Giáo trình Tính toán truyền động của một số cụm truyền động - CĐ Nghề Nha Trang

Giáo trình Tính toán truyền động của một số cụm truyền động cung cấp những kiến thức về bộ truyền đai, bộ truyền xích, bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít, mối ghép then, then hoa và trục định hình,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM BÀI 1:BỘ TRUYỀN ĐAI 1.1 Những vấn đề chung 1.1.1 Giới thiệu truyền đai - Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động hai trục song song quay chiều (Hình 2-1), số trường hợp truyền chuyển động trục song song quay ngược chiều - truyền động đai chéo, truyền hai trục chéo - truyền động đai nửa chéo (Hình 2-2) Hình 2-1: Bộ truyền đai thơng thường Hình 2-2: Bộ truyền đai chéo nửa chéo - Bộ truyền đai thông thường gồm phận chính: + Bánh đai dẫn số 1, có đường kính d , lắp trục dẫn I, quay với số vịng quay n , cơng suất truyền động P , mô men xoắn trục T + Bánh đai bị dẫn số 2, có đường kính d , lắp trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n , công suất truyền động P , mô men xoắn trục T 2 + Dây đai 3, mắc vịng qua hai bánh đai Hình 2-3: Bộ phận căng đai Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM + Bộ phận căng đai, tạo lực căng ban đầu 2F kéo căng hai nhánh đai Để tạo lực căng F , dùng trọng lượng động (Hình 2-3, a), dùng vít đẩy (Hình 2-3, b), dùng bánh căng đai - Nguyên lý làm việc truyền đai: dây đai mắc căng hai bánh đai, bề mặt tiếp xúc dây đai bánh đai có áp suất, có lực ma sát F Lực ma sát cản trở ms chuyển động trượt tương đối dây đai bánh đai Do bánh dẫn quay kéo dây đai chuyển động dây đai lại kéo bánh bị dẫn quay Như chuyển động truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ lực ma sát dây đai bánh đai 1.1.2 Phân loại truyền đai Tùy theo hình dạng dây đai, truyền đai chia thành loại: - Đai dẹt, hay gọi đai phẳng Tiết diện đai hình chữ nhật hẹp, bánh đai hình trụ trịn, đường sinh thẳng hình tang trống, bề mặt làm việc mặt rộng đai (Hình 2- 4, a) Kích thước b h tiết diện đai tiêu chuẩn hóa Giá trị chiều dầy h thường dùng ; 4,5 ; ; 7,5 mm Giá trị chiều rộng b thường dùng 20 ; 25 ; 32 40 ; 50 ; 63 ; 71 ; 80 ; 90 ; 100 ; mm Vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su Trong đai vải cao su dùng rộng rãi Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bơng cao su sunfua hóa Các lớp vải chụi tải trọng, cao su dùng để liên kết, bảo vệ lớp vải, tăng hệ số ma sát với bánh đai Đai vải cao su chế tạo thành cuộn, người thiết kế cắt đủ chiều dài cần thiết nối thành vịng kín Đai nối cách may, dùng bu lông kẹp chặt Đai sợi tổng hợp chế tạo thành vịng kín, chiều dài đai tiêu chuẩn hóa - Đai thang, tiết diện đai hình thang, bánh đai có rãnh hình thang, thường dùng nhiều dây đai truyền (Hình 2-4, b) Hình 2-4: Bộ truyền đai dẹt, đai thang, đai tròn Vật liệu chế tạo đai thang vải cao su Gồm lớp sợi xếp lớp sợi bện chịu kéo, lớp vải