Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu tạo cơ cấu; Động học cơ cấu; Một số cơ cấu thường gặp; Các mối ghép cơ khí thường gặp; Các bộ truyền cơ khí thường gặp; Trục và ổ trục. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.

Phần II Chi tiết máy Chương 1: Các mối ghép khí thường gặp Giới thiệu Để tạo thành cỗ máy, chi tiết phận máy phải liên kết với cách cách khác Có hai loại liên kết: liên kết động lề, ổ trục, cặp bánh ăn khớp v.v liên kết cố định mối ghép ren, mối ghép then, mối ghép đinh tán v.v Trong chế tạo máy liên kết cố định gọi mối ghép Các mối ghép chia thành hai loại lớn: mối ghép tháo mối ghép không tháo Đối với mối ghép tháo được, ta tách phận máy rời mà chi tiết máy không bị hỏng Đối với mối ghép không tháo được, ta tháo rời phận máy mà không làm hư hỏng phần hoàn toàn chi tiết máy ghép Mối ghép đinh tán mối ghép không tháo được, phần lớn gãy hỏng máy thường xảy chỗ mối ghép việc tính tốn độ bền mối ghép cần thiết 1.1 Mối ghép đinh tán 1.1.1 Cấu tạo mối ghép Cấu tạo mối ghép đinh tán thể hình 1.1, ghép liên kết trực tiếp với đinh tán số 3, liên kết thông qua tâm đêm đinh tán số Các ghép đột lỗ khoan lỗ - Mối ghép đinh tán thuộc loại mối ghép cố định khơng thể tháo rời Hình 1.1 Mối ghép đinh tán 1.1.2 Đinh tán * Định nghĩa: Đinh tán chi tiết có hình trụ trịn, đầu có mũ gọi mũ sẵn, đầu chưa có mũ, sau nắp ghép đầu cịn lại tán thành mũ gọi mũ tán 62 Có hai cách tán mũ: - Tán nguội: Dùng cho đinh thép có đường kính 10mm đinh làm băng kim loại màu có đường kính - Tán nóng: Nung nóng phần tán đến nhiệt độ (10000C ÷ 11000C) tán thành mũ Vật liệu chế tạo đinh thường kim loại dẻo, có hàm lượng cacbon thấp như: CT2, CT3, kim loại màu như: đồng, nhôm,…tốt mác thép với kim loại ghép Hình 1.2 Đinh tán * Phân loại đinh tán Dựa vào hình dạng mũ đinh có: Đinh mũ trịn Đinh mũ Đinh mũ chìm Đinh mũ nửa chìm Đinh tán mũ trịn: R= (0,81)d Hình 1.3 Đinh tán mũ tròn h=(0,60,65)d l = S1+ S2 + (1,61,7)d S1, S2 : Chiều dày hai ghép 1.1.3 Phân loại mối ghép đinh tán a Theo công dụng mối ghép - Mối ghép chắc: Dùng kết cấu chịu tải trọng lớn, tải trọng chấn động, va đập,… Ví dụ: Kết cấu dàn cầu, cần trục,… - Mối ghép kín: Dùng cho mối ghép có u cầu độ yêu cầu độ kín khít Ví dụ: mối ghép dùng chế tạo nồi hơi, bình kín, b Theo hình thức ghép 63 - Mối ghép chồng (hình 1.1a): có 1,2 dãy đinh - Mối ghép giáp mối: + Mối ghép giáp mối đệm: có 1,2, dãy đinh bên + Mối ghép giáp mối hai đệm (hình 1.1b): có 1,2,3 dãy đinh bên 1.1.4 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng 1.1.4.1 Ưu điểm Mối ghép đinh tán mối ghép chắn, tin cậy, đơn giản, dễ chế tạo, dễ kiểm tra chất lượng, mối ghép chịu tải trọng chấn động, va đập 1.1.4.2 Nhược điểm Mối ghép cồng kềnh, tốn vật liệu 1.1.4.3 Phạm vi ứng dụng Ngày phát triển công nghệ hàn nên phạm vi ứng dụng mối ghép đinh tán ngày bị thu hẹp Mối ghép đinh tán sử dụng trường hợp sau: - Những mối ghép chịu lực lớn, trực tiếp chịu tải trọng động va đập - Những mối ghép làm việc nhiệt độ cao - Vật liệu ghép khó hàn 1.1.5 Điều kiện làm việc mối ghép 1.1.5.1 Trường hợp tán nóng: - Khi nguội thân đinh co lại theo chiều dọc chiều ngang - Đinh co lại theo chiều ngang tạo khe hở lỗ thân đinh - Đinh co lại theo chiều dọc, đinh tán xiết chặt ghép lại với nhau, lúc bề