Cơ khí chế tạo máy - Chương 9: Ổ trục

CHƯƠNG 9 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Ổ TRỤC Mục tiêu  Cấu tạo, phân loại ổ lăn, trượt  Đọc ký hiệu ổ lăn  Trình bày các dạng hỏng, tính toán  Chọn ổ lăn 1 9.1 Ổ lăn 2 9.1.1 Khái niệm chung Cấu tạo 3 4 5 Phân loại Hình dáng con lăn: bi, đũa trục ngắn, dài, côn, trống, kim, xoắn Khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ chặn 6 Khả năng tự lựa : tự lựa, không tự lựa Dãy số con lăn: một dãy, nhiều dãy 7 Theo khả năng chịu tải: Ổ cỡ nhẹ. Ổ cỡ trung. Ổ cỡ nặng. 8 Ưu – nhược điểm Ưu điểm. Tổn thất công suất do ma sát thấp Chăm sóc, bôi trơn đơn giản Có kích thước nhỏ gọn hơn so với ổ trượt Tiêu chuẩn hoá, sản xuất hàng loạt  giá thành rẻ 9 Nhược điểm. Tải phân bố không đều Chịu va đập kém Đường kính ổ lăn lớn hơn ổ trượt Ồn làm việc vận tốc cao Vận tốc cao  phá vỡ vòng cách 10 9.1.2 Một số loại ổ lăn thông dụng Theo TCVN, ký hiệu ổ lăn gồm 7 chữ số 7 6 5 4 3 2 1 Số 7 Số 5,6 Số 4 Số 3 Hai số đầu  Hai số đầu 1+2: biểu thị đường kính trong d Nếu d<20 d=10mm  00 d=12mm  01 d=15mm  02 d=17mm  03 Nếu d20 d=(2 số đầu) x5 11 7 6 5 4 3 2 1 Số 7 Số 5,6 Số 4 Số 3 Hai số đầu  Chữ số thứ ba: cỡ ổ theo đường kính ngoài D 8,9  siêu nhẹ 1,7  rất nhẹ 2,5  nhẹ 3,6  trung 4  nặng 12  Chữ số thứ tư: biểu thị loại ổ 0  ổ bi đỡ 1 dãy 1  ổ bi lồng cầu 2 dãy 2  ổ đũa trụ ngắn đỡ 3  ổ đũa lồng cầu 2 dãy 4  ổ kim 5  ổ đũa trụ xoắn 6  ổ bi đỡ chặn 7  ổ đũa côn 8  ổ bi chặn, ổ bi chặn đỡ 9  ổ đũa chặn, ổ đũa chặn dỡ 13 Ổ bi đỡ một dãy Ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy 14 Ổ đũa trụ ngắn đỡ Ổ đũa trụ lồng cầu hai dãy 15 Ổ đũa kim Ổ đũa trục xoắn đỡ 16 Ổ bi đỡ chặn Ổ đũa côn 17 Ổ bi chặn, ổ đũa chặn 18 7 6 5 4 3 2 1 Số 7 Số 5,6 Số 4 Số 3 Hai số đầu  Chữ số thứ 5,6: biểu thị đặt điểm kết cấu  Chữ số thứ 7: ký hiệu loạt chiều rộng ổ 19 9.1.3 Các dạng hỏng, chỉ tiêu tính toán + Tróc rỗ bề mặt do mỏi + Mòn con lăn, vòng ổ + Vỡ vòng cách + Vỡ con lăn và vòng ổ + Biến dạng dư bề mặt rãnh vòng và con lăn 20 Chỉ tiêu tính toán + Ổ lăn làm việc n<1v/ph tính theo tải tĩnh + Ổ lăn làm việc n>10v/ph tính theo tải động + Ổ lăn làm việc 1n10v/ph tính theo tải động và lấy n=10v/ph 21 9.1.4 Tính toán ổ lăn theo tuổi thọ Ứng suất tiếp xúc (= H) sinh ra trong ổ lăn là một hàm của lực hướng tâm và lực dọc trục ( )f Q  Số chu kỳ làm việc cho đến lúc hỏng phụ thuộc vào tuổi thọ của ổ )(LfN  22  N r N 0N .m N const  Điểm chuyển tiếp t : khả năng tải động của ổ, (N) constNm  m mQ L const C   mC Q L Ta có: 23 Điều kiện bền [ ]mC Q L C  Q: tải trọng tương đương (N) L: tuổi thọ ổ (triệu vòng) m: bậc đường cong mỏi, bi m=3, đũa m=10/3 C: tải trọng động cho phép 24 Tuổi thọ của ổ 610 ..60 hLnL  (triệu vòng) nnngh LKKL .365..24. với Lh là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ: 25 Tải trọng tương đương Q Ổ đỡ: chịu Fr và một phần Fa (Fa<0,3Fr) ( . . . ). .r a tQ X V F Y F K K  V: hệ số phụ thuộc vòng nào quay (1; 1,2) X,Y: hệ số tải trọng hướng tâm, dọc trục K: hệ số xét ảnh hưởng tải trọng Kt: hệ số xét ảnh hưởng nhiệt độ 26 Ổ chặn: chỉ chịu . .a tQ F K K Ổ đỡ chặn: chịu cả Fr và Fa ( . . . ). .r a tQ X V F Y F K K   Trong ổ đỡ chặn, do đặc điểm kết cấu nên tác dụng của lực hướng tâm sẽ sinh ra lực dọc trục phụ . Do đó, ta phải xét đến các lực dọc trục phụ khi tính tải trọng dọc trục để xác định tải trọng tương đương . S   aF Q 27 Ví dụ: aF  AS  BS  Ar F  Br F   Ổ bi đỡ chặn: S=e.Fr e tra bảng 11.3, trang 395 Ổ đũa côn : S=0,83e.Fr= 0,83(1,5.tg).Fr  tra bảng hoặc chọn sơ bộ 28 aF  AS  BS  Ar F  Br F   (không tính SA tại A) A a a BF F S   Xét ổ A: Nếu chọn A a AF S A a AF S 29 aF  AS  BS  Ar F  Br F   (không tính SB tại B) B a a AF F S  Xét ổ B Nếu chọn B a BF S Ba BF S 30 Fa SA SB FrA FrB Fa SA SB FrA FrB 31 Điều kiện chọn và kiểm tra ổ: 0 0 0 0 r a r Q X F Y F Q F    C0: khả năng tải tĩnh Q0: tải trọng qui ước Đối với ổ đỡ, đỡ chặn 00 CQ  Đối với ổ chặn 0 aQ F 32 Định vị ổ lăn 33 Lắp ghép ổ lăn Ổ lăn là chi tiết máy tiêu chuẩn.  Ổ lăn lắp trục theo hệ thống lỗ.  Ổ lăn lắp vỏ hộp theo hệ thống trục. 34 Bôi trơn, che kín 35 Trình tự lựa chọn ổ lăn Sinh viên tự đọc tài liệu trang 407, 408 Thông số đầu vào Sơ đồ tính với giá trị và hướng tác dụng Số vòng quay của ổ Đường kính vòng trong của ổ Điều kiện làm việc, kết cấu Thời gian làm việc Lh 36 9.2 Ổ trượt  Thân ổ  Lót ổ  Yêu cầu vật liệu lót ổ 9.2.1 Khái niệm chung 37 Phân loại Khả năng chịu lực: 38 Hình dạng của ngõng trục Kết cấu 39 Theo phương pháp bôi trơn: Ổ bôi trơn thủy Ổ bôi trơn khí Ổ bôi trơn từ 40 Kết cấu của ổ 41 42 Ưu-nhược điểm Ưu điểm Trục quay với vận tốc lớn Trục có đường kính lớn Yêu cầu phương của trục chính xác Cần phải dùng ổ ghép Chịu được tải trọng động, va đập Làm việc êm, kết cấu đơn giản 43 Nhược điểm Chăm sóc bảo dưỡng thường xuyên  chi phí lớn Tổn thất ma sát: mở máy, dừng máy,bôi trơn không tốt Kích thước dọc trục tương đối lớn với ổ lăn 44 Phạm vi sử dụng  Trục quay tốc độ lớn.  Trục có đường kính lớn.  Trục dùng ổ ghép.  Cần đảm bảo độ đồng tâm.  Ổ chịu tải trọng động, va đập. 45 Các dạng ma sát  Ma sát ướt:  h > Rz1 + Rz2  Ít bị mài mòn, f = (0,001  0,008).  Ma sát 1/2 ướt:  h  Rz1 + Rz2 f = (0,01  0,1).  Ma sát khô:  Không dùng dầu bôi trơn f = (0,4  1).  Ma sát nửa khô: màng khí mỏng, hơi ẩm, f = (0,1  0,4). 46 Bôi trơn thủy động 47 9.2.2 Các dạng hỏng, tính toán Mòn Dính Tróc rỗ 48 Tính theo áp suất Ổ quay chậm, bôi trơn gián đoạn ld F p r .  Ổ làm việc với vận tốc t rung bình ][ .19100 . pv l nFr  49 Tính toán bôi trơn ma sát ướt Độ hở hướng kính: 12 dd  Độ hở tương đối: dd dd      12 50 Độ lệch tâm tuyệt đối: 21OOe  Độ lệch tâm tương đối:   e2  Khe hở cực tiểu: )1( 2 min   h 51 PT Reynolds ta chứng minh được công thức:    .. . 2 dlFr  0 0 m t t          : độ nhớt : vận tốc góc 3 0 ,250, 8.10 .v  ' 1 m      l, d: chiều dài lót ổ, đường kính ngõng trục 52 Tính toán nhiệt Nhiệt độ tăng  giảm độ nhớt động lực  khả năng tải giảm. 21 tt QQQ  Q : Nhiệt lượng sinh ra trong 1 giây )(10... 3 kWfvFQ r  53 Qt1: Nhiệt lượng thoát ra theo dầu chảy qua ổ trong 1s. tqCQt  ... 01  C: nhiệt dung riêng 0: khối lượng riêng của dầu q: lượng dầu chảy qua ổ t: sự thay đổi nhiệt độ của dầu 54 Qt2: nhiệt lượng thoát qua trục và thân ổ trong 1s AKdlKtAKtdlKQ TTTTt ..........2   KT: hệ số thoát nhiệt qua trục và thân ổ 55 Từ pt cân bằng nhiệt, ta có: ).......(1000 .. AKdlKqC vFf ttt TT r vr    Nhiệt độ trung bình của dầu: 22 t t tt t v rv    Nhiệt độ dầu ở cửa ra: ttt vr  tv=3545 0C; tr=80100 0C; t=45750C