thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 3 docx

Chương 3: CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐO MA SÁT. 1.Các thông số đầu vào.  Liên kết ma sát (cặp ma sát A và B). Ở đây, A là trục và B là b ạc lót. Liên kết ma sát được đặc trưng bởi các thông số sau: Đường kính trục, cơ tính của vật liệu chế tạo trục, chiều dài bạc lót, số lượng bạc lót, độ nhẵn bề mặt trục và bạc lót, tính chất cơ, lý, hoá của loại vật liệu làm bạc lót, khe hở lắp ghép giữa bạc và tr ục.  Chế độ làm việc (P, V) của liên kết ma sát. Ở đây: P - Đặc trưng cho tải trọng tác dụng lên ổ đỡ. Tải tác dụng lên thiết bị gồm có: Tải cơ và tải nhiệt. Trên hình (1 – 5) bi ểu diễn các lực và mô men tác dụng lên thiết bị đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. Các thông số đầu v ào Máy đo ma sát Thông số đầu ra Hình (1 – 4): Tải tác dụng lên máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt Tải cơ: - Tải tác dụng lên trục theo phương hướng tâm do trọng lượng của quả nặng là lực tập trung (P qn ), trọng lượng của puly truyền động (P pl ) và trọng lượng của trục là lực phân bố q t tác dụng lên toàn bộ chiều dài trục (L) gây ra. - Sự phân bố áp suất không đều do sai lệch định tâm trục, do trong quá trình gia công hoặc lắp ráp dẫn đến sự không song song của đường tâm ổ và đường tâm trục. V ì vậy, trục và bạc không tiếp xúc với nhau trên suốt chiều dài bạc mà tiếp xúc với nhau bằng những phần diện tích thực tế. Dưới tác dụng của tải trọng lên trục mà các ph ản lực lên gối đỡ chỉ được phân bố trên đoạn tiếp xúc và không theo m ột quy luật nào cả. - Tải trọng do trọng lượng của: + Ống bao và bạc lót. + Trục và các chi tiết lắp trên trục. + Ổ lăn. + Đối trọng và thanh treo đối trọng. tác dụng lên khung máy. - Mô men xo ắn truyền từ động cơ điện. Mô men này thay đổi theo yêu cầu vận hành thiết bị và có giá trị dao động tuỳ thuộc vào cấu trúc động cơ, sự ổn định của nguồn điện cung cấp. - Tải xuất hiện do sự dao động của cụm chi tiết: Trục, ống bao và các ph ần tử lắp trên chúng. Vì đây là một hệ đàn hồi nên dưới tác động của các phụ tải theo chu kỳ, hệ n ày sẽ dao động. Khi tần số của lực kích thích gần với dao động tự do của hệ đàn hồi thì biên độ dao động sẽ tăng lên nhanh chóng. Điều này làm ổ đỡ trục làm vi ệc trong điều kiện xấu, quá trình bôi trơn bị phá vỡ, xảy ra va đập giữa trục v à bạc lót, trục và bạc lót ma sát trực tiếp với nhau dẫn đến cường độ hao mòn trong ổ lớn. Tải nhiệt: Nhiệt sinh ra do ma sát giữa trục với bạc lót (ma sát trượt) và ma sát trong ổ lăn (ma sát lăn). V - Vận tốc trượt.  Môi trường liên kết ma sát làm việc (c) gồm có: chất bôi trơn và không khí bao quanh. Các thông cơ bản về chất bôi trơn gồm có: Độ nhớt v à nhiệt độ. f(μ) = f(P, V, c) (1 – 2) 2.Các thông số đầu ra.  Hệ số ma sát.  Lực ma sát.  Miền giá trị của các thông số ảnh hưởng mà ở đó hệ số ma sát của cặp lắp ghép là tối ưu và ổn định nhất.  