Hộp giảm tốc là gì và nó hoạt động như thế nào ?

Bộ giảm tốc (hoặc hộp giảm tốc) là cụm bánh răng thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động hóa để giảm tốc độ đầu vào, thường là từ động cơ, để đạt được tốc độ và mô-men xoắn đầu ra mong muốn. Năm 1901, một tạo tác đồ được tạo thành từ nhiều bánh răng bằng đồng đã được tìm thấy trong một con tàu đắm ngoài khơi đảo Antikythera của Hy Lạp. Cơ chế Antikythera này được cho là thiết bị bánh răng kim loại được biết đến sớm nhất được sử dụng để dự đoán vị trí thiên văn, ước tính được chế tạo từ năm 150 đến 100 trước Công nguyên, tức là hơn hai nghìn năm trước. Các công trình chế biến bánh răng có chất lượng và độ phức tạp tương tự đã không xuất hiện cho đến thế kỷ 13 đến thế kỷ 14. Ngay cả khi chức năng của nó là một chiếc đồng hồ thiên văn cơ học thay vì một bộ giảm tốc, thì những kỹ năng sang số bằng kim loại chính xác như vậy và việc sử dụng các tổ hợp bánh răng khác nhau để đạt được tốc độ đầu ra cần thiết có thể đã xuất hiện từ hàng nghìn năm trước.

Nguyên lý hoạt động của hộp giảm tốc là gì?

Có nhiều cách để giảm tốc độ động cơ trong các ứng dụng công nghiệp, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là lắp ráp bánh răng (hộp giảm tốc). Bộ giảm tốc hoặc hộp giảm tốc làm giảm tốc độ quay của động cơ đồng thời tăng mômen đầu ra của động cơ, đồng nghĩa với việc tăng khối lượng công việc có thể sử dụng. Công suất động cơ được truyền qua trục động cơ tới hộp số (được lắp ráp bởi bánh răng nhỏ, bánh răng lớn và vỏ) trong bộ giảm tốc và được phân phối bằng trục đầu ra của bộ giảm tốc.

Tại sao phải sử dụng hộp giảm tốc?

Hộp giảm tốc hay hộp giảm tốc dùng để giảm tốc độ quay của động cơ và tăng mômen ra, tương đương với việc nâng cao công suất làm việc của động cơ. Ngoài ra, có thể thay đổi hướng đầu ra thông qua một bộ giảm tốc độ. Trục đầu ra của động cơ quay theo chiều kim đồng hồ có thể được thay đổi thành ngược chiều kim đồng hồ thông qua bộ giảm tốc, hoặc hướng đầu ra được quay 90 độ bằng hộp số góc vuông để tiết kiệm không gian lắp đặt.

Lợi ích của việc sử dụng hộp giảm tốc là gì?

Giảm chi phí
Nói chung chi phí mua động cơ tương đối cao hơn nhiều so với bộ giảm tốc. Mô-men xoắn của động cơ được tăng lên nhờ bộ giảm tốc, có nghĩa là công suất đầu ra của động cơ cũng tăng lên. Công suất đầu ra yêu cầu đạt được nhờ một động cơ nhỏ hơn được trang bị bộ giảm tốc thay vì mua một động cơ công suất cao. Chi phí của cấu hình tổng thể cũng có thể được giảm đáng kể.

Bảo vệ động cơ

Bộ giảm tốc được lắp đặt giữa động cơ và máy móc, và sẽ chịu tải mômen xoắn lớn từ máy móc trong quá trình vận hành. Bộ giảm tốc sẽ bị hỏng đầu tiên khi quá tải, tránh trường hợp động cơ chịu tải cao và hư hỏng trực tiếp. Đồng thời, chi phí sửa chữa hoặc thay thế bộ giảm tốc tương đối thấp, cũng có thể giảm chi phí bảo trì.

Tiết kiệm năng lượng

Động cơ có thể chạy ở tốc độ thấp hơn để đáp ứng mô-men xoắn yêu cầu khi động cơ được kết nối trực tiếp với máy móc hoặc thiết bị. Tốc độ quay thấp hơn sẽ dẫn đến dòng điện tăng lên đáng kể và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Động cơ cũng sẽ tạo ra nhiệt cùng lúc. Nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của động cơ, và có khả năng gây cháy động cơ trong trường hợp thông gió kém. Do đó, việc sử dụng bộ giảm tốc có thể giúp giảm tiêu hao năng lượng và tránh làm hỏng động cơ

Có những loại hộp giảm tốc nào ?

Có rất nhiều loại hộp giảm tốc và hộp số. Dưới đây là một số loại phổ biến như hộp giảm tốc bánh răng trụ, hộp giảm tốc bánh răng sâu, đầu bánh răng hành tinh, đầu bánh răng lốc xoáy và đầu bánh răng hài theo cấu tạo và phương pháp truyền động. Bánh răng cung cấp mô-men xoắn đầu ra cao, hiệu suất cao, nhiều tỷ số và có sẵn trong nhiều cấu hình lắp ráp bánh răng.

