Ổ lăn- tháo lắp- kiểm tra và sửa chữa
Chơng V: ổ lăn - Tháo, lắp, kiểm tra và sửa chữa.Bài 1: Cấu tạo phân loại ổ lăn.1. Cấu tạo: ổ lăn (hình vẽ) gồm vòng trong 1, vòng ngoài 4, con lăn 2 và vòng cách 3.- Vòng trong và vòng ngoài thờng có rảnh, vòng trong (ca trong) lắp với ngỏng trục, vòng ngoài lắp với gối trục (vỏ máy) thân máy, gối đở). Khi làm việc một trong hai vòng quay còn vòng kia đứng yên. Thờng thì vòng trong cùng quay với trục còn vòng ngoài đứng yên, nhng cũng có khi vòng ngoài cùng quay với gốc trục còn vòng trong đứng yên cùng với trục (nh ổ lăn của bánh ôtô)- Thông thờng con lăn có các loại sau:+ Bi (hình cầu hình vẽ a)+ Đủa trục ngắn (hình b)+ Đủa trục dài (hình c)+ Đủa côn (hình d)+ Đủa hình trống đối xứng (hình đ) hoặc không đối xứng (hình e)+ Đủa kim (hình g) và đủa trục xoắn (hình h) 2. Phân loại ổ lăn:- Theo hình dạng con lăn có thể chia ổ lăn làm hai loại: ổ bi và ổ đủa. ổ kim là biến thể của ổ đĩa trụ dài.- Theo khả năng chịu lực có thể chia ổ lăn làm 3 loại:+ ổ đỡ: Chỉ chịu lực hớng tâm mà không chịu hoặc chịu đợc 1 phần nhỏ lực dọc trục .+ ổ chặn: Chỉ chịu lực dọc trục mà không chịu đợc lực hớng tâm .+ ổ đỡ chặn: Chịu đợc cả lực hớng tâm lẫn lực dọc trục .- Theo số dãy con lăn trong ổ có thể chia ra ổ 1 dãy, 2 dãy, 4 dãy .- Ngoài ra còn phân ổ thành hai loại: ổ tự lựa (hình 1, b, g) và ổ không tự lựa, ổ tự la có mặt trong của vòng ngoài là mặt cầu (do đó lăn tự lựa còn đợc gọi là ổ lăn lòng cầu) nhờ đó góc nghiêng giữa các trục của vòng trong và vòng ngoài có thể đợc phép tới 2ữ30, điều này đặc biệt hợp lý đối với các kết cấu không thể khắc phục đợc các sai số về lắp ghép, đối với các trục dài và bị dãn nở nhiều do nhiệt độ tăng khi làm việc.- Với cùng đờng kính trong d khi thay đổi đờng kính ngoài D và chiều rộng ổ B sẽ có các cỡ ổ khác nhau :1.Cở siêu nhẹ; 4. Nhẹ rộng2.Đặc biệt nhẹ 5. Trung 3. Nhẹ 6. Trung rộng 7. Nặng3. Ký hiệu ổ lăn:a. Theo TCVN 3776 - 83, ổ lăn đợc ký hiệu nh sau:- Hai số đầu tính từ bên phải biểu thị đờng kính trong của ổ: với các ổ d = 20mm trở lên lấy d/5 để biểu thị đờng kính, các ổ có d < 20mm ký hiệu nh sau: + Với d = 10, kí hiệu 00; d = 12 kí hiện 01; d = 15 kí hiệu là 02 và d = 17 kí hiệu là 03.- Chữ số thứ 3 từ bên phải biểu thị cở ổ: 8; 9: siêu nhẹ; 1,7: đặc biệt nhẹ; 2,5: nhẹ; 3,6: trung; 4: nặng- Chữ số thứ 4 từ bên phải biểu thị loại ổ 0: ổ bi đỡ 1 dãy 6: ổ bị đỡ chặn 5. ổ đũa trục xoắn1: ổ bi đỡ lòng cầu hai dẫy 7: ổ đũa côn 2. ổ đũa trụ ngắn đỡ.3: ổ đũa đỡ lòng cầu 2 dãy 8: ổ bi chặn4. ổ kim 9. ổ đũa chặn- Số thứ 5 và 6 từ bên phải biểu thị đặc điểm kết cấu.- Số thứ 7 : loạt chiều rộng ổ.b. Ký hiệu của ổ lăn do hãng SKF chế tạo.