bọc quanh phía ngồi đai, lớp cao su chịu nén tăng ma sát Đai thang làm việc theo hai mặt bên Hình dạng diện tích tiết diện đai thang tiêu chuẩn hóa TCVN 2332-78 quy định loại đai thang thường Z, O, A, B, C, D TCVN 3210-79 quy định loại đai thang hẹp SPZ, SPA, SPB Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM Đai thang chế tạo thành vịng kín, chiều dài đai tiêu chuẩn hóa Bộ truyền đai thang thường dùng có chiều dài: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, mm - Đai tròn, tiết diện đai hình trịn, bánh đai có rãnh hình trịn tương ứng chứa dây đai (Hình 2-4, c) Đai trịn thường dùng để truyền cơng suất nhỏ - Đai hình lược, trường hợp đặc biệt truyền đai thang Các đai làm liền lược (Hình 2-5, a) Mỗi làm việc đai thang Số thường dùng 2÷20, tối đa 50 Tiết diện tiêu chuẩn hóa Đai hình lược chế tạo thành vịng kín, trị số tiêu chuẩn chiều dài tương tự đai thang - Đai răng, dạng biến thể truyền đai Dây đai có hình dạng gần giống răng, bánh đai có gần giống bánh Bộ truyền đai làm việc theo nguyên tắc ăn khớp chính, ma sát phụ, lực căng đai nhỏ (Hình 2-5, b) Hình 2-5: Bộ truyền đai hình lược, đai Cấu tạo đai bao gồm sợi thép bện chịu tải, cao su chất dẻo Thông số đai mô đun m, mô đun tiêu chuẩn hóa, gía trị tiêu chuẩn m: ; 1,5 ; ; ; ; ; ; 10 mm Dây đai chế tạo thành vịng kín Giá trị tiêu chuẩn chiều dài đai tương tự đai hình thang Trên thực tế, truyền đai dẹt đai thang dùng nhiều Vì vậy, chương chủ yếu trình bày truyền đai dẹt đai thang 1.1.3 Các thông số làm việc chủ yếu truyền đai - Số vòng quay trục dẫn, ký hiệu n , trục bị dẫn n ; v/ph - Tỷ số truyền, ký hiệu u, u = n1 n2 - Công suất trục dẫn, ký hiệu P , công suất trục bị dẫn P ; kW P2 P1 - Hiệu suất truyền động  ,  = - Mô men xoắn trục dẫn T , trục bị dẫn T ; Nmm - Vận tốc vòng bánh dẫn v , bánh bị dẫn v , vận tốc dài dây đai v ; m/s - Hệ số trượt  ,  = v1  v2  đ v1 - Thời gian phục vụ truyền, gọi tuổi bền truyền t ; h b - Lực vòng tác dụng lên đai, cịn gọi lực căng có ích F ; N F = t Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động t 2T1 d1 Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM - Lực căng đai ban đầu nhánh đai F ; N - Hệ số kéo  , = Ft 2F0 - Yêu cầu môi trường làm việc truyền - Chế độ làm việc 1.1.4 Các thông số hình học chủ yếu truyền đai - Đường kính tính tốn bánh đai dẫn d , bánh bị dẫn d ; mm Là đường kính vòng tròn tiếp xúc với lớp trung hòa dây đai Lớp trung hoà đai lớp không bị kéo, mà không bị nén dây đai vòng qua bánh đai d = d u.