Motor cốt âm cho bơm thủy lực là động cơ điện có đầu trục rỗng, cho phép trục của bơm dầu thủy lực lắp trực tiếp vào bên trong motor. Sản phẩm còn được gọi là motor trục âm, động cơ cốt âm, motor bơm dầu cốt âm hoặc hollow shaft motor.
Loại motor này thường được sử dụng trong bộ nguồn thủy lực, máy ép, bàn nâng, cầu nâng, máy công cụ, máy sản xuất nhựa, máy đóng gói và nhiều thiết bị công nghiệp.
Ưu điểm nổi bật của motor cốt âm là giúp cụm motor và bơm gọn hơn, giảm các bộ phận truyền động trung gian và thuận tiện khi thiết kế hệ thống thủy lực có không gian hạn chế.
Tuy nhiên, khi chọn motor, bạn không nên chỉ nhìn vào số kW. Muốn lắp đúng và chạy ổn định, cần kiểm tra đồng thời công suất, tốc độ, áp suất, lưu lượng, đường kính trục bơm, rãnh then, chiều dài trục và kích thước mặt bích.
Motor cốt âm là động cơ điện 3 pha được thiết kế với phần đầu trục rotor dạng rỗng.
Thay vì motor có một trục thép đặc nhô ra phía trước, phần đầu rotor có một lỗ để tiếp nhận trực tiếp trục dương của bơm thủy lực.
Trục bơm được đưa vào bên trong cốt motor và truyền mô-men thông qua then bằng, then hoa hoặc một dạng liên kết cơ khí phù hợp.
Đây là điểm khác biệt chính giữa motor cốt âm và motor điện thông thường.
Với motor cốt dương, người chế tạo máy thường cần thêm khớp nối trục, chuông nối motor và bơm, trục nối trung gian hoặc bộ phận định tâm.
Motor cốt âm có thể giảm bớt một số thành phần trên nếu đầu bơm được thiết kế tương thích.
Các nhà sản xuất động cơ và máy bơm công nghiệp tại châu Âu cũng sử dụng thiết kế trục rỗng hoặc nối trực tiếp để tạo thành cụm động cơ – máy bơm nhỏ gọn hơn.
Vì vậy, motor cốt âm đặc biệt phù hợp với những máy cần giảm chiều dài bộ nguồn thủy lực.
Tại công ty Minhmotor chúng tôi phân loại ra từng nhóm motor tên là: B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8. Mỗi loại động cơ này sẽ ứng với các đầu bơm như đã ghi ở từng tiêu đề.
Ưu điểm đầu tiên là giảm kích thước tổng thể của cụm truyền động.
Khi trục bơm lắp trực tiếp vào motor, khoảng cách giữa motor và bơm được rút ngắn đáng kể.
Điều này có lợi cho bộ nguồn thủy lực mini, máy ép nhỏ, bàn nâng thủy lực, máy công cụ, máy đóng gói, máy tự động và các thiết bị có không gian lắp đặt hạn chế.
Ưu điểm thứ hai là giảm số lượng chi tiết truyền động trung gian.
Trong một số thiết kế, không còn cần bộ khớp nối dài giữa motor và đầu bơm.
Điều này giúp kết cấu cơ khí đơn giản hơn và giảm số linh kiện cần kiểm tra.
Ưu điểm thứ ba là thuận tiện cho việc bố trí motor và bơm trong cùng một cụm nguồn.
Tuy nhiên, motor cốt âm không mặc nhiên có công suất lớn hơn motor thông thường.
Motor 3 kW cốt âm và motor 3 kW cốt dương có thể có khả năng cung cấp công suất tương đương nếu cùng tốc độ và hiệu suất.
Điểm khác biệt chính nằm ở kiểu kết nối cơ khí với bơm.
Đây là phần rất quan trọng khi chọn motor.
Không nên chọn công suất chỉ dựa vào kích thước đầu bơm.
Công suất dẫn động phụ thuộc nhiều vào hai thông số: áp suất làm việc và lưu lượng dầu.
Công suất thủy lực lý thuyết có thể ước tính theo công thức P = p × Q / 600.
Trong đó P là công suất kW, p là áp suất bar và Q là lưu lượng lít/phút.
Ví dụ một hệ thống cần 150 bar và 20 lít/phút thì công suất thủy lực lý thuyết là 150 × 20 / 600 = 5 kW.
