Motor Giảm Tốc Cho Máy Cấp Liệu: Cách Chọn Tốc Độ, Mô-Men Và Công Suất

Motor Giảm Tốc Cho Máy Cấp Liệu: Cách Chọn Tốc Độ, Mô-Men Và Công Suất

Motor giảm tốc cho máy cấp liệu là cụm truyền động gồm motor điện và hộp giảm tốc, có nhiệm vụ tạo tốc độ đầu ra thấp và mô-men phù hợp để vận chuyển hoặc định lượng vật liệu. Cấu hình này thường được sử dụng cho máy cấp liệu trục vít, băng tải, xích tải, van xoay và máy định lượng dạng vít.

Việc lựa chọn không thể chỉ dựa vào công suất motor. Một bộ truyền động đủ kW vẫn có thể không khởi động được khi máy chứa đầy vật liệu, chạy sai lưu lượng hoặc nhanh hư hỏng nếu tỷ số truyền, mô-men, kiểu lắp và tải ngoài không phù hợp. Vì vậy, cần xem xét đồng thời năng suất, tốc độ đầu ra, đặc tính vật liệu, tải khởi động và chế độ vận hành.

Máy cấp liệu dùng motor giảm tốc hay hộp giảm tốc?

Trong phần lớn máy cấp liệu dạng quay, thiết bị được sử dụng là motor giảm tốc hoàn chỉnh. Motor tạo chuyển động, còn hộp giảm tốc hạ tốc độ và giúp đạt mô-men đầu ra cần thiết tại trục máy.

Hộp giảm tốc máy cấp liệu là cách gọi phù hợp khi hộp số được lắp riêng và nhận truyền động từ:

• Motor điện lắp rời

• Khớp nối

• Bộ truyền đai hoặc xích

• Trục trung gian

• Một nguồn dẫn động đã có sẵn trên máy

Có thể phân biệt như sau:

Với nhu cầu tìm mua một cụm truyền động hoàn chỉnh, motor giảm tốc cho máy cấp liệu là cách gọi sát với ứng dụng thực tế hơn. Tuy nhiên, cấu hình cuối cùng vẫn phải dựa trên kết cấu máy và phương án lắp đặt.

Những loại máy cấp liệu thường dùng motor giảm tốc

Máy cấp liệu trục vít

Máy cấp liệu trục vít sử dụng cánh vít để vận chuyển bột, hạt hoặc vật liệu rời theo phương ngang hoặc nghiêng.

Đặc điểm của tải trục vít:

• Tốc độ đầu ra thường thấp

• Mô-men làm việc tương đối lớn

• Khởi động có vật liệu khó hơn chạy rỗng

• Vật liệu ẩm, dính hoặc đóng bánh có thể làm tải tăng mạnh

• Trục vít có thể phát sinh tải dọc trục

• Vít dài cần được đỡ bằng gối đỡ phù hợp

Motor giảm tốc cho vít tải phải được kiểm tra theo điều kiện khởi động thực tế. Không nên để trục hộp giảm tốc chịu toàn bộ trọng lượng, mô-men uốn và lực dọc trục của cụm vít nếu chưa có tính toán phù hợp.

Máy cấp liệu băng tải

Máy cấp liệu băng tải đưa nguyên liệu vào máy nghiền, máy trộn, máy đóng gói hoặc công đoạn sản xuất tiếp theo.

Yêu cầu truyền động thường gồm:

• Tốc độ băng ổn định

• Khởi động được khi băng có tải

• Có thể điều chỉnh lưu lượng

• Chuyển động êm, hạn chế giật tải

• Kiểm tra tải hướng kính tại nhông, puly hoặc tang chủ động

Nếu truyền động từ hộp giảm tốc đến tang bằng xích hoặc đai, cần chú ý đường kính nhông, lực căng và vị trí lắp so với vai trục. Với băng tải nghiêng, phải đánh giá thêm nguy cơ tải trôi ngược khi dừng máy.

Máy cấp liệu xích

Máy cấp liệu xích phù hợp với vật liệu nặng, tải lớn hoặc điều kiện làm việc có va đập.

Đặc tính thường gặp:

• Tốc độ tương đối thấp

• Mô-men đầu ra lớn

• Tải khởi động nặng

• Tải thay đổi theo lượng vật liệu

• Có thể xuất hiện va đập tại xích và cơ cấu kéo

Motor cấp liệu xích không nên được chọn chỉ theo công suất trung bình. Cần kiểm tra thêm mô-men khởi động, mô-men cực đại, số lần khởi động và khả năng chịu tải của hộp giảm tốc.

Van xoay cấp liệu

Van xoay sử dụng các cánh quay để đưa bột hoặc hạt qua từng khoang định lượng.

