Tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số

Tìm hiểu chi tiết về tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số. Hướng dẫn tra cứu kích thước B5, B14, PCD giúp lắp đặt chính xác, tối ưu hiệu suất truyền động.

Giới thiệu

Trong lĩnh vực cơ khí chính xác và tự động hóa, việc đảm bảo tính đồng bộ giữa động cơ và các thiết bị truyền động là yếu tố then chốt quyết định tuổi thọ của hệ thống. Tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số đóng vai trò là “ngôn ngữ chung” giúp các kỹ sư thiết kế, chế tạo và bảo trì có thể kết nối các thành phần từ nhiều nhà sản xuất khác nhau một cách hoàn hảo.

Một sai lệch nhỏ trong kích thước mặt bích không chỉ gây khó khăn cho việc lắp đặt mà còn dẫn đến hiện tượng lệch tâm, rung động và làm hỏng vòng bi, trục động cơ chỉ sau một thời gian ngắn vận hành. Bài viết này sẽ phân tích chuyên sâu các tiêu chuẩn mặt bích phổ biến hiện nay, từ chuẩn IEC cho động cơ AC đến các chuẩn đặc thù của động cơ Servo và hộp số giảm tốc hành tinh.

Tầm quan trọng của việc chuẩn hóa mặt bích trong tự động hóa

Việc hiểu rõ tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số giúp tối ưu hóa quá trình lựa chọn thiết bị. Trong thực tế, không phải lúc nào chúng ta cũng sử dụng trọn bộ động cơ và hộp số của cùng một hãng. Một kỹ sư có thể chọn động cơ Servo của Mitsubishi nhưng lại muốn kết hợp với hộp số giảm tốc của GAC hoặc Sesame để tối ưu chi phí và mô-men xoắn. Lúc này, tính tương thích về mặt bích và trục trở thành điều kiện tiên quyết.

Tính chuẩn hóa mang lại ba lợi ích lớn:

Khả năng thay thế linh hoạt: Khi một thành phần gặp sự cố, bạn có thể dễ dàng tìm kiếm thiết bị thay thế có cùng tiêu chuẩn mà không cần gia công lại mặt bích trung gian.
Độ chính xác đồng tâm: Các tiêu chuẩn như IEC hay NEMA quy định rất chặt chẽ về dung sai của đường kính định tâm. Điều này đảm bảo trục động cơ và trục vào của hộp số nằm trên cùng một đường thẳng.
Giảm thiểu chi phí thiết kế: Kỹ sư không cần phải đo đạc thủ công từng thiết bị mà có thể dựa vào bảng thông số tiêu chuẩn để thiết kế bản vẽ 3D cho máy móc.

Tiêu chuẩn mặt bích IEC – Quy chuẩn phổ biến nhất

Trong hệ thống điện công nghiệp tại Việt Nam và Châu Âu, tiêu chuẩn IEC (International Electrotechnical Commission) là quy chuẩn phổ biến nhất cho các dòng động cơ không đồng bộ ba pha. Đối với loại động cơ này, có hai kiểu mặt bích chính mà bất kỳ kỹ sư nào cũng cần nằm lòng là B5 và B14.

Mặt bích B5

Mặt bích B5, hay còn gọi là mặt bích lớn, là loại có đường kính ngoài của mặt bích lớn hơn đường kính thân động cơ. Đặc điểm nhận dạng của B5 là các lỗ bắt bu lông là lỗ trơn (không có ren). Khi lắp đặt hộp số giảm tốc servo hoặc hộp số trục vít vào động cơ mặt bích B5, bu lông sẽ xuyên qua mặt bích động cơ và siết chặt vào phần ren trên thân hộp số (hoặc ngược lại).

Kích thước mặt bích B5 thường được ký hiệu theo mã Frame size của động cơ. Ví dụ, động cơ 0.75kW thường có Frame size 80, tương ứng với mặt bích B5 có đường kính ngoài khoảng 200mm và vòng tròn chia lỗ (PCD) là 165mm. Độ chính xác của gờ định tâm trên mặt bích B5 rất cao, giúp loại bỏ hoàn toàn hiện tượng rung lắc khi truyền động ở tốc độ cao.

Mặt bích B14

Ngược lại với B5, mặt bích B14 (mặt bích nhỏ) có đường kính ngoài thường nhỏ hơn hoặc bằng đường kính thân động cơ. Điểm khác biệt quan trọng nhất là các lỗ trên mặt bích B14 thường là lỗ có ren trực tiếp vào nắp trước của động cơ.