(12  ) - Khoảng cách trục a, khoảng cách tâm bánh đai dẫn bánh bị dẫn; mm - Góc hai nhánh dây đai  ; độ - Góc ơm dây đai bánh dẫn 1 , bánh bị dẫn  ; độ 1 = 180   ;  = 180   ;  570 d  d1  a (2-1) - Chiều dài dây đai L; mm Được đo theo lớp trung hòa dây đai Quan hệ chiều dài dây đai khoảng cách trục a xác định sau:  d  d1  d  d1 2 L  2a  (2-2)  a= 4a   d  d1   d  d1  1      L   L   d  d     4 2      (2-3) - Số dây đai truyền đai hình thang, z - Diện tích tiết diện mặt cắt ngang dây đai A; mm (Hình 11-4) Đối với đai dẹt, A = b × h Với b chiều rộng, h chiều cao tiết diện Đối với đai thang, A = A × z Với A diện tích tiết diện dây đai 0 - Chiều rộng bánh đai B , B Thông thường B = B chiều rộng tính tốn B 2 Đối với bánh đai dẹt, lấy B = 1,1.b + (10÷15) mm Đối với bánh đai thang, lấy B = (z - 1).p + 2.e mm th 1.1.5 Lực tác dụng truyền đai - Khi chưa làm việc, dây đai kéo căng lực ban đầu F - Khi chịu tải trọng T trục I T trục II, xuất lực vòng F , làm nhánh đai căng t thêm, gọi nhánh căng, bánh bớt căng (Hình2-6) Lúc lực căng nhánh căng: Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang F =F + c Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM Ft lực căng nhánh khơng căng: Hình 2-6: Lực truyền đai Ft F =F kh - Khi bánh đai quay, dây đai bị ly tâm tách xa khỏi bánh đai Trên nhánh đai chịu thêm lực căng F = q v , với q khối lượng mét đai Lực F có tác v m m v hại làm giảm lực ma sát dây đai bánh đai Lúc nhánh đai căng có lực F = F + c nhánh đai khơng căng có lực F = F kh Ft +F v Ft +F v - Lực tác dụng lên trục ổ mang truyền đai lực hướng tâm F , có phương r vng góc với đường trục bánh đai, có chiều kéo hai bánh đai lại gần Giá trị F tính sau: r   F = 2.F cos   r (2-4) 2 1.1.6 Ứng suất đai - Dưới tác dụng lực căng F ,trên nhánh đai căng có ứng suất c c = Fc A - Tương tự, nhánh đai khơng căng có  kh = Đương nhiên  kh <  c Fkh A - Ngồi ra, dây đai vịng qua bánh đai 1, bị uốn, đai có ứng suất uốn  ul = E Hình 2-7: Sự phân bố ứng suất dây đai vật liệu đai h d1 Trong E mơ đun đàn hồi - Tương tự, dây đai vòng qua bánh đai 2, đai có  u = E thấy h Ta nhận d2  u <  ul Sơ đồ phân bố ứng suất dây đai, dọc theo chiều dài đai trình bày Hình 2-7 Quan sát sơ đồ ứng suất đai, ta có nhận xét: - Khi truyền làm việc, ứng suất tiết diện đai thay đổi từ giá trị  =  kh đến giá trị  max =  c +  ul Như dây đai bị hỏng mỏi Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM - Khi dây đai chạy đủ vòng, ứng suất tiết diện đai thay đổi lần Để hạn chế số chu kỳ ứng suất đai, kéo dài thời gian sử dụng truyền đai, khống chế số vòng chạy đai dây - Để cho  ul  u không lớn, nên chọn tỷ lệ d1 khoảng từ 30 h ÷ 40 1.1.7 Sự trượt truyền đai Thực thí nghiệm trượt đai Hình 2-8: Trọng lượng G hai vật nặng tương đương với lực căng ban đầu F Dây đai dãn tiếp xúc với bánh đai cung AB Giữ bánh đai cố định Đánh dấu vị trí tương đối dây đai bánh đai, vạch màu Treo thêm vật nặng G vào nhánh trái dây đai, nhánh trái bị dãn dài thêm đoạn Các vạch màu dây đai bánh đai cung AC bị lệch Dây đai trượt bánh đai Hiện tượng trượt dây đai biến dạng đàn hồi gây nên Dây đai mềm, dãn nhiều trượt lớn Được gọi tượng trượt đàn hồi dây đai bánh đai Hình 2-8: Thí nghiệm trượt đai Cung AC gọi cung trượt, cung CB khơng có tượng trượt gọi cung tĩnh Lực F cung AC vừa đủ cân với trọng lượng G vật