GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TRỤC
Tại sao cần phân biệt hai loại trục?
Trong thiết kế robot FTC, hệ thống trục đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động và chịu lực. Hiểu rõ sự khác biệt giữa trục chủ động và trục bị động giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất robot.
Việc lựa chọn đúng loại trục ảnh hưởng đến:
- Khả năng truyền mô-men xoắn
- Độ bền và tuổi thọ hệ thống
- Hiệu suất truyền động
- Khả năng chịu tải trọng
- Độ phức tạp lắp ráp và bảo trì
TRỤC CHỦ ĐỘNG (LIVE AXLE)
.png)
Định nghĩa và nguyên lý hoạt động
Trục chủ động (Live Axle): Mô-men xoắn được truyền qua thân trục đến bánh xe, bánh răng, đĩa xích,... Điều này đòi hỏi thân trục phải có một trong các dạng biên dạng được liệt kê dưới đây để có thể truyền tải mô-men xoắn này. Trong cơ cấu này, bản thân trục sẽ quay.
Đặc điểm chính của trục chủ động:
- Trục quay cùng với bánh xe/bánh răng
- Truyền mô-men xoắn trực tiếp qua thân trục
- Cần cơ cấu khóa (key, set-screw) để truyền mô-men
- Phù hợp cho hệ truyền động trực tiếp
TRỤC BỊ ĐỘNG (DEAD AXLE)
Định nghĩa và nguyên lý hoạt động
Trục bị động (Dead Axle): Các vòng bi được lắp bên trong bánh xe, bánh răng, đĩa xích,... và mô-men xoắn được truyền trực tiếp đến bánh xe thông qua một đĩa xích hoặc bánh răng được bắt chặt vào bánh xe đó. Trục bị động có tính chất chịu lực tốt hơn so với trục chủ động vì chúng có thể được sử dụng như các thanh giằng cố định. Trong cơ cấu này, bản thân trục không quay; thay vào đó, các linh kiện lắp trên nó sẽ quay.
Đặc điểm chính của trục bị động:
- Trục cố định, không quay
- Bánh xe/bánh răng quay trên trục thông qua vòng bi
- Chịu tải trọng tốt, có thể dùng làm thanh giằng
- Giảm ma sát và tăng tuổi thọ
SO SÁNH TRỤC CHỦ ĐỘNG VÀ TRỤC BỊ ĐỘNG
| Tiêu chí so sánh | TRỤC CHỦ ĐỘNG (Live Axle) | TRỤC BỊ ĐỘNG (Dead Axle) |
|---|---|---|
|
Chuyển động trục
|
Trục quay cùng bánh xe
|
Trục cố định, bánh xe quay trên trục
|
|
Truyền mô-men xoắn
|
Qua thân trục
|
Trực tiếp đến bánh xe
|
|
Khả năng chịu lực
|
Chịu xoắn tốt
|
Chịu uốn tốt, có thể làm thanh giằng
|
|
Ma sát
|
Thấp (nếu có vòng bi hỗ trợ)
|
Rất thấp (có vòng bi)
|
|
Độ phức tạp lắp ráp
|
Trung bình
|
Cao hơn (cần vòng bi và căn chỉnh)
|
|
Chi phí
|
Thấp đến trung bình
|
Cao hơn (cần vòng bi và phụ kiện)
|
|
Ứng dụng điển hình
|
Hệ truyền động đơn giản
Robot cỡ nhỏ
Prototype nhanh
|
Robot hạng nặng
Hệ thống cần độ bền cao
Ứng dụng công nghiệp
|
BIÊN DẠNG TRỤC (SHAFT PROFILES)
Các loại biên dạng trục phổ biến
Thân trục thường sẽ có các loại cấu trúc khác nhau, trong đó những loại phổ biến trong FTC gồm trục lục giác và trục chữ D:
| Loại trục | ĐẶC ĐIỂM | ƯU ĐIỂM | NHƯỢC ĐIỂM | ỨNG DỤNG |
|---|---|---|---|---|
|
Trục lục giác (Hex Shaft)
|
|
|
|
Hệ truyền động FTC
Trục chủ động
Kết nối motor - hộp số
|
|
Trục chữ D (D Profile)
|
|
|
|
Trục bánh răng
Hệ thống cần định vị góc
Ứng dụng công nghiệp
|
HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ
Tốc độ quay, mô-men xoắn, tải trọng, không gian lắp đặt, độ chính xác cần thiết.
- Trục chủ động: Khi cần truyền mô-men trực tiếp, thiết kế đơn giản
- Trục bị động: Khi cần độ bền cao, chịu tải tốt, giảm ma sát
- Trục lục giác: Cho ứng dụng cần độ cứng vững cao, dễ lắp ráp
- Trục chữ D: Cho ứng dụng cần định vị góc chính xác
- Trục tròn + then/key: Cho ứng dụng công nghiệp, tải trọng lớn
Dựa trên mô-men xoắn và tải trọng để chọn đường kính trục phù hợp.
- Vòng bi cho trục bị động
- Bearing blocks cho trục chủ động
- Hệ thống căn chỉnh và cố định
Test tải, kiểm tra độ rơ, nhiệt độ, và độ ồn khi vận hành.
LƯU Ý QUAN TRỌNG KHI THIẾT KẾ:
Tránh hiện tượng xoắn trục: Tính toán mô-men xoắn tối đa để tránh biến dạng.
Giảm thiểu độ rơ: Sử dụng vòng bi chất lượng và căn chỉnh chính xác.
Bôi trơn định kỳ: Đặc biệt quan trọng với trục bị động và hệ thống vòng bi.
Kiểm tra nhiệt độ: Theo dõi nhiệt độ vòng bi khi vận hành liên tục.
Sử dụng phụ kiện chính hãng: Đảm bảo độ chính xác và độ bền.