5.1.1 – Cấp chính xác ổ lăn
- Ổ lăn là một bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hóa trong ngành cơ khí, chúng được sản xuất ở những nhà máy có mức độ chuyên môn hóa rất cao.
- Theo TCVN 1484 – 85 quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn là: 0, 6, 5, 4, 2 theo thứ tự tăng dần.
- Các cấp chính xác đặc trưng bởi trị số sai lệch giới hạn kích thước, độ chính xác quay và độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt ổ.
CCX 0 6 5 4 2
Độ đảo hướng kính (m) 20 10 5 3 2,5 Giá thành tương đối 1 1,3 2 4 10
- Trong chế tạo cơ khí thường sử dụng ổ lăn có cấp chính xác 0 và 6. Trong trường hợp cần độ chính xác quay cao, số vòng quay lớn thì sử dụng ổ cấp chính xác 5 hoặc 4 như: ổ trục chính máy mài, ổ trục động cơ cao tốc … Ổ lăn cấp chính xác 2 dùng cho những dụng cụ đo chính xác và những máy công cụ siêu chính xác
- Ký hiệu ổ: 6 – 205. Trong đó ổ cấp chính xác 0 thì không ghi số hiệu - Ổ lăn được lắp với trục theo bề mặt trụ trong của
vòng trong và lắp với lỗ thân hộp theo bề mặt trụ ngoài của vòng ngoài.
- Các bề mặt lắp ghép của ổ lăn đều là các bề mặt lắp ghép trụ trơn, vì vậy miền dung sai kích thước trục và lỗ được chọn theo tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trụ trơn theo TCVN 2245 - 99.
- Để đạt được tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn cũng như để giảm bớt số loại ổ thì đường kính ngoài D
và đường kính trong d được tiêu chuẩn hóa. Khi sử dụng ổ, muốn tạo ra các đặc tính khác nhau của mối ghép thì phải thay đổi miền dung sai của kích thước trục và
d
D
lỗ hộp tương ứng đảm bảo điều kiện làm việc của ổ. D được gọi là trục cơ sở, d được gọi là lỗ cơ sở.
5.1.2 – Đặc tính tải trọng và dạng tải trọng
- Chọn được kiểu lắp cho ổ tức là lựa chọn miền dung sai kích thước trục và lỗ thân hộp. Để chọn được kiểu lắp trục với vòng trong và lỗ hộp với vòng ngoài phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính và dạng tải trọng tác dụng lên các vòng của ổ lăn.
- Đặc tính tải trọng: 2 loại
+ Tải trọng va đập và rung động vừa phải, quá tải trong một thời gian ngắn tới 150% so với tải trọng tính toán. K ≥1,5
+ Tải trọng va đập và rung động lớn, quá tải tới 300% so với tải trọng tính toán. K ≥1,5
- Dạng tải trọng tác dụng lên các vòng của ổ lăn bao gồm 3 dạng: Dạng tải trọng cục bộ, chu kỳ và dao động.
+) Dạng tải cục bộ: Vòng chịu tải cục bộ là lúc nó cố định và chịu tác dụng của một lực hướng tâm cố định về phương, chiều và độ lớn. Hoặc khi nó quay chịu tác dụng của lực hướng tâm quay cùng tốc độ.
Khi đó chỉ có một phần nhỏ đường lăn chịu tải và truyền tải trong đó cho một phần tương ứng của bề mặt lắp ghép.
a) b) Trên hình a) - vòng trong chịu tải cục bộ
hình b) - vòng ngoài chịu tải cục bộ
PhPh Ph
+) Dạng tải chu kỳ: Vòng chịu tải chu kỳ là lúc nó chịu một lực hướng tâm lần lượt tác dụng lên khắp đường lăn của ổ và truyền tải trọng đó lần lượt lên khắp bề mặt lắp ghép.
hình a) vòng ngoài chịu tải chu kỳ hình b) vòng trong chịu tải chu kỳ
+) Dạng tải dao động: Vòng chịu tải dao động khi nó chịu một lực hướng tâm tác dụng lên một phần đường lăn, nhưng lực đó có phương chiều dao động trong phần đường lăn ấy theo chu kỳ quay của lực.