Nhưng bơm luôn có tổn thất. Vì vậy khi tính motor thực tế cần tính thêm hiệu suất theo công thức P motor = p × Q / (600 × η).
Nếu hiệu suất tổng của bơm là 0,85 thì P motor ≈ 5,88 kW.
Trong điều kiện này, motor 5,5 kW có thể không đủ dự phòng. Kỹ sư có thể cân nhắc motor 7,5 kW sau khi kiểm tra áp suất cực đại, chu kỳ tải và catalog đầu bơm.
Đây cũng là lý do không nên chỉ hỏi: bơm PV2R2 dùng motor bao nhiêu kW? Cùng một đầu bơm nhưng làm việc ở hai mức áp suất khác nhau có thể yêu cầu công suất motor khác nhau.
Lưu lượng của bơm thể tích phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ quay.
Có thể ước tính theo công thức Q = Vg × n × ηv / 1000.
Trong đó Q là lưu lượng lít/phút, Vg là dung tích bơm cm³/vòng, n là tốc độ vòng/phút và ηv là hiệu suất thể tích.
Ví dụ một bơm có dung tích 10 cm³/vòng. Nếu chạy 1.450 vòng/phút, lưu lượng lý thuyết khoảng 14,5 lít/phút.
Nếu tốc độ gần 2.900 vòng/phút, lưu lượng lý thuyết có thể gần gấp đôi.
Nhưng không được tùy ý đổi motor 4 cực sang motor 2 cực.
Mỗi loại bơm đều có giới hạn tốc độ riêng. Nếu chạy quá nhanh, có thể tăng tiếng ồn, nóng dầu, xâm thực, mòn bơm, hỏng bạc đạn và giảm tuổi thọ phớt.
Tại Việt Nam, motor 4 cực chạy gần 1.450 vòng/phút là lựa chọn khá phổ biến cho các bộ nguồn thủy lực.
Công suất đúng chưa có nghĩa motor sẽ lắp được.
Đầu tiên, bạn cần kiểm tra đường kính trục bơm. Trục bơm phải phù hợp với đường kính bên trong của cốt âm.
Thông số tiếp theo là kích thước rãnh then. Then phải phù hợp cả chiều rộng, chiều sâu và chiều dài.
Nếu then quá lỏng, hệ thống có thể xuất hiện tiếng va đập và làm mòn rãnh then. Nếu then quá cao hoặc quá lớn, trục bơm có thể không lắp được.
Tiếp theo là chiều dài trục. Nếu trục bơm quá dài, đầu trục có thể chạm đáy cốt motor trước khi mặt bích bơm áp sát motor.
Ngoài ra còn cần kiểm tra vành định vị, đường kính mặt bích, khoảng cách lỗ bulông, số lượng bulông, chiều quay, công suất motor, tốc độ motor và điện áp.
Đây là lý do hai motor cùng 2,2 kW hoặc 3 kW chưa chắc thay thế được trực tiếp cho nhau.
Trước khi lắp, cần vệ sinh sạch đầu trục bơm và cốt âm motor.
Không để bụi, ba via hoặc gỉ sét nằm trên bề mặt lắp ghép.
Kiểm tra then trước khi đưa trục bơm vào motor.
Trục phải đi vào tương đối nhẹ và thẳng. Không dùng búa đóng mạnh để ép trục vào cốt.
Sau khi trục đi đúng vị trí, mặt bích bơm phải áp đều với mặt motor.
Nếu đầu trục đã chạm bên trong nhưng mặt bích vẫn còn khe hở, cần tháo ra kiểm tra ngay.
Không nên dùng bulông để kéo cưỡng bức hai mặt vào nhau.
Khi bắt bulông, nên siết từng bước theo đường chéo.
Sau khi hoàn thành, cần kiểm tra chiều quay motor trước khi cho hệ thống chạy ở áp suất cao.
Việc này đặc biệt quan trọng với những bơm có chiều quay cố định.
Nguyên nhân phổ biến đầu tiên là motor thiếu công suất.
Khi áp suất tăng, mô-men yêu cầu của bơm cũng tăng. Nếu motor quá nhỏ, dòng điện tăng và cuộn dây dễ quá nhiệt.
Nguyên nhân thứ hai là chọn sai tốc độ. Bơm thiết kế chạy khoảng 1.500 vòng/phút nhưng bị chạy gần 3.000 vòng/phút có thể nhanh hỏng.