- Ký hiện ổ lăn của SKF đợc chia ra làm hai nhóm chính: Kí hiệu của ổ lăn tiêu chuẩn và kí hiệu của ổ lăn đặc biệt. ổ lăn tiêu chuẩn là những ổ lăn có kích thớc đợc tiêu chuẩn hoá còn ổ lăn đặc biệt là những ổ lăn có kích thớc đặc biệt theo yêu cầu khách hàng.- Ký hiệu tiêu chuẩn bao gồm ký hiệu cơ bản và ký hiệu phụ.- Ký hiệu phụ có thể đứng trớc ký hiệu cơ bản (tiếp đầu ngữ) hoặc đứng sau (tiếp vị ngữ). Trong quá trình này chỉ nếu ký hiệu cơ bản của ổ lăn và 1 vài ký hiệu phụ đứng sau (tiếp vị ngữ) thông dụng của các ổ lăn đợc dùng trong các thiết bị của nhà máy.* Ký hiệu cơ bản: Tất cả những ổ lăn tiêu chuẩn của SKF đều có 1 ký hiệu cơ bản đặc trng, nó bao gồm 3,4 hoặc 5 chữ số hoặc kết hợp với những chữ cái và chữ số. Những chữ số và tổ hợp các chữ cái và chữ số có ý nghĩa sau:+ Chữ số đầu tiên hoặc chữ cái đầu tiên hoặc những chữ cái kết hợp xác định chủng loại ổ lăn.+ O: ổ bi đỡ chặn hai dãy + 7: ổ bi đỡ chặn 1 dãy+ 1: ổ bi đỡ hai dãy tự lựa + 2 : ổ tăng chống chặn ổ tăng chông hai dãy tự lựa+ 8: ổ đủa chặn+ 3: ổ côn C: ổ lăn CARB + 4: ổ bị đỡ hai dãy. N: ổ đủa đỡ+ 5 : ổ bi chặn.+ 6: ổ bi đỡ 1 dãyChữ cái thứ hai hoặc thứ 3 đợc sử dụng để xác định số dãy con lăn hoặc kiểu gờ chặn ví dụ NJ, NU, NUP, NM, NNUQJ: ổ bi tiếp xúc góc 4 điểm.T: ổ côn theo tiêu chuẩn ISO 355 1997+ Hai số tiếp theo thể hiện chuỗi kích thớc ISO, số đầu tiên cho biết chuỗi kích th-ớc bề rộng (ổ lăn hớng kính) hoặc chiều cao (ổ lăn chặn)( Kích thớc B, T hoặc H) và số thứ hai là chuổi kích thớc đờng kính ngoài+ Hai số sau cùng của ký hiệu cơ bản biểu thị đờng kính d.(Khi nhận cho 5 ta đợc đờng kính lỗ của ổ lăn) với d 20mm. Nếu khi d20mm kí hiệu giống nh phần a.* Các kí hiệu phụ thông dụng: -Z: nắp chặn mở lắp ổ 1 bên ổ lăn - 2Z: Nắn chặn mở lắp ở 2 bên ổ lăn - W: Không có rảng và lỗ bôi trơn trên ca ngoài - W20: Có 3 lỗ bôi trơn trên ca ngoài - W26: Có 6 lỗ bôi trơn trên ca trong - W33: Có rảnh và 3 lỗ bôi trơn trên ca ngoài - K: lỗ côn, góc côn 1: 12 - K30: lỗ côn, góc côn 1: 30* Chú ý: Ký hiệu của các ổ lăn lắp ở các quạt hút, lọc bụi của nhà máy là ổ tang trống lắp trên ống lót côn rút: 22205 EK; 222 14EK*****************Bài 2: Kiểm tra ổ lăn:- Trớc khi lắp ráp ổ lăn cũng nh khi ổ lăn đang làm việc và khi sửa chữa tháo rời ổ lăn ra khỏi các chi tiết máy đều phải tiến hành kiểm tra.- Để kiểm tra ổ lăn ta có nhiều cách để kiểm tra.1. Kiểm tra bằng phơng pháp thủ công:a. Với ổ lăn bị mòn: ổ lăn sau khi tháo ra đợc rửa sạch trong dầu diezel hoặc trong dung dịch làm sạch, sau đó lau khô. Ngời kiểm tra cầm 2 ngón tay vào ca trong hoặc ca ngoài của ổ lăn rồi lắc qua lắc lại theo chiều dọc và ngang nếu thấy có độ dơ phát ra tiếng kêu là vòng bi bị mòn, hoặc cho vòng bi quay trên tay nếu âm thanh phát ra đều đặn, ổn định, khi dừng phải dừng chậm từ từ thì vòng bi còn sử dụng đợc còn có tiếng kêu không ổn định, không đều thì là bị mòn.b. Kiểm tra ổ lăn bị tróc rổ: Dùng mắt quan sát trong rảnh bi và trên bề mặt các viên bi thấy có hiệu tợng rổ bề mặt hoặc các viên bi bị mòn ôvan, cũng có thể dùng tay quay thấy có cảm giác viên bi di động không êm nhẹ va chạm lao xạo đó là bi bị rổ, tróc gây nên sự va chạm đó, những ổ lăn nh vậy là không dùng đợc phải thay thế. Đối với vòng cách bị vở ta quan sát sẽ thấy ngay.c. Kiểm tra ổ lăn bị nứt, vở:Sau khi ổ lăn đợc lau sạch và khô cứng bằng phơng pháp quan sát để phát hiện các vết nứt trên 2 ca của ổ lăn. Nếu ổ lăn đã nứt sẽ dẫn đến vở vì vậy dù nứt nhỏ cũng phải thay thế.d. Kiểm tra kích thớc lắp ghép của ổ lăn:- ổ lăn thông thờng có 2 kích thớc cơ bản để lắp ghép ráp đó là đờng kính ngoài D và đờng kính trong d.- Trong trờng hợp ổ làm việc nhiều cũng dẫn đến tình trạng bị mòn ca trong hoặc ca ngoài dẫn đến vòng bi quay trơn trên trục hoặc trong ổ. Dùng trớc cặp hoặc panme đo kích thớc đờng kính D và d, so sánh với đờng kính ổ lắp và ổ trục nếu quá phạm vi dung sai lắp ghép thì phải sửa chữa.- Đối với ổ lăn tang trống và ổ lăn CARB (SKF) cỡ lớn và trung bình ta dùng căn lá để đo khe hở hớng kính bên trong trớc và sau khi lắp.e. Kiểm tra ổ lăn đang làm việc: Bằng cách nghe tiếng ồn của ổ lăn khi nó hoạt động và đo nhiệt độ hay xem sự bôi trơn.2. Kiểm tra bằng dụng cụ gá:- Kiểm tra độ mòn bằng đồng hồ so. - ổ lăn đợc lắp ghép lên đồ gá kiểm tra và đặt trên mặt phẳng bàn máy chuẩn (hình vẽ).- Di chuyển cho đầu đo của đồng hồ so tiếp xúc với đờng sinh của đờng kính ngoài ổ lăn.- Quay ca ngoài ổ lăn để kiểm tra độ đảo của ổ lăn (1/2 độ mòn của ổ)- Dùng lực tác dụng về phía đối diện của đầu đo ở 3 điểm để kiểm tra độ mòn của ổ lăn; dao động của kim đồng hồ là trị số độ mòn của ổ (hình vẻ trên)**********************Bài 3: Tháo, lắp ổ lănI. Tổng quát cách tháo lắp ổ lăn:1. Những quy định cơ bản nhất về tháo lắp ổ lăn:* ổ lăn là bộ phận máy đã đợc tiêu chuẩn hoá. Đờng kính ngoài của ổ lăn đợc lấy phù hợp với trục cơ sở trong hệ thống trục, đờng kính trong d của ổ lăn đợc lấy phù hợp với lỗ cơ sở trong hệ thống lỗ. Do đó lắp ghép ca ngoài của ổ lăn với lỗ hộp theo hệ thống trục, ca trong của ổ lăn với ngỏng trục theo hệ thống lỗ.* Khi lắp và tháo không đợc truyền lực qua thân con lăn (Tháo lắp ca nào thì phải tác động trực tiếp vào ca ấy)* Phải căn cứ vào kết cấu của ổ, điểu kiện sử dụng ổ, đặc tính tác dụng và dạng tải trọng để chọn phơng pháp và sử dụng đúng dụng cụ để lắp và tháo ổ lăn.2. Khu vực lắp: ổ lăn nêu đợc lắp trong khu vực khô ráo, sạch sẽ, đảm bảo điều kiện chống lại sự xâm nhập của tạp chất và độ ẩm. - Không đợc tháo lắp ở nơi đặt máy gia công và nơi làm sạch bằng khí nén.