Trong quá trình thiết kế và lắp đặt hệ thống cơ khí, việc xác định chính xác tốc độ đầu ra hộp giảm tốc là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc. Nếu tính toán sai thông số này, hệ thống băng tải, máy khuấy hay tời nâng sẽ hoạt động không đúng năng suất thiết kế, thậm chí gây hư hỏng nghiêm trọng cho toàn bộ cụm truyền động.
Thành Thái Motor sẽ hướng dẫn bạn chi tiết công thức chuẩn, cách tính toán từng bước và cung cấp bảng tra cứu thông số kỹ thuật nhanh chóng ngay trong bài viết dưới đây.
Tốc độ đầu ra hộp số giảm tốc (hay số vòng quay trục ra) là số vòng mà trục cốt ra của hộp giảm tốc (hộp số giảm tốc) quay được trong thời gian một phút. Đơn vị đo tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu là RPM (Revolutions Per Minute – vòng/phút).
Trong một hệ thống truyền động, động cơ điện (motor điện) sẽ truyền lực vào trục cốt vào của hộp giảm tốc motor. Nhờ hệ thống bánh răng hoặc trục vít bên trong, hộp giảm tốc sẽ làm giảm số vòng quay của động cơ xuống một mức nhất định, đồng thời làm tăng lực kéo (momen xoắn) tại trục đầu ra để kéo tải.
Để lựa chọn hộp giảm tốc phù hợp với yêu cầu vận hành, việc xác định chính xác tốc độ đầu ra là bước rất quan trọng. Dựa vào tốc độ động cơ và tỷ số truyền của hộp giảm tốc, người dùng có thể dễ dàng tính toán tốc độ trục ra theo công thức dưới đây.
Công thức tính tốc độ đầu ra hộp giảm tốc được thể hiện như sau:
n2 = n1/i
Trong đó:
Để đảm bảo tính chính xác tuyệt đối và tránh sai sót trong quá trình vận hành, bạn hãy thực hiện việc tính toán tốc độ đầu ra hộp giảm tốc theo 3 bước dưới đây:
Ví dụ minh họa: Bạn đang có một hệ thống băng tải chở hàng. Bạn mua một mô tơ điện 3 pha 4 cực tại Thành Thái Motor có tốc độ đồng bộ định mức là 1450 vòng/phút. Bạn ghép nối motor này với một hộp giảm tốc trục vít có tỷ số truyền i = 30 (hay 1/30). Hỏi tốc độ của bộ giảm tốc motor nhận được ở trục ra là bao nhiêu?
Như vậy, trục cốt ra của bộ hộp giảm tốc sẽ quay với tốc độ khoảng 48.33 vòng/phút.
Để tiết kiệm thời gian tính toán cho các dự án lắp đặt, Thành Thái Motor lập bảng tra cứu thông số nhanh dưới đây. Bảng quy chuẩn này giả định hệ thống sử dụng động cơ điện 4 cực tiêu chuẩn (n1 = 1450 vòng/phút).
| Tỷ Số Truyền (i,Ratio) | Tốc Độ Đầu Vào (n1) | Tốc Độ Đầu Ra (n2) | Ứng Dụng |
| 1/10 | 1450 vòng/phút | ≈145 vòng/phút | Quạt công nghiệp, bơm bánh răng |
| 1/20 | 1450 vòng/phút | ≈72.5 vòng/phút | Băng tải hàng hóa nhẹ, máy cán màng |
| 1/30 | 1450 vòng/phút | ≈48.3 vòng/phút | Dây chuyền chiết rót, máy khuấy sơn |
| 1/50 | 1450 vòng/phút | ≈29 vòng/phút | Máy trộn bột, băng chuyền công nghiệp |
| 1/60 | 1450 vòng/phút | ≈24.1 vòng/phút | Hệ thống tời kéo, cửa cuốn tự động |
| 1/100 | 1450 vòng/phút | ≈14.5 vòng/phút | Máy nghiền phế liệu, máy ép chậm |
(Lưu ý: Tốc độ đầu ra có thể xê dịch nhẹ vài vòng/phút tùy thuộc vào tốc độ thực tế của thương hiệu động cơ điện bạn đang dùng).