mặt tiếp xúc ghép phát sinh lực ma sát + Nếu tải trọng tác dụng nhỏ lực ma sát tải trọng truyền từ ghép sang ghép nhờ lực ma sát + Nếu tải trọng tác dụng lớn lực ma sát ghép bị trượt tương đối vơi khoảng khe hở lỗ thân đinh làm cho đinh tán vừa chịu cắt, vừa chịu dập 1.1.5.2 Trường hợp tán nguội Giữa lỗ thân định khơng có khe hở, có tải trọng tác dụng tải trọng truyền trực tiếp từ ghép sang ghép qua đinh tán nên mối ghép chủ yếu chịu cắt 64 1.1.6 Tính tốn mối ghép đinh tán 1.1.6.1 Mối ghép chồng hàng đinh a) Kiểm tra bền cho mối ghép chồng chịu lực ngang - Tính lực tác dụng lên đinh tán Giả thiết tải trọng F phân bố tiết diện ngang ghép, ta có lực tác dụng lên đinh tán là: F  FZ F: Lực tác dụng lên mối ghép Z: Số đinh tán mối ghép - Kiểm tra độ bền cắt cho đinh tán  d F1     .   (1.1)   : ứng suất cắt cho phép đinh - Kiểm tra độ bền dập cho đinh tán F1  S.d. d    : ứng suất dập cho phép đinh d S: Chiều dày ghép d: Đường kính đinh tán - Kiểm tra độ bền kéo (nén) ghép yếu nhất, theo tiết diện ngang qua lỗ đinh F1  t  d S.d. kt t: Khoảng cách đường tâm hai đinh tán liền kề   : Ứng suất kéo cho phép ghép kt - Độ bền cắt mép lỗ ghép theo mép đinh d  F1  2 e  S   2  b) Tính số đinh tán cần thiết Số đinh tán cần thiết mối ghép xác định từ điều kiện (1.1): Z F  d   Quan hệ kích thước của: - Mối ghép chồng dãy đinh là: d = 2S, t = 3d, e = 1,5d - Mối ghép giáp mối dãy đinh: d = 1,5S, t = 3,5d, e = 2d 65 Hình 1.3 Kích thước mối ghép đinh tán 1.1.6.2 Mối ghép nhiều hàng đinh Khi tính tốn cho mối ghép nhiều hàng đinh tương tự trên, ta có quan hệ kích thước mối ghép : Ghép chồng dãy đinh : d = 2S, t = 4d, e = 1,5d Ghép chồng n dãy đinh : d = 2S, t = (1,6n + 1)d, e = 1,5d Ghép giáp mối đệm dãy đinh: d = 1,5S, t = 6d, e = 2d Ghép giáp mối đệm n dãy đinh: d = 1,5S, t = (2,4n + 1)d, e = 2d Sau chọn kết cấu theo quan hệ kích thước trên, ta chọn số đinh cần thiết cho mối ghép theo độ bền cắt Z F  id   Trong đó: i số tiết diện chịu cắt đinh Đối với mối ghép chồng ghép giáp mối đệm i = Đối với mối ghép giáp mối đệm i = 1.1.7 Ứng suất cho phép * Ứng suất cắt cho phép Đối với mối ghép chịu tải trọng tĩnh, chịu tải trọng thay đổi khơng đổi chiều, lấy giá trị ứng suất cho phép sau : Vật liệu đinh tán thép CT31, CT34, CT38 Lỗ khoan : [] = 140 MPa (N/mm2) 66 Lỗ đột, dập : [] = 100 MPa (N/mm2) Trường hợp tải trọng đổi chiều, cần lấy giảm lượng cách nhân thêm hệ số  với   a Fmax b Fmin Trong : Fmax : tải trọng lớn Fmin : tải trọng nhỏ Tấm ghép thép cacbon, a = 1; b = 0,3 Tấm ghép thép cacbon trung bình, a = 1,2 ; b = 0,8 1.2 Mối ghép hàn 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.1.1 Định nghĩa phân loại a) Định nghĩa Mối ghép hàn mối ghép không tháo Trong trình hàn chi tiết máy, vùng hàn đốt nóng cục tới nhiệt độ nóng chảy dẻo gắn lại với nhờ lực hút phân tử kim loại b) Phân loại + Theo trạng thái kim loại vùng hàn - Hàn nóng chảy: Kim loại vùng hàn nung nóng đến trạng thái chảy gắn lại với đông đặc - Hàn áp lực: Kim loại vùng hàn nung nóng tới trạng thái dẻo dùng lực ép chúng lại - Hàn vảy: Kim loại chi tiết máy khơng nung nóng chảy mà vật liệu hàn nung nóng chảy để dính kết chi tiết lại với + Theo mức độ tự động hóa - Hàn tự động: Rôbốt hàn - Hàn bán tự động: Máy hàn - Hàn thủ công + Theo công dụng mối hàn - Mối