cấu truyền.
Có thể dùng làm chỉ báo hữu ích. Nên ghi lại dòng ở trạng thái không tải, tải trung bình và đầy tải để so sánh theo thời gian. Tuy nhiên dòng điện không thay thế hoàn toàn việc kiểm tra cơ khí và mô-men thực.
Cần cung cấp tối thiểu tốc độ băng, đường kính roller, tải lớn nhất, chiều dài băng, độ nghiêng, kiểu mặt đỡ, loại hàng, số lần khởi động mỗi giờ, có khởi động đầy tải hay không, thời gian tăng tốc, số giờ chạy/ngày, kiểu truyền, tư thế lắp, điện áp, biến tần, yêu cầu hãm và môi trường làm việc.
Giá không thể xác định chỉ từ công suất 5,5 kW. Cùng công suất nhưng tỷ số 1/10 và 1/60 có thể dùng cỡ hộp khác nhau. Vật liệu, phanh, biến tần, kiểu trục và hãng sản xuất cũng làm giá thay đổi. Bảng dưới đây nêu cấu hình cần báo giá riêng, tránh công bố một mức giá không đúng sản phẩm.
Với motor băng tải 5,5 kW, tốc độ động cơ giả định 1.400 vòng/phút và roller chủ động Ø273 mm, dải tốc độ 10-40 m/phút tương ứng với tỷ số truyền gần 1/120, 1/80, 1/60, 1/48, 1/40 và 1/30.
Theo giả định hệ số cản 0,05 và hệ số dự phòng 1,5, mô-men tải của băng 900 kg khoảng 90,39 N.m; băng 1.300 kg khoảng 130,56 N.m. Trong khi đó, motor 5,5 kW sau bộ truyền bánh răng hiệu suất 90% có thể tạo khoảng 4.054 N.m tại 10 m/phút và khoảng 1.014 N.m tại 40 m/phút.
Vì vậy, khi chọn bộ motor giảm tốc băng tải 5,5 kW không nên chọn hộp số chỉ dựa trên tải 900 kg hoặc 1.300 kg. Cần kiểm tra đồng thời mô-men định mức của hộp số, công suất đầu vào cho phép, hệ số làm việc, tải hướng kính, khả năng nhiệt, tư thế lắp và chế độ biến tần. Đây là các yếu tố quyết định độ bền và độ ổn định của toàn bộ hệ thống băng tải.