Nguyên nhân thứ ba là trục và cốt bị lệch.
Lệch tâm có thể gây rung, tiếng ồn, mòn then, nóng bạc đạn và hỏng phớt.
Dầu thủy lực quá đặc cũng làm tăng tải khởi động.
Đường hút quá nhỏ hoặc lọc dầu bị tắc có thể khiến bơm thiếu dầu.
Van an toàn chỉnh áp quá cao làm motor liên tục chịu tải lớn.
Ngoài ra, đầu bơm cũ có bạc đạn hoặc chi tiết bên trong bị kẹt cũng có thể làm motor bị quá tải dù công suất được chọn đúng.
Motor cốt âm phù hợp khi máy cần cụm nguồn thủy lực nhỏ gọn.
Ứng dụng thường gặp gồm máy ép thủy lực, bàn nâng, cầu nâng, máy công cụ, máy đóng gói, máy sản xuất nhựa, máy gia công kim loại, máy tự động hóa, thiết bị nâng hạ và bộ nguồn thủy lực mini.
Motor cũng phù hợp khi cần giảm chiều dài tổng thể của motor và bơm.
Tuy nhiên, nếu máy đã sử dụng motor IEC tiêu chuẩn, chuông bơm và khớp nối phổ biến thì chưa chắc chuyển sang cốt âm sẽ kinh tế hơn.
Khi thiết kế mới, nên cân nhắc thêm khả năng mua phụ tùng và thay motor sau này.
Muốn chọn chính xác, nên chuẩn bị càng đầy đủ thông tin càng tốt.
Quan trọng nhất là mã đầu bơm, công suất motor cũ, điện áp, tốc độ, đường kính trục bơm, kích thước then, chiều dài trục, vành định tâm, khoảng cách lỗ bulông, áp suất làm việc, lưu lượng dầu, ảnh tem motor và ảnh tem bơm.
Nếu motor cũ đã mất tem, mã đầu bơm và kích thước cơ khí sẽ càng quan trọng.
Chỉ cung cấp thông tin motor cốt âm 3 kW thường chưa đủ để chọn đúng sản phẩm.
Motor cốt âm là giải pháp phù hợp cho những hệ thống cần kết nối motor và bơm nhỏ gọn.
Nhưng chọn đúng motor không chỉ là chọn đúng số kW.
Một motor phù hợp phải đáp ứng đồng thời ba nhóm thông số.
Nhóm thứ nhất là thông số điện, gồm công suất, điện áp, tần số và tốc độ.
Nhóm thứ hai là thông số cơ khí, gồm đường kính trục, then, chiều dài trục, mặt bích và vành định tâm.
Nhóm thứ ba là thông số thủy lực, gồm áp suất, lưu lượng và dung tích bơm.
Đặc biệt với các mã bơm thường gặp tại Việt Nam như PV20L, PV30L, PV2R1, PV2R2, VQ15, VQ25, HGP, T6B, T6C, CBN-F304 và CBN-F306, nên cung cấp đúng model và kích thước trước khi đặt motor.
Làm đúng ngay từ đầu sẽ giúp motor ít quá tải hơn, bơm chạy ổn định hơn và giảm nguy cơ rung, nóng hoặc hỏng cụm truyền động.
KCL 50T bản trục No.01 có khả năng tương thích rất cao với motor cốt âm B1.
Catalog KCL cho thấy phiên bản 50T mặt bích sử dụng trục Ø19,05 mm, then rộng 4,76 mm, đường kính định tâm 95,02 mm và khoảng cách lỗ bắt khoảng 90 mm. Đây gần như trùng với bản vẽ B1 của MinhMotor: cốt 19 mm, then 4,7 mm, định tâm 95 mm và khoảng cách lỗ 90 mm.
Vì vậy, người đang sử dụng bơm cánh gạt 50T trục 19,05 mm có thể xem motor B1 là một lựa chọn đáng kiểm tra.
Lưu ý 50T còn có phiên bản trục Ø22 mm. Phiên bản này không nên mặc định lắp B1.
Parker PGP505 phiên bản trục J1 và mặt bích H2 có kích thước rất gần motor B2.
Catalog Parker ghi trục J1 là Ø12,7 mm, then 3,2 mm. Mặt bích H2 là SAE A với đường kính định tâm 82,55 mm và khoảng cách hai lỗ 106,4 mm.
