Sau đây là các tình huống ứng dụng cụ thể và các yêu cầu kỹ thuật tương ứng đối với bộ giảm tốc công nghiệp trong lĩnh vực nâng hạ.
1. Các kịch bản ứng dụng chính của bộ giảm tốc công nghiệp trong máy nâng
Có nhiều loại máy nâng và hộp giảm tốc đóng vai trò khác nhau đối với các loại cần cẩu khác nhau.
1.1 Cầu trục và cổng trục (bao gồm cả cổng trục và trục di chuyển trên cao)
- Cơ cấu nâng: dẫn động tang trống quay, giúp nâng hạ vật nặng. Đây là bộ phận chịu tải nặng nhất và quan trọng nhất về mặt an toàn của cần trục, thường sử dụng bộ giảm tốc bánh răng xoắn ốc cứng hoặc bộ giảm tốc hành tinh.
- Cơ cấu di chuyển của xe đẩy và cầu: dẫn động các bánh xe di chuyển dọc theo ray. Cần cẩu hiện đại thường sử dụng động cơ truyền động ba trong một (động cơ tích hợp, hộp giảm tốc và phanh) để có kết cấu nhỏ gọn.
1.2 Cần Cẩu Tháp
- Cơ cấu xoay: điều khiển cần trục quay ngang 360 độ. Điều này đòi hỏi một bộ giảm tốc có tỷ số truyền lớn và độ êm ái cao, thường là bộ giảm tốc bánh răng hành tinh phù hợp với động cơ được trang bị khớp nối chất lỏng hoặc bộ truyền động biến tần.
- Cơ cấu Luffing: điều khiển chuyển động của xe con dọc theo cần trục để thay đổi bán kính.
- Cơ cấu nâng: xử lý việc nâng vật nặng và tốc độ cao, đòi hỏi khả năng tản nhiệt tuyệt vời và phản ứng phanh nhanh.
1.3 Cẩu cổng (bao gồm cẩu cảng, cẩu bờ và cẩu bãi)
- Cẩu gắp hoặc móc: với hoạt động thường xuyên tại các cảng, bến tàu, hộp giảm tốc phải chịu được phân loại tải trọng cực cao (như M7, M8).
- Cơ cấu cần cẩu: điều chỉnh bán kính làm việc, yêu cầu truyền động êm ái tuyệt đối và tránh tải trọng va đập tuyệt đối.
1.4 Thiết bị nâng nhẹ và nhỏ (tời và tời điện)
- Chúng thường sử dụng bộ giảm tốc bánh răng xoắn trục cố định hoặc bộ giảm tốc bánh răng trụ, nhỏ gọn và nhẹ.
2. Yêu cầu kỹ thuật chính đối với hộp giảm tốc trong ngành nâng
Vì hoạt động nâng liên quan đến sự an toàn của con người và tính toàn vẹn của thiết bị nên bộ giảm tốc được sử dụng trong cần cẩu phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt sau đây trong thiết kế, lựa chọn và sản xuất.
2.1 Khả năng chịu tải cao và khả năng chống va đập
- Khả năng chịu quá tải cao: trong quá trình khởi động và phanh, cầu trục sinh ra tải trọng quán tính đáng kể. Bộ giảm tốc phải có khả năng chống quá tải do va đập rất cao, thường được yêu cầu chịu được mô-men xoắn định mức hơn hai lần.
- Công nghệ bánh răng cứng: bánh răng thường được làm bằng thép hợp kim chất lượng cao (như 20CrMnTi) và trải qua quá trình cacbon hóa, tôi và mài, đạt độ cứng bề mặt răng HRC 58‑62 để đảm bảo độ bền cao và tuổi thọ dài.
2.2 Hệ số an toàn và độ tin cậy cực cao
- Hệ số lựa chọn nghiêm ngặt: dựa trên cấp làm việc của cầu trục (M1 đến M8), phải áp dụng hệ số làm việc (fB) phù hợp để đảm bảo không xảy ra hiện tượng gãy răng hoặc gãy trục trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất.
- Trục mở rộng hoặc giao diện phanh kép: hộp giảm tốc nâng thường được trang bị giao diện phanh trục tốc độ cao, thậm chí một số còn có thêm phanh an toàn trực tiếp trên trục (đầu ra) tốc độ thấp để tránh rơi tải trong trường hợp hỏng xích truyền.
2.3 Điều khiển chính xác và vận hành mượt mà
- Độ giật thấp: để đạt được vị trí chính xác trong quá trình nâng, khe hở vùng chết phải được giữ trong phạm vi rất hẹp.
- Khả năng tương thích với các bộ truyền động biến tần: cầu trục hiện đại thường sử dụng điều khiển VFD nên bộ giảm tốc phải duy trì hiệu suất truyền động cao và bôi trơn ổn định ở cả tốc độ thấp (tải nặng) và tốc độ cao (di chuyển nhanh không tải).
2.4 Cấu trúc nhỏ gọn và niêm phong hiệu quả
- Tính nhỏ gọn: vì không gian có hạn, đặc biệt là bên trong cơ cấu di chuyển của xe đẩy và tời điện, các hộp giảm tốc bánh răng hành tinh và hộp giảm tốc gắn trên trục ba trong một ngày càng được ưa chuộng vì kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ.
- Độ kín đáng tin cậy: cần cẩu thường làm việc ngoài trời (ví dụ: cảng và công trường) hoặc trong môi trường bụi bặm (ví dụ: xưởng luyện kim). Bộ giảm tốc phải có mức độ bảo vệ cao, bao gồm phớt dầu hai môi và vòng bụi để ngăn chặn rò rỉ dầu và sự xâm nhập của nước, hơi và bụi.
2.5 Khả năng chống lại môi trường đặc biệt (đối với các ngành cụ thể)
- Cần cẩu luyện kim: phải chịu được nhiệt bức xạ và nhiệt độ môi trường cao; họ thường sử dụng phớt dầu cao su huỳnh quang chịu nhiệt độ cao và chất bôi trơn tổng hợp đặc biệt.
- Cổng chống ăn mòn: phải có khả năng chống ăn mòn phun muối mạnh, vỏ thường được phủ một hệ thống sơn chống ăn mòn hạng nặng.
