Trong nhiều ứng dụng máy công cụ, việc điều chỉnh linh hoạt tốc độ quay của trục chính hoặc trục chạy dao là rất quan trọng. Cơ cấu thay đổi tốc độ cho phép người vận hành lựa chọn tốc độ phù hợp với từng công đoạn gia công, giúp tối ưu hóa năng suất và chất lượng sản phẩm. Bài viết này sẽ đi sâu vào các loại cơ cấu thay đổi tốc độ phổ biến trong máy công cụ.
1. Các loại cơ cấu thay đổi tốc độ
- Khối bánh răng di trượt:
- Sử dụng khối bánh răng có thể di chuyển để ăn khớp với các bánh răng khác nhau trên trục bị động.
- Mỗi vị trí ăn khớp tương ứng với một tỷ số truyền và tốc độ quay khác nhau.
- Ưu điểm: Đơn giản, dễ chế tạo.
- Nhược điểm: Cồng kềnh, khó thay đổi tốc độ khi máy đang hoạt động.
- Cơ cấu thay đổi tốc độ bằng ly hợp vấu:
- Sử dụng ly hợp để khớp các bánh răng khác nhau trên trục bị động.
- Mỗi vị trí ly hợp tương ứng với một tỷ số truyền và tốc độ quay khác nhau.
- Ưu điểm: Thay đổi tốc độ nhanh chóng, dễ dàng.
- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành cao.
- Khối bánh răng hình tháp (cơ cấu Nooctông):
- Sử dụng khối bánh răng hình tháp trên trục chủ động và bánh răng di trượt trên trục bị động.
- Bánh răng di trượt ăn khớp với các bánh răng khác nhau trên khối hình tháp để thay đổi tốc độ quay.
- Ưu điểm: Thay đổi tốc độ liên tục trong một phạm vi nhỏ.
- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, khó chế tạo.
- Bộ truyền đai vô cấp (variator):
- Sử dụng đai thang và puli có đường kính thay đổi để thay đổi tốc độ quay.
- Ưu điểm: Thay đổi tốc độ vô cấp, êm ái.
- Nhược điểm: Khả năng truyền công suất hạn chế, giá thành cao.
- Bộ truyền thủy lực:
- Sử dụng bơm và động cơ thủy lực để truyền và điều chỉnh tốc độ quay.
- Ưu điểm: Thay đổi tốc độ vô cấp, phạm vi điều chỉnh rộng.
- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành rất cao.
- Bộ truyền điện:
- Sử dụng động cơ điện có tốc độ thay đổi để điều chỉnh tốc độ quay.
- Ưu điểm: Thay đổi tốc độ vô cấp, độ chính xác cao.
- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành cao.
- Hộp số tự động:
- Sử dụng hệ thống bánh răng hành tinh và ly hợp để tự động thay đổi tốc độ quay.
- Ưu điểm: Tự động thay đổi tốc độ, êm ái, hiệu quả.
- Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành rất cao.
- Biến tần:
- Sử dụng mạch điện tử để thay đổi tần số và điện áp của động cơ, từ đó thay đổi tốc độ quay.
- Ưu điểm: Điều khiển tốc độ chính xác, hiệu quả, tiết kiệm năng lượng.
- Nhược điểm: Giá thành cao, yêu cầu kỹ thuật cao.
2. Lựa chọn cơ cấu thay đổi tốc độ
- Yêu cầu về phạm vi điều chỉnh tốc độ:
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng hay hẹp.
- Yêu cầu về độ chính xác của tốc độ:
- Độ chính xác của tốc độ cao hay thấp.
- Yêu cầu về khả năng thay đổi tốc độ khi máy đang hoạt động:
- Có cần thay đổi tốc độ khi máy đang hoạt động hay không.
- Yêu cầu về công suất truyền động:
- Công suất truyền động lớn hay nhỏ.
- Yêu cầu về giá thành:
- Giá thành của cơ cấu thay đổi tốc độ.
- Yêu cầu về độ bền và độ tin cậy:
- Cơ cấu có cần hoạt động liên tục và ổn định hay không.
- Yêu cầu về khả năng bảo trì và sửa chữa:
- Cơ cấu có dễ dàng bảo trì và sửa chữa hay không.
3. Ứng dụng của cơ cấu thay đổi tốc độ
- Máy tiện:
- Điều chỉnh tốc độ quay của trục chính để phù hợp với từng công đoạn tiện.
- Máy phay:
- Điều chỉnh tốc độ quay của dao phay và tốc độ chạy dao.
- Máy khoan:
- Điều chỉnh tốc độ quay của mũi khoan.
- Máy mài:
- Điều chỉnh tốc độ quay của đá mài.
- Máy bào:
- Điều chỉnh tốc độ chạy dao.
- Máy chuốt:
- Điều chỉnh tốc độ chuốt.
- Máy cán:
- Điều chỉnh tốc độ cán.
- Máy dệt:
- Điều chỉnh tốc độ dệt.
Cơ cấu thay đổi tốc độ đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh linh hoạt tốc độ máy công cụ. Việc lựa chọn và sử dụng đúng cơ cấu thay đổi tốc độ giúp tối ưu hóa năng suất và chất lượng sản phẩm.