Giả sử vòng lăn chịu hai tải trọng hướng tâm Pn cố định và Pb quay. Xẩy ra hai trường hợp. o n P R b P b P n P a) b)
- Nếu Pn > Pb: Tổng hợp hai tải trọng đó lại thành lực R khi Pb quay mút của lực tổng hợp R sẽ vạch ra một vòng tròn tâm O (là mút của Pn ) và bán kính là trị số của Pb gốc trùng với Pb và Pn ). Vì Pn > Pb nên gốc của R nằm ngoài vòng tròn tâm O và do đó tại thời điểm bất kỳ phương tác dụng của R
chỉ nằm trong giới hạn góc mà thôi. Do đó đối với vòng quay chịu tải chu kỳ. Còn vòng cố định chịu tải hạn chế trong phần đường lăn giới hạn bởi góc , nhưng vì Pb
quay nên R
có phương dao động trong góc lấy và vòng đó chịu tải dao động.
- Nếu Pn < Pb: Khi đó gốc R nằm trong vòng tròn O và góc = 3600 Lúc này tải trọng tổng hợp R có phương, chiều tác dụng theo mọi hướng. Vì vậy vòng cố định sẽ chịu tải chu kỳ.
Vòng quay nếu quay cùng tốc độ với Pb sẽ chịu tải trọng cục bộ nhưng tải trọng này sẽ luôn thay đổi về phương, chiều và trị số.
5.1.3 - Chọn kiểu lắp cho ổ lăn: *) Theo đặc tính tải trọng:
- Nếu tải trọng va đập và rung động càng lớn, kích thước danh nghĩa của mối ghép càng nhỏ thì chọn mối ghép có độ dôi càng lớn và độ hở càng nhỏ.
- Nếu tải trọng va đập và rung động càng nhỏ, kích thước danh nghĩa của mối ghép càng lớn thì chọn mối ghép có độ dôi càng nhỏ và độ hở càng lớn.
*) Theo dạng tải trọng:
- Đối với vòng chịu tải cục bộ và dao động chỉ có một phần đường lăn chịu tải nên mòn nhiều do đó thường lắp có độ hở nhỏ với các chi tiết khác (lỗ hộp, trục) để trong quá trình làm việc vòng đó sẽ trượt tương đối với các bề mặt đối tiếp lúc đó toàn bộ đuờng lăn sẽ được mòn đều.
n n P R b P o
- Đối với vòng chịu tải chu kỳ nên lắp cố định (dùng mối ghép có độ dôi nhỏ) để loại trừ khả năng trượt tương đối so với bề mặt đối tiếp của lắp ghép, qua đó duy trì tình trạng chịu lực đồng đều của ổ.
- Để chọn được miền dung sai của trục và lỗ tiến hành tra bảng và dựa vào cường độ tải trọng hướng tâm được xác định theo công thức:
PR = ' B R
. Kn . F . FA (kN/m) trong đó: R - phản lực hướng tâm tính toán của ổ.
B‟ - chiều rộng làm việc của ổ; B‟ = B - 2r. B - chiều rộng ổ.
r - bán kính góc lượn mép ổ lăn. Kn - hệ số động lực học của lắp ghép.
với K 1,5 Kn = 1; K > 1,5 Kn = 1,8
F - hệ số tính đến mức độ làm giảm độ dôi do trục rỗng hoặc hộp có thành mỏng.
FA - hệ số phân bố không đều của tải trọng hướng tâm R (giữa các dãy con lăn trong ổ nén hai dãy, hoặc giữa các dãy bi trong ổ bi đỡ chặn hai dãy và ổ bị chặn kép, khi có tải trọng chiều trục A)