nặng ms Ta tăng dần giá trị G lên, điểm C tiến dần đến điểm B Khi điểm C trùng với điểm B, lúc F cung AB = G , trạng thái tới hạn dây đai, G gọi ms 1 tải trọng giới hạn Tiếp tục tăng G , dây đai chuyển động phía bên trái, trượt bánh đai Đây tượng trượt trơn Lúc lực ma sát F bề mặt tiếp xúc dây đai bánh đai không đủ lớn để giữ dây đai F < G ms ms Ta giảm giá trị G , cho F cung AB lớn G Quay bánh đai theo chiều ms kim đồng hồ ngược lại Quan sát vạch màu, ta nhận thấy cung trượt ln nằm phía nhánh đai khỏi bánh đai Xét truyền đai chịu tải trọng T , quay với số vòng quay n Lúc lực tác dụng 1 nhánh căng nhánh không căng lệch lượng F = t 2T1 Lực F kh d1 nhánh không căng tương đương với trọng lượng G thí nghiệm, cịn F tương đương với G t Giáo trình Tính Toán Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM Trên bánh đai dẫn cung trượt nằm phía nhánh đai khơng căng, cung tĩnh nằm phía nhánh đai căng Trên bánh đai bị dẫn cung trượt nằm phía nhánh đai căng Khi F F lớn lực F , lúc truyền đai có trượt đàn hồi ms1 Khi F ms1 ms2 t F ms2 nhỏ F , truyền đai có tượng trượt trơn hoàn t toàn Các truyền đai thường dùng có u > 1, nên F ms1 F Những khoảng t < F truyền đai có trượt trơn, phần thời gian lại t truyền có trượt đàn hồi Tình trạng gọi trượt trơn phần 1.1.8 Đường cong trượt đường cong hiệu suất Để nghiên cứu ảnh hưởng trượt truyền đai đến hiệu suất truyền động, vận tốc bánh đai bị dẫn Người ta tiến hành thí nghiệm, xây dựng đường cong biểu diễn quan hệ hệ số trượt  với hệ số kéo , hiệu suất  với hệ số kéo Đồ thị hàm số  ( ) hệ tọa độ vng góc O gọi đường cong trượt Đồ thị hàm số    hệ toạ độ vng góc O gọi đường cong hiệu suất (Hình 2-9) Quan sát đường cong trượt đường cong hiệu suất Hình 11-9 ta nhận thấy: + Khi hệ số kéo thay đổi từ đến  , lúc truyền Hình 2-9: Đường cong trượt đường cong hiệu suất có trượt đàn hồi, hệ số trượt tăng, đồng thời hiệu suất  tăng + Khi  biến thiên từ  đến  max hệ số trượt tăng nhanh, lúc truyền đai có trượt trơn phần, hiệu suất truyền giảm nhanh + Khi =  max truyền trượt trơn hồn tồn, hiệu suất 0, cịn hệ số trượt + Tại giá trị  =  truyền có hiệu suất cao nhất, mà chưa có tượng trượt trơn phần Lúc truyền sử dụng hết khả kéo Đây trạng thái làm việc tốt truyền Giá trị  gọi hệ số kéo tới hạn truyền + Khi tính thiết kế truyền đai, cố gắng để truyền làm việc vùng bên trái sát với đường  =  Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM + Do có trượt nên số vòng quay n trục bị dẫn dao động, tỷ số truyền u truyền không ổn định n d2 d1 1    , n2  n1 d1 1    d2 1.2 Tính truyền đai 1.2.1 Các dạng hỏng truyền đai tiêu tính tốn Trong q trình làm việc truyền đai bị hỏng dạng sau: - Trượt trơn, bánh đai dẫn quay, bánh bị dẫn dây đai dừng lại, dây đai bị mòn cục - Đứt dây đai, dây đai bị tách rời không làm việc nữa, gây nguy hiểm cho người thiết bị xung quanh Đai thường bị đứt mỏi - Mịn dây đai, có trượt đàn