Dù công suất motor có thể không lớn, bộ truyền động vẫn phải đáp ứng:

• Tốc độ quay thấp và ổn định

• Mô-men đủ để thắng ma sát

• Khả năng khởi động khi có vật liệu

• Nguy cơ chèn hạt giữa cánh và vỏ

• Khả năng điều chỉnh lưu lượng bằng tốc độ

• Phương án bảo vệ khi kẹt tải

Motor van xoay cấp liệu cần được chọn theo mô-men thực tế, không chỉ theo kích thước motor đang sử dụng trên một máy tương tự.

Máy định lượng dạng vít

Máy định lượng vít yêu cầu tốc độ quay ổn định vì tốc độ vít ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng vật liệu.

Khi lựa chọn cần kiểm tra:

• Đường kính và bước vít

• Độ đầy của vít

• Đặc tính chảy của vật liệu

• Dải điều chỉnh tốc độ

• Độ ổn định lưu lượng

• Tải khi khởi động và dừng

Máy cấp liệu rung là trường hợp khác. Loại này thường sử dụng motor rung, bộ rung điện từ hoặc cơ cấu tạo dao động chuyên dụng, không mặc định sử dụng motor giảm tốc.

Cách chọn motor giảm tốc cho máy cấp liệu

Xác định vật liệu cần cấp

Đặc tính vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến mô-men tải và khả năng khởi động.

Các thông tin quan trọng gồm:

• Khối lượng riêng

• Kích thước hạt

• Độ ẩm

• Độ dính

• Khả năng đóng bánh

• Tính mài mòn

• Nhiệt độ vật liệu

• Khả năng chảy tự nhiên

Cùng một máy nhưng chuyển từ hạt khô sang vật liệu ẩm hoặc dính có thể làm tải tăng đáng kể. Vì vậy, không nên giữ nguyên cấu hình motor giảm tốc khi đặc tính vật liệu đã thay đổi.

Xác định năng suất cấp liệu

Năng suất có thể được thể hiện bằng:

• kg/giờ

• tấn/giờ

• m³/giờ

• lít/phút

• sản phẩm/phút

Không thể chuyển trực tiếp năng suất thành công suất motor nếu chưa biết nguyên lý và kích thước máy.

Đối với vít tải cần thêm đường kính vít, bước vít, chiều dài, góc nghiêng và tỷ lệ đầy. Đối với băng tải cần biết chiều dài băng, chiều rộng, góc nghiêng, tải vật liệu và đường kính tang.

Xác định tốc độ đầu ra

Tốc độ đầu ra ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng cấp liệu.

Quan hệ cơ bản giữa tốc độ motor và tỷ số truyền:

n₂ = n₁ / i

Trong đó:

• n₁: tốc độ motor, vòng/phút

• n₂: tốc độ đầu ra, vòng/phút

• i: tỷ số truyền

Ví dụ, motor có tốc độ 1.400 vòng/phút kết hợp tỷ số truyền 28:

n₂ = 1.400 / 28 = 50 vòng/phút

Đây chỉ là tốc độ lý thuyết. Tốc độ thực tế còn phụ thuộc vào đặc tính motor, tải và độ trượt. Ví dụ trên không phải khuyến nghị dùng 50 vòng/phút cho mọi máy cấp liệu.

Tính mô-men làm việc

Khi đã biết công suất cơ tại đúng trục đang xét, mô-men có thể tính gần đúng:

T = 9.550 × P / n

Trong đó:

• T: mô-men, Nm

• P: công suất cơ, kW

• n: tốc độ, vòng/phút

Nếu dùng công suất motor để ước tính mô-men tại đầu ra hộp giảm tốc, cần tính đến tổn hao của hệ truyền động. Không nên lấy công suất motor nhân trực tiếp với tỷ số truyền rồi xem đó là mô-men đầu ra thực tế.

Kết quả tính toán ban đầu chỉ phục vụ lựa chọn sơ bộ. Model cuối cùng phải đáp ứng mô-men liên tục, tải ngắn hạn và điều kiện vận hành của máy.

Kiểm tra mô-men khởi động

Máy cấp liệu thường yêu cầu mô-men khởi động cao hơn khi:

• Vít đang chứa đầy vật liệu

• Băng tải khởi động đầy tải

• Vật liệu bị nén hoặc đóng bánh

• Van xoay bị chèn hạt

• Máy dừng lâu với vật liệu bên trong

• Cơ cấu có ma sát tĩnh lớn

Motor phải tạo đủ mô-men để thắng lực cản ban đầu và tăng tốc hệ thống. Hộp giảm tốc cũng phải chịu được mô-men ngắn hạn trong quá trình mở máy.

