11 3 Định luật Petroff 11 1 Khái niệm chung 11 2 Các dạng bôi trơn 1 Chương 11 Ổ trượt 11 8 Ổ trượt bôi trơn thủy tĩnh 11 4 Nguyên lý bôi trơn thủy động 11 5 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính 11 6 Tính t[.]
Chương 11 Ổ trượt 11.8 Ổ trượt bôi trơn thủy tĩnh 11.1 Khái niệm chung 11.2 Các dạng bôi trơn 11.3 Định luật Petroff 11.4 Nguyên lý bôi trơn thủy động 11.5 Các dạng hỏng tiêu tính 11.6 Tính tốn thiết kế ổ trượt 11.7 Trình tự tính toán thiết kế ổ trượt Chương 11 Ổ trượt 11.1 Khái niệm chung Định nghóa: Ổ trục, tải trọng từ trục truyền đến gối trục qua bề mặt tiếp xúc ngõng trục ổ, masát ngõng trục ổ masát trượt Phân loại: - Theo bề mặt làm việc chia ra: mặt trụ (H.a), mặt nón (H.c), mặt cầu (H.d), mặt phẳng (H.b) - Theo khả chịu tải trọng chia ra: ổ đỡ (H.a), ổ đỡ chặn (H.c,d) ổ chặn (H.b) - Theo phương pháp bôi trơn bề mặt làm việc: bôi trơn thủy (thủy động thủy tónh), ổ bôi trơn khí (tạo áp suất bề mặt làm việc khí nén), ổ bôi trơn từ (bề mặt làm việc không tiếp xúc trực tiếp nhờ từ tính) Ưu, nhược điểm phạm vi sử dụng: a Ưu điểm: độ tin cậy cao vận tốc lớn (khi ổ lăn có tuổi thọ thấp); chịu tải va đập nhờ khả giảm chấn màng dầu; kích thước hướng kính tương đối nhỏ; làm việc êm b Nhược điểm: yêu cầu chăm sóc bảo dưỡng thường xuyên, chi phí dầu bôi trơn lớn; tổn thất lớn masát mở, đóng máy bôi trơn không tốt; kích thước dọc trục tương đối lớn c Phạm vi sử dụng: - Khi kết cấu làm việc với vận tốc lớn (v > 30m/s) dùng ổ lăn tuổi thọ thấp; - Các máy móc thiết bị chịu tải trọng va đập; - Trong máy xác đòi hỏi độ xác hướng trục khả điều chỉnh khe hở; - Ổ làm việc môi trường đặc biệt (nước, ăn mòm …); - Dùng cấu có vận tốc thấp rẻ tiền, đường kính lớn 11.1 Khái niệm chung Chương 11 Ổ trượt Kết cấu ổ: Kết cấu ổ trượt đơn giản bao gồm: lót ổ (1), thân ổ (2) rãnh chứa dầu (3) (h 9.12) - Lót ổ thường chế tạo từ vật liệu có hệ số masát nhỏ, thông thường chế tạo lót ổ vật liệu bình thường dán lớp mỏng vật liệu có độ chịu mòn cao lên bề mặt làm việc lót ổ, lót ổ bị mài mòn ta cần thay lớp kim loại mỏng - Thân ổ làm liền hay chế tạo riêng ghép với thân máy, tùy kết cấu ổ trượt ta có: ổ nguyên (liền khối) ổ rời (thường gồm hai nửa ghép lại với - tháo lắp dễ dàng, điều chỉnh khe hở ngõng trục lót ổ ổ nguyên cứng rẻ ổ ghép) - Rãnh dầu giúp phân bố dầu bôi trơn ổ, rãnh dầu nằm theo chiều dọc trục vòng theo chu vi ổ, chiều dài rãnh dầu dọc thường lấy 0,8 chiều dài lót ổ để dầu không bị ứa hai mép ổ Vị trí chỗ cho dầu phải nằm vùng có áp