Khả năng chịu tải của bánh xe nhựa chịu lực

Vì vậy, khi hỏi bánh xe nhựa chịu lực phù hợp với tải trọng nào, cần xem đồng thời tải định mức của bánh, tải cho phép của cả cụm caster, tốc độ vận hành và điều kiện sử dụng. Tải của cụm hoàn chỉnh có thể bị giới hạn bởi giá đỡ, ổ bi, trục hoặc kết cấu lắp ngay cả khi bản thân bánh có khả năng chịu tải lớn hơn.

Dải tải trọng của bánh xe nhựa chịu lực

Có thể chia dải tải thành các nhóm tham khảo để dễ hình dung. Đây không phải phân hạng tải chính thức của ISO, mà là cách tổng hợp từ các thông số sản phẩm nylon/polyamide công nghiệp thực tế.

Các con số này phù hợp với phổ sản phẩm thực tế: dòng PO bằng nylon ép phun của Blickle có các mẫu khoảng 75–200 kg ở kích thước nhỏ; dòng SPO có các cấu hình từ khoảng 300 kg và một số cụm caster đạt 2.000 kg tại 4 km/h. Với compressed cast nylon GSPO, tải danh định tăng từ 1.000 kg ở bánh 80 mm lên 2.000 kg ở 125 mm và 4.500 kg ở bánh 200 × 80 mm.

Ở cấp chuyên dụng, giới hạn còn cao hơn. Blickle công bố bánh GSPO đường kính lớn với tải động tại 4 km/h từ 5.000 kg đến hàng chục nghìn kilôgam trên bánh rời, trong khi các cụm caster tương ứng có tải định mức thấp hơn tùy kết cấu giá đỡ. Điều này cho thấy không nên dùng một con số như “500 kg” hay “1 tấn” làm giới hạn chung cho mọi bánh xe nhựa.

Vì sao cùng là bánh xe nhựa nhưng khả năng chịu tải khác nhau?

Khả năng chịu tải không chỉ phụ thuộc vào việc bánh được làm bằng “nhựa”. Loại polyamide, đường kính, bề rộng bánh, ổ bi và kết cấu cụm caster cùng quyết định tải định mức cuối cùng. Ví dụ, trong cùng dòng compressed cast nylon GSPO, bánh 35 × 28 mm được công bố ở mức 100 kg tại 4 km/h, trong khi bánh 125 × 55 mm đạt 2.000 kg và bánh 250 × 80 mm đạt 6.000 kg.

Kích thước lớn hơn thường cho phép kết cấu chịu lực lớn hơn, nhưng không thể suy tải trọng chỉ từ đường kính. Hai bánh có đường kính tương đương vẫn có thể khác tải vì bề rộng, vật liệu, loại ổ đỡ và thiết kế trục khác nhau. Khi lắp thành caster, giá xoay hoặc giá cố định cũng trở thành một giới hạn cơ học riêng. TENTE lưu ý rằng lựa chọn housing phù hợp quyết định tải tổng thể, độ ổn định và độ bền của giải pháp bánh xe.

Do đó, thông số cần kiểm tra là load capacity của đúng mã bánh hoặc đúng cụm caster, thay vì suy ra khả năng chịu lực chỉ dựa vào tên vật liệu.

Tải động và tải tĩnh không phải là một con số

Một trong những nhầm lẫn phổ biến nhất là lấy tải tĩnh làm tải sử dụng khi xe đang di chuyển. Tải động được xác định khi bánh thực sự lăn trong những điều kiện thử quy định; tải tĩnh là khả năng chịu tải khi hệ thống đứng yên và thường có thể lớn hơn đáng kể. Blickle định nghĩa tải động của bánh/caster dựa trên thử nghiệm bàn quay theo nhóm tiêu chuẩn DIN EN 12527–12533 và ISO 22878–22884.

Thông số của TENTE cho thấy sự khác biệt rất rõ: một bánh polyamide đường kính 150 mm có tải tĩnh 1.000 kg nhưng tải động là 500 kg tại 4 km/h; một mẫu khác đường kính 200 mm được công bố 1.600 kg tải tĩnh và 800 kg tải động tại 4 km/h.

Vì thế, với xe đẩy hoặc thiết bị thường xuyên di chuyển, tải động mới là giá trị cần ưu tiên. Tải tĩnh chỉ thích hợp để đánh giá trạng thái đứng yên khi nhà sản xuất công bố riêng thông số này.

Điều kiện thử tải quyết định ý nghĩa của tải định mức

Con số tải trọng chỉ có ý nghĩa khi đi kèm điều kiện thử. ISO 22883:2004 quy định yêu cầu và phương pháp thử cho bánh xe/caster công nghiệp vận hành thủ công hoặc được kéo với tốc độ tới 1,1 m/s, tương đương 4 km/h. Tiêu chuẩn này vẫn được ISO liệt kê là phiên bản hiện hành sau lần xác nhận năm 2022.

