Hộp số trục vít bánh vít: cấu tạo, ưu nhược điểm và khả năng tự hãm

Hộp số trục vít bánh vít là hộp giảm tốc truyền động giữa hai trục vuông góc, gồm một trục vít (giống con vít ren) ăn khớp với một bánh vít. Ưu điểm lớn nhất là đạt tỉ số truyền cao chỉ trong một cấp, chạy êm, kết cấu gọn và có thể tự hãm ở tỉ số lớn; nhược điểm là hiệu suất thấp hơn hộp số bánh răng và sinh nhiệt nhiều hơn. Bài viết giải thích cấu tạo, khả năng tự hãm thực tế và cách chọn cho băng tải, máy trộn, cửa cuốn.

Cấu tạo hộp số trục vít bánh vít

• Trục vít: trục thép có ren xoắn (1, 2 hoặc nhiều đầu mối), thường được tôi cứng và mài để giảm ma sát.
• Bánh vít: bánh răng có răng cong ôm lấy trục vít, thường làm bằng đồng hợp kim để chống kẹt dính với trục vít thép.
• Vỏ hộp: gang hoặc nhôm, chứa dầu bôi trơn; nhiều dòng có cánh tản nhiệt.
• Ổ bi và phớt: đỡ trục vào/ra, giữ dầu không rò ra ngoài.

Tỉ số truyền một cấp bằng số răng bánh vít chia cho số đầu mối trục vít. Ví dụ bánh vít 40 răng, trục vít 1 đầu mối cho tỉ số 40:1. Để tìm hiểu cách tính chung, xem thêm bài hộp số là gì.

Ưu điểm và nhược điểm

Khả năng tự hãm: hiểu đúng để dùng an toàn

Tự hãm nghĩa là tải ở trục ra không quay ngược được trục vít khi động cơ dừng. Điều này xảy ra khi góc xoắn của ren trục vít nhỏ hơn góc ma sát – thường gặp ở trục vít 1 đầu mối, tỉ số lớn. Tuy nhiên:

• Khi có rung động, va đập hoặc dầu bôi trơn tốt, ma sát giảm và hộp số có thể bị trôi.
• Hộp đang quay (tự hãm động) khác hộp đứng yên (tự hãm tĩnh); tải nặng có thể kéo trôi khi dừng đột ngột.
• Theo thời gian, bề mặt mòn nhẵn hơn và khả năng tự hãm thay đổi.

Vì vậy với thiết bị nâng, tời, cửa cuốn, băng tải dốc, luôn dùng thêm phanh động cơ hoặc phanh rời. Không xem tự hãm là cơ cấu an toàn.

Hiệu suất và vấn đề nhiệt

Hiệu suất của hộp số trục vít phụ thuộc số đầu mối và tỉ số truyền: trục vít nhiều đầu mối (tỉ số nhỏ) có hiệu suất cao hơn, trục vít 1 đầu mối (tỉ số lớn) hiệu suất thấp hơn. Phần năng lượng mất đi biến thành nhiệt trong dầu, nên với hộp chạy liên tục cần kiểm tra:

• Công suất nhiệt (thermal rating) của hộp có đủ không.
• Nhiệt độ dầu khi vận hành ổn định; quá nóng làm dầu nhanh xuống cấp và phớt cứng, gây rò dầu.
• Khả năng thông gió quanh hộp số, không lắp sát tường kín.

Nếu cần tiết kiệm điện cho tải chạy 24/7, nên cân nhắc hộp số bánh răng côn – xoắn hoặc hộp số hành tinh, hiệu suất cao hơn.

Các dòng hộp số trục vít FEYANA cung cấp

• Hộp số trục vít Falk Omnibox: ba họ trục vít, trục vít – trục vít và xoắn – trục vít, 14 cỡ, mô-men đến 10 kNm, tỉ số 5:1 đến 3600:1.
• Hộp số trục vít POWERCUBEX: giảm tốc một, hai, ba cấp với hơn 300 mẫu tiêu chuẩn, bánh vít đồng hợp kim.
• Hộp số trục vít cho băng tải BX: ổ bi lớn, khoảng cách ổ rộng nên chịu tải treo cao; kết cấu drywell chống rò dầu.
• Động cơ bánh răng trục vít dòng BG: động cơ liền hộp số, thiết kế thân thiện với biến tần.

Cách chọn hộp số trục vít bánh vít

1. Tính tỉ số truyền = tốc độ động cơ / tốc độ cần ở trục ra. Ví dụ động cơ 4 cực 1450 vòng/phút, cần 36 vòng/phút → tỉ số khoảng 40:1.
2. Tính mô-men trục ra theo tải thực tế, rồi nhân hệ số dịch vụ (service factor) theo số giờ chạy/ngày, số lần khởi động và mức va đập.
3. Kiểm tra công suất nhiệt nếu chạy liên tục hoặc môi trường nóng.
4. Kiểm tra tải hướng kính trên trục ra khi lắp nhông xích, puly.
5. Chọn kiểu lắp: chân đế, mặt bích, trục rỗng; vị trí lắp quyết định lượng dầu và nút thở.
6. Quyết định phanh nếu tải có thể kéo ngược (nâng hạ, băng tải dốc).

Bảo dưỡng hộp số trục vít

• Dùng đúng loại dầu nhà sản xuất khuyến cáo; với bánh vít đồng cần tránh dầu có phụ gia gây ăn mòn kim loại màu.
• Thay dầu lần đầu sau giai đoạn chạy rà, sau đó theo chu kỳ của hãng hoặc khi dầu đổi màu, có mạt kim loại.
• Theo dõi nhiệt độ vỏ, tiếng ồn và rò rỉ phớt. Tham khảo thêm dầu bánh răng công nghiệp tại danh mục dầu nhớt.

Câu hỏi thường gặp

Hộp số trục vít có chạy đảo chiều được không?

Được, động cơ đảo chiều thì trục ra đảo chiều. Cần lưu ý tải va đập khi đảo chiều đột ngột và chọn hệ số dịch vụ phù hợp.

Tỉ số bao nhiêu thì hộp trục vít tự hãm?

Không có con số cố định; phụ thuộc góc xoắn ren, vật liệu, dầu và rung động. Thường chỉ các tỉ số lớn, trục vít 1 đầu mối mới có xu hướng tự hãm, và vẫn cần phanh cho tải nâng.

Vì sao hộp số trục vít nóng hơn hộp số bánh răng?

Do tiếp xúc giữa trục vít và bánh vít là ma sát trượt, tổn thất lớn hơn và chuyển thành nhiệt.

Khi nào nên chọn hộp số hành tinh thay cho trục vít?

Khi cần mô-men lớn trong kích thước nhỏ, hiệu suất cao hoặc chạy liên tục công suất lớn.

Tư vấn chọn hộp số trục vít tại FEYANA

Gửi công suất động cơ, tốc độ cần, kiểu tải và kiểu lắp để FEYANA chọn mã phù hợp. Xem thêm danh mục hộp số hoặc liên hệ Hotline/Zalo 0988 641 591 – sales.00@feyana.com.