Bộ giảm tốc Worm Gear (Worm Gear Reducers): Hộp giảm tốc bánh răng vít là một loại hộp giảm tốc bao gồm đầu vào trục vít, bánh con con lăn đầu ra và được đặt ở hướng đầu ra góc vuông. Hộp giảm tốc bánh trục vít là một loại hộp giảm tốc phổ biến vì chúng có chi phí bảo dưỡng và ban đầu thấp, tỷ lệ cao và mô-men xoắn đầu ra cao với thiết kế thiết kế nhỏ gọn. trục vít không thể chuyển động ngược lại do ma sát cao giữa trục vít và bánh răng con. Chúng dễ dàng được lắp hoặc ghép với động cơ điện, nhưng hiệu suất giảm khi tỷ lệ này tăng lên.

Hộp giảm tốc hành tinh (Planetary Gearheads - Planetary Gearboxes)  :  Hộp số hành tinh có đặc tính chính xác cao, mô-men xoắn đầu ra lớn, hiệu suất cao, phản ứng dữ dội và tiếng ồn thấp. Có thể dễ dàng đạt được tỷ số truyền cao nhờ hộp giảm tốc hành tinh. Bên cạnh đó, hộp số hành tinh chất lượng không cần bảo dưỡng trong suốt thời gian sử dụng và không cần thay dầu nhớt. Do tính năng và thiết kế nhỏ gọn nên quy trình sản xuất bánh răng phức tạp hơn, yêu cầu gia công chính xác. Đầu bánh răng hành tinh thường được lắp đặt với động cơ servo hoặc động cơ bước để tăng mô-men xoắn đầu ra và đáp ứng nhu cầu điều khiển động lực và điều khiển chính xác.Xem bài viết về hộp giảm tốc hành tinh.

Hộp giảm tốc lốc xoáy: Hộp giảm tốc xoáy lốc sử dụng các nguyên lý của bánh răng lốc xoáy để cung cấp tỷ số truyền cao với phản ứng dữ dội tuyệt vời, độ cứng xoắn cao, khả năng chịu tải xung kích tốt, hoạt động ổn định và ít hao mòn trong suốt tuổi thọ của hộp số.

Hộp giảm tốc sóng (Harmonic Reducers)  là hộp số hoạt động dựa trên nguyên lý sóng biến dạng trong đó một vòng đệm linh hoạt có răng bên ngoài được dẫn động bởi bộ tạo sóng hình bầu dục và quay trong một bánh răng vòng cứng. Chúng cung cấp độ chính xác truyền cực cao, tỷ số cao, quán tính thấp và lắp đặt nhỏ gọn. Các tính năng làm cho bộ giảm sóng hài trở thành giải pháp tuyệt vời cho các ứng dụng định vị chính xác và robot.

Hộp giảm tốc được sử dụng ở đâu?

Là thiết bị công nghiệp truyền tải điện cơ học, bộ giảm tốc dường như còn xa vời với công chúng, và thậm chí nhiều người mới nghe đến thuật ngữ này lần đầu tiên. Trên thực tế, chúng gần gũi với cuộc sống của chúng ta hơn chúng ta tưởng. Bộ giảm tốc ban đầu chỉ xuất hiện trong máy móc, nhưng giờ đây chúng không chỉ được tìm thấy trong các sản phẩm công nghiệp mà còn được ứng dụng trong dân dụng như xe máy điện, xe đạp điện với sự cải tiến không ngừng của sự phát triển kinh tế và công nghệ gia công kim loại trong những năm qua.

Máy công cụ : Máy cắt kim loại, trung tâm gia công, máy khoan CNC, máy tiện và máy tiện, máy phay và doa, máy mài, máy tạo hình kim loại, máy ép, máy gia công ống và dây, tia nước.

Máy móc công nghiệp: Máy móc đóng gói, máy móc thực phẩm và đồ uống, thiết bị làm bánh, máy nông nghiệp, máy dệt, máy đóng giày, máy làm gỗ, máy in, máy chế biến nhựa, máy đúc thổi PET, máy cắt và hàn laser.

Tự động hóa : Băng tải, kho tự động, rô bốt công nghiệp, xe dẫn đường tự động, máy dán nhãn tự động, hệ thống chiết rót tự động, máy đóng pallet, máy đóng nắp.

Các lĩnh vực hàng không và năng lượng : Thiết bị truyền động kính viễn vọng vô tuyến, theo dõi bảng điều khiển năng lượng mặt trời.

Ngành Y tế & Xét nghiệm: Ghế lăn điện, rô bốt hỗ trợ di chuyển, máy che mặt, giường MRI, sản phẩm vật lý trị liệu, hệ thống lấy mẫu tự động

Xe điện & Giao thông vận tải : Xe ô tô, Xe tay ga, xe máy điện, xe đạp điện,cổng tự động,cổng kiểm soát ra vào