Theo hướng dẫn thử nghiệm của Blickle cho bánh xe thiết bị vận chuyển theo DIN EN 12532/ISO 22883, tải được đánh giá ở tốc độ 4 km/h, nhiệt độ khoảng 15–28°C, trên bề mặt cứng nằm ngang và có điều kiện vượt chướng ngại xác định.

Điều đó có nghĩa một bánh được ghi “500 kg” không mặc nhiên chịu 500 kg trong mọi tình huống. Tốc độ cao hơn, mặt sàn xấu, va đập mạnh hoặc điều kiện vận hành khác chuẩn có thể buộc phải giảm tải cho phép. Blickle cũng nêu rõ bánh dùng ổ bi có thể vận hành trên 4 km/h nhưng phải áp dụng mức tải giảm.

Cách tính tải trọng cần thiết cho mỗi bánh

Không nên lấy tổng trọng lượng hàng hóa rồi chia đơn giản cho số bánh mà bỏ qua trọng lượng bản thân thiết bị và điều kiện vận hành. Phương pháp lựa chọn của Blickle tính tải yêu cầu trên mỗi bánh/caster từ trọng lượng bản thân thiết bị tải hàng tối đa, chia cho số bánh thực sự chịu lực, sau đó áp dụng hệ số an toàn phù hợp.

Có thể biểu diễn:

Tải yêu cầu mỗi bánh = (Khối lượng thiết bị tải hàng tối đa) / số bánh chịu lực × hệ số an toàn

Ví dụ, xe và hàng có tổng khối lượng 600 kg, sử dụng bốn bánh cùng chịu lực thì tải lý thuyết trước hệ số an toàn là 150 kg/bánh. Tuy nhiên, không nên từ đó chọn ngay bánh đúng 150 kg. Khi có bốn bánh trở lên, tải thực tế có thể không phân bố hoàn toàn đồng đều; hệ số an toàn được sử dụng để tính đến sự khác biệt so với điều kiện chuẩn.

Do đó, nếu bài toán yêu cầu khoảng 150 kg trên mỗi bánh về mặt lý thuyết, sản phẩm thực tế cần được chọn theo tải động định mức sau khi đã xét hệ số an toàn và điều kiện làm việc.

Khi nào cần chọn bánh có tải định mức cao hơn?

Nên tăng dự phòng tải khi điều kiện sử dụng khác đáng kể điều kiện thử tiêu chuẩn, chẳng hạn tải phân bố không đều, sàn có gờ hoặc chướng ngại, xe thường xuyên chịu va đập hoặc tốc độ vận hành cao hơn mức công bố. Hướng dẫn của Blickle xác định hệ số an toàn dựa trên mức sai lệch so với điều kiện chuẩn gồm mặt sàn phẳng, tốc độ khoảng 4 km/h, tải phân bố đều, chuyển động thẳng và nhiệt độ 15–28°C.

Với tải nặng, cũng cần kiểm tra cả cụm bánh xe chứ không chỉ bánh nhựa. Chẳng hạn một bánh cast nylon GSPO có thể đạt 2.000 kg ở kích thước 125 × 55 mm, nhưng các cấu hình caster sử dụng bánh cùng nhóm có tải khác nhau theo loại giá đỡ; Blickle công bố các cụm tương ứng từ khoảng 900 kg đến 1.750 kg ở một số cấu hình 125 mm.

Vì vậy, lựa chọn an toàn không phải là tìm bánh có “tải tối đa lớn nhất”, mà là chọn tải động định mức của cụm bánh phù hợp với tải thực tế sau hệ số an toàn, đồng thời kiểm tra tốc độ, mặt sàn và kết cấu lắp.

Bánh xe nhựa chịu lực có phạm vi chịu tải rất rộng: các loại nhỏ có thể ở mức vài chục đến vài trăm kilôgam trên mỗi bánh, các dòng công nghiệp thường đạt hàng trăm kilôgam, còn nylon/cast nylon tải nặng có thể đạt từ một đến nhiều tấn tùy cấu hình. Các sản phẩm chuyên dụng thậm chí đạt mức cao hơn đáng kể.

Điểm quyết định không phải tên gọi “bánh xe nhựa chịu lực”, mà là tải động của đúng mã sản phẩm trong đúng điều kiện làm việc. Khi xác định tải, cần cộng cả khối lượng thiết bị và hàng hóa, tính theo số bánh thực sự chịu lực, áp dụng hệ số an toàn và kiểm tra giới hạn của toàn bộ cụm caster.