hàn - Mối hàn kín 67 + Theo hình thức ghép - Mối hàn giáp mối (hình 1.4) - Mối hàn chồng (hình 1.4) - Mối hàn chữ T (hình 1.5) Hình 1.4 Mối hàn chồng 1.2.1.2 Ưu nhược, điểm a) Ưu điểm Hình 1.5 Mối hàn chữ T - Tiết kiệm kim loại: so với mối ghép đinh tán tiết kiệm khoảng ( 15  20 )% kim loại - Tiết kiệm thời gian gia công, cơng sức gia cơng, giá thành hạ - Hàn tạo kết cấu cồng kềnh mà mối ghép khác phương pháp ghép khác thực - Hàn dễ khí hóa, tự động hóa, có suất cao, tự động cao 68 - Hàn dễ đảm bảo điều kiện bền đều, nguyên vật liệu sử dụng hợp lý - Hàn phục hồi, sửa chữa chi tiết máy bị nứt, gãy, mòn b) Nhược điểm - Độ tin cậy thấp chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề cơng nhân, khó kiểm tra khuyết tật bên mối hàn khơng có thiết bị đặc biệt 1.2.2 Vật liệu ứng suất cho phép 1.2.2.1 Vật liệu Vật liệu cho hàn kết cấu cầu thép bao gồm: Que hàn bọc thuốc, dây hàn tự động, thuốc hàn tự động khí bảo vệ Ðối với loại thép, với phương pháp hàn cần có vật liệu hàn tương ứng theo quy định Thiết kế theo hướng dẫn Tiêu chuẩn Vật liệu hàn phải qua bước kiểm tra nhãn mác, chất lượng Tư vấn kỹ thuật phê duyệt áp dụng sản xuất - Que hàn điện bọc thuốc Ðể hàn kết cấu cầu thép, sử dụng que hàn có thuốc bọc thuộc hệ Bazơ - loại hydro thấp Căn thép kết cấu mối hàn mà chọn chủng loại kích thước que hàn cho phù hợp - Dây thuốc cho hàn tự động Dây hàn thuốc hàn cho công nghệ hàn tự động kết cấu cầu thép lựa chọn phù hợp với thép theo dẫn Tiêu chuẩn hãng sản xuất vật liệu hàn Yêu cầu chung dây hàn phải đảm bảo dây không bị ô van giới hạn cho phép không bị han rỉ Thuốc hàn khơng bị ẩm ướt, tơi vụn hay vón cục - Khí bảo vệ: Khí bảo vệ phải bảo đảm độ tinh khiết quy định riêng cho công nghệ hàn - Dây hàn trước nạp vào cuộn để sử dụng phải làm dầu mỡ, han rỉ, nước tạp bẩn khác Dây lõi thuốc cần nung nhiệt độ 200  230oC Khi cuộn dây hàn không để cong gập, gây tắc nghẽn hàn - Thuốc hàn cần phải khô, không lẫn tạp bẩn Thuốc hàn sấy nhiệt độ 350oC sau bảo quản tủ nhiệt độ 60  80oC, lấy dùng đủ số lượng cho ca làm việc - Que hàn, thuốc hàn sấy theo chế độ định bao gói tài liệu kỹ thuật khác Que hàn, thuốc hàn bị ẩm ướt không phép sử dụng cho hàn kết cấu thép 69 1.2.2.2 Ứng suất cho phép Các mối ghép hàn tính theo ứng suất cho phép Trị số ứng suất cho phép mối hàn chịu tải trọng tĩnh cho bảng Chú ý số liệu cho bảng dùng cho chi tiết làm thép vừa bon thép hợp kim trường hợp chất lượng mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật Trong trường hợp kết cấu chịu tải trọng thay đổi, trị số ứng cho phép lấy bảng phải nhân với hệ số giảm ứng cho phép   Hệ số g xác định sau:  (ak  b)  (ak b)r (1) Trong đó: a b - hệ số, lấy theo bảng k - hệ số tập trung ứng suất, lấy theo bảng r - hệ số tính chất chu trình r   max  max ,  : ứng suất lớn nhỏ chi tiết có kể đến dấu Trong cơng thức (1) dấu phía mẫu số dùng ứng suất lớn kéo, dấu phía dùng ứng suất lớn nén Bảng 3: Trị số ứng suất cho phép mối hàn chịu tải trọng tĩnh Phương pháp hàn Ứng suất cho phép mối hàn Kéo [  ],k - Hàn hồ quang tay, dùng que hàn э 42 э 50 - Hàn khí Nén [  ],n Cắt [  ], 0,9[  ]k [  ]k 0,6[  ]k [  ]k [  ]k 0,65[  ]k - - 0,6[  ]k - Hàn hồ quang tự động lớp thuốc, hàn hồ quang tay dùng que hàn э42A э50A - Hàn tiếp xúc giáp mối Hàn tiếp xúc điểm 70 