Động cơ giảm tốc là động cơ được ghép nối với hộp số để gói mang lại tốc độ đầu ra thấp và mô-men xoắn đầu ra cao từ một bộ truyền động duy nhất. Động cơ cung cấp năng lượng, bộ giảm tốc đổi tốc độ lấy mô-men xoắn và trục đầu ra quay máy chậm nhưng có đủ lực để di chuyển băng tải đã tải, quay máy nghiền hoặc nâng tải cần cẩu.
Thuật ngữ này được sử dụng một cách lỏng lẻo và điều đó gây ra những vấn đề thực sự ở giai đoạn mua sắm. Một số nhà cung cấp muốn nói đến một động cơ hộp số tích hợp: một vỏ, một trục, một bảng tên. Những cái khác có nghĩa là một động cơ tiêu chuẩn cộng với một bộ giảm tốc riêng biệt mà bạn ghép nối và căn chỉnh tại chỗ. Cả hai đều phổ biến trong ngành công nghiệp nặng và sự khác biệt làm thay đổi kích thước ổ đĩa, cách bạn lắp đặt nó và những gì bạn để trên kệ như một phụ tùng.
Động cơ giảm tốc làm gì
Động cơ giảm tốc chuyển đổi tốc độ lấy mô-men xoắn thông qua bộ truyền bánh răng và quá trình trao đổi này gần như tuyến tính cho đến khi tổn thất hiệu suất và giới hạn nhiệt vượt quá. Nếu động cơ quay với tốc độ n1 vòng/phút và tỷ số truyền là i, tốc độ đầu ra là n2 = n1 / i, trong khi mômen đầu ra tăng gần tương ứng với i, trừ đi tổn thất cơ học.
Một ví dụ hoạt động cho thấy giá trị. Một động cơ bốn cực chạy ở tốc độ 1470 vòng/phút kết hợp với bộ giảm tốc xoắn ốc 20:1 cho tốc độ khoảng 73,5 vòng/phút ở trục đầu ra. Nếu động cơ cung cấp 100 N·m ở trục của nó và bộ truyền bánh răng chạy với hiệu suất 96% thì trục đầu ra mang khoảng 100 x 20 x 0,96 = 1920 N·m. Một động cơ nhỏ, nhanh, rẻ tiền đang thực hiện công việc của một động cơ rất lớn, chậm.
Các nhiệm vụ điển hình bao gồm băng tải đai và trục vít, máy nghiền bi và con lăn, hệ thống truyền động và di chuyển của cần cẩu, máy trộn, máy cấp liệu, quạt tháp giải nhiệt và dây chuyền gia công kim loại. Trong mọi trường hợp, máy được điều khiển cần mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp và việc truyền động trực tiếp sẽ yêu cầu kích thước động cơ và dòng điện khởi động không thực tế.
Động cơ giảm tốc tích hợp hay động cơ và hộp giảm tốc riêng biệt?
Chọn một động cơ hộp số tích hợp khi không gian chật hẹp, vấn đề liên kết nhà máy và nhiệm vụ có thể lặp lại và có kích thước theo danh mục. Chọn một động cơ và bộ giảm tốc riêng khi động cơ lớn, khi khung IEC tiêu chuẩn phải có nguồn gốc tại địa phương hoặc khi bộ giảm tốc là hạng mục được thiết kế và động cơ là hàng hóa.
- Động cơ hộp số tích hợp: một trục, các phụ tùng nhỏ gọn, đơn giản hơn, phù hợp với nhà máy — nhưng thay thế một nửa có nghĩa là thay thế toàn bộ bộ phận.
- Động cơ và hộp giảm tốc riêng biệt: tìm nguồn cung ứng động cơ linh hoạt, trao đổi động cơ nhanh hơn, nâng cấp dễ dàng hơn lên nhiệm vụ biến tần — nhưng bạn sở hữu khả năng căn chỉnh, khớp nối và kiểm tra độ đồng tâm.