suất thủy động, không khả tải dầu bị giảm Trường hợp biến dạng lớn khó lắp ráp trục, dùng ổ tự lựa có lót ổ với mặt dạng mặt cầu cho phép ổ quay tương đường tâm trục 11.1 Khái niệm chung Chương 11 Ổ trượt Vật liệu ổ trượt: - Ngõng trục cần bề mặt để có độ rắn cao, bị mòn - Đối với lót ổ cần chọn vật liệu thỏa mãn yêu cầu: hệ số masát lót ổ ngõng trục thấp; đảm bảo độ bền mỏi; có khả chống mòn dính; dẫn nhiệt tốt; dễ tạo thành màng dầu bôi trơn; có khả chạy mòn tốt… Trong thực tế chia vật liệu lót ổ làm nhóm: vật liệu kim loại (đồng thanh, babít, hợp kim nhôm, hợp kim kẽm, đồng thau, gamg xám); vật liệu gốm kim loại (bột đồng graphit, bột sắt, bột sắt graphít…) vật liệu không kim loại (chất dẻo, gỗ, cao su, graphít…) 11.2 Các dạng bơi trơn Tùy theo điều kiện bôi trơn ổ có dạng masát sau: - Masát ướt: hình thành bề mặt ngõng trục lót ổ ngăn cách lớp dầu bôi trơn có chiều dày lớn tổng số độ nhấp nhô bề mặt: h > Rz1 + Rz2 hệ số masát phụ thuộc vào độ nhớt dầu, f = 0,001 0,008 - Masát nửa ướt: hình thành khị h < Rz1 + Rz2, hệ số masát phụ thuộc vào độ nhớt dầu bôi trơn mà phụ thuộc vào cặp vật liệu chế tạo ngõng trục lót ổ, f = 0,010,1 - Masát khô: masát bề mặt tuyệt đối tiếp xúc với nhau, f = 0,4 Chương 11 Ổ trượt 11.2 Các dạng bơi trơn (t) - Masát nửa khô: bề mặt làm việc tồn màng mỏng khí, ẩm mỡ hấp thụ từ môi trường xung quanh, f = 0,1 0,4 Như ổ trượt làm việc tốt bảo đảm chế độ bôi trơn masát ướt Chế độ bôi trơn masát ướt thực bôi trơn thủy tónh (bơm dầu với áp suất cao đủ lớn để nâng ngõng trục lên - đòi hỏi nhiều thiết bị nén dẫn dầu phức tạp định tâm trục xác giảm mòn mở máy dừng máy) hay bôi trơn thủy động (tạo điều kiện định để dầu theo ngõng trục vào khe hở ổ tạo nên áp suất thủy động) 11.3 Định luật Petrov Nếu lớp bôi trơn hai bề mặt ma sát lớn tổng độ nhấp nhô bề mặt ma sát bề mặt vật rắn làm việc biến thành ma sát lớp dầu bôi trơn Sử dụng định luật Niutơn ma sát chất lỏng ta có: Fms = μ.A.2.v/ δ đó: Fms - lực ma sát; μ - độ nhớt động lực dầu (cP); v - vận tốc trượt mm/s; δ - độ hở hướng kính, mm; A = π.d.l - diện tích bề mặt ma sát, mm2 Fms = Fr.f ; đó: Fr - tải trọng hướng tâm tác dụng vuông góc bề mặt ma sát, f - hệ số ma sát Do đó: Fr.f = 2.μ.Π.d.l.v / δ f = 2.μ.Π.d.l.v / (Fr.δ); Fr = p.d.l f = 2.μ.Π.v / (p.δ) trường hợp ổ trượt: v = Π.d.n/60, đó: d - đường kính ổ trượt, mm; n - số vòng quay ổ, vg/ph f = 2.Π.d.μ.n / (60.p.