+
Trong máy khoan cọc nhồi, mâm xoay là một trong những cơ cấu quan trọng tham gia truyền chuyển động quay đến cần và bộ phận khoan. Tùy thiết kế máy, hệ truyền động có thể sử dụng điện, thủy lực hoặc các cấu hình khác.
Điểm đáng chú ý là tải của mâm xoay không giống bơm, quạt hay nhiều cơ cấu tải ổn định khác. Trong quá trình khoan, lực cản có thể thay đổi theo điều kiện làm việc, trong khi bản thân hệ quay có quán tính và yêu cầu mô-men đáng kể.
Vì vậy, hiểu đúng đặc tính tải mâm xoay là cơ sở quan trọng để lựa chọn motor, hộp số và biến tần phù hợp. Nếu chỉ nhìn vào công suất kW mà bỏ qua mô-men, dòng điện, quán tính và trạng thái tải thực tế, hệ truyền động có thể gặp tình trạng quá dòng, hụt tốc hoặc khó khởi động khi tải tăng.
Để hiểu đặc tính tải, trước tiên cần xác định vai trò của mâm xoay.
Trong một số cấu hình máy khoan cọc nhồi, bộ truyền cơ khí của mâm xoay nhận công suất từ động cơ, truyền qua hộp giảm tốc và bộ truyền bánh răng để tạo chuyển động quay. Chuyển động này tiếp tục truyền mô-men đến cơ cấu khoan để thực hiện quá trình làm việc.
Như vậy, mâm xoay nằm trên đường truyền mô-men trực tiếp từ nguồn động lực đến cơ cấu khoan.
Điều này đồng nghĩa tải tác động lên bộ phận khoan sẽ ảnh hưởng ngược trở lại hệ truyền động. Khi lực cản tăng, yêu cầu mô-men cũng thay đổi. Đây là điểm quan trọng khi đánh giá motor và biến tần.
Xét từ góc độ hệ truyền động, mâm xoay có thể được xem là một cơ cấu có yêu cầu tải tương đối phức tạp.
Đặc tính đáng chú ý gồm:
Đây là lý do khi lựa chọn hệ truyền động cho máy khoan cọc nhồi, không nên áp dụng cách chọn tương tự các tải nhẹ như quạt hoặc bơm ly tâm.
1. Mâm xoay là cơ cấu yêu cầu mô-men lớn
Một trong những đặc điểm đầu tiên cần quan tâm là mô-men.
Mục tiêu của hệ truyền động không phải chỉ làm motor quay mà phải tạo đủ mô-men tại đầu ra để cơ cấu khoan có thể thắng lực cản trong quá trình làm việc.
Hệ thống thường sử dụng cơ cấu giảm tốc để chuyển đổi tốc độ cao của động cơ thành tốc độ thấp hơn và mô-men lớn hơn tại mâm xoay.
Do đó, khi lựa chọn motor cho máy khoan cọc nhồi, công suất kW không phải thông số duy nhất cần quan tâm.
Cần đánh giá đồng thời:
Nếu motor đủ công suất nhưng tỷ số truyền hoặc mô-men đầu ra không phù hợp, mâm xoay vẫn có thể gặp tình trạng hụt lực khi tải tăng.
2. Mâm xoay có quán tính lớn
Đây là đặc tính ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khởi động và dừng.
Khi cơ cấu đang đứng yên, motor phải tạo mô-men để đưa toàn bộ hệ quay lên tốc độ làm việc.
Nếu hệ thống có quán tính lớn nhưng thời gian tăng tốc được đặt quá ngắn, motor phải tạo mô-men gia tốc lớn trong khoảng thời gian ngắn.
Kết quả có thể là:
Đây cũng là một trong những lý do biến tần được sử dụng cho máy khoan cọc nhồi nhằm kiểm soát quá trình khởi động, điều chỉnh tốc độ và hạn chế tác động đột ngột lên hệ truyền động.
