Bài giảng Cơ học máy - Chương 14: Ổ lăn - Phan Tấn Tùng

Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Chương 14 Ổ LĂN 1. Khái niệmchung 1 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Công dụng: ổ lăn dùng để đỡ trụcvàgiảm ma sát giữaphần quay và không quay Cấutạo ổ lăn gồm: con lăn, vòng trong, vòng ngoài, vòng cách Phân loạitheohìnhdángcon lăn: ổ bi, ổđũa, ổđũacôn, ổ kim, ổđũatrụ xoắn 2 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Phân loạitheokhả năng chịulực: ổđỡ, ổđỡchặn, ổ chặn Phân loại theo khà năng tự lựa: ổ tự lựa,ổ không tự lựa Phân loạitheosố dãy con lăn: ổ 1 dãy, ổ nhiềudãy Phân loạitheokíchthước đường kính ngoài: ổ cỡ rấtnhẹ, cỡ nhẹ, cỡ trung, cỡ nặng Phân loạitheokíchthướcbề rộng: ổ cỡ hẹp, ổ cỡ trung, ổ cỡ rộng 3 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Các loại ổ lăn thông dụng •Ổ bi đỡ 1 dãy •Ổ bi đỡ lồng cầu2 dãy •Ổđũatrụ ngắn đỡ 1 dãy •Ổđũalồng cầu2 dãy 4 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Các loại ổ lăn thông dụng •Ổ kim •Ổ bi đỡ chặn1 dãy •Ổđũacônđỡ chặn1 dãy 5 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Các loại ổ lăn thông dụng •Ổ bi chặn •Ổđũachặn 6 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Ký hiệu ổ lăn • Ký hiệu ổ lăngồmtổ hợp các số và chữ, chủ yếugồm5 chữ số Biểuthị loại ổ Biểuthị kếtcấu(bề rộng) Biểuthị cỡổ(đường kính ngoài) Biểuthị đường kính trong d Chữ số thứ năm Chữ số thứ tư Chữ số thứ ba Chữ số thứ nhấtvàhai 6 : ổ bi đỡ 1 dãy Không kí hiệu 8,9 : siêu nhẹ -Nếu d < 20 mm ta có các 7 : ổ bi đỡ chặn1 dãy 0 : đặcbiệtnhẹ kí hiệu sau: 2 : nhẹ 00 nếu d = 10 mm 1 : ổ bi lòng cầu2 dãy 2: nếu ổ rộng (ổ hẹp không kí hiệu) 3 : trung 01 nếu d = 12 mm (Nếu ổ rộng : không cầnkí 4 : nặng 02 nếu d = 15 mm hiệu) 03 nếu d = 17 mm 5 : ổ bi chặn 1 : nếu ổ 1 dãy -Nếu d >= 20 mm ta kí 2 : nếu ổ 2 dãy hiệubằng : + Giá trị củathương d/5 : 3 : ổ bi côn 1 dãy 0,1 : ổ thấp nếud chiahếtcho5 2 :ổ trung + /d : nếu d không chia hết 3: ổ cao cho 5 N,NU,NUP : ổ bi đũatrụ -Nếu ổ N :không kí hiệu -Nếu d >= 500 mm ta kí ngắn1 dãy -Nếu ổ NU ,NUP: hiệu:/d 1 : ổ hẹp 2 : ổ rộng NF,NJ : ổ bi đũachặntrụ Không kí hiệu ngắn1 dãy( NF : bêntrái; NJ bên phải) NN ,NNU : ổ bi đũatrụ 4 : ổ hẹp ngắn 2 dãy (NNU : ổ hẹp, 3 : ổ hẹp NN : ổ rộng ) HJ : ổ bi đũatrụ ngắn1 dãy Không kí hiệu : vòng chặnnhỏ có vòng chặnL 2 : vòng chặnlớn 7 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 8 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 9 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 10 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 2. Động họcvàđộng lựchọc ổ lăn 2.1 Động học ổ lăn Ta có vậntốcdàiđiểmtiếpxúccon lănvàvòngtrong ωD v = 1 1 2 Vậntốcdàitâmcon lăn v v = 1 0 2 Vân tốcgóccon lăn quay quanh trục chính nó 2(v1 − v0 ) 0.5D1ω ωw = = Dw Dw Vậntốcgóccủa vòng cách 2v0 0.5ωD1 ωc = = ≈ 0.5ω Dpw (D1 + Dw) 11 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 2.2 Động lựchọc ổ lăn Phương trình cân bằng lực Fr = F0 + 2F1 cosγ + 2F2 cos 2γ + ...