Công thức n2 = n1 / i là công thức lý thuyết để tính tốc độ đầu ra hộp giảm tốc. Tuy nhiên, trong thực tế vận hành tại nhà máy, số vòng quay đầu ra có thể bị thay đổi bởi các yếu tố vật lý sau:
Động cơ điện mang tải (kéo vật nặng) luôn có độ trượt từ trường. Khi tải trọng của hệ thống vượt quá mức tải định mức, tốc độ đầu vào (n1) sẽ bị suy giảm nhẹ so với thông số trên tem nhãn. Hệ quả tất yếu là tốc độ đầu ra cũng sẽ chậm hơn so với mức tính toán lý thuyết.
Mỗi loại hộp giảm tốc có mức suy hao năng lượng khác nhau do ma sát nhiệt. Ví dụ: hộp giảm tốc bánh răng nghiêng hoặc trục thẳng có hiệu suất cao, nhưng hộp giảm tốc trục vít (NMRV, WP) chỉ đạt mức trung bình. Dù hiệu suất không làm thay đổi trực tiếp công thức tỷ số truyền, nhưng lực kéo yếu đi có thể khiến động cơ bị quá tải, gián tiếp làm sụt giảm vòng quay thực tế.
Trong quá trình gia công CNC bánh răng từ các nhà máy, luôn tồn tại một tỷ lệ sai số cơ khí cho phép. Một hộp số có nhãn i=30, nhưng thực tế số răng khi chia ra có thể là 29.5 hoặc 30.2. Sai số nhỏ này tạo ra sự chênh lệch vài vòng/phút trên trục ra.
Biến tần là thiết bị thay đổi tần số dòng điện cấp vào động cơ. Khi tần số (f) thay đổi, tốc độ động cơ (n1) lập tức biến thiên theo. Việc kết hợp biến tần cùng hộp giảm tốc mang lại khả năng điều chỉnh tốc độ đầu ra vô cấp, cực kỳ linh hoạt cho các dây chuyền sản xuất đa chức năng.
Để chọn đúng mã sản phẩm dựa trên tốc độ, bạn cần lưu ý các thông số dưới đây:
Phần lớn hộp giảm tốc bánh răng thông thường đều cho phép quay đảo chiều bằng cách đảo pha dòng điện cấp vào motor. Tuy nhiên, một số dòng hộp giảm tốc trục vít đặc thù có cơ chế "tự hãm" (chống quay ngược) khi ngừng cấp điện, phù hợp cho thang máy hoặc tời nâng để đảm bảo an toàn.
Để làm trục ra quay nhanh hơn, bạn có ba cách: (1) Đổi hộp giảm tốc khác có tỷ số truyền (i) nhỏ hơn; (2) Sử dụng động cơ điện có số cực ít hơn (ví dụ dùng motor 2 cực 2800 vòng/phút thay cho motor 4 cực); (3) Lắp đặt thêm biến tần để tăng tần số dòng điện lên mức an toàn cho phép.
Tỷ số truyền hộp giảm tốc (ký hiệu là i) là đại lượng thể hiện tỷ lệ chênh lệch giữa số vòng quay của trục đầu vào (trục động cơ) và số vòng quay của trục đầu ra. Giá trị này cho biết động cơ cần quay bao nhiêu vòng để trục đầu ra quay được đúng một vòng.
Tỷ số truyền càng lớn thì tốc độ quay đầu ra càng chậm. Tốc độ đầu ra tỷ lệ nghịch với tỷ số truyền. Tuy nhiên, khi tốc độ quay càng chậm thì lực kéo (momen xoắn) sinh ra sẽ càng lớn, giúp máy móc tải được vật nặng tốt hơn.
Để xác định tỷ số truyền của hộp số cũ bị mờ tem, bạn thực hiện 3 bước sau:- Đánh dấu một điểm cố định trên trục đầu vào và trục đầu ra.- Dùng tay quay trục đầu vào và đếm số vòng.- Khi trục đầu ra quay được đúng 1 vòng tròn, số vòng bạn vừa quay ở trục đầu vào chính là tỷ số truyền (Ví dụ: quay đầu vào 20 vòng thì đầu ra quay 1 vòng => i = 20).
Quan bài viết trên, đã giúp bạn nắm cách tính tốc độ đầu ra hộp giảm tốc, sẽ giúp hệ thống máy móc của bạn hoạt động mượt mà, đúng công suất và bền bỉ theo thời gian. Nếu bạn đã xác định được tốc độ cần thiết nhưng chưa biết chọn loại hộp giảm tốc (trục thẳng, trục vít, …) hay công suất motor nào phù hợp với ngân sách, hãy liên hệ ngay với Thành Thái Motor. Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ tư vấn và cung cấp sản phẩm chính hãng với mức giá tốt nhất thị trường.