Sử dụng mặt bích B14 giúp tiết kiệm không gian lắp đặt, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu sự gọn gàng. Tuy nhiên, do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn B5, B14 thường được ưu tiên cho các dòng động cơ công suất nhỏ hoặc trung bình. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần lưu ý đến kích thước mặt bích B5, B14 để tránh nhầm lẫn, vì một số dòng động cơ đặc biệt có thể tùy chỉnh nắp trước để chuyển đổi giữa hai loại này.

Tiêu chuẩn mặt bích cho động cơ Servo và hộp số giảm tốc

Khác với động cơ AC thông thường, động cơ Servo đòi hỏi độ chính xác cơ khí ở mức cực cao để đáp ứng các chuyển động nhanh và chính xác. Do đó, tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số trong mảng Servo thường được phân loại theo “Frame Size” (kích thước mặt vuông).

Các kích thước Frame Size phổ biến

Các hãng sản xuất như Panasonic, GAC hay Delta thường tuân theo các kích thước mặt bích vuông tiêu chuẩn:

Frame 40mm: Dùng cho Servo công suất nhỏ (50W – 100W).
Frame 60mm: Phổ biến nhất cho dòng 200W – 400W.
Frame 80mm: Dùng cho dòng 750W – 1kW.
Frame 130mm: Dùng cho dòng 1kW – 3kW.

Trong mỗi Frame Size này, các thông số như đường kính gờ định tâm và đường kính vòng tròn chia lỗ được quy định rất nghiêm ngặt. Ví dụ, với một động cơ Servo 750W Frame 80, PCD mặt bích thường là 90mm và đường kính gờ định tâm là 70mm. Việc nắm vững các thông số mặt bích động cơ này giúp bạn chọn đúng loại hộp số giảm tốc hành tinh (Planetary Gearbox) có mặt bích đầu vào tương ứng.

Đặc điểm của hộp số giảm tốc dùng cho Servo

Hộp số giảm tốc dùng cho Servo thường có mặt bích đầu vào có thể tháo rời hoặc tùy biến theo động cơ. Đây là một điểm cực kỳ linh hoạt. Khi bạn cung cấp mã động cơ, nhà sản xuất hộp số sẽ gia công mặt bích đầu vào sao cho khớp hoàn toàn với PCD mặt bích và đường kính trục của động cơ đó. Sự phối hợp này đảm bảo rằng mô-men xoắn được truyền tải tối đa mà không gây ra ứng suất dư lên trục động cơ.

Phân tích các thông số kỹ thuật cốt lõi: PCD và Pilot Diameter

Để xác định một tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số bất kỳ, chúng ta cần tập trung vào ba thông số hình học quan trọng nhất:

Vòng tròn chia lỗ (PCD – Pitch Circle Diameter)

PCD là đường kính của vòng tròn đi qua tâm của tất cả các lỗ bắt bu lông trên mặt bích. Đây là thông số quan trọng nhất để đảm bảo bu lông có thể xuyên qua cả động cơ và hộp số. Nếu PCD lệch dù chỉ 1mm, việc lắp đặt sẽ trở nên bất khả thi. Đối với các kỹ sư bảo trì, khi không có tài liệu kỹ thuật, cách tốt nhất để đo PCD là đo khoảng cách giữa hai lỗ đối diện (tính từ tâm lỗ này đến tâm lỗ kia).

Đường kính gờ định tâm

Gờ định tâm là phần nhô ra (hoặc lõm vào) ở tâm mặt bích. Vai trò của nó là định vị vị trí chính xác của động cơ so với hộp số, đảm bảo tính đồng tâm tuyệt đối giữa hai trục. Tiêu chuẩn IEC mặt bích quy định dung sai cho phần này thường là j6 hoặc h7 để đảm bảo độ khít vừa vặn. Nếu gờ định tâm quá lỏng, động cơ sẽ bị xê dịch khi chạy, gây ra tiếng ồn và nhanh mòn bánh răng hộp số.

Kích thước trục và rãnh then

Mặc dù không nằm trực tiếp trên mặt bích, nhưng kích thước trục luôn đi đôi với tiêu chuẩn mặt bích. Trục động cơ phải lọt vừa vào lỗ trục của hộp số. Với động cơ Servo, trục thường là trục trơn hoặc có rãnh then, trong khi hộp số giảm tốc servo thường sử dụng cơ cấu kẹp (clamping) để ôm chặt trục động cơ, giúp chịu được lực quán tính lớn khi đảo chiều liên tục.

