Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền khái niệm, cấu tạo, vai trò (phần 2)

Cơ cấu trục khuỷu truyền: Khái niệm, cấu tạo, vai trò (Phần 2) (News.oto-hui.com) – Cơ cấu trục khuỷu truyền phần truyền động động Bao gồm chi tiết: Piston, xéc măng, chốt piston, truyền trục khuỷu Vậy cấu tạo vai trị chi tiết gì? Hãy tìm hiểu qua viết *Lưu ý: Có thể bạn đọc viết cấu trục khuỷu truyền, piston, xylanh, xéc măng,… OTO-HUI trước Tuy nhiên, viết đơn lẻ, chưa đầy đủ nội dung Và tổng hợp đầy đủ khái niệm, cấu tạo, vai trò chi tiết Xem lại phần 1: Cơ cấu trục khuỷu truyền: Khái niệm, cấu tạo, vai trò II Các chi tiết cấu trục khuỷu truyền: Thanh truyền: 4.1 Khái niệm vai trò Thanh truyền chi tiết nối piston trục khuỷu guốc trượt Thanh truyền nhận lực từ piston truyền cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu Khi làm việc, truyền phải chịu tác dụng lực sau: Lực khí thể Lực quán tính Các lực lực có độ tuần hoàn va đập lớn 4.2 Kết cấu Kết cấu truyền gồm phần đầu nhỏ, đầu to thân truyền Kết cấu truyền 4.2.1 Đầu nhỏ truyền: Kết cấu đầu nhỏ truyền phụ thuộc vào kích thước chốt piston phương pháp lắp ghép đầu nhỏ truyền với chốt piston Đầu nhỏ truyền thường có dạng trụ rỗng Trong động cỡ lớn, đầu nhỏ truyền có dạng cung trịn đồng tâm, đơi có dạng ô van để tăng độ cứng vững Đầu nhỏ truyền Trong động xăng, đầu nhỏ truyền có dạng trụ mỏng Ở số động người ta thường làm vấu lồi đầu nhỏ truyền để điều chỉnh trọng tâm tuyền cho đồng xylanh động Các phương án bôi trơn đầu nhỏ truyền lắp tự với chốt piston: Dùng rãnh hứng dầu Bôi chim chống dẫn dầu từ trục khuỷu theo thân truyền Làm rãnh chứa dầu bạc đầu nhỏ Dùng bi kim thay cho bạc lót Khi chốt piston cố định đầu nhỏ truyền đầu nhỏ phải có kết cấu kẹp chặt 4.2.2 Thân truyền: Tiết diện thân truyền thường thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to truyền Có nhiều dạng tiết diện thân truyền khác hình trịn, hình chữ I, hình vng hình ô van Mỗi loại tiết diện có ưu nhược điểm khác Các loại tiết diện thân truyền Tiết diện hình trịn: Có hình dáng đơn giản, dễ chế tạo, tạo phơi rèn tự Loại không tận dụng vật liệu theo quan điểm sức bền Thường dùng động tàu thủy Tiết diện hình chữ I: Loại có sức bền theo hai phương nên sử dụng phổ biến nay, từ động cỡ nhỏ đến động cỡ lớn Tạo phôi phương pháp rèn khn Tiết diện hình chữ nhật, van: Loại tiết diện giống với loại tiết diện hình trịn Có ưu điểm dễ chế tạo khơng sử dụng phổ biến dạng chữ I, dùng động mô tô hay xuồng máy cỡ nhỏ Bên thân truyền thường có lỗ cơng nghệ có vai trị dẫn dầu bơi trơn đến đầu nhỏ đầu to truyền Giúp bôi trơn bề mặt ma sát mà dầu bôi trơn khó tiếp cận theo cách vung té thơng thường 4.2.3 Đầu to truyền: Đầu to truyền thường cắt làm hai nửa lắp ghép với bulơng hay vít cấy Do bạc lót phải chia làm hai nửa phải cố định lỗ đầu to truyền Đầu to truyền Bởi thường xun bị tác động lực kéo nén nên phải có đủ độ bền cứng Đầu to truyền có lỗ phun dầu để bôi trơn làm mát Dầu cung cấp qua đường dầu trục khuỷu Thanh truyền liên kết với nắp bạc, cần kiểm tra dấu phía trước để tránh nhầm lẫn lắp ráp hai phận Kết cấu định vị bạc lót Đối với động cỡ lớn Trong số trường hợp, kích thước đầu to lớn nên đầu to truyền chia làm hai nửa mặt phẳng chéo Để giảm kích thước đẩu to truyền, có loại kết cấu lề hãm chốt côn Một số động hai kỳ cỡ nhỏ có truyền khơng chia làm hai nửa phải dùng ổ bi đũa lắp dần viên Ở số động nhiều xylanh kiểu chữ V