Bộ giảm tốc (hoặc hộp số) là cụm bánh răng thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động hóa để giảm tốc độ công suất đầu vào, thường từ động cơ, nhằm đạt được tốc độ và mô-men xoắn đầu ra mong muốn. Năm 1901, một cổ vật gồm 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 sớm nhất được biết đến, dùng để dự đoán vị trí thiên văn, ước tính được chế tạo vào khoảng năm 150 đến 100 TCN, tức là hơn hai nghìn năm trước. Các công trình xử lý bánh răng có chất lượng và độ phức tạp tương tự không xuất hiện cho đến thế kỷ 13 đến 14. Ngay cả khi chức năng của nó là một đồng hồ thiên văn cơ học thay vì một bộ giảm tốc, thì những kỹ năng chế tạo bánh răng kim loại chính xác và việc sử dụng các tổ hợp bánh răng khác nhau để đạt được tốc độ đầu ra mong muốn có thể đã xuất hiện từ hàng nghìn năm trước.
Nguyên lý của bộ giảm tốc là gì?
Có nhiều cách để giảm tốc độ động cơ trong các ứng dụng công nghiệp, phương pháp phổ biến nhất là cụm bánh răng (hộp số). Bộ giảm tốc hoặc hộp số giảm tốc độ quay của động cơ đồng thời tăng mô-men xoắn đầu ra của động cơ, có nghĩa là tăng lượng công việc hữu ích. Công suất động cơ được truyền qua trục động cơ đến một hệ thống bánh răng (được lắp ráp bởi các bánh răng nhỏ, bánh răng lớn và một vỏ hộp) trong bộ giảm tốc, và được truyền ra bởi trục đầu ra của bộ giảm tốc.
Tại sao phải sử dụng bộ giảm tốc?
Bộ giảm tốc hoặc hộp số được sử dụng để giảm tốc độ quay của động cơ và tăng mô-men xoắn đầu ra, tương đương với việc cải thiện khả năng làm việc của động cơ. Ngoài ra, việc thay đổi hướng đầu ra cũng có thể thực hiện được thông qua bộ giảm tốc. Chiều quay kim đồng hồ của trục đầu ra động cơ có thể được đổi thành ngược chiều kim đồng hồ thông qua bộ giảm tốc, hoặc hướng đầu ra được xoay 90 độ bằng một Hộp số góc vuông (Right Angle Gearbox) để tiết kiệm không gian lắp đặt.
Những lợi ích của việc sử dụng bộ giảm tốc là gì?
Giảm chi phí
Thông thường, chi phí mua động cơ tương đối cao hơn nhiều so với chi phí của bộ giảm tốc. Mô-men xoắn của động cơ được tăng lên bởi bộ giảm tốc, điều đó có nghĩa là công suất đầu ra của động cơ cũng được tăng lên. Công suất đầu ra yêu cầu được đạt bằng một động cơ nhỏ hơn được trang bị bộ giảm tốc thay vì mua một động cơ công suất cao. Chi phí của toàn bộ cấu hình 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 mô-men xoắn lớn từ máy móc trong quá trình vận hành. Bộ giảm tốc sẽ bị hỏng trước khi quá tải, để ngăn động cơ khỏi tải trọng cao và hư hỏng trực tiếp. Đồng thời, chi phí sửa chữa hoặc thay thế bộ giảm tốc tương đối thấp, điều này 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 làm dòng điện tăng đáng kể và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Động cơ cũng sẽ tạo ra nhiệt cùng lúc. Nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất 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 thụ năng lượng và tránh hư hỏng động cơ.
Các loại bộ giảm tốc là gì?
Có rất nhiều loại bộ giảm tốc và hộp số đa dạng. Dưới đây là một số loại phổ biến như bộ giảm tốc bánh răng trụ, bộ giảm tốc bánh vít, Hộp số hành tinh (Planetary Gearheads), hộp số cycloid và hộp số harmonic theo cấu trúc và phương pháp truyền động. Bánh răng cung cấp mô-men xoắn đầu ra cao, hiệu suất cao, dải tỷ số truyền rộng và có sẵn trong nhiều cấu hình lắp ráp bánh răng.