Trong Bảng 3, [  ]k - ứng suất kéo cho phép kim loại hàn chị tải trọng tĩnh Bảng 4: Hệ số a b Vật liệu A b Thép cacbon 0,75 0,3 Thép hợp kim thấp 0,8 0,3 Bảng 5:Hệ số ứng suất tập trung k Loại mối hàn Thép cacbon Thép hợp kim thấp Mối hàn giáp mối, hàn tự động 1,0 1,0 Mối hàn giáp mối, hàn tay 1,2 1,4 Mối hàn góc, hàn tự động 1,7 2,4 Mối hàn góc, hàn tay 2,3 3,2 Mối hàn chồng 3,4 4,3 Cần ý phương pháp để chống lại tượng mỏi mối ghép hàn biện pháp kết cấu nhằm giảm ứng suất tập trung miệng mối hàn Nếu trị số g tìm theo cơng thức (1) lớn lấy  = Điều xảy tải trọng thay đổi trị số không thay đổi chiều (r > 0) chứng tỏ trường hợp sức bền tĩnh có tác dụng định đến mối hàn 1.2.3 Tính tốn mối ghép hàn N b N N s N Hình 1.6 Mối hàn ngang 1.2.3.1 Mối hàn giáp mối a) Đặc điểm mối hàn Khi chịu tải, mối hàn giáp mối bị phá hỏng tiết diện chỗ miệng hàn tiết diện kề sát miệng hàn 71 d R h Z2 Z1 R Lót ổ Dầu bôi trơn Hỡnh 3.3 Bụi trn ma sát ướt ổ trượt + Khi ổ làm việc điều kiện đặc biệt (trong nước mơi trường ăn mịn) Do ổ trượt chế tạo vật liệu cao su, gỗ, chất dẻo v.v…nên ổ trượt thích hợp với mơi trường làm việc trên; + Khi có tải trọng va đập dao động, ổ trượt làm việc tốt nhờ khả giảm chấn màng dầu bôi trơn; + Trong cấu có vận tốc thấp c) Phân loại ổ trượt Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, ổ trượt chia thành số loại sau: - Tuỳ theo khả chịu tải, có loại: + Ổ đỡ ổ có khả chịu lực hướng tâm (Hình 3.4, a, c) + Ổ đỡ chặn ổ vừa có khả chịu lực hướng tâm, vừa có khả chịu lực dọc trục (Hình 3.4, b, d) + Ổ chặn, ổ có khả chịu lực dọc trục (Hình 3.4, e, f) - Theo hình dạng ngõng trục tiếp xúc với ổ, chia ra: + Ổ trụ, ngõng trục mặt trụ trịn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 3.4, a) + Ổ cơn, ngõng trục mặt nón cụt trịn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 3.4, d) + Ổ cầu, ngõng trục mặt cầu (Hình 3.4, b) Theo kết cấu, người ta chia ra: + Ổ nguyên, ổ bạc tròn + Ổ ghép, ổ gồm nhiều mảnh ghép lại với nhau, thông thường dùng ổ hai nửa 154 Hình 3.4 Các loại ổ trượt 3.2.1.2 Tính tốn ổ trượt a) Các dạng ma sát ổ trượt Ma sát bơi trơn có tác dụng định khả làm việc ổ; Để giảm ma sát mài mịn ta cần phải bơi trơn ổ Tuỳ theo điều kiện bơi trơn ổ ma sát ổ có dạng sau: - Ma sát ướt: ma sát bề mặt ngõng trục lót ổ ngăn cách lớp bơi trơn có chiều dày h lớn tổng độ mấp mô bề mặt h > RZ1 + RZ2 Hình 3.5 Ổ ghép từ hai nửa RZ1, RZ2 - chiều cao trung bình mấp mơ bề mặt ngõng trục lót ổ - Ma sát nửa ướt: Xuất điều kiện không thoả mãn, nghĩa lớp bôi trơn không đủ ngập tổng chiều cao mấp mô bề mặt - Ma sát khô: ma sát bề mặt tuyệt đối sạch, trực tiếp tiếp xúc với nhau; 155 - Ma sát nửa khô: ma sát bề mặt tiếp xúc trực tiếp với có màng hấp phụ; Vì ổ trượt làm việc tốt bôi trơn ma sát ướt Với ma sát khô nửa khơ bề mặt làm việc bị mài mòn nhanh b) Khả tải ổ Xét khả ổ trượt tạo ma sát ướt bơi trơn thuỷ động: - Do đường kính ngõng trục nhỏ đường kính lỗ lót ổ, nên hai bên có khe hình chêm Khi vận tốc góc 0, hai bề mặt tiếp xúc với Khe hở lớn S, khe hở nhỏ 0, lúc khe hình chêm có độ chêm lớn (Hình 3.6) Hình 3.6 Khả tạo bôi trơn ma sát ướt bôi trơn thuỷ động ổ trượt Như điều kiện thứ bơi trơn thuỷ động có ổ trượt - Dầu chọn có độ nhớt định, cung cấp liên tục từ lỗ dầu qua rãnh dầu vào ổ Như điều kiện