hình sao, truyền hai hàng xylanh khác nhau, truyền phụ không lắp trực tiếp với trục khuỷu mà lắp với chốt phụ truyền hai truyền lắp lồng với trục khuỷu nên truyền có đầu to dạng hình nạng Đối với số động có trục khuỷu trốn cổ, để bố trí khoảng cách xylanh hợp lý, chiều dày đầu to truyền không đối xứng qua mặt phẳng dọc thân truyền Bulông truyền chi tiết ghép nối hai nửa đầu to truyền Nó dạng bulơng hay vít cấy Tuy có kết cấu đơn giản vai trị quan trọng nên phải quan tâm thiết kế chế tạo Nếu bulông truyền nguyên nhân bị đứt dẫn tới phá hỏng tồn động Bulơng truyền làm việc chịu lực lực xiết ban đầu, lực qn tính nhóm piston truyền khơng thể lắp đầu to truyền Những lực lực có chu kỳ bulơng truyền phải có sức bền mỏi cao, tính chất quan trọng nên thiết kế chế tạo yêu cầu độ xác cao Kết cấu bulơng đầu to truyền Bulông truyền thường chế tạo thép hợp kim có thành phần crơm, mangan, niken… Tốc độ động lớn, vật liệu bulông truyền có hàm lượng kim loại q nhiều Đầu bulơng có mặt vát để chống xoay lắp ráp Bán kính góc lượn phần tâm chuyển tiếp nằm khoảng 0,2 – mm nhằm giảm tập trung ứng suất Phần nối thân ren thường làm thắt lại để tăng độ dẻo bulông Đại ốc có kết cấu đặc biệt để ứng suất ren đồng Ren tạo thành phương pháp gia cơng khơng phoi lăn, cán Ngồi bulơng truyền cịn tơi, ram xử lý bề mặt phun cát, phun bi để đạt độ cứng HRC 26-32 4.3 Vật liệu chế tạo Thanh truyền: Vật liệu chế tạo truyền phụ thuộc vào tốc độ động sử dụng truyền đó: Đối với động có tốc độ thấp, truyền chế tạo từ vật liệu thép cacbon thép cacbon trung bình Đối với động ô tô máy kéo động tàu thủy cao tốc, truyền làm từ thép cacbon trung bình thép hợp kim crơm, niken Đối với động cao tốc cường hóa, truyền làm từ thép hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim mănggan, niken, vônphram Trục khuỷu: 5.1 Khái niệm vai trò: Trục khuỷu chi tiết thực chuyển động quay tròn cấu trục khuỷu truyền Đây chi tiết quan trọng chiếm tỉ cao, lên đến 25-30% giá thành động Trục khuỷu chi tiết chiếm giá thành cao cấu trục khuỷu truyền Trục khuỷu đảm nhiệm vai trò sau: Nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen quay để kéo máy công tác Nhận lượng bánh đà để truyền cho truyền piston để thực trình nén trao đổi khí xylanh Điều kiện làm việc trục khuỷu: Phải chịu tác dụng lực khí thể lực qn tính nhóm piston-thanh truyền gây Chịu tác dụng lực quán tính li tâm khối lượng quay lệch tâm thân trục khuỷu truyền Những lực nêu có tính chu kì, gây uốn, xoắn, dao động xoắn dao động ngang ổ đỡ Dựa vào cách chế tạo trục khuỷu, chia trục khuỷu thành loại trục khuỷu ghép trục khuỷu liền khối Trục khuỷu ghép trục khuỷu gồm nhiều chi tiết lắp ghép với Loại trục khuỷu dùng nhiều động cỡ lớn động cỡ nhỏ động xe máy Trục khuỷu liền khối trục khuỷu gồm chi tiết, gia công thành hình trục khuỷu Trục khuỷu nguyên khối dùng động cỡ nhỏ trung bình, ví dụ động ô tô, máy kéo Trục khuỷu ghép trục khuỷu liền khối Dựa vào đặc điểm kết cấu trục khuỷu, ta chia trục khuỷu thành loại trục khuỷu đủ cổ trục khuỷu trốn cổ Trục khuỷu đủ cổ loại trục khuỷu có má đối trọng giúp ổn định chuyển động trục khuỷu Số cổ trục số cổ biên cộng Trục khuỷu trốn cổ loại trục khuỷu có số lượng cổ trục so với loại trục khuỷu đủ cổ Các đối trọng trục cổ biên đối xứng qua tâm trục khuỷu Trục khuỷu đủ cổ trục khuỷu trốn cổ 5.2 Kết cấu Dựa vào hình dạng kết cấu, trục khuỷu chia thành phần hình Bao gồm: đầu trục, má khuỷu, cổ trục, cổ biên, đối trọng đuôi trục Kết cấu trục khuỷu 5.2.1 Đầu trục khuỷu: Đầu trục khuỷu lắp vấu quay để quay trục cần thiết để khởi động tay quay Kết cấu đầu trục khuỷu Ở đầu trục khuỷu thường có then để lắp puly dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống làm mát, cấu giảm dao động xoắn (nếu có) lắp bánh trục khuỷu Bộ truyền bánh từ trục khuỷu dùng để dẫn động trục cam phối khí bơm cao áp (của động diesel) chia điện đánh lửa (của động xăng) bơm dầu hệ thống bơi trơn … Ngồi đầu trục khuỷu loại cịn có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục Các bề mặt đầu cổ trục di chuyển dọc trục tỳ vào chắn có tráng hợp kim chịu mịn giúp hạn chế di chuyển dọc trục trục khuỷu 5.2.2 Má khuỷu: Má khuỷu có vai trị vật kết nối cổ khuỷu cổ biên, giúp cổ biên chuyển động quay xung quanh tâm cổ trục Các dạng kết cấu má khuỷu Má khuỷu đơn giản dễ gia công loại má khuỷu có dạng hình chữ nhật dạng hình trịn Đối với động có cổ khuỷu lắp ổ bi, má khuỷu trịn đồng thời đóng vai trị cổ khuỷu Đối với loại má khuỷu hình chữ nhật, người ta vát góc má khuỷu giúp làm giảm khối lượng trục khuỷu Ngồi ra, cịn loại má khuỷu hình ơvan có sức bền Trong má khuỷu khoan ống dẫn dầu có vai trị đường trung chuyển dầu bơi trơn cổ trục cổ biên, giúp dầu đến bề mặt cần bôi trơn 5.2.3 Cổ trục: Cổ trục phần trục tiếp xúc với ổ đỡ thân máy, có vai trị nâng đỡ giữ cho trục khuỷu quay quanh tâm Vì phần chi tiết phải chịu nhiều lực ma sát cao hoạt động nên cổ trục gia công xử lý bề mặt đạt cho độ cứng độ bóng cao Thường cổ trục có đường kính Đặc biệt loại động cỡ lớn đường kính cổ trục lớn dần từ đầu trục đến trục khuỷu để có sức bền Cổ trục có vai trị nâng đỡ trục khuỷu động Trong cổ trục thường khoan lỗ hay đường ống để dẫn dầu bôi trơn đến bề mặt ma sát bạc lót hay đưa dầu đến đường ống khác má khuỷu hay cổ biên giúp bôi trơn bề mặt khác 5.2.4 Cổ biên: Cổ biên phần trục liên kết với đầu to truyền, có vai trò nhận lực từ truyền, chuyển động quay quanh cổ trục từ làm quay trục khuỷu Cổ biên gia cơng có độ cứng độ bóng cao Đường kính cổ biên thường nhỏ đường kính cổ trục, có trường hợp động cao tốc lực quán tính lớn nên đường kính cổ biên đường kính cổ trục Trong cổ biên có đường ống cơng nghệ dùng để dẫn dầu bôi trơn Trong cổ biên gia công đường ống dẫn dầu bôi trơn đến bề mặt ma sát bạc lót, giúp giảm ma sát bề mặt đầu to truyền với bạc lót Dầu bơi trơn qua rãnh bạc lót, vào ống dẫn dầu thân truyền đến bôi trơn bề mặt ma sát đầu nhỏ truyền 5.2.5 Đối trọng: Đối trọng phần kim loại gắn trục khuỷu để tạo lực quán tính li tâm nhằm mục đích sau: Cân lực quán tính ly tâm Pk trục khuỷu Cân phần lực quán tính chuyển động tịnh tiến Giảm tải trọng tác dụng cho cổ trục, ví dụ cho cổ trục khuỷu động kỳ, xylanh Đối với trục khuỷu này, lực quán tính ly tâm Pk tự cân tạo cặp mô men Mpk gây uốn cổ Khi có đối trọng cặp mơmen Mpđt đối trọng cân lực mô men nên giảm tải cho cổ Đối trọng phận có vai trò quan trọng việc cân chuyển động trục khuỷu Về mặt kết cấu, có loại đối trọng sau: Đối trọng liền với má khuỷu Đối trọng làm rời, lắp bulông với trục khuỷu Lắp với trục khuỷu rãnh mang cá kẹp chặt bulông Các dạng lắp ghép đối trọng 5.2.6 Đi trục khuỷu Đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà biến mô (xe số tự động) làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số Trên bề mặt ngõng trục có mặt phớt chặn dầu tiếp ren hồi dầu có chiều xoắn ngược với chiều quay