3. Tải mâm xoay không cố định trong suốt quá trình khoan
Đây là điểm khác biệt quan trọng so với nhiều tải thông thường.
Trong quá trình làm việc, điều kiện tải của máy khoan cọc nhồi có thể thay đổi theo trạng thái của cơ cấu khoan và lực cản thực tế.
Khi lực cản tăng, mô-men motor cần cung cấp cũng tăng theo.
Có thể xuất hiện các trạng thái:
Khi không tải hoặc tải nhẹ: motor chạy bình thường, dòng thấp.
Khi tải tăng: dòng motor tăng để đáp ứng mô-men.
Khi gặp tải nặng: tốc độ có xu hướng giảm nếu hệ truyền động không đủ khả năng đáp ứng.
Khi xuất hiện đỉnh tải: biến tần có thể chạm giới hạn dòng hoặc báo lỗi nếu lựa chọn quá sát.
Vì vậy, đánh giá hệ thống chỉ dựa trên dòng chạy không tải có thể dẫn đến kết luận sai về khả năng đáp ứng của motor và biến tần.
4. Mâm xoay có thể phải khởi động khi đang chịu tải
Đây là một trạng thái cần đặc biệt chú ý.
Không phải lúc nào mâm xoay cũng bắt đầu chạy trong điều kiện hoàn toàn không tải. Nếu cơ cấu đang chịu lực cản, motor phải tạo mô-men đáng kể ngay từ giai đoạn tốc độ thấp.
Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn cho hệ truyền động máy khoan cọc nhồi.
Biến tần cần có khả năng:
Đây cũng là lý do không nên lựa chọn biến tần chỉ bằng cách đối chiếu công suất kW của motor.
5. Mâm xoay có yêu cầu tốc độ thấp nhưng mô-men cao
Đối với cơ cấu khoan, tốc độ tại bộ phận công tác thường thấp hơn nhiều so với tốc độ motor.
Đây là một đặc trưng quan trọng của hệ truyền động: cần chuyển đổi tốc độ motor thành tốc độ đầu ra thấp hơn, đồng thời tạo mô-men lớn tại cơ cấu mâm xoay.
Vì vậy, trên máy khoan cọc nhồi, motor và hộp số phải được lựa chọn đồng bộ.
Nếu tỷ số truyền không phù hợp:
Không nên cố khắc phục một hệ cơ khí thiếu mô-men chỉ bằng cách tăng giới hạn dòng trên biến tần.
Motor cần được lựa chọn dựa trên tải thực tế chứ không đơn thuần dựa trên công suất của motor cũ.
Khi tính toán cho máy khoan cọc nhồi, nên xem xét:
Công suất: đủ đáp ứng công suất cơ học yêu cầu.
Mô-men: đủ khả năng kéo tải trong điều kiện làm việc nặng.
Tốc độ: phù hợp với hộp số và tốc độ đầu ra mong muốn.
Dòng định mức: phù hợp với biến tần và hệ thống điện.
Chế độ làm việc: cần xem xét thời gian chạy liên tục và số lần khởi động.
Điều kiện môi trường: nhiệt độ, bụi, độ ẩm và điều kiện công trường cũng ảnh hưởng đến lựa chọn thiết bị.
Chọn motor lớn hơn một cấp một cách máy móc chưa chắc giải quyết được vấn đề nếu nguyên nhân nằm ở tỷ số truyền hoặc đặc tính cơ khí.
Trong hệ thống mâm xoay, hộp số có nhiệm vụ giảm tốc và tăng mô-men tại đầu ra.
Do đó, cần xác định:
Một hệ máy khoan cọc nhồi có motor đủ công suất nhưng hộp số được chọn quá sát tải vẫn có thể gặp tình trạng nóng, nhanh mòn hoặc giảm tuổi thọ.
Vì vậy, motor – hộp số – biến tần nên được xem là một hệ truyền động thống nhất thay vì lựa chọn từng thiết bị riêng lẻ.
