Cẩm Nang Toàn Tập Về Hệ Thống Truyền Động Cơ Khí Trên Máy CNC

Hệ thống truyền động cơ khí đóng vai trò quan trọng trong vận hành máy CNC, đảm bảo truyền chuyển động từ động cơ đến các bộ phận khác, tạo ra chuyển động chính xác cho dao cắt và phôi. Để hiểu rõ về hệ thống này giúp người vận hành sử dụng máy CNC hiệu quả và tối ưu hóa năng suất. Trong bài viết này, ATC Machinery sẽ chia sẻ cho bạn về cẩm nang toàn tập về hệ thống truyền động cơ khí trên máy CNC, bao gồm các khía cạnh sau:

Truyền Động Cơ Khí Là Gì

Truyền động cơ khí là hệ thống truyền chuyển động và mô-men xoắn từ nguồn (động cơ) đến các bộ phận khác của máy móc thông qua các cơ cấu truyền động như bánh răng, đai ốc – vít me, xích,… Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong gia công cơ khí bằng máy CNC.

Hệ thống truyền động được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: máy móc, thiết bị và dây chuyền công nghệ sản xuất,… Thực tế có 3 dạng truyền động chính:

• Truyền động cơ khí
• Truyền động điện
• Truyền động thủy lực, khí nén

Trong đó, truyền động cơ khí được ưa chuộng vì tính đơn giản, hiệu suất cao, độ tin cậy và khả năng vận hành ổn định trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Nó cũng dễ dàng điều chỉnh và bảo dưỡng, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho việc bảo trì máy móc và thiết bị.

Cấu Tạo Của Hệ Thống Truyền Động Cơ Khí

Trong hệ thống truyền động cơ khí, động cơ được xem như nguồn cung cấp năng lượng chính. Động cơ có thể là động cơ điện, động cơ đốt trong, hoặc các loại động cơ khác, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Công suất của động cơ thường được đo bằng đơn vị mã lực (HP) hoặc Kilowatt (kW).

Các bộ phận truyền động cơ khí bao gồm trục, puly, đai, vòng bi, bánh răng, và các phụ kiện khác, tùy thuộc vào cấu trúc và tính chất của hệ thống. Các bộ phận này được thiết kế để truyền động từ động cơ sang các bộ phận khác của máy hoặc thiết bị, thông qua sự kết nối trực tiếp hoặc thông qua hệ thống truyền động phụ khác.

Chức Năng Của Truyền Động Cơ Khí

Chức năng chính của truyền động cơ khí là chuyển đổi năng lượng từ động cơ sang các bộ phận khác của máy hoặc thiết bị, cung cấp sức mạnh và chuyển động cần thiết để thực hiện các quy trình gia công cơ khí chính xác. Dưới đây là một số chức năng chính của hệ thống truyền động cơ khí:

• Truyền chuyển động: Hệ thống truyền động cơ khí nhận chuyển động quay từ động cơ và truyền đến các bộ phận khác của máy CNC, đảm bảo chuyển động chính xác cho dao cắt và phôi.
• Thay đổi tốc độ và mô-men xoắn: Hệ thống có thể thay đổi tốc độ và mô-men xoắn của chuyển động được truyền để phù hợp với yêu cầu gia công CNC chính xác của từng chi tiết.
• Đảo chiều chuyển động: Hệ thống cho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận máy, đáp ứng nhu cầu gia công đa dạng.
• Truyền Lực: Một trong những chức năng quan trọng nhất của hệ thống truyền động cơ khí là truyền lực từ động cơ đến các bộ phận làm việc khác để thực hiện cắt, đánh bóng, hoặc gia công vật liệu một cách hiệu quả và mạnh mẽ.

Các Loại Truyền Động Cơ Khí Chính

Trong ngành công nghiệp, có nhiều loại truyền động cơ khí được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể, ứng dụng và môi trường làm việc. Dưới đây là các loại truyền động cơ khí chính:

Truyền động ma sát

Truyền động ma sát sử dụng lực ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc để chuyển động. Mặc dù có hiệu suất truyền động tốt, nhưng truyền động ma sát thường gây ra tiếng ồn và độ mòn cao hơn so với các phương pháp khác. Các hình thức truyền động ma sát bao gồm:

• Truyền động bằng đai: Sử dụng đai và ròng rọc để truyền chuyển động, có ưu điểm là êm ái, dễ thay đổi tốc độ, nhưng độ chính xác và hiệu suất truyền động thấp.
• Truyền động bằng ma sát trượt: Sử dụng các đĩa ma sát để truyền chuyển động, có ưu điểm là êm ái, có thể truyền mô-men xoắn lớn, nhưng độ chính xác thấp và dễ hao mòn.

Truyền động ăn khớp

Truyền động ăn khớp sử dụng các khớp nối như bánh răng, ốc vít, hoặc đai răng, xích để truyền chuyển động. Các bộ phận truyền động trong hệ thống này thường được thiết kế để có độ chính xác cao và ít độ bào mòn hơn so với truyền động ma sát. Điều này làm cho truyền động ăn khớp thích hợp cho các ứng dụng cần độ chính xác và tuổi thọ cao.