δ) : Công thức gọi định luật Petrov Hệ số ma sát f đặc tính chế độ ma sát ổ (p.n/μ) có liên hệ tuyến tính bôi trơn ma sát ướt Chương 11 Ổ trượt 11.4 Ngun lý bơi trơn thủy động Gỉa sử có hai phẳng (1) (2) nghiêng với góc chuyển động với vận tốc v (h.a) Lớp bôi trơn có độ nhớt động lực Khi (1) chuyển động tương (2), dầu chuyển động theo bị dồn vào phần hẹp khe hở bị nén lại tạo nên áp suất dư p Sự thay đổi áp suất lớp dầu nằm xác định phương trình Reynolds: dp / dx = v (h - hm) / h3 đó: - độ nhớt động dầu bôi trơn cP (10-3 Ns/m2); v - vận tốc (m/s); hm - trị số khoảng hở tiết diện có áp suất lớn nhất; h - trị số khe hở tiết diện có tọa độ x Như vậy, điều kiện để hình thành chế độ bôi trơn masát ướt phương pháp thủy động là: - Giữa hai bề mặt trượt có khe hở hình chêm; - Dầu phải có độ nhớt định liên tục chảy vào khe hở hình chêm; - Vận tốc tương đối hai bề mặt phải có phương chiều thích hợp trị số đủ lớn để đảm bảo áp suất sinh lớp dầu có đủ khả cân với tải trọng Chương 11 Ổ trượt 11.4 Ngun lý bơi trơn thủy động Khả tải ổ trượt: Đối với ổ trượt đỡ, khe hở hình chêm định sẵn kết cấu (vì đường kính trục ổ khác nên tâm chúng lệch khoảng e) Khi quay ngõng trục dầu vào khoảng hẹp dần ngõng trục ổ, bị nén lại tạo thành áp suất dư trục quay đạt tốc độ đủ lớn ngõng trục nâng lên (h.b) Để giải phương trình Reynolds cho ổ trượt, ta đưa hệ tọa độ xét hệ tọa độ cực (r, ): dx = r d ; v = r đó: = v / d = n / 30 - vận tốc góc ngõng trục; n - số vòng quay ngõng trục phút Đặt: = (D - d) - độ hở đường kính; = (D - d) / d = / d - độ hở tương đối với: D, d - đường kính lót ổ ngõng trục; e - độ lệch tâm tuyệt đối: e = / – hmin ; - độ lệch tâm tương đối: = e / ( / 2) = e / hmin = / - e = (1 - ) / ; chiều dày lớp dầu tiết diện góc là: h = D / - [d cos / + e cos( - )] = (D - d cos) / + e cos góc (giữa bán kính tới tâm ngõng trục lót ổ) nhỏ nên coi cos đó: h = (D - d) / + e cos = / + e cos ; h = / (1 + cos) Chieàu dày lớp dầu tiết diện có áp suất lớn (pmax) o là: ho = / (1 + coso) ... có phương chi? ??u thích hợp trị số đủ lớn để đảm bảo áp suất sinh lớp dầu có đủ khả cân với tải trọng Chương 11 Ổ trượt 11. 4 Nguyên lý bôi trơn thủy động Khả tải ổ trượt: Đối với ổ trượt đỡ, khe... Chương 11 Ổ trượt Kết cấu ổ: Kết cấu ổ trượt đơn giản bao gồm: lót ổ (1), thân ổ (2) rãnh chứa dầu (3) (h 9.12) - Lót ổ thường chế tạo từ vật liệu có hệ số masát nhỏ, thông thường chế tạo lót ổ vật... trục lót ổ ổ nguyên cứng rẻ ổ ghép) - Rãnh dầu giúp phân bố dầu bôi trơn ổ, rãnh dầu nằm theo chi? ??u dọc trục vòng theo chu vi ổ, chi? ??u dài rãnh dầu dọc thường lấy 0,8 chi? ??u dài lót ổ để dầu không