Các loại bánh răng được sử dụng trong động cơ giảm tốc
Bốn loại bánh răng bao gồm hầu hết các động cơ giảm tốc công nghiệp: bánh răng xoắn ốc cho nhiệm vụ liên tục nói chung, bánh răng hành tinh cho mô-men xoắn cao trong một đường bao nhỏ, bánh răng giun cho tỷ số cao và tự khóa, và bánh răng chong chóng tròn cho tải sốc và truyền động nội tuyến nhỏ gọn. Ghép loại với nhiệm vụ đầu tiên và so sánh giá thứ hai; nếu bạn muốn nguyên tắc cơ bản, lời giải thích của chúng tôi về hộp giảm tốc công nghiệp hoạt động như thế nào và loại nào phù hợp với nhiệm vụ nhất định là một điểm khởi đầu hữu ích.
Hộp giảm tốc xoắn ốc và hình trụ là mặc định cho hoạt động liên tục ở công suất vừa phải đến cao, vì các răng xoắn ốc trục song song đạt hiệu suất 96–98% mỗi giai đoạn. Các đơn vị nhiều giai đoạn bao gồm vài trăm đến một; hình phạt cho tỷ lệ cao là chiều dài và trọng lượng nhà ở hơn là hiệu quả. Chúng là sự lựa chọn thông thường cho băng tải, máy nghiền, máy trộn và dây chuyền xử lý.
Động cơ giảm tốc xoắn ốc cho các bộ truyền động công nghiệp làm việc liên tục Động cơ bánh răng xoắn ốc tích hợp mang lại hiệu suất cao, truyền động ít tiếng ồn, phù hợp với băng tải, máy nghiền, máy trộn và dây chuyền xử lý nơi phổ biến các bộ giảm tốc trục song song. Xem sản phẩm → Hộp giảm tốc hành tinh chia sẻ tải trên ba bánh răng hành tinh trở lên, đó là lý do tại sao chúng mang lại mật độ mô-men xoắn rất cao trong gói đồng trục. Tỷ lệ dao động từ khoảng 3:1 mỗi giai đoạn đến 1000:1 trong các bản dựng nhiều giai đoạn, với hiệu suất 96–97% và chúng phù hợp với máy ép con lăn, tời, bộ truyền động di chuyển và máy trộn có chiều dài trục bị hạn chế.
Bộ giảm tốc bánh răng hành tinh cho hệ thống truyền động đồng trục mật độ mô-men xoắn cao Bộ giảm tốc hành tinh đồng trục cung cấp mật độ và hiệu suất mô-men xoắn cao, lý tưởng cho các ứng dụng nhỏ gọn, tải nặng như robot, năng lượng gió và máy móc xây dựng. Xem sản phẩm → Hộp giảm tốc bánh giun cung cấp truyền động góc vuông, tỷ lệ cao trong một giai đoạn và chạy êm, nhưng hiệu suất giảm từ khoảng 90% ở tỷ lệ thấp xuống dưới 60% ở tỷ lệ cao và nhiệt trở thành yếu tố hạn chế. Thiết kế bao bọc bọc sâu bằng bánh răng để nâng khả năng chịu tải và làm mịn tiếp xúc răng.
Bộ giảm tốc bánh răng bao bọc kép cho các ứng dụng tốc độ thấp tải nặng Bộ giảm tốc bánh răng sâu bao bọc kép cung cấp diện tích chia lưới lớn hơn, khả năng chịu tải cao hơn và tuổi thọ dài hơn cho các bộ truyền động công nghiệp tải nặng, tốc độ thấp chính xác. Xem sản phẩm → Bộ giảm tốc chong chóng cycloidal sử dụng tiếp điểm lăn thay vì răng trượt để hấp thụ tốt tải trọng va đập. Tỷ lệ điển hình nằm trong khoảng từ 9:1 đến 87:1 và chúng phổ biến trên các máy cấp liệu, tời nâng, máy trộn và các bộ truyền động khác thường xuyên khởi động hoặc va chạm.