Một bộ truyền động có thể đủ mô-men khi chạy ổn định nhưng vẫn không thể khởi động nếu mô-men mở máy không đáp ứng.

Kiểm tra chế độ vận hành

Cần xác định rõ:

• Chạy liên tục hay theo từng mẻ

• Số giờ vận hành mỗi ngày

• Số lần khởi động mỗi giờ

• Có đảo chiều hay không

• Khởi động rỗng hay đầy tải

• Mức độ thay đổi tải

• Nhiệt độ môi trường

• Mức độ bụi và độ ẩm

Máy chạy liên tục, khởi động nhiều lần hoặc thường xuyên kẹt tải cần được đánh giá khác với máy vận hành ngắn hạn và tải ổn định.

Kiểm tra tải hướng kính và tải dọc trục

Nhông, puly, bánh răng và tang chủ động tạo tải hướng kính lên trục hộp giảm tốc. Tải này tăng khi:

• Nhông hoặc puly có đường kính nhỏ

• Xích hoặc đai căng quá mức

• Chi tiết truyền động đặt xa vai trục

• Tải có va đập

• Tang hoặc puly có trọng lượng lớn

Vít tải còn có thể tạo tải dọc trục do lực đẩy của vật liệu. Trục vít hoặc tang dài cần có gối đỡ riêng. Không nên để trục hộp giảm tốc làm gối đỡ duy nhất nếu chưa kiểm tra khả năng chịu tải.

Chọn kiểu motor giảm tốc phù hợp

Motor giảm tốc bánh răng nghiêng

Phù hợp với băng tải, vít tải, van xoay và máy định lượng khi cần vận hành tương đối êm, hiệu suất truyền động tốt và làm việc liên tục.

Có thể lựa chọn dạng lắp chân đế hoặc mặt bích tùy theo kết cấu máy.

Motor giảm tốc trục song song

Phù hợp khi cần mô-men đầu ra lớn và muốn bố trí motor song song với trục máy. Cấu hình này thường giúp giảm chiều dài tổng thể theo hướng trục.

Motor giảm tốc vuông góc

Phù hợp khi cần đổi hướng truyền động 90 độ hoặc không gian lắp motor theo phương thẳng hàng bị hạn chế.

Khả năng phù hợp phải được kiểm tra theo tải, tư thế lắp và loại hộp giảm tốc cụ thể.

Motor giảm tốc trục rỗng

Dạng trục rỗng có thể lắp trực tiếp lên trục máy, giúp giảm khớp nối và bố trí hệ truyền động gọn hơn.

Trước khi chọn cần kiểm tra:

• Đường kính trục máy

• Rãnh then

• Chiều dài lắp

• Tay chống mô-men

• Khoảng hở tháo lắp

• Phương án bảo trì

Không có một kiểu motor giảm tốc phù hợp cho mọi máy cấp liệu. Việc lựa chọn phụ thuộc vào không gian, tải trọng, hướng truyền động và kết cấu cơ khí.

Có nên dùng biến tần cho máy cấp liệu?

Biến tần phù hợp khi cần:

• Điều chỉnh lưu lượng cấp liệu

• Khởi động và dừng êm

• Đồng bộ với công đoạn phía sau

• Chạy nhiều mức tốc độ

• Điều khiển theo cảm biến

• Hạn chế dòng khởi động

Tuy nhiên, giảm tốc độ motor quá thấp trong thời gian dài có thể làm giảm khả năng tự làm mát. Với tải cần mô-men cao ở tốc độ thấp, phải kiểm tra đặc tính motor, chế độ điều khiển và khả năng quá tải của biến tần.

Các thông số cần cài đặt đúng gồm:

• Điện áp và dòng điện motor

• Công suất và tần số định mức

• Thời gian tăng tốc

• Thời gian giảm tốc

• Giới hạn dòng

• Chế độ điều khiển

Biến tần không thể tự giải quyết tình trạng thiếu mô-men nếu motor, hộp giảm tốc hoặc tỷ số truyền đã được chọn không phù hợp.

Bảng chọn nhanh theo loại máy cấp liệu

Sai lầm thường gặp khi lựa chọn

Chỉ chọn theo công suất kW

Cùng một công suất nhưng tốc độ đầu ra khác nhau sẽ tạo mô-men khác nhau. Công suất không đủ để xác định cụm truyền động phù hợp.

Không kiểm tra tải khởi động

Máy có thể chạy tốt khi rỗng nhưng không khởi động được khi vít, băng tải hoặc van xoay chứa đầy vật liệu.

