3.3.1 Ly hợp ma sát
1. Đặc điểm và phân loại bộ ly hợp ma sát a, Đặc điểm
Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn. Thời gian ly hợp ngắn (0,2 ÷ 0,3 giây) Hiệu suất truyền động cao (khi đã làm việc ổn định khơng sinh ra trượt tương đối. Khi làm việc khơng tiêu hao năng lượng (nếu là bộ ly hợp) ma sát thao tác bằng cơ giới
Do đĩ các bộ ly hợp ma sát được dùng rộng rãi trên các tàu cĩ cơng suất vừa và nhỏ. Thỏa mãn yêu cầu gọn nhẹ, tính cơ động cao.
b, Phân loại
Bộ ly hợp ma sát đĩa (mặt ma sát là hai đĩa bằng).
Bộ ly hợp ma sát hình chĩp trịn (mặt ma sát là hình chĩp trịn). Bộ ly hợp ma sát hình trống (mặt ma sát là hình trống).
Bộ ly hợp ma sát hình răng vịng (mặt ma sát là những vịng răng đồng tâm, mặt hình chĩp).
2. Một số bộ ly hợp điển hình a. Ly hợp ma sát đĩa
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý ly hợp ma sát đĩa
Hinh3.8: Kết cấu ly hợp ma sát đĩa điều khiển thuỷ lực
1. Trục chủ động 16.Cán piston
2. Bạc đỡ 17.Vịng làm kín
3.Thân ly hợp 18.Ong lĩttrong trục đẩy
4.Đĩa ly hợp 19. Vịng rãnh trượt (nửa dưới)
5.Lớp vật liệu ma sát đĩa ly hợp 20. Vịng làm kín (O-ring)
6. Đĩa ly hợp 21.Ong lĩt 7.Piston ly hợp 22.Nút
8.Xéc măng 23.Nút
9.Xi lanh ly hợp 24.Nút
10.Vịng làm kín 25. Xi lanh Servo đĩa ma sát
12. Xéc măng 27.Dẫn hướng xi lanh Servo 13.Chốt hãm 28.Bánh răng via
14.Vịng rãnh trượt (nửa trên) 29.Servo piston đĩa ma sát
15.Trục đẩy 30.Cần kéo
Dưới tác động của lực ép Q tạo ra lực ma sát giữa hai đĩa 4 và 6 T = . Q ( : hệ số ma sát giữa hai bề mặt)
Mơ men ma sát truyền từ trục chủ động sang trục bị động MT = .Q .
Quá trình làm việc chia thành ba giai đoạn:
Giai đoạn tiếp hợp: Trục bị động ở tình trạng làm việc khơng ổn định, tốc độ tăng dần đến tốc độ trục chủ động với thời gian 1 ÷ 2 giây.
Giai đoạn vận hành ổn định: Bộ ly hợp trở thành 1 thiết bị thống nhất, truyền mơ men và mơ men đĩ ân bằng với sức cản chân vịt.
Giai đoạn ly khai: Trục bị động ở trạng thái khơng ổn định tốc độ giảm dần đến khi ngừng hẳn.
Khi hệ động lực làm việc ở các phụ tải khác nhau, các giai đoạn trên diễn ra cũng khác nhau. Trên thực tế, bộ ly hợp thường làm việc ổn định lâu dài ở giai đoạn 2.
Nếu thời gian tiếp hợp quá ngắn (tiếp hợp nhanh), mơ men xoắn sinh ra lúc tiếp hợp đàn tính từ động cơ đến chân vịt sẽ gây ra biến dạng xoắn. Xuất hiện dao động xoắn tắt dần cĩ thể gây sự cố nguy hiểm.
Sau khi bộ phận bị động được gia tốc, mơ men xoắc mà bộ ly hợp
truyền đi do lực quán tính của bộ phận bị động mất đi, giảm rất nhanh tồn bộ hiện tượng xoắn uốn của hệ thống mất đi. Dao động của hệ thống cĩ dạng tắt dần.
Vật liệu chế tạo: Phải cĩ tính chịu mài mịn cao . hệ số ma sát lớn, khơng thay đổi khi nhiệt độ tăng. tính chống kết dính cao. Độ bền cao, chịu lực cắt. chịu nhiệt độ tốt, ít biến dạng nhiệt, dẫn nhiệt tốt, tỏa nhiệt nhanh.
Thực tế cĩ thể dùng: Gang đúc với gang đúc, thép với đồng thanh hoặc đồng thau với gang đúc, da với thép hoặc gang đúc, gỗ mềm với thép, cao su với thép.
b.Ly hợp hình chĩp trịn
So với ly hợp ma sát đĩa cĩ cùng đường kính, cùng truyền mơ men như nhau thì lực tiếp hợp bằng khoảng 1/3 của ly hợp đĩa.
Khi ly khai dứt khốt tuyệt đối.
Muốn tăng tải trọng truyền động thì kích thước cồng kềnh.