hồi, trượt trơn phần, nên dây đai bị mòn nhanh Một lớp vật liệu mặt đai đi, làm giảm ma sát, dẫn đến trượt trơn Làm giảm tiết diện đai, dẫn đến đứt đai - Dão dây đai, sau thời gian dài chịu kéo, dây đai bị biến dạng dư, dãn dài thêm đoạn Làm giảm lực căng, tăng trượt Làm giảm tiết diện đai, đai dễ bị đứt - Mòn vỡ bánh đai, bánh đai mòn chậm dây đai Khi bánh đai mòn giá trị cho phép truyền làm việc không tốt Bánh đai làm vật liệu giịn, bị vỡ va đập rung động trình làm việc Để hạn chế dạng hỏng kể trên, truyền đai cần tính tốn thiết kế kiểm tra bền theo tiêu sau:  t   t  (2-5) U ≤ U  (2-6)    ,     (2-7) Trong ứng suất có ích đai, lực F gây nên, t t [  t ] ứng suất có ích cho phép dây đai, U số vòng chạy đai dây, [U] số vòng chạy cho phép đai giây,  hệ số kéo tới hạn truyền đai  ứng suất ban đầu đai, lực căng ban đầu F gây nên, [  ] ứng suất ban đầu cho phép dây đai 1.2.2 Tính truyền đai theo ứng suất có ích - Ứng suất có ích  t xác định theo công thức: t  K Ft K 2.T1  A d1 A (2-8) Trong K hệ số tải trọng, giá trị K phụ thuộc vào đặc tính tải trọng chế độ làm việc truyền Có thể lấy khoảng 1,0 ÷ 1,25 Đối với đai dẹt, diện tích tiết diện đai A = b.h, Đối với đai thang, diện tích tiết diện đai A = z.A Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM - Ứng suất có ích cho phép [  t ] xác định theo công thức:  t    t 0 C Cv Cb (2-9) Trong  t 0 ứng suất có ích cho phép truyền chuẩn, chọn làm thí nghiệm để xác định ứng suất có ích cho phép Bộ truyền chuẩn có góc 1 = 180 , vận tốc làm việc v = 10 m/s, đặt nằm ngang, tải trọng khơng có va đập Giá trị  t 0 tra sổ tay khí Đối với đai vải cao su, lấy khoảng 2,1 ÷ 2,4 MPa C hệ số điều chỉnh, kể đến độ lệch góc 1 so với chuẩn Giá trị C tra bảng, tính gần theo cơng thức: C = - 0,003.(180 - 1 ) C v hệ số kể đến độ lệch vận tốc v so với chuẩn Giá trị C v tra bảng, tính gần theo cơng thức: C v = 1,04 - 1,0004.v C b hệ số kể đến vị trí truyền Có thể chọn sau: Đối với đai thang, với vị trí truyền ln lấy C b = Đối với đai dẹt, ≤  ≤ 60 , chọn C b = 60 <  ≤ 80 , chọn C b = 0,9 80 <  ≤ 90 , chọn C b = 0,8  góc nghiêng đường nối tâm hai bánh đai so với phương nằm ngang Bài toán kiểm tra bền truyền đai: có thơng số hình học thông số làm việc truyền, cần kiểm tra xem tiêu (2-5) có thỏa mãn hay khơng Công việc kiểm tra thực theo bước: + Tính ứng suất có ích  t theo cơng thức (2-8) + Tính ứng suất có ích cho phép [  t ] theo công thức (2-9) + So sánh  t [  t ] đưa kết luận: Nếu  t > [  t ], truyền không đủ bền, Nếu  t [U], truyền không đủ bền, Nếu U ≤ [U], truyền đủ độ bền mỏi Bài toán thiết kế theo độ bền lâu thực sau: + Chọn giá trị [U] thích hợp với loại truyền, tuồi bền truyền  d1 n1 + Giả sử tiêu (2-6) thỏa mãn, ta viết  [U] , suy L  d1 n1 6.10 L 6.10 4.U  (2-13) 2.2.4 Tính đai theo khả kéo - Hệ số kéo truyền đai tính theo cơng thức: = Ft T = 2.F0 d1 F0 (2-14) - Hệ số kéo tới hạn  lấy sau: Đối với đai