- Khi ổ lăn phải lắp trong khu vực không đợc bảo vệ thờng là trong trờng hợp ổ lăn lớn phải che chắn hay bọc ổ lăn, các chi tiết máy bằng giấy sáp hay giấy nhôm.3. Chuẩn bị làm sạch:a. Chuẩn bị : Trớc khi lắp tất cả các chi tiết dụng cụ, thiết bị và thông số cần chuẩn bị sẵn. tất cả các bản vẽ hay tài liệu hớng dẫn nên đợc xem kỷ để xác định đúng trình tự lắp các bộ phận khác nhau.- Cẩm kiểm tra thân ổ, trục, phớt và các bộ phận khác của cụm ổ lăn phải sạch sẽ, đảm bảo yêu cầu kỷ thuật, cụ thể là kiểm tra tất cả các ổ ren, dẫn hớng hay các rãnh mà tạp chất còn sót lại do quá trình gia công các chi tiết này trớc đó. Các bề mặt không gia công của thân ổ đúc cần đợc làm sạch cát và bavia.- Cần kiểm tra kích thớc và độ chính xác hình học của tất cả các chi tiết trong cụm ổ lăn, đờng kính của trục thẳng và lỗ thân ổ thờng đợc kiểm tra bằng thớc cặp hoặc đ-ờng đo ngoài hay trong ỏ hai mặt cắt và 4 vị trí. Trục côn để lắp ổ lăn có lỗ côn đợc kiểm tra bằng đờng vòng, dỡng côn đặc biệt hay các thành đờng sinh.- Khi đo điện quan trọng là các chi tiết đợc đo và dụng cụ đo phải đợc để cùng 1 nơi trong 1 thời gian nhất định để chúng có nhiệt độ nh nhau, điều này rất quan trọng khi lắp các ổ lăn có kích thớc lớn.b. Làm sạch: - Đối với các ổ lăn mới cần để trong bao bì của nó cho tới ngay trớc khi đợc lắp vì vậy nó không nhiễm bẩn đặc biệt là bụi.- Thông thờng chất bảo quản đợc cho vào ổ lăn khi xuất xởng thờng không cần phải làm sạch, chỉ cần lau sạch phần đờng kính ngoài và trong của ổ lăn.Chú ý: Nếu ổ lăn đợc bôi trơn bằng mở và sử dụng ở nhiệt độ rất cao hay rất thấp hoặc mở không tơng thích với chất bảo quản thì cần phải rửa sạch và làm khô ổ lăn cẩn thận (mục đích để tránh những ảnh hởng xấu cho khả năng bôi trơn cuả mỡ).- Đối với các ổ lăn lắp lại sau khi sửa chữa hoặc kiểm tra đối với các ổ lăn mới mà bao bì bị hỏng trong quá trình bảo quản, vận chuyển thì phải rửa sạch ổ lăn trong chất tẩy rửa, hoặc trong các dung dịch làm sạch, trong xăng, cồn, dầu hoả. Sau khi làm sạch phải dùng dẻ ni lông (không dùng dẻ cốt tông) để lau khô ổ lăn trớc khi lắp.Chú ý: + Không đợc dùng chổi sơn để làm sạch.+ Không dùng khí nén để thổi khô bi.4. Vận chuyển ổ lăn khi lắp: - Khi lắp các ổ lăn hoặc lắp ổ lăn bằng phơng pháp lắp nóng thì phơng pháp vận chuyển ổ lăn rất quan trọng.- Nói chung nên dùng găng tay cũng nh các đồ gá để kẹp ổ lăn hoặc phải chế tạo đồ gá để kẹp ổ lăn, điều này giúp cho an toàn thuận tiện khi lắp và đa ổ lăn vào trục chính xác vị trí, dễ dàng.