Hướng dẫn đo đạc và xác định thông số mặt bích thực tế

Trong nhiều trường hợp, tem nhãn trên động cơ bị mờ hoặc mất, khiến việc xác định tiêu chuẩn trở nên khó khăn. Dưới đây là quy trình 3 bước để xác định thông số mặt bích động cơ một cách chính xác:

Bước 1: Đo đường kính ngoài mặt bích. Đây là bước đầu tiên để phân loại sơ bộ xem đó là chuẩn B5, B14 hay mặt bích vuông của Servo.
Bước 2: Đo đường kính gờ định tâm. Sử dụng thước kẹp để đo phần nhô tròn ở giữa mặt bích. Lưu ý đo chính xác đến 0.1mm.
Bước 3: Xác định PCD. Đo khoảng cách giữa tâm hai lỗ bu lông đối diện nhau. Nếu mặt bích có 4 lỗ, bạn có thể đo khoảng cách giữa hai lỗ kề nhau rồi nhân với căn bậc hai của 2 (d x √2) để ra giá trị PCD.

Ví dụ thực tế: Bạn có một động cơ cũ và đo được gờ định tâm là 110mm, PCD là 130mm, và 4 lỗ bu lông trơn. Đối chiếu với bảng tra cứu tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số của IEC, bạn có thể khẳng định ngay đây là mặt bích B5 của động cơ Frame 90 (công suất thường là 1.1kW hoặc 1.5kW).

Các sai lỗi thường gặp và lưu ý khi lắp đặt mặt bích

Việc lắp đặt sai tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng. Dưới đây là những lưu ý quan trọng dựa trên kinh nghiệm thực tế:

Lệch tâm: Xảy ra khi gờ định tâm không khớp hoặc bị mòn. Chỉ cần lệch 0.05mm, lực ly tâm khi động cơ quay 3000 vòng/phút sẽ tạo ra tải trọng động rất lớn lên vòng bi, gây nóng máy và cháy cuộn dây.
Siết bu lông không đều: Luôn luôn siết bu lông theo hình đối chéo (chữ X) để mặt bích được ép phẳng đều vào bề mặt hộp số.
Không vệ sinh bề mặt: Một hạt cát hoặc vết gờ nhỏ trên bề mặt mặt bích cũng có thể khiến động cơ bị nghiêng. Trước khi lắp đặt hộp số giảm tốc servo, hãy đảm bảo bề mặt tiếp xúc sạch sẽ và không có rỉ sét.
Sử dụng sai loại dầu bôi trơn tại trục: Khi lắp trục động cơ vào hộp số, nên bôi một lớp mỡ chịu nhiệt mỏng để tránh hiện tượng “chết trục”, giúp việc tháo dỡ bảo trì sau này dễ dàng hơn.

Kết luận và Lời khuyên từ chuyên gia

Hiểu và áp dụng đúng tiêu chuẩn mặt bích lắp động cơ và hộp số là kỹ năng nền tảng của mọi kỹ sư tự động hóa. Dù bạn đang làm việc với động cơ AC truyền thống hay hệ thống Servo cao cấp, việc tuân thủ các thông số kỹ thuật về PCD, Pilot và Frame size sẽ đảm bảo hệ thống vận hành êm ái, bền bỉ và dễ dàng bảo trì.

tieu-chuan-mat-bich — Hình ảnh hộp số giảm tốc servo GAC

Tại Tự Động Hóa Toàn Cầu, chúng tôi cung cấp đầy đủ các dòng động cơ Servo, hộp số giảm tốc hành tinh, biến tần và phụ kiện nguồn chính hãng với các tiêu chuẩn mặt bích đa dạng, đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe của khách hàng. Với hơn 10 năm kinh nghiệm, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ bạn tra cứu và lựa chọn thiết bị phù hợp nhất cho dự án của mình.

CÔNG TY CỔ PHẦN TỰ ĐỘNG HÓA TOÀN CẦU

Hotline/Zalo: 0961320333
Website: tudonghoatoancau.com

Bạn đang gặp khó khăn trong việc xác định kích thước mặt bích để lắp đặt hộp số? Đừng ngần ngại, hãy nhấc máy gọi ngay cho chúng tôi hoặc để được tư vấn chi tiết và nhận bảng giá ưu đãi!