dẹt, lấy = 0,4 ÷ 0,45 Đối với đai thang, lấy = 0,45 ÷ 0,5 - Ứng suất ban đầu  = F0 A - Ứng suất ban đầu cho phép [  ] chọn sau: Đối với đai dẹt, lấy [  ] = 1,8 MPa, Đối với đai thang, lấy [  ] = 2,0 MPa Bài toán kiểm tra truyền, thực sau: Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang 10 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM 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 , gọi độ lệch tâm tương đối ổ S trượt Như khả tải lớp dầu ổ trượt tăng lên, ta tăng kích thước chiều rộng B đường kính d ổ, tăng độ nhớt µ dầu, tăng vận tốc góc  giảm khe hở S ngõng trục lót ổ 7.2 Tính ổ trượt 7.2.1 Các dạng hỏng ổ trượt tiêu tính tốn Trong q trình làm việc ổ trượt bị hỏng dạng sau: - Mịn ổ Trong ổ có áp suất lớn, vật tốc trượt lớn, nên tốc độ mòn cao Mòn làm tăng khe hở ổ, giảm khả bôi trơn ma sát ướt; tăng độ lệch tâm, làm giảm độ xác máy Khi lượng mịn chưa lớn, điều chỉnh khe hở ổ để khơi phục lại độ xác lệch tâm Nếu mịm giới hạn cho phép phải thay ổ - Dính xước Trên ngõng trục có dính mẩu kim loại, bề mặt lót ổ có nhiều vết xước Nguyên nhân: áp suất bề mặt tiếp xúc lớn, vận tốc trượt cao, làm nhiệt độ chỗ tiếp xúc tăng cao, vật liệu đạt đến trạng thái chảy dẻo Do tính vật liệu lót ổ thấp ngõng trục, nên kim loại từ lót ổ dính lên ngõng trục, tạo thành vấu Các vấu cào xước bề mặt lót ổ Dính xước làm hỏng bề mặt, giảm khả làm việc ổ - Biến dạng bề mặt lót ổ Ở ổ làm việc với áp suất cao, vận tốc làm việc thấp, bề mặt lót ổ có chỗ lồi lõm, ổ làm việc không tốt Nguyên nhân: áp suất mặt tiếp xúc cao, lưu lại thời gian dài, làm lớp bề mặt bị mềm ra, vật liệu bị xô đẩy từ chỗ sang chỗ Những chỗ vật liệu đọng lại lồi lên, chỗ vật liệu lõm xuống - Nhiệt độ làm việc cao, làm giảm chất lượng dầu bơi trơn, làm biến dạng nhiệt dẫn đến kẹt ổ, tăng tải trọng phụ Trong ổ trượt, khơng có bơi trơn ma sát ướt, hệ số ma sát tương đối cao, mát công suất nhiều, sinh nhiệt làm nóng ổ - Kẹt ổ, ổ khơng quay được, quay nặng, trục biến dạng lớn quá, dãn nở nhiệt, lắp ghép khơng có khe hở trục lót ổ Để hạn chế dạng hỏng kể trên, ổ trượt thường tính tốn thiết kế kiểm tra theo tiêu sau: p ≤ [p] (8-3) p.v ≤ [p.v] (8-4) h > R z1 + R z (8-5)  lv ≤ [  ] (8-6) Trong p áp suất bề mặt tiếp xúc, MPa [p] áp suất cho phép, MPa v vận tốc vòng ngõng trục, m/s [p.v] tích số áp suất vận tốc cho phép, Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang 83 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM h chiều cao lớp dầu bơi trơn, µm Rz1 Rz chiều cao nhấp nhơ trung bình bề mặt ngõng trục lót ổ, µm  lv nhiệt độ làm việc ổ trượt, C [  ] nhiệt độ cho phép, C Sử dụng tiêu 8-3 8-4 để tính ổ trượt, gọi tính ổ trượt theo áp suất áp suất vận tốc cho phép Sử dụng tiêu 8-5 để tính ổ trượt, gọi tính ổ trượt bôi trơn ma sát ướt Sử dụng tiêu 8-6 để tính ổ trượt, gọi tính ổ trượt theo nhiệt độ 7.2.2 Tính ổ trượt theo [p], [p.v] - Áp suất p tính theo