Tải hướng kính trên trục ra hộp giảm tốc: Ví dụ puli đai răng

Puli đai răng lắp trên đầu ra hộp giảm tốc truyền mô-men, đồng thời kéo ngang trục ra. Lực hướng kính này tác dụng lên trục và ổ đỡ. Vì vậy chỉ kiểm tra mô-men đầu ra có thể bỏ sót một phần quan trọng khi chọn hộp.

Ví dụ sau giải thích vì sao lực tạo mô-men khác với tải tác dụng lên trục và cần những thông tin gì cho lắp đặt thực tế. Số liệu chỉ để minh họa, không phải số đo hoặc thông số danh định của một hộp cụ thể.

Vì sao đai tạo tải hướng kính?

Trong truyền động đơn giản hai puli, cả hai nhánh đai đều kéo puli về phía puli kia. Khi chạy, một nhánh thường chịu lực căng lớn hơn nhánh còn lại. Hiệu hai lực tạo mô-men quay; tổng vectơ của chúng góp phần tạo lực lên trục.

Cần tính cả lực căng ban đầu, tải khi vận hành, trọng lượng puli và hướng kéo. Lực hướng kính vuông góc với trục; lực dọc trục song song với trục. Kiểm tra cả hai nếu kết cấu tạo ra hai loại lực.

Ví dụ: Puli truyền mô-men 15 Nm

Giả sử đường kính vòng chia puli 60 mm, bán kính hiệu dụng 0,030 m. Lấy ví dụ lực căng nhánh căng 700 N, nhánh chùng 200 N.

Lực tiếp tuyến hiệu dụng là hiệu hai lực:

F_t = 700 − 200 = 500 N

Mô-men truyền tại puli:

T = F_t × bán kính vòng chia = 500 × 0,030 = 15 Nm

Nếu hai lực nhánh đai gần song song và cùng hướng kéo, hợp lực đai lên puli xấp xỉ:

F_hướng kính ≈ 700 + 200 = 900 N

Hiệu lực 500 N và tải trục xấp xỉ 900 N trả lời hai câu hỏi khác nhau. Giá trị thứ hai chưa cộng vectơ trọng lượng puli, chi tiết khác và tải quá độ. Nếu hai nhánh không song song, phải cộng vectơ các lực thực tế thay vì cộng độ lớn. Dùng phương pháp và lực căng tính hoặc đo được theo nhà cung cấp đai.

Vị trí puli ảnh hưởng thế nào?

Lực công xôn tạo mô-men uốn. Nếu hợp lực minh họa 900 N tác dụng cách một điểm chuẩn đỡ ổ theo phương vuông góc 0,050 m, ước tính mô-men tại điểm đó:

M ≈ F × khoảng cách = 900 × 0,050 = 45 Nm

Đây là mô-men uốn quanh điểm chuẩn đã chọn, không phải 45 Nm mô-men truyền của hộp và không thay thế tính tuổi thọ ổ đỡ. Phản lực ổ thực tế phụ thuộc kết cấu đỡ trong và ngoài hộp.

Nhà sản xuất thường công bố tải hướng kính cho phép tại một vị trí nhất định trên trục. Cần xem chính xác định nghĩa vị trí đó. Không so sánh tải tại tâm puli với giới hạn danh mục ở vị trí khác nếu chưa dùng phương pháp hiệu chỉnh của nhà sản xuất.

Cách giảm tải trục quá lớn

1. Bố trí puli hợp lý. Nếu bản vẽ và khoảng hở cho phép, đặt tâm tải gần ổ đầu ra hơn; vẫn bảo đảm chiều dài ăn khớp và cơ cấu giữ.
2. Xem lại loại đai và lực căng. Áp dụng giá trị lắp đặt, vận hành do nhà cung cấp đai quy định; không siết quá căng để thay thế việc tính toán.
3. Dùng trục puli có ổ đỡ độc lập khi phù hợp. Ổ ngoài có thể chịu lực đai; dùng khớp nối mềm phù hợp giữa trục được đỡ và hộp. Vẫn phải kiểm tra căn chỉnh, tải và cách bố trí ổ; thêm ổ trên cùng trục cứng không tự động loại bỏ toàn bộ tải khỏi hộp.
4. So sánh hộp giảm tốc. Nếu bắt buộc lắp trực tiếp, yêu cầu tải hướng kính và dọc trục cho phép tại đúng vị trí lực của từng cấu hình. Mô-men danh định lớn hơn không tự chứng minh ổ đỡ đủ tải.

Tham khảo thêm hướng dẫn tải hướng kính và dọc trục của Oriental Motor và ví dụ dùng ổ đỡ ngoài.

Kiểm tra toàn bộ hệ truyền động

Trước khi chọn hộp, kiểm tra chu kỳ làm việc, mô-men liên tục và cực đại, tốc độ đầu vào, số lần khởi động và đảo chiều, tải trục cho phép, tuổi thọ, nhiệt độ, hướng lắp và giao diện động cơ. Kiểm tra lỗ puli, kiểu lắp trục, then hoặc bộ kẹp và độ đồng tâm trên bản vẽ lắp thực tế.

Dùng công cụ tính mô-men và tốc độ hộp hành tinh ANDANTEX để ước tính mô-men, tốc độ truyền; sau đó xem giới hạn tải của đúng cấu hình. Có thể xem PLF060 hoặc PAG060 như điểm bắt đầu, nhưng tính phù hợp phụ thuộc toàn bộ ứng dụng, không chỉ công suất hay kích thước động cơ.

Cần gửi gì để kiểm tra?

Cung cấp mã động cơ hoặc hộp, tỷ số, tốc độ, mô-men chạy và cực đại, đường kính vòng chia puli, loại và lực căng đai, khoảng cách từ điểm chuẩn ổ đến tâm puli, khối lượng puli, hướng lắp và chu kỳ hoạt động. Sơ đồ lắp thể hiện hướng của hai nhánh đai đặc biệt hữu ích. Gửi thông tin cho ANDANTEX để xem xét.