động cơ giảm tốc và tốc độ quay

Động cơ giảm tốc (hoặc động cơ có hộp giảm tốc) là một thiết bị kết hợp giữa động cơ điện và một bộ truyền động (hộp số) để giảm tốc độ quay đầu ra của động cơ và tăng mô-men xoắn. Điều này giúp đạt được sự chuyển động với tốc độ chậm hơn nhưng lực xoay mạnh hơn, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu mô-men xoắn lớn và tốc độ thấp.

1. Tốc độ quay của động cơ giảm tốc
Tốc độ quay của động cơ giảm tốc là tốc độ quay của đầu ra động cơ sau khi qua bộ truyền động (hộp giảm tốc). Tốc độ này sẽ thấp hơn nhiều so với tốc độ quay của động cơ ban đầu.
Khi một động cơ giảm tốc hoạt động, tốc độ quay đầu vào (tốc độ của động cơ) sẽ được giảm xuống thông qua cơ cấu hộp giảm tốc, giúp điều chỉnh lại tốc độ phù hợp với yêu cầu của ứng dụng cụ thể.
2. Cấu tạo của động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc bao gồm:

Động cơ điện: Là bộ phận sinh ra chuyển động quay ban đầu.
Hộp giảm tốc (gearbox): Là bộ phận chịu trách nhiệm giảm tốc độ quay đầu ra và đồng thời tăng mô-men xoắn.
Thông thường, hộp giảm tốc sử dụng các bánh răng, như bánh răng trụ, bánh răng côn, bánh răng hành tinh hoặc bánh răng vít, để thay đổi tỷ lệ truyền động giữa đầu vào và đầu ra.

3. Tỷ lệ giảm tốc (Gear Ratio)
Tỷ lệ giảm tốc (còn gọi là tỷ lệ truyền động) quyết định mức độ giảm tốc và mô-men xoắn đầu ra. Tỷ lệ này được tính bằng cách so sánh số vòng quay của đầu vào với số vòng quay của đầu ra:

Tỷ lệ giảm t
o
ˆ
ˊ
c
=
????
đ
a
ˆ
ˋ
u v
a
ˋ
o
????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
Tỷ lệ giảm t 
o
ˆ
 
ˊ
 c= 
N 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
 
N 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u v 
a
ˋ
 o
​
 
​
 
Trong đó:

????
đ
a
ˆ
ˋ
u v
a
ˋ
o
N 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u v 
a
ˋ
 o
​
  là số vòng quay của động cơ (RPM).
????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
N 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
  là số vòng quay của đầu ra động cơ giảm tốc (RPM).
Ví dụ, nếu động cơ quay với tốc độ 1500 RPM và hộp giảm tốc có tỷ lệ giảm tốc là 5:1, thì tốc độ quay đầu ra sẽ là:

????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
=
1500
5
=
300
 RPM
N 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
 = 
5
1500
​
 =300 RPM
Điều này có nghĩa là tốc độ quay của đầu ra chỉ bằng 1/5 so với tốc độ của động cơ, nhưng mô-men xoắn của đầu ra sẽ tăng lên 5 lần.

4. Mô-men xoắn của động cơ giảm tốc
Mô-men xoắn đầu ra của động cơ giảm tốc sẽ tăng lên khi tốc độ quay giảm xuống, do sự chuyển đổi năng lượng từ động cơ sang mô-men xoắn thông qua hộp giảm tốc.

Công thức tính mô-men xoắn đầu ra của động cơ giảm tốc:

????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
=
????
đ
a
ˆ
ˋ
u v
a
ˋ
o
×
Tỷ lệ giảm t
o
ˆ
ˊ
c
T 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
 =T 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u v 
a
ˋ
 o
​
 ×Tỷ lệ giảm t 
o
ˆ
 
ˊ
 c
Trong đó:

????
đ
a
ˆ
ˋ
u v
a
ˋ
o
T 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u v 
a
ˋ
 o
​
  là mô-men xoắn của động cơ ban đầu.
????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
T 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
  là mô-men xoắn đầu ra sau khi giảm tốc.
Tỷ lệ giảm tốc là tỷ lệ giữa tốc độ của động cơ và tốc độ đầu ra.
Ví dụ, nếu mô-men xoắn của động cơ là 10 Nm và tỷ lệ giảm tốc là 5:1, mô-men xoắn đầu ra sẽ là:

????
đ
a
ˆ
ˋ
u ra
=
10

Nm
×
5
=
50

Nm
T 
đ 
a
ˆ
 
ˋ
 u ra
​
 =10Nm×5=50Nm
Điều này có nghĩa là mô-men xoắn của động cơ giảm tốc sẽ tăng lên 5 lần so với mô-men xoắn của động cơ ban đầu.

5. Ứng dụng của động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc được sử dụng trong nhiều ứng dụng yêu cầu tốc độ thấp và mô-men xoắn lớn, ví dụ:

Băng chuyền: Điều khiển tốc độ của các băng chuyền trong các dây chuyền sản xuất.
Máy móc công nghiệp: Các thiết bị yêu cầu mô-men xoắn lớn để thực hiện các công việc như nghiền, xay, đùn vật liệu.
Xe điện: Điều khiển động cơ xe điện để giảm tốc độ quay của động cơ và tăng mô-men xoắn cần thiết để di chuyển xe.
Cần cẩu và thiết bị nâng hạ: Cung cấp lực kéo mạnh mẽ với tốc độ quay chậm, giúp nâng các vật nặng.
Máy nén khí: Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ để cung cấp khí nén hiệu quả.
6. Tính năng và ưu điểm
Tăng mô-men xoắn: Hệ thống động cơ giảm tốc giúp tăng khả năng tạo ra mô-men xoắn, làm cho động cơ có thể vận hành các thiết bị nặng hoặc yêu cầu lực kéo lớn.
Điều chỉnh tốc độ: Giảm tốc độ quay của động cơ giúp các ứng dụng đòi hỏi tốc độ thấp và ổn định.
Tiết kiệm năng lượng: Việc giảm tốc độ quay giúp động cơ hoạt động ở hiệu suất cao hơn trong các ứng dụng yêu cầu mô-men xoắn lớn.
Tóm tắt:
Động cơ giảm tốc kết hợp giữa động cơ điện và hộp giảm tốc để giảm tốc độ quay và tăng mô-men xoắn đầu ra. Tốc độ quay đầu ra của động cơ giảm tốc sẽ thấp hơn rất nhiều so với tốc độ của động cơ, nhưng mô-men xoắn lại cao hơn. Việc điều chỉnh tỷ lệ giảm tốc cho phép tùy chỉnh tốc độ và mô-men xoắn sao cho phù hợp với yêu cầu của ứng dụng, đặc biệt trong các hệ thống cần lực kéo lớn và tốc độ chậm như băng chuyền, cần cẩu, máy nghiền, và các ứng dụng trong công nghiệp.