thư hai bơi trơn thuỷ động có ổ trượt - Khi trục quay, vận tốc trượt tương đối hai bề mặt có phương chiều thích hợp, kéo dầu vào khe hở hình chêm Nếu ta chọn số vịng quay trục đủ lớn có vận tốc trượt lớn Như điều kiện thứ ba có ổ trượt Ổ trượt hồn tồn có khả tạo ma sát ướt bôi trơn thuỷ động Quy luật phân bố áp suất p dầu bề mặt ngõng trục, trình bày hình 16.5 Khả tải lớp dầu, hay áp lực lớp dầu tác dụng lên ngõng trục tính theo công thức lý thuyết Thuỷ lực: 156 Trong đó:   p   độ nhớt động lực dầu, cP (xenti poazơ)  vận tốc góc ngõng trục, rad/s  khe hở tương đối, = S/d  hệ số khả tải ổ Giá trị  phụ thuộc vào vị trí ngõng trục lót ổ Độ lệch tâm e lớn  có giá trị lớn Nếu độ lệch tâm e 0, tâm hai vịng trịn trùng nhau, khơng cịn khe hình chêm, khơng có khả tăng áp suất cho lớp dầu bơi trơn Người ta thí nghiệm lập thành bảng số liệu quan hệ độ lệch tâm e, thông qua hệ số  , hệ số khả tải Với  = 2.e/S, gọi độ lệch tâm tương đối ổ trượt Như khả tải lớp dầu ổ trượt tăng lên, ta tăng kích thước chiều rộng B đường kính d ổ, tăng độ nhớt  dầu, tăng vận tốc góc  giảm khe hở S ngõng trục lót ổ Ổ lăn Mục tiêu: - Trình bày cơng dụng, cấu tạo, ưu nhược điểm ổ lăn, phân biệt loại ổ lăn chính; - Trình bày biện pháp bơi trơn che kín ổ lăn, dạng hỏng tiêu tính tốn, cách tính tốn ổ lăn theo khả tải động khả tải tĩnh; - Tính tuổi thọ ổ chọn ổ theo khả tải động; - Chủ động, tích cực học tập 3.2.1.3 Cơng dụng, cấu tạo, phân loại ưu nhược điểm ổ lăn a) Công dụng Ổ lăn phận máy tiêu chuẩn, dùng để đỡ trục tiết máy lắp trục Nhờ ổ mà trục quay quanh đường tâm xác định Ổ tiếp nhận tải trọng từ trục truyền cho vỏ máy (gối trục) b) Cấu tạo Ổ lăn thường cấu tạo bốn phận : Vịng 1, vịng ngồi 2, lăn vịng cách 157 + Vịng vịng ngồi thường có rãnh lăn để lăn tự chuyển động đó, rrãnh > rcon lăn Vòng lắp với ngõng trục, vịng ngồi lắp với gối trục Tuỳ theo u cầu mà vịng vịng ngồi quay đứng yên Ví dụ: Ổ lăn hộp giảm tốc, vòng quay với ngõng trục vịng ngồi đứng n với vỏ hộp Ổ lăn bánh tơ, vịng đứng n với trục cịn vịng ngồi quay với may + Vịng vịng ngồi thường làm thép Crơm thép hợp kim Cácbon thấm than tơi thép chịu nhiệt (khi ổ làm việc nhiệt độ cao đến 500oC, thép không gỉ (khi làm việc mơi trường ăn mịn) + Vịng cách dùng để giữ cho lăn liên tiếp cách khoảng định, không cho hai lăn kề tiếp xúc trực tiếp với nhau, chế tạo vật liệu giảm ma sát thép Cácbon Hình 3.7 Ổ lăn c) Ưu, nhược điểm Ưu điểm: - Hệ số ma sát nhỏ, mô men cản mở máy thấp; - Chăm sóc bơi trơn đơn giản, tốn vật liệu bơi trơn; - Kích thước chiều rộng ổ lăn nhỏ so với ổ trượt có đường kính ngõng trục; - Mức độ tiêu chuẩn hố tính lắp lẫn cao thay thuận tiện, giá thành chế tạo tương đối thấp sản xuât hàng loạt lớn Nhược điểm 158 - Kích thước hướng kính lớn ổ trượt có đường kính ngõng trục; - Lắp ghép tương đối khó khăn, khơng lắp ổ lăn vào trục có đường tâm gẫy khúc; - Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả giảm chấn kém; - Lực quán tính tác dụng lên lăn lớn làm việc với vận tốc cao; - Giá thành tương đối cao sản xuất với số lượng 3.2.1.4 Phân loại ổ lăn a) Ổ bi đỡ dãy (hình 3.7) - Dùng chủ yếu chịu lực hướng tâm Có thể chịu phần nhỏ lực dọc trục 70% khả lực hướng tâm khơng dùng đến; Fa = 0,7.