Hộp giảm tốc là gì? Phân loại và các hư hỏng thường gặp

Hộp giảm tốc là gì?

Hộp giảm tốc tiếng anh là gì? Đó là Speed reducer hay Gearbox, một số vùng lại gọi là Gear motor. Đây là 1 thiết bị cơ cấu truyền động ăn khớp trực tiếp và có tỉ số truyền không đổi. Chức năng của nó đó là tăng mô men xoắn, giảm vận tốc tăng góc. Trong hệ thống, nó đóng vai trò trung gian giữa bộ phận làm việc của máy công tác và động cơ điện

Có một số khái niệm mà khách hàng cần chú ý đó là:

+ Tỉ số truyền động: Chính là tỉ số biến thiên của tốc độ đầu vào và tốc độ đầu ra. Tỉ số này còn biểu thị cho sự biến thiên tốc độ của động cơ đầu vào và động cơ đầu ra sau khi đã đi qua hộp số giảm tốc.

+ Giảm tốc: Vì động cơ được chế tạo có tốc độ cao nên khi cần sử dụng ở những ứng dụng thấp thì cần phải có hộp giảm tốc để đạt được tốc độ cần.

Cấu tạo của hộp số giảm tốc

Thành phần chính và quan trọng nhất đối với hộp số giảm tốc đó chính là bánh răng, bao gồm: bánh răng nghiêng, bánh răng thẳng. Chúng được lắp ráp để ăn khớp với nhau theo 1 tỷ số truyền nhất định khi làm việc.

Khi đóng nguồn điện, hộp số giảm tốc sẽ tạo nên số lượng vòng quay đáp ứng với nhu cầu người dùng. Số vòng quay này không phải là con số chọn ngẫu nhiên mà nó được tính toán dựa trên điều kiện làm việc thực tế.

Những loại hộp giảm tốc motor chuyên dụng để giảm tốc độ vòng quay của động cơ thì cần có xích, khớp nối cứng, đai để kết nối với động cơ ở 1 đầu, 1 đầu thì sẽ nối với tải.

Những loại bộ giảm tốc có cấu tạo là bánh răng vi sai, bánh răng hành tinh thì không chỉ có kết cấu nhỏ hơn, gọn hơn mà còn có khả năng chịu tải tốt.

Nguyên lý hoạt động của hộp giảm tốc

Hộp số giảm tốc sẽ hoạt động theo 1 nguyên lý khá đơn giản đó là:

+ Bánh răng nhỏ quay 1 vòng, bánh răng lớn quay 3 vòng, đó là quá trình giảm tốc.

+ Bánh răng nhỏ quay 3 vòng, bánh răng lớn quay 1 vòng, đó là quá trình tăng tốc.

Trên thực tế, hộp giảm tốc chính là một hệ bánh răng. Chúng sẽ ăn khớp theo đúng tỷ số truyền và momen để tạo ra đúng số vòng và đúng tốc độ cần cho hệ thống làm việc.

Phân loại bộ giảm tốc

Như các bạn biết đấy, bộ giảm tốc trên thị trường luôn có sẵn với nhiều loại khác nhau nên việc phân loại là rất cân thiết để người mua có thể chọn được thiết bị phù hợp .

Theo cấp giảm tốc

Hộp giảm tốc 1 cấp

Đây là thiết bị có 1 lần thay đổi tỉ số. Vì thiết bị có cấu tạo đơn giản nên nó trở thành hộp số giảm tốc loại nhỏ được sử dụng phổ biến tại Việt Nam.

Hộp giảm tốc 2 cấp

So với hộp giảm tốc cấp 1 thì thiết bị này cải tiến hơn với 2 lần thay đổi tỉ số truyền động. Thiết bị này ra đời đáp ứng nhu cầu sử dụng của các dây chuyền dệt may, sản xuất khẩu trang, khai thác mỏ, cơ khí chế tạo máy cho đến các thiết bị cẩu hàng chuyên dụng cho ngành vận tải.

Hộp giảm tốc 3 cấp

Loại hộp số giảm tốc 3 cấp này sẽ có 3 lần thay đổi tỉ số truyền động. Chính vì thế mà người ta thường dùng thiết bị này cho các xe cẩu hạng nặng, các máy tời, băng chuyền, máy cẩu trục, xe cẩu nâng hạ phôi thép….

Theo nguyên lý truyền động

Dựa trên nguyên lý truyền động thì ta có các loại hộp số giảm tốc trục vít, cyclo, trục thẳng, đồng trục, trục vít, hành tinh…

Hộp giảm tốc trục vít

Cấu tạo của nó gồm: 1 trục vít (guồng xoắn), 1 bánh răng. Bánh răng được làm bằng đồng thau còn trục vít được làm từ thép không rỉ hoàn toàn. Thiết bị này còn có, 4 vòng bi bạc đạn, 2 trục vào, 2 trục ra. Hiện nay thì loại giảm tốc bánh răng trục vít có rất nhiều kích cỡ để khách chọn từ size 50 đến size 250. Dựa trên kích thước từ trục ra đến trục vào thực tế mà người ta chọn lựa. Đặc điểm của hộp giảm tốc này đó là trục vít là điểm tiếp xúc nên có ma sát diễn ra và làm tăng nhiệt độ.