công thức: p = Fr B.d Fr tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ Giá trị tải trọng hướng tâm, giá trị phản lực gối tựa, nhận tính trục - Vận tốc ngõng trục xác định theo công thức: v =  d n 60.1000 - Áp suất [p] tích số [p.v] tra bảng theo vật liệu lót ổ Bài tốn kiểm tra thực sau: - Tính giá trị p xác định giá trị [p] So sánh p với [p], kết luận Nếu p ≤ [p], ổ đủ bền - Trường hợp vận tốc làm việc tương đối lớn, tính theo tích số p.v; Tính áp suất p, vận tốc v, tích số p.v Tra bảng có [p.v] So sánh giá trị p.v với [p.v], kết luận Nếu p.v ≤ [p.v], ổ đủ bền Bài toán thiết kế làm sau: Tra bảng, xác định [p] Giả sử p ≤ [p] thoả mãn, Ta rút cơng thức tính chiều rộng ổ: B ≥ Fr d [ p] 7.2.3 Tính ổ trượt bơi trơn ma sát ướt Bài tốn kiểm tra ổ trượt bơi trơn ma sát ướt thực sau: - Xác định giá trị Rz1 , Rz hai bề mặt - Giả sử khả tải lớp dầu cân với tải trọng, Fd = Fr , ta tính hệ số khả tải cần thiết  c c = Fr  B.d   (8-7) - Tra bảng, xác định giá trị  tương ứng với  c vừa tính - Xác định khe hở trung bình kiểu lắp trục với lót ổ, S = d  - d tr Tính  Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang 84 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí - Tính chiều cao lớp dầu theo công thức: h = S Bộ môn CTM 1  - So sánh giá trị h với tổng Rz1 + Rz Nếu h ≥ k.( Rz1 + Rz ), có bơi trơn ma sát ướt Với k hệ số an toàn, lấy k = 1,1 ÷ 1,2 Bài tốn thiết kế ổ trượt bôi trơn ma sát ướt thực sau: - Xác định giá trị Rz1 , Rz hai bề mặt - Chọn giá trị sơ cho hệ số  sb - Giả sử khả tải dầu với tải trọng Fr ,ta tính hệ số khả tải F  yêu cầu  yc , theo công thức:  yc = r sb B.d   - Tra bảng, xác định giá trị  tương ứng với  yc vừa tính - Giả sử điều kiện h ≥ k.( Rz1 + Rz ) Với k hệ số an tồn, lấy k = 1,1 ÷ 1,2 Ta có: 2.k (Rz1  Rz ) 1  k.( Rz1 + Rz ) = S , ta tính giá trị khe hở S = Kiểm tra điều 1  kiện S ≤  sb Nếu không thoả mãn phải chọn lại giá trị  sb d - Chọn kiểu lắp cho ổ trượt, cho khe hở trung bình có giá trị S 7.2.4 Tính ổ trượt theo điều kiện chịu nhiệt Nhiệt lượng sinh ổ trượt tổn thất ma sát gây nên Nhiệt độ làm việc  lv , tính theo phương trình cân nhiệt lượng Ω = 1 +  Trong Ω nhiệt lượng sinh giờ, kCal/h, Ω = 860.(1-  ) P1  nhiệt lượng tỏa môi trường xung quanh giờ, kCal/h,  = At K t (  lv -  )  nhiệt lượng tải bên qua thiết bị làm mát, kCal/h Giá trịcủa  ghi thiết bị làm mát At diện tích bề mặt nhiệt mơi trường xung quanh, m Giá trị At bao gồm diện tích bề mặt tiếp xúc với khơng khí lưu thơng, 25 % diện tích bề mặt giáp tường, mặt đáy hộp K t hệ số tỏa nhiệt, kCal/(h m C ) Có thể lấy K t = 7,5 ÷ 15 tùy theo tốc độ lưu thơng khơng khí 0  nhiệt độ mơi trường xung quanh Có thể lấy  = 30 C ÷ 40 C Từ phương trình trên, rút cơng thức: 860.