([Fr] - Fr); Hình 3.8 Ổ bi đỡ lịng cầu dãy - Có khả làm việc bình thường ổ nghiêng 15’-20’; Thường dùng trường hợp trục ngắn cứng (với l/d < 10); Thường dùng để đỡ trục hộp giảm tốc b) Ổ bi đỡ chặn Chịu lực hướng tâm Fr lực dọc trục Fa chiều; Khả chịu lực dọc trục ổ phụ thuộc vào góc tiếp xúc  bi với vịng ngồi Có loại ổ:  =12o, 26o, 36o Góc  tăng làm tăng khả chịu lực dọc trục ổ; 159 a) b) Hình 3.9 Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Muốn tăng khả tải người ta lắp ổ gối chiều Trường hợp cần chặn lực dọc trục F a theo chiều phải lắp ổ gối ngược chiều c) Ổ bi đỡ lòng cầu dãy - Mặt vịng ngồi phần mặt cầu có tâm nằm đường tâm trục ổ đường thẳng chia đôi chiều rộng ổ Chủ yếu chịu lực hướng tâm Fr chịu thêm lực dọc trục 20% lực hướng tâm không dùng đến; Loại ổ phù hợp với trục bị uốn nhiều trục khó đạt độ đồng tâm lắp ghép ổ làm việc bình thường trục bị nghiêng từ o-3o d) Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Gồm loại: Loại vòng ngồi tháo rời (hình 3.9.a); Loại vịng trongtháo rời (hình 3.9.b) Hai ổ chịu lực hướng tâm, khả chịu lực hướng tâm gấp 1.6 lần ổ bi đỡ dãy kích thước; Loại chịu lực dọc trục chiều ; Loại chịu lực dọc trục chiều ; Ổ có khả chịu tải lớn, chịu va đập tốt không dùng với trục bị uốn nhiều ổ có yêu cầu cao lắp ghép đồng tâm e) Ổ đũa đỡ chặn Cấu tạo: góc đũa 1,5o đến 2o Đỉnh côn đũa trùng với đỉnh rãnh lăn; 160 Hình 3.10 Ổ đũa đỡ chặn + Có thể chịu lực hướng tâm lực dọc trục chiều lớn; + Góc tiếp xúc α từ 10o ÷ 16o (bằng 1/2 góc mặt rãnh lăn vịng ngồi) Khi góc  khoảng 25o ÷ 30o ổ đũa chịu lực Fa lớn 3.2.2 Bơi trơn che kín ổ lăn 3.2.2.1 Bơi trơn Bơi trơn ổ lăn cần thiết để ngăn gỉ, giảm ma sát để làm nguội cục chỗ bề mặt làm việc ổ, làm nguội ổ nói chung Ngồi phương diện che kín ổ, chất bơi trơn có tác dụng làm kín khe hở ổ phận che kín Mặt khác có tác dụng làm giảm tiếng ồn Để bơi trơn dùng mỡ dầu khống Mỡ bơi trơn dùng rộng rãi nhiệt độ ổ không cao (< 100oC), khơng có u cầu quay phải nhẹ, kết cấu gối trục rễ thao tác để rửa thay mỡ Dầu bôi trơn dùng cần giảm mát ma sát đến mức thấp nhất, nhiệt độ cao làm việc chỗ ẩm ướt Dầu bơi trơn ổ dầu khống Nhiệt độ cho phép ổ dùng dầu để bôi trơn 1200C, trường hợp đặc biệt lên tới 1500C 3.2.2.2 Che kín ổ lăn Để ngăn bụi, hạt mài mịn nước từ ngồi lọt vào ổ ngăn không cho dầu chảy ngồi, cần dùng phận che kín ổ Theo nguyên tắc tác dụng phận che kín, chia ra: - Che kín tiếp xúc (vòng che, vòng kim loại, vòng phớt chất dẻo) dùng vận tốc thấp trung bình - Che kín rãnh dích dắc, có tác dụng cản chảy chất lỏng (hoặc khí) qua rãnh hẹp, dùng cho vận tốc 161 - Che kín nhờ li tâm, dầu chất bẩn rơi vào đĩa chắn quay bị văng lực ly tâm, dùng vận tốc trung bình cao - Che kín cách phối hợp số cách nêu 3.2.3 Tính tốn ổ lăn 3.2.3.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn a) Các dạng hỏng Trong q trình làm việc ổ lăn bị hỏng dạng sau: - Mòn ổ Mòn làm tăng khe hở ổ, tăng độ lệch tâm, giảm số lượng lăn tham gia chịu tải Khi lượng mòn chưa nhiều, điều chỉnh khe hở để ổ làm việc tốt trở lại Mòn mức quy định, ổ bị hỏng, nên thay ổ khác - Tróc rỗ bề mặt ổ Ổ bôi trơn đầy đủ, sau thời gian dài sử dụng, bề mặt ổ lăn xuất lỗ rỗ Chất lượng bề mặt giảm, ổ làm việc không tốt Rỗ tượng mỏi bề mặt, vết nứt xuất hiện, phát triển làm tróc miếng kim loại, để lại vết rỗ bề mặt - Kẹt ổ, ổ không quay được, quay