Hộp giảm tốc cyclo

Cấu tạo của hộp giảm tốc cyclo gồm các con lăn và đĩa. Nó hoạt động dạng trượt.

Ưu điểm của nó là: Tỉ số truyền lớn và kích thước rất nhỏ gọn. Tuy nhiên nhược điểm của hộp giảm tốc Cylo lại là điều khiến nhiều hãng quyết định không phát triển dòng sản phẩm này nữa. Thiết bị có hiệu suất làm việc thấp, rất khó cho người dùng có thể xác định được nguyên nhân hư hỏng cũng như thực hiện việc sửa chữa, thay thế các linh kiện. Bên cạnh đó, khả năng giải nhiệt kém, do không gian bên trong nhỏ hẹp nên tổn thất năng lượng vẫn thường xuyên diễn ra.

Hộp giảm tốc đồng trục

Hộp giảm tốc đồng trục chính là hộp giảm tốc có 2 trục song song với nhau đó là trục đầu ra và trục đầu vào. Các bánh răng trụ nghiêng sẽ ăn khớp với nhau ở bên trong vỏ. Điểm nổi bật của thiết bị này đó là các chi tiết phức tạp được loại bỏ, thiết kế hộp giảm tốc gọn hơn. Khách hàng có rất nhiều sự lựa chọn như: cốt dương, cốt âm, chân đế B3, mặt bích B14, B5, dạng treo, cốt âm mặt bích, cốt âm chân đế…

Hộp giảm tốc trục thẳng

Thiết kế của hộp giảm tốc trục thẳng có trục đầu vào và trục đầu ra trùng nhau, các cặp bánh răng ăn khớp với nhau. Loại thiết bị này tiêu chuẩn, chuyên sử dụng cho các loại máy móc khuấy, máy trộn mà các ổ trục đầu ra được kéo dài sao cho tương thích với tải trọng cần trộn  khuấy của ngành công nghiệp hóa chất, cao su…

Hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ

Lưu ý với khách hàng đó là hộp giảm tốc bánh răng côn trụ loại 1 cấp, 2 cấp có kích thước lớn, khá cồng kềnh nên khi lắp đặt thì người dùng cần cân nhắc để tính toán bởi vì nó chiếm diện tích khá lớn. Ưu điểm của thiết bị này đó là: Khả năng giải nhiệt tốt, dễ sử dụng và khi bảo dưỡng hoặc sửa chữa đều rất thuận tiện.

Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Đây chính là thiết bị được hãng thiết kế dạng truyền bánh răng. Những bánh răng ở bên trong hộp sẽ phải lắp ăn khớp trong với nhau.

Ưu điểm của hộp giảm tốc này đó là: Nó có tỉ số truyền lớn, kích thước bé gọn gàng nên rất thích hợp với những hệ thống cần công suất làm việc lớn nhưng không gian hẹp. Đặc biệt, nó có thể kết nối với động cơ thủy lực và động cơ điện 1 cách dễ dàng.

Nhược điểm lớn nhất của nó:  Do kích thước bé nên khả năng tản nhiệt kém. Chỉ có 2 lựa chọn lắp đó là lắp mặt bích và lắp chân đế. Hiện nay, trên thị trường nước ta thì khách hàng ưa chuộng các hộp giảm tốc có độ bền bỉ cao. Việc lựa chọn thiết bị cũng trở nên đơn giản hơn nhiều so với trước đây với các tiêu chí: Giá phải chăng, model đa dạng, chất lượng ổn định, chế độ bảo hành tốt.

Ứng dụng của hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc không còn là 1 thiết bị xa lạ với chúng ta khi nó tham gia vào rất nhiều các hệ thống, dây chuyền, máy móc để phục vụ sản xuất công nghiệp và hoạt động đời sống con người.

+ Các thiết bị quen thuộc với hoạt động con người: Ứng dụng mà chúng ta có thể dễ dàng thấy nhất đó là trong các động cơ của xe máy, xe ô tô hay trong các đồng hồ.

+ Trong công nghiệp thì thiết bị này không thể thiếu trong các băng tải di chuyển các cuộn giấy, các phôi thép, phôi nhôm, các băng chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi, chế biến thực phẩm, đóng gói thành phẩm, sản xuất phân bón. Đối với công nghiệp nặng thì hộp giảm tốc rất cần thiết đối với các máy cơ giới cỡ lớn như: máy cán thép, máy trộn bê tông, máy trộn nguyên liệu, hệ thống cấp nhiên liệu cho lò hơi…

Các hư hỏng thường gặp ở bộ giảm tốc

Đầu tiên và thường gặp nhất là nhiệt của bộ giảm tốc cao

Các hộp giảm tốc giá rẻ thường sẽ bị quá tải. Nếu thiết bị quá tải thì người dùng phải giảm tốc và giảm tải cho thiết bị đến khi phù hợp. Nhiệt cao do tắc đường ống hơi thì phải tiến hành vệ sinh kịp thời. Nếu do dầu bôi trơn có chất lượng thấp thì cần phải thay thế ngay.