• Truyền động bằng bánh răng: Sử dụng các bánh răng ăn khớp với nhau để truyền chuyển động, có ưu điểm là độ chính xác cao, hiệu suất truyền động lớn, nhưng tiếng ồn lớn và độ phức tạp cao.
• Truyền động bằng vít me – bánh vít: Sử dụng vít me và bánh vít ăn khớp với nhau để truyền chuyển động, có ưu điểm là độ chính xác cao, chuyển động đảo chiều dễ dàng, nhưng tốc độ truyền động thấp
• Truyền động bằng xích: Truyền động bằng xích là một phương pháp truyền động cơ khí phổ biến được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, từ máy móc đến dây chuyền sản xuất. Phương pháp này sử dụng một hoặc nhiều xích để truyền chuyển động và lực từ trục này sang trục khác.

Xem thêm: Khớp nối là gì? Công dụng, các loại khớp nối phổ biến nhất hiện nay bạn nên biết

Các Thông Số Truyền Động Cơ Khí Cơ Bản

Tỷ số truyền (i)

Là tỷ số giữa tốc độ quay của bánh dẫn (n1) và tốc độ quay của bánh bị dẫn (n2):

i = n1 / n2.

Tỷ số truyền cho biết số vòng quay của bánh bị dẫn cho mỗi vòng quay của bánh dẫn. Ví dụ: i = 2 nghĩa là bánh bị dẫn quay 2 vòng cho mỗi vòng quay của bánh dẫn.

Mô-men xoắn (T)

Mô-men xoắn là lực quay tác động lên trục của bánh răng, được đo bằng đơn vị N.m (Newton mét). Công thức tính Mô-men xoắn là:

M = (9,55 x 10^6 x N)/ n

M2 = M1 x i x η

Trong đó:

• M1 là momen xoắn của trục chủ động
• M2 là momen xoắn của trục bị động

Mô-men xoắn càng lớn, khả năng truyền lực của hệ thống càng cao.

Công suất (P)

Công suất là khả năng thực hiện công của hệ thống truyền động. Công suất được đo bằng đơn vị W (Watt). Công thức tính công suất:

N = P x V/1000

Trong đó:

• P là lực vòng (N)
• V là vận tốc (m/s)

Công suất càng lớn, hệ thống truyền động có thể truyền tải năng lượng càng nhiều.

Hiệu suất truyền động (η)

Hiệu suất truyền động là tỷ số giữa công suất truyền đến bánh bị dẫn (P2) và công suất nhận từ bánh dẫn (P1):

η = N2 / N1 = 1 – (Nm/N1)

Nm là công suất tiêu hao

Hiệu suất truyền động cho biết mức độ hao phí năng lượng trong hệ thống. Hiệu suất càng cao, hệ thống truyền động càng hiệu quả.

Phạm vi sử dụng của từng loại bộ truyền động trong cơ khí

Hệ Thống Truyền Động Cơ Trên Máy CNC

Hệ thống truyền động cơ trên máy CNC đóng vai trò quan trọng trong việc truyền chuyển động và mô-men xoắn từ động cơ đến các bộ phận khác của máy, đảm bảo chuyển động chính xác cho dao cắt và phôi. Hệ thống này bao gồm các bộ phận chính sau:

• Động cơ: Cung cấp năng lượng cho hệ thống, có thể sử dụng các loại động cơ khác nhau như động cơ điện, động cơ thủy lực, động cơ khí nén,…
• Hộp số: Có chức năng thay đổi tốc độ và mô-men xoắn của chuyển động được truyền. Hộp số thường có nhiều cấp số để phù hợp với các yêu cầu gia công khác nhau.
• Bộ truyền động chính: Bộ truyền động chính trên máy CNC thường sử dụng bánh răng hoặc đai để truyền chuyển động từ hộp số đến trục chính của máy.
• Bộ truyền động trục vít: Bộ truyền đông trục vít có chức năng truyền chuyển động từ trục chính đến các trục tọa độ X, Y, Z. Bộ truyền động trục vít thường sử dụng vít me và bánh vít để truyền động cơ khí trên các loại máy CNC như máy tiện CNC, máy phay CNC,…
• Các bộ phận khác: Các bộ phận khác của hệ thống truyền động cơ khí trên máy CNC bao gồm khớp nối, ly hợp, phanh,… giúp truyền và kiểm soát chuyển động linh hoạt và đảm bảo an toàn cho hệ thống CNC.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động trên các loại máy CNC

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này bao gồm các bước sau:

• Đầu tiên, động cơ chính là nguồn cung cấp năng lượng chính cho hệ thống truyền động. Thường, máy CNC sử dụng các loại động cơ điện như động cơ servo hoặc động cơ bước để tạo ra chuyển động.
• Tiếp theo, bộ điều khiển của máy CNC đảm nhận vai trò giám sát và điều khiển các chuyển động của động cơ dựa trên thông tin từ chương trình gia công.
• Sau đó, thông qua hệ thống truyền động, chuyển động từ động cơ được truyền đến các trục chính và trục phụ bằng các phương tiện như đai răng, vòng bi hoặc dây curoa.
• Bộ dụng cụ gia công nhận được chuyển động từ hệ thống truyền động để thực hiện các quy trình gia công được chỉ định trong chương trình, chẳng hạn như dao cắt hay đầu khoan.

Hệ thống truyền động của máy CNC cho phép điều chỉnh tốc độ quay và di chuyển của các trục, đảm bảo rằng các vật liệu gia công cơ khí được thực hiện với tốc độ và vị trí chính xác.

Truyền động cơ khí đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của các loại máy móc và thiết bị công nghiệp. ATC Machinery hy vọng bài viết này đã cung cấp những thông tin hữu ích cho bạn, giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ thống truyền động cơ trên máy CNC, đảm bảo quá trình vận hàng máy CNC hiệu quả.