nặng Nguyên nhân: trục biến dạng lớn quá, dãn nở nhiệt, lắp ghép có độ dơi lớn Kẹt làm ổ mòn cục bộ, tổn hao cơng suất lớn - Vỡ lăn, vịng cách, mỏi lực va đập lớn Các mảnh vỡ rơi vào ổ, gây nên kẹt tắc, ổ không tiếp tục làm việc - Vỡ vòng ổ, lắp ghép với độ dôi lớn, va đập q mạnh Các vịng ổ bị vỡ, ổ khơng làm việc tiếp tục b) Chỉ tiêu tính toán - Các ổ làm việc với vận tốc thấp đứng yên tính theo khả tải tĩnh để tránh biến dạng dư bề mặt làm việc - Các ổ làm việc với vận tốc cao tương đối cao tính theo khả tải động để tránh tróc mỏi c) Khả tải động - Hệ số tải trọng động ổ xác định theo cơng thức: Trong đó: L số triệu vịng quay ổ suốt thời gian sử dụng ổ -6 L tính theo cơng thức: L = tb.60.n.10 tb tuổi bền ổ, đơn vị h Cịn gọi thời gian sử dụng theo tính toán thiết kế 162 q số mũ đường cong mỏi, q lấy sau: q = ổ bi q = 10/3 ổ đũa n số vòng quay trục, v/ph Đối với trục quay chậm, v/ph ≤ n ≤ 10 v/ph, lấy n = 10 để tính Q tải trọng quy đổi tác dụng lên ổ lăn Q tính sau: Q = (X.V.Fr + Y.Fat).Kt.Kđ ổ chặn Q = Fa.Kt.Kđ Trong đó: Kt hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ làm việc ổ Giá trị Kt tra bảng Kđ hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng động Giá trị Kđ tra bảng X hệ số ảnh hưởng lực hướng tâm đến tuổi bền ổ Giá trị X tra bảng V hệ số kể đến vòng quay, vòng quay ổ bền hơn, lấy V=1, vịng ngồi quay lấy V=1,2 Y hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc trục đến tuổi bền ổ Giá trị Y tra bảng Fr lực hướng tâm tác dụng lên ổ Chính giá trị phản lực gối tựa tính trục Fat tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ - Hệ số khả tải động [C] tra bảng, theo loại ổ cỡ ổ Đối với ổ có số vịng quay lớn n ≥ v/ph, tính theo tiêu mỏi: C ≤ [C] 3.2.3.3 Khả tải tĩnh Đối với ổ quay chậm, số vòng quay n < v/ph, tính tốn theo sức bền tĩnh - Hệ số tải trọng tĩnh ổ xác định theo công thức: C0 = Q0 (20-5) Q0 tải trọng quy đổi tác dụng lên ổ lăn theo tải tĩnh Q0 tính sau: 163 Q0 = X0.Fr + Y0.Fat ổ chặn Q0 = Fat Trong đó: X0 hệ số ảnh hưởng lực hướng tâm đến tuổi bền tĩnh ổ Y0 hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc trục đến tuổi bền tĩnh ổ Fr lực hướng tâm tác dụng lên ổ Fat tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ Giá trị Fat sơ đồ đỡ trục tính tương tự phần xác định Q - Hệ số khả tải [C0] tra bảng theo loại ổ cỡ ổ Đối với ổ quay chậm n < v/ph tính theo tiêu tải tĩnh: C0 ≤ [C0] CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Trục: Trình bày cơng dụng, phân loại trục? Trình bày kết cấu trục biện pháp cố định tiết máy quay trục? Các dạng hỏng trục vật liệu chế tạo trục Trình bày cách tính sơ trục? Trình bày cách tính gần trục? Trình bày cách tính kiểm nghiệm trục? 120 80 160 Fr2 120 Fa1 Ft1 Fr1 Hình 3.11 164 Ft2 Bài tập Trục trung gian hệ thống truyền động có lực tác dụng hình 15.2 Cho biết Ft1  9000 N , Fr1  3600N , Fa1  4500N , Ft  12000 N , Fr  4800N , ứng suất uốn cho phép  u   60MPa Hãy xác định: a Phản lực ổ trục b Cho mômen tiết diện nguy hiểm trục M  1207,1.10 Nmm Tính chọn đường kính trục tiết diện Một trục hệ thống truyền động có kết cấu hình 15.3 Mơmen xoắn trục M1 = 181264,3Nmm, số vòng quay n = 298,2 vg/ph.Vật liệu trục thép C35 (ch 304Mpa, -1 = 255Mpa, b 510Mpa, -1= 128Mpa) a Xác định sơ đường kính trục b Cho biết tiết diện