Hộp số giảm tốc Servo: Hiểu đúng về moment ra định mức và cực đại

Khám phá chi tiết về moment ra định mức và cực đại của hộp số giảm tốc Servo. Bí quyết chọn hộp số bền bỉ, tối ưu hiệu suất cho hệ thống tự động hóa của bạn.

Giới thiệu

Trong thế giới tự động hóa, sự phối hợp giữa động cơ Servo và hộp số giảm tốc Servo được ví như cặp bài trùng giúp tối ưu hóa sức mạnh và độ chính xác. Tuy nhiên, một sai lầm phổ biến của các kỹ sư cơ khí điện là chỉ quan tâm đến tỉ số truyền mà quên mất việc tính toán Moment ra định mức và Moment cực đại.

Việc hiểu sai hai thông số này không chỉ dẫn đến lãng phí chi phí đầu tư mà còn tiềm ẩn nguy cơ gãy trục, mẻ răng hộp số trong quá trình vận hành. Bài viết này sẽ đi sâu vào phân tích kỹ thuật giúp bạn có cái nhìn chuẩn xác nhất.

Hộp số giảm tốc Servo là gì và vai trò trong hệ thống tự động?

Hộp số giảm tốc Servo là một thiết bị cơ khí phụ trợ, được lắp trực tiếp vào trục ra của động cơ Servo. Chức năng chính của nó là giảm tốc độ quay của động cơ theo một tỉ số truyền nhất định, đồng thời tăng momen xoắn đầu ra tương ứng. Trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như máy CNC, cánh tay robot, hay máy đóng gói, hộp số không chỉ đơn thuần là bộ tăng tải mà còn là bộ phận lọc rung động và tăng độ cứng vững cho hệ thống chuyển động.

Khác với các dòng hộp số công nghiệp thông thường, hộp số dùng cho Servo thường là dòng bánh răng hành tinh (Planetary Gearbox) với đặc tính độ rơ (backlash) cực thấp. Điều này đảm bảo rằng khi động cơ dừng hoặc đảo chiều, vị trí của cơ cấu chấp hành vẫn giữ được độ chính xác tuyệt đối. Việc lựa chọn đúng loại hộp số giảm tốc Servo tại các đơn vị uy tín như Tự Động Hóa Toàn Cầu sẽ giúp hệ thống vận hành trơn tru và bền bỉ hơn.

dong-co-servo-xinje — Hình ảnh động cơ servo xinje

Hiểu rõ về Moment ra định mức

Moment ra định mức, ký hiệu kỹ thuật thường là T2N, là giá trị mô-men xoắn mà hộp số có thể chịu tải liên tục trong một khoảng thời gian dài (thường tính theo tuổi thọ 20.000 đến 30.000 giờ vận hành) mà không làm biến dạng bánh răng hoặc hư hỏng vòng bi.

Khi bạn kết hợp động cơ Servo với hộp số, Moment định mức ở trục ra được tính sơ bộ bằng công thức:

Mout= Mmotor x i x η (Trong đó: i là tỉ số truyền, η là hiệu suất của hộp số).

Tuy nhiên, giá trị Mout này phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng T2N của hộp số. Nếu bạn chọn một động cơ có Moment quá lớn lắp vào một hộp số có T2N thấp, hộp số sẽ nhanh chóng bị nóng, mòn răng và phát ra tiếng ồn lớn sau một thời gian ngắn sử dụng. Trong kỹ thuật, việc duy trì tải trọng ở mức 70-80% Moment định mức là con số lý tưởng để bảo vệ thiết bị.

Moment ra cực đại

Nếu như Moment định mức đại diện cho khả năng “chạy bền”, thì Moment ra cực đại (T2NOT) đại diện cho khả năng “chạy nước rút”. Trong các hệ thống Servo, động cơ thường xuyên phải tăng tốc đột ngột hoặc dừng gấp. Tại những thời điểm này, dòng điện qua động cơ tăng vọt, tạo ra một lượng mô-men xoắn gấp 2-3 lần so với định mức.

Hộp số giảm tốc Servo được thiết kế để chịu đựng mức tải này trong một khoảng thời gian rất ngắn (thường chiếm dưới 10% tổng thời gian vận hành). Nếu Moment tăng tốc của hệ thống vượt quá giá trị T2NOT ghi trên Catalogue, các răng bánh răng hành tinh có thể bị mẻ hoặc gãy ngay lập tức do ứng suất vượt ngưỡng cho phép.

Ví dụ thực tế: Một robot bốc xếp sản phẩm cần khởi động nhanh để đạt năng suất cao. Moment khởi động tính toán là 50Nm. Nếu bạn chọn hộp số có Moment định mức 40Nm nhưng Moment cực đại chỉ 45Nm, hộp số đó sẽ không đạt yêu cầu và có nguy cơ hỏng hóc cao.

Phân biệt Moment định mức, Moment cực đại và Moment dừng khẩn cấp

Để trở thành một chuyên gia trong việc lựa chọn thiết bị, bạn cần phân biệt thêm một khái niệm nữa là Moment dừng khẩn cấp (T2NOT).

Moment định mức (T2N): Tải trọng làm việc bình thường, liên tục.
Moment cực đại (T2NOT): Tải trọng xuất hiện khi khởi động hoặc phanh gấp. Thông thường T2NOT ≈3 x T2N.
Moment dừng khẩn cấp: Đây là giá trị giới hạn cuối cùng. Nếu hệ thống gặp sự cố (ví dụ kẹt cơ khí) và dừng đột ngột, hộp số có thể chịu được mức Moment này tối đa khoảng 1000 lần trong suốt vòng đời. Vượt quá con số này, hộp số sẽ bị phá hủy hoàn toàn.