Với những đặc tính vừa phân tích, biến tần dùng cho mâm xoay cần đáp ứng nhiều hơn chức năng thay đổi tốc độ.
Một biến tần phù hợp cần được đánh giá dựa trên:
Đối với máy khoan cọc nhồi, việc sử dụng biến tần tải nặng giúp chủ động hơn trong quá trình khởi động, điều chỉnh tốc độ và kiểm soát motor khi tải thay đổi.
Với máy khoan cọc nhồi có mâm xoay tải nặng, ARINCO AV68 là dòng Thiên Hổ ưu tiên xem xét khi lựa chọn biến tần.
AV68 được định hướng cho nhóm tải yêu cầu:
Dòng này phù hợp để xem xét cho các ứng dụng tải nặng như máy nghiền, máy ép, máy trộn, băng tải tải lớn và cơ cấu mâm xoay.
Tuy nhiên, model cụ thể vẫn cần lựa chọn theo dòng motor và tải thực tế thay vì chỉ dựa vào công suất kW.
Ngoài yêu cầu kỹ thuật, chi phí đầu tư và khả năng cung ứng cũng là yếu tố đáng quan tâm khi lựa chọn thiết bị cho máy khoan cọc nhồi.
Biến tần ARINCO tại Thiên Hổ có những lợi thế:
Đối với máy làm việc tại công trường, hàng sẵn là một lợi thế đáng kể. Khi thiết bị cần thay thế gấp, thời gian chờ hàng kéo dài có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công.
1. Chỉ nhìn công suất motor
Motor 75 kW không đồng nghĩa cứ sử dụng biến tần 75 kW là phù hợp. Cần kiểm tra dòng và chế độ tải.
2. Không tính đến quán tính
Thời gian tăng tốc quá ngắn có thể khiến dòng tăng mạnh và cơ cấu bị giật khi bắt đầu chuyển động.
3. Chọn hộp số quá sát tải
Hệ thống thiếu khả năng dự phòng khi lực cản tăng.
4. Tăng giới hạn dòng để tránh lỗi
Đây không phải cách xử lý nguyên nhân gốc. Cần kiểm tra lại tải, motor, hộp số và cơ khí.
5. Bỏ qua quá trình giảm tốc
Mâm xoay có quán tính lớn. Giảm tốc quá nhanh có thể làm năng lượng hồi về DC bus và khiến biến tần báo quá áp.
6. Không kiểm tra cơ khí
Ổ bi, hộp số, trục hoặc cơ cấu khoan có lực cản bất thường đều có thể khiến dòng motor tăng.
Khi lựa chọn hệ truyền động cho máy khoan cọc nhồi, Thiên Hổ hỗ trợ khách hàng phân tích từ đặc tính tải thay vì chỉ lựa chọn thiết bị theo công suất.
Các thông tin nên cung cấp gồm:
Từ những thông tin này, đội ngũ kỹ thuật có thể đánh giá phương án biến tần ARINCO, motor và hộp số GIMO phù hợp hơn với hệ thống thực tế.
Cơ cấu mâm xoay của máy khoan cọc nhồi là tải cần được xem xét đồng thời về mô-men, quán tính, tốc độ và sự biến động tải trong quá trình làm việc. Đây không phải nhóm tải nên lựa chọn motor hoặc biến tần chỉ dựa trên công suất kW.
Muốn hệ thống vận hành ổn định, cần phối hợp đúng giữa motor, hộp số, biến tần và thông số cài đặt. Đặc biệt, biến tần cần có khả năng chịu tải phù hợp, duy trì mô-men khi tốc độ thấp và kiểm soát quá trình tăng giảm tốc của mâm xoay.
Với nhóm tải này, Thiên Hổ có thể tư vấn biến tần ARINCO AV68 kết hợp motor và hộp số GIMO dựa trên thông số thực tế của máy khoan cọc nhồi, đồng thời hỗ trợ kỹ thuật trong quá trình lựa chọn, cài đặt và vận hành.
Xem thêm