+ Khi sử dụng palăng hay cầu trục để di chuyển hay giữ những ổ lăn lớn và nặng ở 1 vị trí thì không nên treo tại 1 điểm mà nên dùng 1 đai thép hay đai vải bao quanh vòng ngoài của ca ngoài ổ lăn. Dùng 1 lò xo móc giữa ròng rọc và đai khi đẩy nó vào trục.+ Để dễ nâng những ổ lăn lớn, mặt đầu của vòng ngoài (ca ngoài) có thể đợc gia công lỗ ren để lắp bulông treo, kích thớc của lỗ ren bị giới hạn bởi chiều dày của ca ngoài vì vậy chỉ cho phép nâng ổ lăn hay từng vòng riêng bằng các bu lông treo này.+ Khi lắp thân gối đỡ ổ lớn vào ổ lăn đã cố định trên trục thì nên có hệ thống treo ba điểm trên gối đỡ và chiều dài của 1 nhánh có thể điều chỉnh đợc. Điều này cho phép lỗ của gối đỡ đồng tâm chính xác với ổ lăn.II. Phơng pháp lắp ổ lăn:- Phơng pháp lắp bằng cơ khí, nhiệt, thuỷ lực đợc sử dụng tuỳ thuộc vào loại và kích thớc của ổ lăn. Trong tất cả các trờng hợp điều quan trọng là không gỏ búa trực tiếp vào các vòng trong, ngoài, vòng cách, con lăn hay phớt và lực lắp không trực tiếp đi qua con lăn. Một số trờng hợp ổ lăn và trục có thể đợc lắp lỏng, để tránh bị rỉ sét giữa hai bề mặt này cần bôi chất chống gỉ sét.1. Lắp ổ lăn có lỗ hình trụ.* Đối với ổ lăn không tách rời: ca đợc lắp chặt nói chung nên lắp trớc. Nên bôi nhẹ lớp dầu lên bề mặt trớc khi lắp.a. Lắp nguội : Nếu mối lắp không quá chặt những ổ lăn nhỏ có thể đợc lắp vào vị trí bằng cách dùng búa đóng vào ống đặt tựa vào mặt đầu của ổ lăn, lực đóng nên truyền đều lên mặt đầu của các vòng đẻe tránh ổ lăn bị nghiêng hay lệch.- Trong trờng hợp ổ lăn không tách rời đợc lắp vào trục và thân ổ đồng thời thì lực lắp phải tác động cùng lúc bằng nhau ở cả 2 vòng và mặt đầu của dụng cụ phải nằm trên cùng mặt phẳng. Trong trờng hợp này nên dùng dụng cụ lắp ổ lăn, chúng có vòng đóng náp sát vào mặt đầu của vòng trong và ngoài.- Đối với ổ lăn tự lựa thì sử dụng vòng lắp trung gian để tránh vòng ngoài bị nghiêng, xoay khi ổ lăn và trục đợc đa vào lỗ của thân ổ.- Ngoài cách dùng ống và dụng cụ lắp nói trên ta còn dùng cách ép cơ khí hay thuỷ lực để lắp vòng bi.* Đối với ổ lăn tách rời: Vòng trong có thể đợc lắp riêng với vòng ngoài, quá trình lắp đơn giản, cụ thể khi cả hai vòng có chế độ lắp, khi lắp trục đã gắn vòng trong vào thân ổ có vòng ngoài phải chú ý để chúng đồng tâm để tránh các vết cào trên rãnh lăn và con lăn.b. Lắp nóng: Đối với các ổ lăn lớn đều đợc lắp bằng phơng pháp gia nhiệt.- Chênh lệch nhiệt độ cần thiết giữa vòng trong ( Ca trong) và trục hay thân ổ tuỳ thuộc vào chế độ lắp và đờng kính lắp. ổ lăn không nên đợc gia nhiệt quá 1250C vì khi đó sự biển đổi cấu trúc vật liệu có thể làm thay đổi kích thớc ổ lăn.- ổ lăn có nắp che bằng thép hay cao su không nên gia nhiệt hơn 800C vì có thể ảnh hởng đến vật liệu phớt hay mỡ bên trong.