Chi tiết máy là gì? Chi tiết máy là phần tử có cấu tạo hoàn chỉnh từ các bộ phận cấu thành tạo nên nhiệm vụ chung nhất định. Mỗi phần tử sẽ có chức năng khác nhau nhưng điểm chung là chúng sẽ cấu thành bộ phận nhất định.
12/17/2017 NỘI DUNG Khái Một Cơ niệm chung số loại ổ lăn thơng dụng sở tính tốn ổ lăn Tính So 8.1 Khái niệm chung tốn lựa chọn ổ lăn • Đỡ trục • Giữ trục có vị trí xác định khơng gian • Tiếp nhận tải trọng sánh ổ lăn ổ trượt 8.1 Khái niệm chung 8.1 Khái niệm chung a Cấu tạo a Cấu tạo Vịng ngồi (lắp lên gối trục) Vòng (lắp lên ngõng trục) • Giữ cho lăn cách khoảng cố định • Giảm số lượng lăn Con lăn Vòng cách 12/17/2017 8.1 Khái niệm chung 8.1 Khái niệm chung b Phân loại b Phân loại Theo khả tiếp nhận tải trọng Theo dạng lăn Ổ đỡ : chịu lực hướng tâm Fr, không chịu chịu phần nhỏ lực dọc trục Fa Ổ đỡ chặn: chịu đồng thời lực hướng tâm Fr lực dọc trục Fa Bi : ổ bi (hình a) Đũa : + đũa trụ ngắn (hình b) Ổ chặn: chịu dọc trục Fa , khơng + đũa trụ dài (hình c) chịu lực hướng tâm + đũa (hình d) Ổ chặn đỡ: chịu lực dọc trục Fa lực + đũa hình tang trống (hình e, f) hướng tâm Fr 8.1 Khái niệm chung 8.1 Khái niệm chung b Phân loại b Phân loại Theo số dãy lăn Theo cỡ đường kính ngồi Với đường kính chia loại cỡ siêu nhẹ, đặc biệt nhẹ, nhẹ, nhẹ rộng, trung, trung rộng, nặng … Ngồi cịn phân ổ thành hai loại Ổ dãy Ổ hai dãy Ổ tự lựa ổ không tự lựa Ổ bốn dãy 12/17/2017 8.1 Khái niệm chung 8.2 Một số ổ lăn thông dụng b Phân loại Ký hiệu Ngồi cịn phân ổ thành hai loại Ổ tự lựa ổ không tự lựa Ổ bi đỡ dãy (Deep groove ball bearings) 10 Four-point bearings Cho phép trục nghiêng Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ Khả chịu va đập 11 12 12/17/2017 Ổ bi đỡ lịng cầu dãy (Self-aligning ball bearings) Thích hợp với trục truyền chung có nhiều ổ trục khó đảm bảo lắp đồng tâm 13 14 Barrel roller bearings 15 16 12/17/2017 Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy (Cylindrical roller bearings, single row) Spherical roller bearings Chịu tải hướng tâm lớn Chịu va đập tốt Không chịu lực dọc trục Đắt ổ bi đỡ dãy 17 18 Ổ bi đỡ chặn dãy (Angular contact ball bearings, single row) 19 20 12/17/2017 Ổ kim (Needle roller bearings) Angular contact ball bearings, double row Dùng chỗ có yêu cầu kích thước hướng kính hạn chế 21 22 23 24 Ổ đũa đỡ chặn (Tapered roller bearings) Dễ tháo lắp Dễ điều chỉnh khe hở để bù lượng mòn 12/17/2017 Ổ bi chặn (Thrust ball bearings) Angular contact thrust ball bearings 25 26 Spherical roller thrust bearings Ổ đũa chặn (Cylindrical roller thrust bearings) 27 28 12/17/2017 Ký hiệu ổ lăn 8.3 Cơ sở tính toán ổ lăn Theo TCVN 3776-83 ổ lăn ký hiệu chữ số : ví dụ 7204 Hai chữ số cuối biểu thị đường kính ổ (mm) Đường kính ổ 10 12 15 17 20 Ký hiệu 00 01 02 03 04 Từ 04 , giá trị cách mm 1-> Số thứ từ phải sang biểu thị cỡ ổ ví dụ cỡ nhẹ Số thứ từ phải sang biểu thị loại ổ Ví dụ loại ổ đũa Sự phân bố tải trọng lăn Ứng suất chu kỳ chịu tải 29 8.3.1 Sự phân bố tải lăn 30 8.3.1 Sự phân bố tải lăn Xét Ổ bi đỡ chịu lực hướng tâm F r 31 32 12/17/2017 8.3.1 Sự phân bố tải lăn 8.3.1 Sự phân bố tải lăn Phương trình cân lực Fr F0 2F1 cos Fn cos n Fr Fr F2 F2 F2 F1 F1 F2 F1 F0 F1 F0 33 8.3.1 Sự phân bố tải lăn 34 8.3.1 Sự phân bố tải lăn Phương trình quan hệ biến dạng 1 1 0.775 F E1 E R R Fr 1/ i CFi j 1 F2 F2 F1 F1 F0 C : số phụ thuộc vật liệu dạng tiếp xúc j : số mũ, phụ thuộc dạng tiếp xúc 0 Giả thiết: - Ổ khơng có khe hở hướng tâm tiếp xúc điểm (con lăn bi) j = 2/3 tiếp xúc đường (con lăn côn) j = - Các vòng ổ giữ nguyên dạng tròn 35 36 12/17/2017 8.3.1 Sự phân bố tải lăn 8.3.1 Sự phân bố tải lăn Phương trình quan hệ biến dạng 1 Trường hợp tiếp xúc điểm (ổ bi) F0 o kFr z với k z n 2 cos5 / i i 1 z = 10; 15; 20 tính k = 4.38; 4.37;4.36 1 0 Trong thực tế giả thiết không thỏa mãn, 1 cos F0 cos 2 i cos i 5Fr z Trường hợp tiếp xúc đường (ổ đũa) F0 4.5Fr z 37 38 39 40 8.3.1 Sự phân bố tải lăn Nhận xét Sự phân bố tải trọng phụ thuộc vào độ xác chế tạo Càng nhiều lăn có khả chịu tải hướng tâm lớn 10 12/17/2017 8.3.2 Ứng suất chu kỳ chịu tải 8.3.2 Ứng suất chu kỳ chịu tải Công thức Hertz H max 0.383 Tại điểm A Tại điểm B F0 E 2 1 A 1A A 1 B 1A 1B Hmax Fo A t Hmax B t Do ta có A < B HA > HB dẫn đến vòng nhanh hỏng vịng ngồi 41 8.3.2 Ứng suất chu kỳ chịu tải 8.4 Tính tốn lựa chọn ổ lăn Nhận xét 42 Các dạng hỏng tiêu tính tốn Khả tải động ổ lăn Vịng quay có số chu kỳ chịu tải nhỏ vòng đứng yên Vòng chịu ứng suất lớn vịng ngồi => nên để vịng quay, vịng ngồi đứng n 43 44 11 12/17/2017 8.4.2 Khả tải động ổ lăn Dưới tác động ứng suất thay đổi theo chu kỳ nên dạng hỏng chủ yếu hỏng mỏi Phương trình đường cong mỏi mH H N const 8.4.2 Khả tải động ổ lăn => QmL = const +m = ổ bi +m =10/3 ổ đũa • ứng suất tiếp xúc lăn, tỷ lệ với tải trọng Q mHH N const + H Thực nghiệm xác định tải trọng khơng đổi ứng với tuổi thọ L = triệu vòng quay QmL = const = Cm +N số chu kỳ chịu tải, tỷ lệ với tuổi thọ lăn L (triệu vòng quay) C : khả tải động ổ lăn 45 8.4.2 Khả tải động ổ lăn • 46 8.4.2 Khả tải động ổ lăn Khả tải động tải trọng tĩnh ổ tiếp nhận mà khơng 90% số ổ loại, kích thước lấy làm thí nghiệm chưa xuất dấu hiệu tróc mỏi sau tối thiểu QmL = const Q: tải trọng tương đương • Tải trọng tương đương ổ lăn đỡ đỡ chặn tải trọng hướng tâm không đổi Q, triệu chu kỳ tác dụng tải trọng ổ lăn có tuổi thọ với tuổi thọ ổ làm việc điều kiện chịu tải thực • 47 Với ổ lăn chặn chặn đỡ, tải trọng dọc trục không đổi 48 12 12/17/2017 8.4.2 Khả tải động ổ lăn Tải trọng tương đương – Ổ đỡ đỡ chặn Q = (XVFr + YFa)KđKt – Ổ chặn đỡ Q = (XFr + YFa)KđKt – Ổ trụ ngắn đỡ Q = VFrKđKt – Kđ hệ số kể đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng – Kt hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kt = t 100oC – X, Y yếu tố xét đến ảnh hưởng tải trọng hướng tâm dọc trục đến tuổi thọ Tra bảng 17.1 – i : số dãy lăn – Fr, Fa lực hướng tâm lực dọc trục tác dụng lên ổ 50 8.4.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động Khả tải tĩnh (C0) tải trọng tĩnh gây Cđ = Q L1/m nên vùng tiếp xúc chịu tải lớn lăn rãnh lăn biến dạng dư tổng cộng 0.0001 giá trị đường kính lăn Ý nghĩa hệ số V hệ số kể đến ảnh hưởng vòng quay, vịng quay V = 1, vịng ngồi quay V = 1.2 49 8.4.3 Khả tải tĩnh ổ lăn – Ổ chặn Q = FaKđKt – 8.4.2 Khả tải động ổ lăn Q : tải trọng tương đương L : tuổi thọ cần thiết (triệu vòng) Trường hợp tuổi thọ tính (Lh) C0 cho bảng ổ lăn, phụ thuộc L = 60.10-6nLh lại ổ kích thước ổ Điều kiện kiểm nghiệm khả tải tĩnh Q0 C0 Q0 tải trọng tĩnh tương đương (KN) C0 tra bảng 51 +n < 10 v/ph -> n = 10 +n < v/ph -> chọn theo khả tải tĩnh 52 13 12/17/2017 8.4.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động Xác định tải trọng dọc trục tác động lên ổ • 8.4.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động Ổ bi đỡ chặn ổ đũa côn Tải trọng dọc trục tác động lên ổ phụ thuộc vào loại ổ, sơ đồ lắp • Ổ bi đỡ ổ bi lòng cầu hai dẫy Fa = Fat Fat: ngoại lực tác động dọc trục Fs0 Fr0 Fs1 Fr1 Fs0 Fr0 Fr1 Fr1 53 8.4.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động Fs :nội lực dọc trục lực hướng tâm Fr gây 54 8.4.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động Xác định kích thước ổ lăn +Ổ bi : Fsi = e.Fri Tính Cđ = Q L1/m +Ổ đũa Fsi = 0.85e.Fri Sau xác định Cđ, dựa vào loại ổ, + Chiều đường kính ngõng trục, tra bảng chọn loại ổ Fs : tác dụng lên ổ đối diện thoả mãn điều kiện Cđ ≤ Cbảng Giá trị e: tra bảng 17.1 Tổng lực dọc trục tác động lên ổ Fai = Fsj Fat + Nếu Fai > Fsi Fai = Fai + Nếu Fai < Fsi Fai = Fsi 55 56 14 12/17/2017 8.4.5 Các bước chọn ổ lăn Chọn loại ổ sơ đồ bố trí ổ Yêu cầu kết cấu Trục dài, có nhiều gối tựa dùng ổ tự lựa Trục cần dịch chuyển dọc trục ổ tùy động Vận tốc làm việc ổ Vận tốc cao nên chọn ổ bi thay ổ đũa Đối với trục vít với chiều dài trục > 150 mm 57 58 Tính tải trọng tương đương Qi Tính tải trọng động C Chọn kích thước ổ lăn cho + dổ +C = dtrục ≤ [Cbảng] Nếu không thỏa mãn : Tăng góc Ổ bi ko đủ bền -> ổ côn Giảm thời gian làm việc 59 15