(1   ).P1    lv = + 0 At K t (8-8) Giá trị nhiệt độ cho phép [  ] chọn theo loại dầu bôi ổ trượt Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang 85 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ mơn CTM Bài tốn kiểm tra điều kiện chịu nhiệt ổ thực sau: - Tính nhiệt độ làm việc ổ  lv , dùng cơng thức 8-8 - Xác định nhiệt độ cho phép [  ] - So sánh  lv [  ], kết luận Nếu  lv ≤ [  ], truyền thỏa mãn điều kiện chịu nhiệt Nếu  lv > [  ], phải tìm cách xử lý để ổ thỏa mãn điều kiện chịu nhiệt Các cách xử lý: - Nếu nhiệt độ chênh lệch khơng nhiều, chọn lại chất bôi trơn để tăng giá trị [  ] lên - Làm cánh tản nhiệt để tăng diện tích tỏa nhiệt At - Có thể dùng quạt gió, phun nước để tăng giá trị hệ số tỏa nhiệt K t - Nếu dùng cách khơng được, phải dùng thiết bị làm mát tải nhiệt ngoài, tăng giá trị  7.2.5 Vật liệu chế tạo lót ổ Vật liệu chọn chế tạo lót ổ phải thoả mãn yêu cầu chủ yếu sau đây: - Có hệ số ma sát thấp tiếp xúc với trục thép - Có khả giảm mịn chống dính cao - Có đủ độ bền chịu tải Các loại vật liệu thường dùng làm lót ổ: - Babit, hợp kim có thành phần chủ yếu thiếc, chì, tạo thành mềm, có xen hạt rắn antimon, đồng, niken cadmi Vì có tính thấp, nên babít dùng để tráng lớp mỏng vài phần mười mm lên thân lót ổ - Đồng chì Đồng chì có tính tương đối cao, dùng phổ biến để chịu áp suất cao vận tốc cao Nhưng có hệ số ma sát tương đối cao, bề mặt ngõng trục lót ổ phải gia cơng nhẵn bóng Đồng chì dùng nhiều sản xuất ổ trượt hàng khối hàng loạt lớn - Đồng thiếc, dùng phổ biến, áp suất cao, vận tốc trung bình Vì chứa nhiều thiếc nên giá thành tương đối cao - Hợp kim nhơm Hợp kim nhơm có hệ số ma sát tương đối thấp, dẫn nhiệt chạy mòn tốt Là vật liệu chủ yếu làm lót ổ động máy kéo Hợp kim nhơm có hệ số dãn nở nhiệt lớn, khả chống dính khơng cao - Đồng thau, dùng làm lót ổ, vận tốc ngõng trục thấp m/s - Gang xám, dùng ngõng trục quay chậm, áp suất nhỏ, p = 1÷2 MPa Gang xám rẻ tiền đồng thanh, hệ số ma sát lớn Để giảm mòn cho ngõng trục, nên chọn gang xám có độ rắn bề mặt thấp độ rẵn bề mặt trục - Gốm kim loại Thường dùng loại gốm bột đồng có 7÷10 % thiếc 1÷4 % grafit Hoặc loại gốm bột sắt 1÷3 % grafit Gốm kim loại có độ bền cao, hệ số ma sát tương đối thấp, có lỗ xốp chứa dầu bơi trơn - Vật liệu phi kim loại Thường dùng chất dẻo, gỗ, da, cao su, grafit Giáo trình Tính Tốn Truyền Động Của Một Số Cụm Truyền Động Trang 86 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM Chất dẻo thường dùng như: linofon, têctôlit, nhựa Chất dẻo có hệ số ma sát thấp, độ bền mòn cao Nhưng dẫn nhiệt Gỗ thường dùng loại gỗ rắn, gỗ nghiến, gỗ hòe, gỗ lim Ổ trượt gỗ cần bôi trơn làm nguội nước chảy Cao su, dùng làm ổ trượt máy bơm, tua bin nước Các ổ cao su cần ngâm nước Ổ có tính đàn hồi cao, có tác dụng giảm chấn bù sai lệch trục Grafit Ổ trượt grafit chế tạo cách ép grafit với áp suất cao, nung nhiệt độ khoảng 700 C Ổ có hệ số ma sát thấp (0,04÷0,05), làm việc môi trường nhiệt độ từ -200 C ÷ 1000 C Ổ làm việc tốt không bôi trơn, dãn nhiệt tốt Ổ trượt grafit tương đối dòn, khả chống mòn Nên dùng với áp suất nhỏ, p