nguy hiểm vị trí D (đoạn trục lắp bánh có rãnh then) Giả sử chọn đường kính trục vị trí D d = 45 mm, có mơmen chống uốn Wu = 7611,3 mm3, mômen chống xoắn WX = 16557,5 mm3 Biểu đồ mômen uốn, mô men xoắn cho hình 15.4 Ổ trượt: Trình bày cấu tạo, phạm vi sử dụng ổ trượt? Phân loại ổ trượt? Trình bày dạng ma sát ổ trượt? Khả tải ổ trượt bơi trơn thủy động? Trình bày cơng dụng, cấu tạo, ưu nhược điểm ổ lăn? Phân loại ổ lăn? Trình bày biện pháp bơi trơn che kín ổ lăn? Các dạng hỏng tiêu tính tốn ổ lăn? Cách tính tốn ổ lăn theo khả tải động? 10 Cách tính toán ổ lăn theo khả tải tĩnh? Bài tập Ổ trục chịu tác dụng lực hướng tâm Fr  5000N , số vòng quay trục n  1240vg / ph Đường kính vịng ổ d = 50 mm Thời gian làm việc tính Lh = 6000h Khả tải động C (kN) loại ổ bi đỡ ổ đũa trụ ngăn với d = 50 mm cho bảng sau: (kí hiệu ổ) 165 Ổ Đặc biệt nhẹ Nhẹ Trung Nặng Bi đỡ 16,5 (110) 27,5 (210) 48,5 (310) 68,5 (410) Đũa trụ ngắn 21,5 (2110) 38,5 (2210) 65,2 (2310) 102,0 (2410) a Chọn ổ bi đỡ theo khả tải trọng động tính lại tuổi thọ Lh ổ b Nếu thay ổ bi đỡ ổ đũa trụ ngắn cỡ tuổi thọ tăng (giảm) lần Trục lắp hai ổ bi đỡ giống hình 16.11 Số vòng quay trục n = 640 vg/ph, đường kính vịng ổ d = 60 mm, thời gian làm việc yêu cầu tính Lh = 5000h Ổ bi đỡ chịu tác dụng lực hướng tâm Fr1 = 6000 N, ổ bi đỡ chịu tác dụng lực hướng tâm Fr2 = 6000N lực dọc trục Fa2 = 1700N Yêu cầu a) Chọn cỡ ổ bi đỡ theo khả tải động Biết khả tải động C (N) tải tĩnh C0 ổ bi đỡ với d = 60 mm cho bảng: b) Tính lại tuổi thọ ổ Trên trục hộp giảm tốc bánh trụ thẳng cấp đặt hai ổ đũa đỡ dãy với số liệu sau: Đường kính ngõng trục d = 50mm; n2 = 200 vg/ph; thời gian làm việc tính Lh = 20000h Tải trọng hướng tâm tác dụng lên hai ổ đỡ Fr = 2439N a Tính thời gian làm việc tính triệu vịng quay, tải trọng quy ước tác dụng lên ổ? b Chọn ổ đũa trụ ngắn theo khả tải động C (theo bảng đây) Tính lại tuổi thọ Lh ổ? Hình 16.11 166 Cỡ ổ Cỡ đặc biệt nhẹ Cỡ nhẹ Cỡ trung Cỡ nặng C, kN 21,5 38,7 65,2 102,0 (ký hiệu ổ) (2110) (2210) (2310) (2410) 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ viết Bình, Lê đăng Hồnh, Nguyễn Ngọc Đào Đồ gá gia cơng khí NXB Đà Nẵng 2000 [2] Trường Trung Học Cơng Nghiệp Hà Nội Giáo trình đồ gá NXB Hà Nội 2002 [3] Châu Mạnh Lực, Phạm Văn Song Trang bị công nghệ cấp phôi tự động Trường Đại Học Kỹ Thuật Đà Nẵng 2003 [4] Nhóm nghiên cứu H K Jung, Thiết kế phận khí, NXB Korea Polytechnic, 2007 [5] S G Lee, Machine Production, Cơ quan phát triển nguồn nhân lực Hàn Quốc 2014 [6] Cho Sangchul, Metalworking based practice, Human Resources Development Service of Korea, 2009 [7] Lee Suyeon, Piping practice, Human Resources Development Service of Korea, 2002 168 ... Loại mối hàn Thép cacbon Thép hợp kim thấp Mối hàn giáp mối, hàn tự động 1,0 1,0 Mối hàn giáp mối, hàn tay 1 ,2 1,4 Mối hàn góc, hàn tự động 1,7 2, 4 Mối hàn góc, hàn tay 2, 3 3 ,2 Mối hàn chồng... Kim loại chi tiết máy khơng nung nóng chảy mà vật liệu hàn nung nóng chảy để dính kết chi tiết lại với + Theo mức độ tự động hóa - Hàn tự động: Rơbốt hàn - Hàn bán tự động: Máy hàn - Hàn thủ công... công dụng mối hàn - Mối hàn - Mối hàn kín 67 + Theo hình thức ghép - Mối hàn giáp mối (hình 1.4) - Mối hàn chồng (hình 1.4) - Mối hàn chữ T (hình 1.5) Hình 1.4 Mối hàn chồng 1 .2. 1 .2 Ưu nhược, điểm