| Loại bánh răng | Tỷ lệ điển hình | Hiệu quả | Phù hợp nhất | coi chừng |
|---|---|---|---|---|
| Xoắn ốc/hình trụ | 2:1 đến 500:1, nhiều tầng | 96–98% mỗi giai đoạn | Băng tải, máy nghiền, máy trộn hoạt động liên tục | Nhà ở dài hơn, nặng hơn khi tỷ lệ tăng |
| hành tinh | 3:1 mỗi giai đoạn, đến 1000:1 | 96–97% | Mô-men xoắn cao ở chiều dài trục ngắn | Chi phí cao hơn, dung sai sản xuất chặt chẽ hơn |
| Worm (bao bọc đơn hoặc đôi) | 5:1 đến 100:1 | 90% xuống dưới 60% | Tỷ lệ cao, yên tĩnh, góc vuông, tự khóa | Sinh nhiệt, cấp và mức dầu nghiêm ngặt |
| Chong chóng xích đạo | 9:1 đến 87:1 | 90–95% | Tải sốc, khởi động thường xuyên, truyền động nhỏ gọn | Ít phù hợp hơn với đầu vào tốc độ rất cao được duy trì liên tục |
Những con số quyết định liệu đơn vị có sống sót hay không
Mô-men xoắn đầu ra, hệ số vận hành và công suất nhiệt quyết định liệu động cơ giảm tốc có tồn tại trong vận hành hay không; bản thân công suất động cơ thì không. Kiểm tra các mục này trước khi bạn đăng xuất:
- Mô-men xoắn đầu ra, không phải kilowatt động cơ. Cùng một động cơ phía sau bộ giảm tốc 10:1 và bộ giảm tốc 40:1 cho mô-men xoắn trục rất khác nhau, do đó, hãy điều chỉnh kích thước bộ giảm tốc phù hợp với mô-men xoắn mà máy thực sự cần.
- Yếu tố dịch vụ. Khoảng 1,0 đối với tải đồng đều như quạt, 1,25–1,5 đối với va đập vừa phải và 1,75–2,0 đối với va đập nặng như máy nghiền, máy nghiền và cần trục, trong đó mô-men xoắn khởi động có thể vượt quá hai lần mô-men xoắn chạy.
- Công suất nhiệt và chu kỳ làm việc. Nhiệm vụ không liên tục cho phép khung hình nhỏ hơn nhiệm vụ liên tục; xác nhận nhiệt độ môi trường xung quanh cho phép, thường là 40 °C đối với các thiết bị tiêu chuẩn và kiểm tra nhiệt độ dầu tại hiện trường.
- Tải trọng trục xuyên tâm và trục. Một bánh xích hoặc ròng rọc trên trục đầu ra sẽ tăng thêm tải trọng quá mức mà ổ trục phải mang; nó là một giới hạn riêng biệt với mô-men xoắn.
- Phản ứng dữ dội. Băng tải chịu được phản ứng dữ dội, trong khi các bộ truyền động lập chỉ mục, định vị và đảo chiều thường không như vậy.
- Vị trí lắp đặt và bôi trơn. Mức dầu, ống thông hơi và hướng phốt thay đổi theo vị trí lắp đặt, do đó, thiết bị nằm ngang không thể được lật nghiêng một cách đơn giản.
Cách chọn động cơ giảm tốc trong năm bước
Làm việc ngược lại từ máy được điều khiển và xác nhận năm mục trước khi đặt hàng: mô-men xoắn yêu cầu, tốc độ yêu cầu, hệ số vận hành, giao diện cơ học và môi trường.
- Xác định nhiệm vụ. Ghi lại mô-men xoắn và tốc độ tại trục máy và cho biết tải bắt đầu ở trạng thái rỗng, có tải hay khi vật liệu đầy.
- Chuyển đổi sang mô men xoắn thiết kế. Nhân mômen quay khi chạy với hệ số làm việc, sau đó kiểm tra mômen khởi động và quán tính của khối lượng được dẫn động.
- Chọn tỷ lệ và xác minh dung sai tốc độ. Một trong hai cách, băng tải có thể chấp nhận một vài phần trăm; máy cấp liệu trục vít, máy cấp liệu cân hoặc máy nghiền thường không thể thực hiện được.
- Kiểm tra các giới hạn cơ học. Đường kính trục đầu ra, rãnh then, tải trọng quá mức cho phép, vị trí lắp đặt và liệu có cần phanh sau hoặc phanh hay không.
- Xác nhận giao diện và môi trường. Khung động cơ, điện áp, vỏ bọc, phương pháp làm mát, nhiệt độ môi trường, độ cao và lịch trình bôi trơn.
Kiểm tra cài đặt và chạy để ngăn ngừa lỗi sớm
Việc lắp sai dầu, sai loại dầu và ốc vít lỏng gây ra nhiều hư hỏng sớm hơn so với tình trạng quá tải thực sự, vì vậy hãy coi tuần chạy đầu tiên là một phần của thông số kỹ thuật. Một danh sách kiểm tra thực tế:
- Đảm bảo độ đồng tâm giữa trục động cơ và trục đầu vào của bộ giảm tốc trong phạm vi dung sai của bộ chế tạo khớp nối; lệch góc sẽ phá hủy vòng đệm và vòng bi một cách nhanh chóng.