Bộ giải nhiệt dầu không hiệu quả: Kỹ thuật phải kiểm tra thiết bị, điều chỉnh lượng nước làm mát, tránh cạn kiệt và vệ sinh để loại bỏ các chất cặn có bên trong thiết bị. Mức dầu: Nếu thiếu dầu thì cần bổ sung lượng dầu để hộp giảm tốc có thể hoạt động.

Nếu lỗi do vòng bi thì cần phải xem xét nhiệt độ tại vòng bi, kích thước khe hở hướng kính và các tiếng ồn của chi tiết này. Đường ống dầu tắc nghẽn: Việc cần làm là kiểm tra bơm và lọc dầu tại cửa hút, nếu lượng dầu đến hộp giảm tốc quá ít thì cần xem xét thiết bị điều chỉnh lưu lượng của dầu. Nếu lỗi do khớp nối thì cần phải xem lại độ đồng tâm của các máy.

Bộ giảm tốc hoạt động với tiếng ồn lớn

Có rất nhiều nguyên nhân tạo nên tiếng ồn khi thiết bị này hoạt động như: Thiết bị bẩn và gỉ sét, mất đồng tâm trục, dầu bôi trơn kém chất lượng, sự ăn khớp của bánh răng và độ hở các các khe ăn khớp có vấn đề. Người dùng cần phải tiến hành kiểm tra toàn bộ, vệ sinh các bộ phận và chi tiết, nếu hỏng hóc thì cần phải thay thế kịp thời. Thường xuyên kiểm tra loại dầu và mức dầu hiện tại để bổ sung nếu thiếu.

Rò rỉ dầu tại hộp giảm tốc

Nếu mức dầu cao hoặc quá nhiều dầu được cấp đến vòng bi thì người dùng sau khi kiểm tra lại mức thì tiến hành cài đặt lại giá trị lưu lượng dầu. Hoặc nếu do tắc thông hơi hay ống xả hở thì chỉ cần vệ sinh lại sạch sẽ ống.

Trục rung động có thể do khớp nối hoặc thiết bị mất cân bằng động

Để xử lý thì người dùng chỉ cần cân bằng động lại và kiểm tra xem sử dụng chủng loại khớp nối có phù hợp hay không. Nếu là khớp nối mềm thì độ đàn hồi của nó như thế nào.

Gối đỡ rung động cũng là 1 nguyên nhân khiến hộp giảm tốc bị hỏng

Quá tải và quá tốc trong một thời gian dài sẽ khiến gối đỡ rung lắc, hướng khắc phụ đơn giản đó là giảm tải, giải tốc về mức phù hợp. Do bôi trơn kém thì chỉ cần kiểm tra hệ thống đường ống và vệ sinh loại bỏ các cáu cặn có trong ống. Cuối cùng là xem xét sự đồng tâm của trục hộp số giảm tốc.

Cách bảo dưỡng hộp giảm tốc

Đối với mỗi bộ phận thì chúng ta sẽ có các bước bảo dưỡng riêng, cụ thể:

+ Đối với vỏ hộp số: Do yêu cầu phải có độ cứng nên vỏ hộp số thường được làm từ các tấm thép carbon và hàn ghép lại và được xử lý nhiệt nhằm khử khuẩn. Sau đó, nó được gia công, có các cửa thông hơi và cửa quan sát. Sau 1 thời gian làm việc, thì bụi bẩn sẽ bám nên cần vệ sinh để loại bỏ bụi và kiểm tra nếu phát hiện các lỗ thủng do oxi hóa thì phải tiến hành thay vỏ hoặc vá.

+ Đối với các bánh răng: Bánh răng được làm từ thép ren hợp kim. Bề mặt của nó được thấm carbon tôi cứng, trục bằng thép rèn. Bánh răng dạng xoắn nghiêng và phải quay liên tục với tốc độ cao nên hút nhiều bụi bẩn vào bên trong hộp. Người dùng cần phải thực hiện tháo và vệ sinh theo lịch định kỳ.

+ Hệ thống bôi trơn: Tất cả các chi tiết bơm dầu, bộ lọc dầu kép, lọc cửa hút, thiết bị làm mát, điều khiển đều được bôi trơn nhờ hệ thống riêng biệt hay dùng chung với các hệ thống khác.

Các đường ống hồi dầu phải có kích thước lớn hơn đường dầu vào, dạng thẳng và có độ dốc 50. Vệ sinh các đường ống dầu bôi trơn để tránh tắc nghẽn và dễ dàng phát hiện các nứt vỡ gây rò rỉ.