trục khuỷu để gạt dầu trở lại Sát với cổ trục cuối đĩa chắn dầu Ngoài ra, số động trục khuỷu cịn nơi lắp chắn di chuyển dọc trục, lắp bánh dẫn động cấu phụ bơm cao áp, bơm dầu Kết cấu đuôi trục khuỷu 5.3 Vật liệu chế tạo Trục khuỷu: Trục khuỷu thường chế tạo từ vật liệu thép gang gra-phit cầu Gia công cách tiện nguyên khối chế tạo phận lắp ghép với Ổ đỡ trục khuỷu: 6.1 Khái niệm vai trò: Ổ đỡ trục khuỷu thường ổ trượt dạng hai nửa hình trụ Một nửa máng đỡ thiết kế cố định thân máy, phần lại nửa máng đỡ rời Hai nửa máng đỡ lắp ghép với bulơng Ổ đỡ trục khuỷu có vai trị nâng đỡ trục khuỷu động 6.2 Kết cấu Vì phải nâng đỡ chi tiết có tốc độ quay lớn nên ổ đỡ trục khuỷu phải chịu tải trọng độ ma sát cao Trên ổ đỡ có bạc lót đệm dọc trục giúp giảm mài mòn ma sát lúc hoạt động Kết cấu ổ đỡ trục khuỷu Các miếng đệm dọc trục có vai trị ngăn khơng cho trục khuỷu chuyển động dọc trục, cho phép trục khuỷu chuyển động quay quanh cổ trục khuỷu Bạc lót có vai trò chi tiết chịu mài mòn thay cho chi tiết Giúp tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa Vật liệu chế tạo bạc lót thường có độ cứng nhỏ vật liệu chế tạo trục khuỷu ổ đỡ Bạc lót có vai trị vật chịu mài mòn thay cho chi tiết Bánh đà: 7.1 Khái niệm vai trị Bánh đà chi tiết lắp ghép đuôi trục khuỷu Có dạng hình đĩa trịn, chế tạo gang thép Bánh đà có vai trị tích trữ động cho động Bánh đà có vai trị tích trữ động cho động Vì động kì có kì sinh cơng, kì cịn lại tiêu tốn cơng nên bánh đà chi tiết giúp tích trữ phần lượng kì sinh cơng để giúp động tiếp tục hoạt động chờ đến kì sinh cơng Ngồi bánh đà cịn giúp cân làm chuyển động cho động 7.2 Kết cấu Kích thước bánh đà tùy thuộc vào loại động Những động xylanh thường có bánh đà lớn Ngược lại, động có nhiều xylanh thường có kích thước bánh đà nhỏ Thậm chí có loại động khơng có bánh đà Trên bánh đà thiết kế vành răng, giúp hỗ trợ khởi động động từ bên Ngoài bánh đà nơi đánh dấu tương ứng với điểm chết khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu Dựa vào kết cấu, chia bánh đà thành loại sau: Bánh đà dạng đĩa: bánh đà dạng đĩa mỏng, có mơ men qn tính nhỏ nên dùng cho động tốc độ cao động ôtô, máy kéo Bề mặt bánh đà gia công phẳng, nhẵn để lắp đĩa ma sát đĩa ép ly hợp Ngoài bánh đà thường ép vành khởi động động khởi động động điện động phụ Bánh đà dạng vành: bánh đà dày có mơ men qn tính lớn, thường dùng cho động xi lanh công suất nhỏ Bánh đà dạng chậu: bánh đà có dạng trung gian hai loại Bánh đà loại có mơ men qn tính lớn sức bền cao, thường gặp động máy kéo Bánh đà dạng vành có nan hoa: để tăng mơ men qn tính phần lớn khối lượng bánh đà dạng vành xa tâm quay nối với moayơ kiểu nan hoa Kết cấu dạng bánh đà 7.3 Vật liệu chế tạo Bánh đà: Đối với động tốc độ thấp, bánh đà thường chế tạo gang xám Đối với động tốc độ cao, bánh đà thường chế tạo thép cacbon  ... điểm kết cấu trục khuỷu, ta chia trục khuỷu thành loại trục khuỷu đủ cổ trục khuỷu trốn cổ Trục khuỷu đủ cổ loại trục khuỷu có má đối trọng giúp ổn định chuyển động trục khuỷu Số cổ trục số cổ... cộng Trục khuỷu trốn cổ loại trục khuỷu có số lượng cổ trục so với loại trục khuỷu đủ cổ Các đối trọng trục cổ biên đối xứng qua tâm trục khuỷu Trục khuỷu đủ cổ trục khuỷu trốn cổ 5.2 Kết cấu. .. dạng kết cấu, trục khuỷu chia thành phần hình Bao gồm: đầu trục, má khuỷu, cổ trục, cổ biên, đối trọng đuôi trục Kết cấu trục khuỷu 5.2.1 Đầu trục khuỷu: Đầu trục khuỷu lắp vấu quay để quay trục