So với ly hợp ma sát đĩa kiểu nhiếu cặp thì độ trượt tương đối lớn hơn, làm mặt ma sát mịn nhanh. Mơ men quán tính lớn khi khởi động, quá trình làm việc khơng ổn định.
Trong hệ thống cĩ tốc độ, kích thước lớn yêu cầu phải cân bằng chính xác.
c. Ly hợp ma sát trống (kiểu săm hơi)
Hinh 3.9 Ly hợp hình trống kiểu săm hơi.
1.Bích nối với trục động cơ (chủ động) 5.Săm hơi
2.Tang trống trong 6. Bích nối trục bị động
3.Lốp vật liệu ma sát 4.Thân
Mặt bích (1) nối với trục chủ động , giữa thân (4) và tang trống trong (2) bố trí săm hơi cao su (5). Một mặt ngồi lắp chặt với thân (4) cịn mặt trong về phía tang (2) cĩ gắn lớp vật liệu ma sát (3). Khí điều khiển được đưa vào săm qua ống dẫn trong trục chủ động, với áp lực 6 ÷ 9 bar , làm săm căng lên. Khi đĩ săm hơi (5) ép lớp vật liệu ma sát (3) vào tang trống trong (2) truyền mơ men xoắn cho trục bị động.
Khi xả hết khí ra khỏi săm, hệ thống ngừng làm việc trục chủ động tự động cơ với trục bị động
Săm khí bằng cao su yêu cầu : To = - 30 ÷ 50oC , Pdk = 6 ÷ 9 bar
Nếu : to > 50oC Anh hưởng tuổi thọ thiết bị
to < -30oC Cao su hĩa cứng
Khơng được để dầu bám lên mặt bạc lĩt, bạc trống làm giảm hệ số ma sát , tạo hiện tượng trượt, phát nhiệt, dầu phá hủy săm cao su.
Quá trình khai thác khơng được để tấm cao su quá mịn, khi đĩ đai kim loại tiếp xúc với xăm cao su dễ gây sự cố.
Giới hạn độ dày tấm cao su : 1,5 ÷ 2,5 (mm) Ưu điểm:
Các mặt ma sát cĩ khả năng tự điều chỉnh trong quá trình làm việc. Hai đường trục cho phép độ lệch tâm nhất định.
Cĩ thể điều chỉnh mơ men truyền động của ly hợp bằng cách thay đổi khí điều khiển.Ít tiếng động và tiếng ồn, tiếp hợp dễ dàng. Liên kết đàn tính cĩ khả năng tiếp nhận các loại dao động khử được lực xung kích khi tiếp hợp. Nhược điểm :
Cấu tạo phức tạp
Cần kiểm tra nhiệt độ thường xuyên, sự rị lọt khí Giá thành cao, tuổi thọ ngắn, tin cậy giảm
Ap dụng trên các thiết bị truyền động truyền cơng suất vừa và nhỏ. 3.3.2Truyền động bánh răng
Truyền động bánh răng đươc ứng dụng rộng rãi trong hệ động lực tua bin cũng như diesel. Kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao và làm việc tin cậy. Cĩ khả năng đảm bảo cho chân vịt quay hai chiều khi bố trí ly hợp và số lùi.
Hình 3.10 Sơ đồ truyền động bánh răng thường Truyền động bánh răng bao gồm truyền động bánh răng thường và truyền động bánh răng hành tinh.
Hình 3.11 Sơ đồ truyền động bánh răng hành tinh 1.Bánh răng trung ương 2.Bánh răng ăn khớp trong 3.Bánh răng hành tinh 4.Thanh truyền
n1 , n2 :Vịng quay bánh chủ động, bị động
Truyền động bánh răng hành tinh được sử dụng rộng rãi, kích thước
nhỏ, hiệu suất cao i = 3,5 ÷ 7,5 = 0,95 ÷ 0,98
Muốn tăng tỷ số truyền ta ghép nhiều phương án lại tạo thành hệ truyền động bánh rănh hành tinh nhiều cấp.
3.3.3 Các hư hỏng do truyền động bánh răng (cơ khí)
- Trong quá trình làm việc, khi các bánh răng gây ra ứng suất uốn, hiện tượng trượt do các lực tiếp tuyến gây nên gãy, trĩc rỗ các bề mặt làm việc của bánh răng; biến dạng do dính kết.
- Hiện tượng gãy do mỏi gây ra :khi làm việc các ứng suất cơ luơn thay đổi, dẫn đến cấu trúc kim loại thay đổi ,cơ tính kim loại thay đổi dễ gãy.
- Hiện tượng gãy đột ngột : nguyên nhân khơng phải do mỏi, nhưng khi vận hành, do tải tăng đột ngột dễ gãy.
- Trĩc rỗ : bề mặt kim loại bị nứt khi bơi trơn bằng dầu, dầu bị nén gây trĩc rỗ.