- Đổ đầy loại dầu và mức dầu được chỉ định cho vị trí lắp đặt thực tế, đồng thời xác minh rằng ống thông hơi nằm ở vị trí thiết kế mong muốn.
- Kiểm tra lại các bu lông móng và khớp nối đầu ra sau ca đầu tiên, sau đó kiểm tra lại sau tuần đầu tiên.
- Đo độ rung và nhiệt độ cơ bản trong 100 giờ đầu tiên và thay dầu sau giai đoạn chạy thử đầu tiên.
Những sai lầm thường gặp và rủi ro trong đấu thầu
Hầu hết các lỗi ở giai đoạn thông số kỹ thuật đều xuất phát từ việc định cỡ chỉ trên kilowatt động cơ, bỏ qua mô-men xoắn khởi động và cho rằng vị trí lắp đặt có thể hoán đổi cho nhau. Những rủi ro tái diễn có thể dự đoán được:
- Chỉ mua theo tỷ lệ, không có hệ số dịch vụ hoặc chu kỳ thuế được nêu.
- Giả sử một động cơ lớn hơn giải quyết được vấn đề về mô-men xoắn, nhiệt hoặc ổ trục.
- Bỏ qua dữ liệu tải trọng quá mức cho bánh xích, ròng rọc, phanh hoặc phanh bằng tay đòn.
- Đặt hàng giao diện chân, mặt bích hoặc trục tiêu chuẩn cho máy không chuẩn.
- Để lại các phụ tùng, thời gian sản xuất và các vật đúc quá khổ hoặc không đạt tiêu chuẩn cho đến sau khi đơn hàng được đặt.
Chiều sâu sản xuất làm giảm một số rủi ro này cùng một lúc. Ví dụ, Taixing Giảm tốc Co., Ltd., đã chế tạo các hộp giảm tốc công nghiệp từ năm 1984, liệt kê 16 dòng sản phẩm và hơn 10.000 thông số kỹ thuật, đồng thời báo cáo công suất hàng năm là 200.000 hộp giảm tốc, được hỗ trợ bởi thiết bị mài và mài bánh răng lớn cho các đơn vị quá khổ và không đạt tiêu chuẩn.
Câu hỏi thường gặp
Động cơ giảm tốc có giống như động cơ giảm tốc không?
Trong sử dụng hàng ngày, có - cả hai đều có nghĩa là động cơ và hộp số làm giảm tốc độ. Nói đúng ra, động cơ hộp số thường là một vỏ tích hợp, trong khi thuật ngữ rộng hơn cũng bao gồm một động cơ riêng biệt kết hợp với bộ giảm tốc.
Tỷ số cao hơn có luôn mang lại nhiều mô-men xoắn hữu dụng hơn không?
Không. Mô-men xoắn tăng theo tỷ lệ, nhưng hiệu suất và công suất nhiệt giảm, do đó, vượt quá mức nhiệt không thể thoát ra khỏi vỏ, tỷ lệ bổ sung sẽ làm tăng tổn thất thay vì sản lượng có thể sử dụng được.
Tôi có thể thay đổi vị trí lắp động cơ giảm tốc tại chỗ không?
Chỉ khi nhà sản xuất xác nhận nó. Thiết kế mức dầu, ống thông hơi và vòng đệm tùy theo vị trí cụ thể và thiết bị được chế tạo để lắp ngang có thể bị rò rỉ hoặc cạn khi xoay theo chiều dọc.
Yếu tố dịch vụ nào phù hợp với băng tải?
1,25 đến 1,5 bao gồm hầu hết các băng tải được tải đồng đều. Bổ sung thêm khi nguồn cấp dữ liệu bị vón cục, khởi động thường xuyên, nhiệt độ môi trường cao hoặc khởi động lại có tải sau khi tắt máy.
Động cơ giảm tốc có thể chạy trên bộ truyền động tần số thay đổi được không?
Có, miễn là động cơ được xếp hạng biến tần và bộ giảm tốc được kiểm tra công suất nhiệt ở tốc độ thấp và bôi trơn màng dầu đầy đủ ở tốc độ vận hành tối thiểu.