Tính tin cậy của thiết bị. Do điều kiện v à thời gian còn hạn chế vì vậy chỉ xét đến mối quan hệ của các thông số đầu vào là: Tốc độ trượt của hai bề mặt ma sát, tải trọng tác dụng lên ổ và thông số đầu ra là hệ số ma sát. 3.Xác định hệ số ma sát. Lực ma sát trong ổ đỡ: F ms = F ms1 + F ms2 (N) (1 – 3) L ực ma sát sinh ra tai bạc lót phía lái: F ms1 = f ms .P 1 = f ms .(p 1 .d .L b1 ) (N) (1 – 4) L ực ma sát sinh ra tại bạc lót phía mũi là: F ms2 = f ms .P 2 = f ms .(p 2 .d .L b2 ) (N) (1 – 5) Trong đó: f ms - Hệ số ma sát trong ổ. d - Đường kính trục (mm) L b1 - Chiều dài bạc lót phía lái (mm). L b2 - Chiều dài bạc lót phía mũi (mm). P - Lực tác dụng lên các ổ. P i = p i d .L bi (N/mm 2 ) (1 - 6) p i – Áp suất danh nghĩa trong ổ thứ i Momen ma sát trong các ổ là: M ms = F ms . 2 d (N.mm) (1 – 7) T ừ các công thức (1 – 3) đến (1 – 7) ta có: f ms . d .(p 1 .d .L b1 + p 2 .d .L b2 ) = 2 .M ms  f ms = ) ( .2 2211 2 bb ms LpLpd M  (1 – 8) Khi làm vi ệc, tải trọng P được truyền vào ổ. Cụm chi tiết (4, 8, 9) được đặt tr ên hai ổ lăn (10). Hai ổ lăn này sinh ra mô men ma sát (M 0 ) ngược chiều với mô men ma sát trong ổ, cùng chiều với mô men ma sát do đối trọng gây ra (M 1 ).Vì vậy, khi tính mô men ma sát trong ổ thông qua đối trọng cần phải cộng thêm mô men này. M 0 = 0,5 .f 0 .P .D 0 (1 – 9) Trong đó: f o - Hệ số ma sát trong ổ (f 0 = 0,001 – 0,005) P - T ải trọng hướng kính. D 0 - Đường kính trung bình của ổ lăn. f Khi máy chưa làm việc, tải trọng tác dụng lên ổ đỡ gồm có: Trọng lượng trục, trọng lượng quả nặng, trọng lượng của puly, trục và bạc lót tiếp xúc với nhau, đối trọng G dt và trọng lượng riêng của thanh treo nằm ở vị trí mà kim chỉ 0 0 trên bảng chia độ, ở vị trí thẳng đứng (vị trí I). Khi máy làm việc, đối trọng G dt và trọng lượng thanh treo sẽ nằm ở vị trí mà tạo với phương thẳng đứng (phương ban đầu) một góc f. M 1 = G dt .Sinf .R + G ttdt .Sinf .r (1 – 10) M ms = M 1 + M 0 (1 – 11) Trong đó: R - Khoảng cách từ tâm đối trọng đến đường tâm trục. r - Khoảng cách từ trung điểm của thanh treo đối trọng đến đường tâm trục. G dt - Trọng lượng đối trọng. G ttdt - Trợng lượng của thanh treo đối trọng. Hình (1 - 5): Sơ đồ xác định mô men ma sát trong ổ khảo nghiệm. 1. Bảng cung chia độ (thang đo 1/10 0 ); 2. Kim chỉ góc lệch; 3. Ống bao; 4. Thanh treo đối trọng; 5. Đối trọng. . thiết bị đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. Các thông số đầu v ào Máy đo ma sát Thông số đầu ra Hình (1 – 4): Tải tác dụng lên máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt Tải cơ: - Tải tác dụng lên trục theo. Chương 3: CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐO MA SÁT. 1.Các thông số đầu vào.  Liên kết ma sát (cặp ma sát A và B). Ở đây, A là trục và B là b ạc lót. Liên kết ma sát được đặc trưng. của hai bề mặt ma sát, tải trọng tác dụng lên ổ và thông số đầu ra là hệ số ma sát. 3. Xác định hệ số ma sát. Lực ma sát trong ổ đỡ: F ms = F ms1 + F ms2 (N) (1 – 3) L ực ma sát sinh ra tai