- Khi gia nhiệt ổ lăn phải tránh nhiệt cục bộ, để gia nhiệt ổ lăn đều đặn nên sử dụng dụng cụ gia nhiệt cảm ứng. Nếu sử dụng bàn nung thì nên lật ổ lăn qua lại một vài lần.- Nếu gia nhiệt ổ lăn bằng dầu nên dùng dầu biến thế hoặc dầu nhớt, dầu phải sạch và ổ lăn cần phải ngâm ngập hoàn toàn trong dầu và không đợc để ổ lăn trực tiếp tiếp xúc với tấm nóng tránh gây nên biến dạng ổ bi. Nhiệt độ dầu không đợc vợt qúa 120 0C ( luôn luôn phải sử dụng nhiệt kế).Chú ý : Khi lắp ổ lăn bằng phơng pháp nóng điều quan trọng là ổ lăn phải đợc khóa nhanh ngay sau khi quá trình lắp kết thúc. Việc khoá này có thể đợc thực hiện bằng cơ cấu có tác dụng phanh và việc khoá tạm thời cần phải giữ đến khi ổ đợc nguội hoàn toàn.c. Điều chỉnh ( Căn chỉnh ) ổ lăn:* Loại ổ lăn điều chỉnh đợc khe hở bên trong của cụm ổ lăn là : Cụm ổ lăn dùng bi đỡ chặn một dãy và ổ côn.- Giá trị khe hở phù hợp đạt đợc khi lắp đợc xác định bởi các điều kiện khi ổ lăn chịu tải và ở nhiệt độ làm việc. Khe hở đạt đợc ban đầu khi lắp có thể nhỏ hơn hay lớn hơn lúc thực tế làm việc, nó tuỳ thuộc vào cỡ, cách số tri ổ lăn, vật liệu của trục, thân ổ và khoảng cách giữa hai ổ lăn Ví dụ Khi vòng trong và vòng ngoài có độ giãn nhiệt khác nhau sẽ làm giảm khe hở khi làm việc, khe hở ban đầu phải đủ lớn để tránh ổ lăn bị kẹt.Do có sự liên hệ xác định giữa khe hở hớng kính và dọc trục của ổ bi đỡ chặn và ổ côn nên ta chỉ cần hiệu chỉnh khe hở dọc trục. Giá trị này đạt đợc bằng cách từ điều kiện là 0, nới lỏng hay xiết xhặt đai ốc trên trục hay vòng có lỗ ren trong lỗ thân ổ hay bằng cách lắp thêm các vòng đệm hay tấm căn giữa vòng của ổ lăn và gờ chặn của nó.2. Lắp ổ lăn có lỗ côn.- Đối với ổ lăn có lỗ côn, vòng trong luôn đợc lắp chặt, độ chặt không đợc quyết định bở việc chọn dung sai của trục nh đối với ổ lăn có lỗ thẳng mà bởi khoảng dịch chuyển dọc trên phần côn của trục, ống lót côn rút hay ống lót côn đấy. Do ổ lăn dịch chuyển dọc trên phần côn của trục nên khe hở hớng kính của nó giảm. Độ giảm này có thể đo đợc để xác định mức độ lắp chặt phù hợpa. Lắp ổ lăn có kích thớc trung bình và lớn.+ Thờng dùng 2 cách: - Sử dụng đai ốc thuỷ lực- Dùng bơm dầuChú ý : ổ lăn có lỗ côn đợc lắp trên trục bằng các phơng pháp:+ Lắp trực tiếp trên trục côn.+ Lắp trên ống lót côn rút+ Lắp trên ống lót côn đẩy.b. Cách xác định mức độ lắp chặt: . lắp ráp ổ lăn cũng nh khi ổ lăn đang làm việc và khi sửa chữa tháo rời ổ lăn ra khỏi các chi tiết máy đều phải tiến hành kiểm tra. - Để kiểm tra ổ lăn ta. V: ổ lăn - Tháo, lắp, kiểm tra và sửa chữa. Bài 1: Cấu tạo phân loại ổ lăn.1. Cấu tạo: ổ lăn (hình vẽ) gồm vòng trong 1, vòng ngoài 4, con lăn 2 và