Bộ giảm tốc bánh vít
Bộ giảm tốc bánh vít là một loại bộ giảm tốc bao gồm một bánh vít đầu vào, một bánh vít-vành răng đầu ra, và được đặt ở hướng đầu ra vuông góc. Bộ giảm tốc bánh vít là một loại bộ giảm tốc phổ biến vì chúng có chi phí ban đầu và chi phí bảo trì thấp, tỷ số truyền cao và mô-men xoắn đầu ra cao trong một thiết kế nhỏ gọn. Bánh vít không thể bị dẫn động ngược do ma sát cao giữa bánh vít và bánh vít-vành răng. Chúng dễ dàng lắp hoặc ghép nối với động cơ điện, nhưng hiệu suất giảm khi tỷ số truyền tăng.
Hộp số hành tinh (Hộp số hành tinh)
Hộp số hành tinh có các đặc tính như độ chính xác cao, mô-men xoắn đầu ra cao, hiệu suất cao, độ rơ thấp và độ ồn thấp. Hộp số hành tinh có thể dễ dàng đạt được tỷ số truyền cao. Bên cạnh đó, các hộp số hành tinh chất lượng không cần bảo trì trong suốt vòng đời sử dụng và không cần thay dầu bôi trơn. Do các tính năng và thiết kế nhỏ gọn, quy trình sản xuất bánh răng phức tạp hơn và yêu cầu gia công chính xác. Hộp số 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 học và định vị chính xác.
Bộ giảm tốc Cycloidal
Bộ giảm tốc cycloidal sử dụng các nguyên lý của bánh răng cycloidal để cung cấp tỷ số truyền cao với độ rơ tuyệt vời, độ cứng xoắn cao, khả năng chịu tải sốc tốt, hoạt động ổn định và ít mài mòn trong suốt tuổi thọ hộp số.
Bộ giảm tốc Harmonic
Bộ giảm tốc harmonic là hộp số dựa trên nguyên lý sóng biến dạng, trong đó một vòng linh hoạt có răng ngoài được dẫn động bởi một bộ tạo sóng hình bầu dục và quay trong một bánh răng vòng cứng. Chúng cung cấp độ chính xác truyền động cực cao, tỷ số truyền cao, quán tính thấp và lắp đặt nhỏ gọn. Các tính năng này làm cho bộ giảm tốc harmonic trở thành giải pháp tuyệt vời cho các ứng dụng robot và định vị chính xác.
Bộ giảm tốc được sử dụng ở đâu?
Là các thiết bị công nghiệp truyền động cơ khí, bộ giảm tốc dường như xa lạ với công chúng, và thậm chí nhiều người mới nghe thuật ngữ này lần đầu tiên. Thực tế, chúng gần gũi với cuộc sống của chúng ta hơn chúng ta nghĩ. Bộ giảm tốc ban đầu chỉ xuất hiện trong máy móc, nhưng giờ đây chúng được tìm thấy không chỉ trong các sản phẩm công nghiệp mà còn trong các ứng dụng dân dụng như xe máy điện và xe đạp điện với sự cải thiện không ngừng của sự phát triển kinh tế và công nghệ gia công kim loại qua nhiều năm.
Dụng cụ máy
Máy cắt kim loại, trung tâm gia công, máy khoan CNC, máy tiện và máy tiện, máy phay và máy doa, máy mài, máy công cụ tạo hình kim loại, máy ép, máy gia công ống và dây, máy cắt tia nước.
Máy móc công nghiệp
Máy đóng gói, máy móc thực phẩm và đồ uống, thiết bị làm bánh, máy móc nông nghiệp, máy dệt, máy làm giày, máy chế biến gỗ, máy in, máy chế biến nhựa, máy thổi chai PET, máy cắt và hàn laser. 3.Tự động hóa
Băng tải, kho tự động, robot công nghiệp, xe tự hành có hướng dẫn, máy dán nhãn tự động, hệ thống chiết rót tự động, máy xếp pallet, máy đóng nắp.
Ngành hàng không vũ trụ & năng lượng
Bộ truyền động kính thiên văn vô tuyến, theo dõi tấm pin mặt trời.
Ngành y tế & thử nghiệm
Xe lăn điện, robot hỗ trợ di chuyển, máy làm khẩu trang, giường MRI, sản phẩm vật lý trị liệu, hệ thống lấy mẫu tự động
Xe điện & Giao thông vận tải
Xe tay ga, xe máy điện, xe đạp điện, di động điện, cổng tốc độ, cổng kiểm soát ra vào