Thay đổi vật liệu nhưng giữ nguyên cấu hình

Vật liệu có khối lượng riêng cao hơn, độ ẩm lớn hoặc dễ đóng bánh có thể làm mô-men tải tăng mạnh.

Giảm tốc quá sâu bằng biến tần

Motor chạy ở tốc độ thấp lâu có thể bị nóng và không duy trì đủ mô-men nếu không được chọn phù hợp.

Để trục hộp giảm tốc chịu toàn bộ tải ngoài

Trục vít, tang và puly cần có kết cấu đỡ phù hợp. Không nên mặc định dùng trục hộp giảm tốc làm gối đỡ chính.

Bỏ qua khả năng kẹt vật liệu

Mô-men khi vật liệu bị chèn hoặc đóng bánh có thể cao hơn nhiều so với điều kiện chạy bình thường.

Không kiểm tra tư thế lắp

Lắp ngang, đứng hoặc nghiêng có thể ảnh hưởng đến bôi trơn, phớt dầu, thông hơi và tuổi thọ ổ bi.

Thông tin cần cung cấp khi chọn motor giảm tốc

Để lựa chọn chính xác, khách hàng nên cung cấp:

• Loại máy cấp liệu

• Loại vật liệu

• Khối lượng riêng

• Năng suất yêu cầu

• Tốc độ đầu ra

• Kích thước vít, băng hoặc van xoay

• Khởi động rỗng hay đầy tải

• Thời gian vận hành

• Số lần khởi động

• Có đảo chiều hay không

• Kiểu lắp

• Kích thước trục

• Có dùng biến tần không

• Hình ảnh hoặc bản vẽ máy

Câu hỏi thường gặp

Máy cấp liệu nên dùng motor giảm tốc hay hộp giảm tốc?

Phần lớn máy cấp liệu dạng quay sử dụng motor giảm tốc hoàn chỉnh. Hộp giảm tốc lắp riêng phù hợp khi motor và hộp số cần bố trí độc lập hoặc máy đã có nguồn dẫn động.

Motor giảm tốc cho máy cấp liệu nên chạy bao nhiêu vòng/phút?

Không có một tốc độ chung. Tốc độ phụ thuộc vào loại máy, kích thước cơ cấu, đặc tính vật liệu và năng suất yêu cầu.

Máy bị kẹt có nên tăng công suất motor không?

Không nên tăng công suất ngay. Cần kiểm tra vật liệu, khe hở cơ khí, tỷ số truyền, mô-men khởi động và khả năng chịu tải của hộp giảm tốc.

Có thể dùng biến tần để điều chỉnh lưu lượng không?

Có. Thay đổi tốc độ có thể điều chỉnh lưu lượng của vít tải, băng tải hoặc van xoay. Tuy nhiên, cần kiểm tra mô-men và khả năng làm mát motor ở tốc độ thấp.

Vít tải có thể nối trực tiếp với trục hộp giảm tốc không?

Có thể kết nối trực tiếp, nhưng trục vít vẫn cần hệ thống đỡ phù hợp. Không nên để trục hộp giảm tốc chịu toàn bộ trọng lượng và tải dọc trục của vít.

Máy cấp liệu nghiêng có cần phanh hoặc chống quay ngược không?

Có thể cần nếu tải có xu hướng trôi ngược khi dừng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào kết cấu máy, mức tải và yêu cầu an toàn.

MDriveTech tư vấn motor giảm tốc cho máy cấp liệu

MDriveTech hỗ trợ lựa chọn motor giảm tốc và hộp giảm tốc DSK, Nara Samyang và NK cho:

• Máy cấp liệu trục vít

• Máy cấp liệu băng tải

• Máy cấp liệu xích

• Van xoay cấp liệu

• Máy định lượng

• Hệ thống cấp nguyên liệu

Để lựa chọn phù hợp, khách hàng nên cung cấp thông tin về vật liệu, năng suất, tốc độ đầu ra, kích thước cơ cấu, kiểu lắp và điều kiện khởi động.

Hotline: 0868 789 647
Email: [email protected]

Kết luận

Phần lớn máy cấp liệu dạng vít, băng tải, xích hoặc van xoay sử dụng motor giảm tốc để tạo tốc độ thấp và mô-men phù hợp. Hộp giảm tốc lắp riêng được dùng khi motor và hộp số cần bố trí độc lập hoặc hệ thống đã có sẵn nguồn dẫn động.

Khi chọn motor giảm tốc cho máy cấp liệu, cần đánh giá đồng thời tốc độ, mô-men, vật liệu, năng suất, tải khởi động và điều kiện lắp đặt. Không nên chỉ dựa vào công suất kW hoặc sao chép cấu hình từ một máy có điều kiện làm việc khác.