+ 2Fk cos kγ Với γ = 3600 / Z Z: tổng số con lăn Và chứng minh được 4.37F F = r 0 Z Thựctế do có khe hở hướng tâm 5F F = r 0 Z 12 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 3. Dạng hỏng và chỉ tiêu lựachọn ổ lăn Dạng hỏng: • Tróc rỗ bề mặtrãnhlăn vòng trong, vòng ngoài, con lăndo sự thay đổi của ứng suấttiếpxúc. • Mòn con lăn và vòng ổ do bôi trơn kém • Vỡ vòng cách: thường xảyravới ổ quay nhanh • Biếndạng dư rãnh vòng con lăn: thường xảyravới ổ chịutảilớnvà quay chậm • Vỡ vòng ổ và con lăn: do va đập hay lắp ráp không đúng kỹ thuật Chỉ tiêu lựachọn ổ lăn: • n ≥ 10 vg/ph: tính theo khả năng tải động • 1< n < 10 vg/ph: chọn n = 10vg/ph rồitínhtheokhả năng tải động • n ≤ 1 vg/ph: tính theo khả năng tảitĩnh • Khitínhtheokhả năng tải động cầnkiểmtralạitheokhả năng tảitĩnh 13 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 4. Tuổithọ và độ tin cậy ổ lăn Theo đồ thịđường cong mõi mH σ H N = const Vì số chu kỳ làm việcN tỉ lệ vớituổi tho L nên mH σ H L = const Và ứng suấttiếpxúctỉ lệ vớilựctácdụng nên QmL = C m Vậytuổithọổ(triệuvòng) m ⎛ C ⎞ ổ bi m = 3 L = ⎜ ⎟ 10 ⎝ Q ⎠ ổđũa m = 3 Nếutínhtheoxácsuấtlàmviệc không hỏng m ⎛ C ⎞ Nếubiếttuổithọ L (giờ) L = a a ⎜ ⎟ h 1 23⎜ Q ⎟ 60.n.L ⎝ ⎠ L = h 106 14 Vớia1 và a23 xem trang 392 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 5. Lựachọn ổ lăntheokhả năng tải động Khi n ≥ 10 vg/ph → tính ổ lăntheokhả năng tải động Khi 1 vg/ph < n < 10 vg/ph → chọn n=10 vp/ph → tính ổ lăntheokhả năng tải động m Hệ số khả năng tải động Ctt = Q L ≤ C 10 Vớim = 3 khi tính ổ bi vàm = khi tính ổđũa 3 Tuổithọổlăn (triệu vòng) 60n L L = h 106 Tải trong qui đổi • Ổđỡ Q = (V.X .Fr + Y.Fa )Kσ Kt •Ổđỡchặn Q = (V.X.Fr + Y.∑ Fa )Kσ Kt • Ổ chặn Q = FaKσ Kt •Hệ số khả năng tải động cho phép tra trong các phụ lục sách hoặctheo catalog cua các công ty chế tạo ổ lăn. Hệ số X, Y xem bảng 11.3 & 11.415 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 16 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 17 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng Các hệ số Kσ và Kt xem trang 394 Khi có lựcFr tác động lên ổđỡchặn thì do đặc điểmkếtcấusẽ phát sinh tảidọctrụcphụ S • Ổ bi đỡ chặn S = e.Fr • Ổđũacôn S = 0.83eFr Xác định lựcdọctrụctácđộng lên ổ bằng cách chiếutấtcả lựcdọctrục lên phương song song trục, chiều dương chọn theo chiềuchịulựcdọc trụccủa ổ. Khi tính cho ổ nào thì bỏ qua lựcdọctrụcphụ củachínhổđó. Lực doc trụctácđộng lên ổ 1 ∑ Fa1 = −Fa + S2 Lựcdọctrụctácđộng lên ổ 2 ∑ Fa2 = Fa + S1 Nếu∑Fai < Si Thì chọnlại ∑Fai = Si 18 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 6. Lựachọn ổ lăntheokhả năng tảitĩnh Khi n < 1 vg/ph → tính ổ lăntheokhả năng tảitĩnh Hệ số khả năng tảitĩnh • Ổđỡvà đỡ chặn Q0 = X 0Fr + Y0Fa Và Q0 = Fr Điềukiệnbền Q0 max ≤ C0 • Ổ chặn Q0 = Fa ≤ C0 Với các hệ số X0 và Y0 tra bảng 11.6 19 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 7. Định vị và lắp ghép ổ lăn 20 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 21 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 22 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 8. Bôi trơnvàchekínổ lăn 23 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 24 Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng 9. Trình tự lựachọn ổ lăn Thông số biếttrước: sơđồtính toán, số vòng quay của ổ, đường kính vòng trong d, điềukiệnlàmviệc, thời gian làm việc(Lh –giờ). Khi tính ổ lăn chì tính cho ổ chịulựclớnnhất, ổ cón lạichọn cùng ký hiệu với ổ chịulựclớnnhất. 1. Tính lựchướng tâm và dọctrụctácđộng lên ổ (xem phầntínhtrục) 2. Chọn các hệ số V, Kσ,Kt 3. Xác định tuổithọ L (triệuvòng) vàhệ số khả năng tải động tính toán Ctt 4. Chọncỡổtheo tiêu chuẩnthoả Ctt < C và n < ngh HẾT CHƯƠNG 14 25