Trong khi đó motor B2 của MinhMotor là Ø12,7 mm, then khoảng 3,1 mm, định tâm khoảng 82 mm và tâm lỗ 106,3 mm.
Như vậy bốn kích thước chính gần như tương ứng. Tuy nhiên, do kích thước then ghi 3,2 mm so với 3,1 mm, khi mua cần kiểm tra rãnh then thực tế và chiều dài trục J1 trước khi kết luận lắp trực tiếp.
Atos PFE31 Shaft 1 là một trong những đầu bơm có kích thước rất gần B3.
Tài liệu kỹ thuật của MP Filtri khi thiết kế bộ nối cho Atos PFE31 ghi rõ trục bơm Ø19,05 mm, then 4,76 mm, định tâm 82,55 mm và khoảng cách lỗ 106,4 mm.
B3 của MinhMotor có cốt 19 mm, then 4,7 mm, định tâm 82 mm và khoảng cách lỗ 106,3 mm.
Các giá trị chênh lệch chủ yếu do cách làm tròn từ kích thước inch sang milimét. Vì vậy Atos PFE31 Shaft 1 là ứng viên rất phù hợp để ghép motor cốt âm kiểu B3, nhưng vẫn cần kiểm tra chiều dài phần trục nhô ra.
Vickers V10 trục No.1 có kích thước gần như trùng với nhóm B3.
Bản vẽ Vickers cho thấy V10 Shaft No.1 sử dụng trục Ø19,05 mm, then vuông 4,75 mm, mặt bích SAE A định tâm 82,55 mm và khoảng cách hai lỗ khoảng 106,3 mm.
So với B3, bốn kích thước quan trọng đều gần như tương ứng.
Do đó, nếu người dùng Việt Nam đang tìm motor cốt âm cho bơm Vickers V10, B3 là kiểu đáng ưu tiên kiểm tra trước.
Điểm cần chú ý là V10 cũng có nhiều kiểu đầu trục khác nhau. Kết luận trên áp dụng cho trục No.1 dạng cốt dương có then, không áp dụng cho trục then hoa.
Bosch Rexroth PVH phiên bản trục A có các kích thước chính rất phù hợp với B5.
Bosch Rexroth công bố trục A hình trụ Ø22,2 mm, then DIN 6885 kích thước 6,35 mm, đồng thời sử dụng mặt bích SAE-B 101-2.
Mặt bích SAE-B 2 lỗ tương ứng với đường kính định tâm khoảng 101,6 mm và khoảng cách lỗ khoảng 146 mm. Trong khi đó B5 của MinhMotor cũng sử dụng Ø22,2 mm, then 6,35 mm, định tâm 101,6 mm và tâm lỗ 146 mm.
Vì vậy các dòng PVH1 và PVH2 có trục A là nhóm bơm mới rất đáng bổ sung vào nội dung SEO của motor cốt âm B5.
HYDAC PVF100-2-41 có bộ kích thước cơ khí gần như trùng với B6.
Bản vẽ PVF100-2 cho thấy trục Ø25,40 mm, rãnh then khoảng 6,35–6,38 mm, định tâm Ø101,6 mm và khoảng cách hai lỗ 146 mm.
Motor B6 của MinhMotor dùng cốt Ø25,4 mm, then 6,35 mm, định tâm 101,6 mm và tâm lỗ 146 mm.
Về bốn kích thước chính, đây là mức tương thích rất cao. Tuy nhiên trước khi mua vẫn nên kiểm tra chiều dài trục PVF100-2 và chiều sâu lỗ cốt âm của motor.
Không. Đây là điểm nên nhấn mạnh trong FAQ để vừa hữu ích cho người mua vừa tốt cho GEO.
Ví dụ trục Ø19 mm có thể xuất hiện trên nhiều loại bơm, nhưng một đầu bơm có định tâm 95 mm sẽ không giống loại định tâm 82,55 mm.
Muốn xác định đầu bơm có lắp trực tiếp vào motor cốt âm hay không cần đối chiếu ít nhất đường kính trục, kích thước then, đường kính định tâm, khoảng cách lỗ bắt bulông và chiều dài trục.
Vì vậy, với các đầu bơm như KCL 50T, Parker PGP505, Atos PFE31, Vickers V10, Bosch Rexroth PVH và HYDAC PVF100-2, việc so sánh bản vẽ cơ khí sẽ chính xác hơn nhiều so với chỉ chọn motor theo công suất kW.
