Giải thích chi tiết: Chọn động cơ giảm tốc (gearmotor)

Bài toán dùng để làm gì

Động cơ giảm tốc (gearmotor) là bộ động cơ + hộp số liền khối, dùng cho băng tải, tời, máy trộn, xích tải. Bài toán kiểm tra mô-men ra có đủ cho tải không, hộp số có đủ “sức bền dự trữ” fB theo điều kiện làm việc không, và trục ra có chịu được lực kéo lệch của đĩa xích, puly lắp ở đầu trục không.

Hình dung đơn giản

Kiến thức nền cần có

Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.4 mô-men · 0.11 quay · 0.12 công suất · 0.7 hệ số an toàn · 0.8 uốn

Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu

Ký hiệu	Ý nghĩa	Đơn vị	Lấy số liệu ở đâu
P, n	Công suất và tốc độ động cơ	kW, v/ph	Nhãn động cơ hoặc catalogue SEW, Nord, Bonfiglioli, Siemens (Flender)
i, η	Tỉ số truyền và hiệu suất hộp số	–	Catalogue; bánh răng trụ/côn ≈ 0,95–0,97, trục vít 0,5–0,9
Tr	Mô-men tải cần ở trục ra	Nm	Từ TB18 (T·i·η) hoặc tính lực × bán kính
fBr	Hệ số làm việc yêu cầu	–	Biểu đồ SEW theo loại tải I/II/III, số giờ chạy/ngày, số lần khởi động/giờ; thường 1,0–1,8
Mamax	Mô-men cho phép của hộp số	Nm	Catalogue SEW cột Mamax hoặc tính fB × Ma đã in
Chi tiết đầu trục, d0	Loại chi tiết truyền lắp ở trục ra và đường kính vòng chia của nó	mm	Bản vẽ; đĩa xích d0 = p/sin(180°/z)
FRa	Tải hướng kính cho phép ở trục ra	N	Catalogue SEW/Nord theo cỡ hộp số (tại giữa đầu trục)

Xây dựng công thức từng bước

Công thức tổng quát không "từ trên trời rơi xuống": nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:

Bước 1. Tốc độ ra và mô-men ra

Hộp số giảm tốc i lần thì mô-men tăng gần i lần (trừ hao hụt). Công thức 9550 đổi kW và v/ph sang Nm:

na = n / i ; Ma = 9550·P·η / na

Bước 2. Kiểm tra mô-men

Mô-men ra phải không nhỏ hơn mô-men tải:

Ma ≥ Tr

Bước 3. Hệ số làm việc thực

Hộp số chịu được Mamax; tỉ số giữa sức chịu và mức dùng thực là độ dư bền:

fB = Mamax / Ma ≥ fBr

Bước 4. Tải hướng kính đầu trục

Mô-men chia bán kính vòng chia ra lực kéo xích/đai; nhân hệ số fZ vì đai phải căng trước, xích có va đập:

FR = 2000·Ma·fZ / d0 ≤ FRa

Hình TB20.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận

Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)

Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Giá trị	Đơn vị	Ghi chú / nguồn
1	Công suất động cơ	P	1,5	kW
2	Tốc độ động cơ	n	1 400	v/ph
3	Tỉ số truyền	i	25
4	Hiệu suất hộp số	η	0,95
5	Mô-men tải yêu cầu	Tr	200	Nm
6	Hệ số làm việc yêu cầu fB	fBr	1,4		Tra biểu đồ SEW theo loại tải (I/II/III), số giờ/ngày, số lần khởi động/giờ: thường 1,0–1,8
7	Mô-men cho phép của hộp số (catalogue)	Mmax	400	Nm	SEW: fB hộp số = Mamax/Ma
8	Chi tiết truyền đầu trục	tr	Đĩa xích (z ≥ 13)
9	Đường kính vòng chia chi tiết đầu trục	d0	120	mm
10	Tải hướng kính cho phép (catalogue)	FRa	8 000	N

Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Kết quả	Đơn vị	Công thức / cách tính
11	Tốc độ ra	na	56	v/ph
12	MÔ-MEN RA	Ma	243	Nm	Ma = 9550·P·η/na
13	Ma ≥ mô-men tải	Kiểm tra	ĐẠT
14	Hệ số làm việc thực	fB	1,65		fB = Mamax/Ma
15	fB ≥ fB yêu cầu	Kiểm tra	ĐẠT
16	Hệ số chi tiết truyền fZ	fZ	1,4		Bánh răng 1,15 · xích 1,40 · đai răng 1,50 · đai thang 1,75 · đai dẹt 2,50 (tham khảo SEW)
17	Tải hướng kính đầu trục	FR	5 670	N	FR = 2000·Ma·fZ/d0
18	FR ≤ FRa	Kiểm tra	ĐẠT

Áp dụng thực tế và lưu ý

Hệ số fZ: bánh răng 1,15 · đĩa xích 1,40 · đai răng 1,50 · đai thang 1,75 · đai dẹt 2,50. Đai dẹt cần căng nhiều nên tải lên trục lớn nhất.
Đọc catalogue SEW: chọn dòng có công suất P, tốc độ ra na gần nhu cầu, rồi xem cột fB in sẵn – phải ≥ fB yêu cầu.
Nếu fB KHÔNG ĐẠT: chọn hộp số cỡ lớn hơn cùng tỉ số (giữ nguyên động cơ), không cần tăng công suất động cơ.
Nếu FR KHÔNG ĐẠT: tăng đường kính đĩa xích/puly, đặt chi tiết sát vai trục hơn, hoặc dùng gối đỡ ngoài và khớp nối.
Lỗi hay gặp: chọn động cơ quá lớn so với tải làm fB thực bé – khi kẹt tải, động cơ đủ sức làm gãy răng hộp số.