Việc nắm rõ sự khác biệt này giúp người dùng tránh được việc “ép tải” thiết bị quá mức, đảm bảo an toàn cho cả người vận hành và máy móc.

Tại sao phải tính toán Moment chính xác cho hộp số giảm tốc Servo?

Việc tính toán Moment không chỉ là con số trên giấy tờ, nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế và kỹ thuật:

Tối ưu tuổi thọ thiết bị: Một hộp số làm việc đúng dải Moment sẽ có tuổi thọ lên tới hàng chục năm. Ngược lại, việc quá tải thường xuyên sẽ làm suy giảm chất lượng mỡ bôi trơn và gây rỗ bề mặt bánh răng.
Đảm bảo độ chính xác (Backlash): Khi Moment tải quá gần mức cực đại, các trục của hộp số có xu hướng bị biến dạng đàn hồi nhẹ, làm tăng độ rơ và sai số vị trí.
Tiết kiệm chi phí: Nhiều người có xu hướng chọn hộp số thật lớn để “cho chắc”. Tuy nhiên, hộp số càng lớn thì quán tính tự thân (Inertia) càng cao, buộc động cơ phải tốn thêm năng lượng để thắng được quán tính đó, gây lãng phí điện năng và chi phí mua sắm ban đầu.

Cách tính toán và lựa chọn hộp số dựa trên Moment thực tế

Để chọn được hộp số giảm tốc Servo phù hợp, kỹ sư thường thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định Moment yêu cầu của tải (Mload)

Dựa vào trọng lượng vật cần kéo, bán kính puly hoặc bước vít me, bạn tính ra Moment cần thiết tại trục đầu ra.

Bước 2: Chọn tỉ số truyền (i)

Dựa vào tốc độ tối đa của động cơ và tốc độ mong muốn của tải.

Bước 3: Kiểm tra Moment định mức

Tính Mout của động cơ sau khi qua hộp số và so sánh với T2N của Catalogue.

Lưu ý: Luôn nhân thêm hệ số an toàn (Sf) từ 1.2 đến 1.5 tùy vào môi trường làm việc.

Ví dụ thực tế: Bạn dùng động cơ Servo 750W có Moment định mức 2.39Nm, Moment cực đại 7.1Nm. Bạn lắp hộp số tỉ số truyền 1:10, hiệu suất 95%.

Moment định mức đầu ra: 2.39 x 10 x 0.95 = 22.7 Nm.
Moment cực đại đầu ra: 7.1 x 10 x 0.95 = 67.45 Nm.
Bạn phải chọn loại hộp số có T2N > 22.7 Nm và T2B > 67.45 Nm.

Các yếu tố kỹ thuật khác ảnh hưởng đến Moment của hộp số

Ngoài hai thông số chính, Moment của hộp số giảm tốc Servo còn bị tác động bởi:

Nhiệt độ môi trường: Nếu môi trường quá nóng, khả năng chịu tải của hộp số sẽ giảm xuống do mỡ bôi trơn bị loãng.
Kiểu lắp đặt: Lắp trục ngang hay trục đứng sẽ ảnh hưởng đến khả năng chịu lực hướng tâm và lực dọc trục, từ đó gián tiếp ảnh hưởng đến Moment ra.
Chế độ làm việc: Hộp số chạy liên tục 24/7 yêu cầu hệ số an toàn cao hơn so với hộp số chạy ngắt quãng.

Mua hộp số giảm tốc Servo chất lượng ở đâu?

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều thương hiệu hộp số từ giá rẻ đến cao cấp. Tuy nhiên, với các ứng dụng kỹ thuật cao, việc lựa chọn một đơn vị phân phối có am hiểu sâu về kỹ thuật là điều cực kỳ quan trọng.

Tự Động Hóa Toàn Cầu tự hào là đơn vị cung cấp các dòng hộp số giảm tốc Servo chính hãng, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn khắt khe về Moment và độ chính xác. Khi mua hàng tại website tudonghoatoancau.com, quý khách hàng sẽ được:

Tư vấn kỹ thuật chuyên sâu để chọn đúng mã hàng phù hợp với động cơ Servo đang có.
Chính sách bảo hành dài hạn và hỗ trợ xử lý sự cố 24/7.

Bên cạnh hộp số, chúng tôi còn cung cấp hệ sinh thái thiết bị tự động hóa toàn diện như: PLC, biến tần, HMI, động cơ Servo, bộ chuyển đổi nguồn và động cơ bước.

Kết luận

Việc hiểu đúng về Moment ra định mức và Moment cực đại là chìa khóa để bạn thiết kế một hệ thống máy móc vận hành bền bỉ và hiệu quả. Đừng chỉ nhìn vào con số công suất W của động cơ, hãy nhìn vào giá trị Nm thực tế mà hộp số có thể chịu đựng.

Nếu bạn đang băn khoăn không biết loại hộp số giảm tốc Servo nào phù hợp cho ứng dụng của mình, hãy liên hệ ngay với đội ngũ kỹ sư của chúng tôi. Chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn tính toán và đưa ra giải pháp tối ưu nhất về cả kỹ thuật lẫn chi phí.

Thông tin liên hệ: