V CHỌN Ổ LĂN
1.3 Kiểm tra tải tĩnh của ổ
Theo công thức:
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 75
𝑄𝑡 = 𝐹𝑟𝐷 = 1405 (N)
Với ổ đỡ - chặn α = 120 ta chọn X0 = 0.5 và Y0 = 0.47 Ta lấy 𝑄𝑡 = 1405 (N) = 1,405 (kN) so với 𝐶0 ổ lăn đã chọn.
Như vậy 𝑄𝑡 ≪ 𝐶0 = 33,7 (𝑘𝑁) nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh.
2 Trục II:
2.1 Sơ đồ tải trọng của trục lắp ổ lăn:
Số vòng quay 𝑛2 = 152,39 (vòng/phút) Tải trọng tác dụng lên các ổ:
- Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B:
𝐹𝐴𝑟 = √𝑅𝐴𝑋2 + 𝑅𝐴𝑌2 = √512+ 698,72 = 700,6 (𝑁)
- Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D:
𝐹𝐷𝑟 = √𝑅𝐷𝑋2 + 𝑅𝐷𝑌2 = √31552+ 1646,82 = 3559(𝑁)
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 76 Chiều Fa theo chiều 𝐹𝑎3.
Do: 𝐹𝐷𝑟 ≥𝐹𝐴𝑟
Ta có tỉ số: 𝐹𝑎
𝐹𝐴𝑟 = 1147
700,6 = 1,6
Vì 1,6 > 0,3 ta chọn ổ bi đỡ chặn có 𝛼 = 360 (Tài liệu 1 Trang 212) Do đó ta chọn ổ bi đỡ - chặn, chọn cỡ nặng hẹp: Kí hiệu ổ d (mm) D (mm) B (mm) C (kN) C0 (kN) r (mm) 𝑟1 (mm) 66407 40 110 27 52,7 38,8 2,5 1,2
2.2 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
Ta có tỷ số: 𝐹𝑎
𝐶0 = 1147
38800 = 0,03 Theo bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216 với α=360 ta chọn e = 0,95
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 77 𝐹𝑠𝐴 = 𝑒𝐹𝑟𝐴 = 0,95 . 700,6 = 666 (𝑁) 𝐹𝑠𝐷 = 𝑒𝐹𝑟𝐷 = 0,95 . 3559 = 3381 (𝑁) Lực dọc trục tác dụng lên ổ: ∑ 𝐹𝑎𝐴 = 𝐹𝑠𝐷- Fa = 3381 – 1147 = 2234 (N) > 𝐹𝑠𝐴 nên lấy 𝐹𝑎𝐴 =∑ 𝐹𝑎𝐴 = 2234 (𝑁) ∑ 𝐹𝑎𝐷 = 𝐹𝑠𝐴+ Fa = 666+ 1147 = 1813 (N) < 𝐹𝑠𝐷 nên lấy 𝐹𝑎𝐷 =𝐹𝑠𝐷 = 3381 (𝑁) Chọn hệ số X, Y:
Chọn V=1 ứng với vòng trong quay, theo Tài liệu 1 Trang214 - Đối với đầu A: 𝐹𝑎𝐴
𝑉𝐹𝑟𝐴 = 2234
1 . 700,6 = 3,18 > 𝑒
Tra bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216, chọn X = 0,37; Y = 0,66 - Đối với đầu D: 𝐹𝑎𝐷
𝑉𝐹𝑟𝐷 = 3381
1 . 3559 = 0,95 = 𝑒
Tra bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216, chọn X = 1; Y = 0 Kt = 1 hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ
Chọn Kđ = 1,3 theo bảng 11.3 Tài liệu 1 Trang 214 Trị số kể đến ảnh hưởng của đặc tính tải trọng.
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 78
Tải trọng động quy ước Q ở 2 đầu ổ lăn theo công thức 11.3 Tài liệu 1: 𝑄𝐴 = (𝑋𝐴𝑉𝐹𝑟𝐴+ 𝑌𝐴𝐹𝑎𝐴)𝐾𝑡𝐾đ = 0,37 . 1 . 700,6 + 0,66 . 2234) . 1. 1,3 = 2254 (𝑁) 𝑄𝐷 = (𝑋𝐷𝑉𝐹𝑟𝐷 + 𝑌𝐷𝐹𝑎𝐷)𝐾𝑡𝐾đ = 1 . 1 . 3559 . 1. 1,3 = 4626 (𝑁)
Qua tải trọng Q, ta thấy đầu D chịu tải trọng lớn hơn nên ta chỉ cần tính kiểm tra ổ lăn ở đầu D.
=> Kiểm tra khả năng tải động của ổ
- Tuổi thọ tính theo số triệu vòng quay:
𝐿 = 𝐿ℎ.60.𝑛2
106 =24000 . 60 .152,39
106 = 220 (triệu vòng) - Tải trọng tương đương theo công thức Tài liệu 1 Trang 217:
𝑄𝑡đ = √∑(𝑄𝑖𝑚𝐿𝑖) ∑ 𝐿𝑖 𝑚 𝑄𝑡đ = 𝑄𝐷 √(𝑄𝐷 𝑄𝐷) 𝑚𝐿1 𝐿ℎ + ( 0,8𝑄𝐷 𝑄𝐷 ) 𝑚𝐿2 𝐿ℎ 𝑚 𝑄𝑡đ = 4626√(1)3 3 . 0,7 + (0,8)3 . 0,3 = 4388 (𝑁)
Với m = 3 bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn - Khả năng tải động của ổ:
𝐶𝑑 = 𝑄𝑡đ𝑚√𝐿 = 4,388√2203 = 26,48 (𝑘𝑁)
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 79
2.3 Kiểm tra tải tĩnh của ổ
Theo công thức:
𝑄𝑡 = 𝑋0𝐹𝑟𝐷 + 𝑌0𝐹𝑎𝐷 = 0,5 . 3559 + 0,28 . 3381 = 2726 (𝑁) 𝑄𝑡 = 𝐹𝑟𝐷 = 3559 (N)
Với ổ đỡ - chặn α = 360, theo bảng 11.6 Tài liệu 1 Trang 221, ta chọn X0 = 0.5 và Y0 = 0.28
Ta lấy 𝑄𝑡 = 3559 (N) = 3,559 (kN) so với 𝐶0 ổ lăn đã chọn.
Như vậy 𝑄𝑡 ≪ 𝐶0 = 38,8 (𝑘𝑁) nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh.
3 Trục III:
3.1 Sơ đồ tải trọng của trục lắp ổ lăn:
Số vòng quay 𝑛1 = 49 (vòng/phút) Tải trọng tác dụng lên các ổ:
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 80
𝐹𝐴𝑟 = √𝑅𝐴𝑋2 + 𝑅𝐴𝑌2 = √4452,232+ 2802,082 = 5261 (𝑁)
- Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C:
𝐹𝐶𝑟 = √𝑅𝐶𝑋2 + 𝑅𝐶𝑌2 = √3124,232+ 1047,082 = 3295 (𝑁) - Lực dọc trục: 𝐹𝑎3 = 1728,6 (𝑁) Do: 𝐹𝐴𝑟 ≥𝐹𝐷𝑟 Ta có tỉ số: 𝐹𝑎3 𝐹𝐶𝑟 = 1728,6 3295 = 0,52
Vì 0,52 > 0,3 ta chọn ổ bi đỡ chặn có 𝛼 = 120 (Tài liệu 1 Trang 212) Do đó ta chọn ổ bi đỡ - chặn, chọn cỡ trung hẹp:
Kí hiệu
ổ d (mm) D (mm) B (mm) C (kN) C0 (kN)
r (mm) r1 (mm)
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 81
3.2 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
Ta có tỷ số: 𝐹𝑎4
𝐶0 =1728,6
66600 = 0,026 Theo bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216 với α=120 ta chọn e = 0,38
Do ổ bi đỡ chặn làm xuất hiện lực dọc trục do lực Fr sinh ra:
𝐹𝑠𝐴 = 𝑒𝐹𝑟𝐴 = 0,38 . 5261 = 1999 (𝑁) 𝐹𝑠𝐶 = 𝑒𝐹𝑟𝐶 = 0,38 . 3295 = 1252 (𝑁) Lực dọc trục tác dụng lên ổ: ∑ 𝐹𝑎𝐴 = 𝐹𝑠𝐶 + Fa4 = 1252 + 1728,6 = 2980,6 (N) > 𝐹𝑠𝐴 nên lấy 𝐹𝑎𝐴 =∑ 𝐹𝑎𝐴 = 2980,6 (𝑁) ∑ 𝐹𝑎𝐶 = 𝐹𝑠𝐴- Fa4 = 1999– 1728,6 = 270,4 (N) < 𝐹𝑠𝐶
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 82 nên lấy 𝐹𝑎𝐶 =𝐹𝑠𝐶 = 1252 (𝑁)
Chọn hệ số X, Y:
Chọn V=1 ứng với vòng trong quay, theo Tài liệu 1 Trang214 - Đối với đầu A: 𝐹𝑎𝐴
𝑉𝐹𝑟𝐴 = 2980,6
1 . 5261 = 0,55 > 𝑒
Tra bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216, chọn X = 0,45; Y = 1,51 - Đối với đầu C: 𝐹𝑎𝐶
𝑉𝐹𝑟𝐶 = 1252
1 . 3295 = 0,38 = 𝑒
Tra bảng 11.4 Tài liệu 1 Trang 216, chọn X = 1; Y = 0 Kt = 1 hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ
Chọn Kđ = 1,3 theo bảng 11.3 Tài liệu 1 Trang 214 Trị số kể đến ảnh hưởng của đặc tính tải trọng.
Tải trọng động quy ước Q ở 2 đầu ổ lăn theo công thức 11.3 Tài liệu 1: 𝑄𝐴 = (𝑋𝐴𝑉𝐹𝑟𝐴+ 𝑌𝐴𝐹𝑎𝐴)𝐾𝑡𝐾đ = (1 . 1 . 5261 + 1,51 .2980,6)1. 1,3 = 12690 (𝑁) 𝑄𝐶 = (𝑋𝐶𝑉𝐹𝑟𝐶 + 𝑌𝐶𝐹𝑎𝐶)𝐾𝑡𝐾đ = 1 . 1 . 3295 . 1. 1,3 = 4283 (𝑁)
Qua tải trọng Q, ta thấy đầu A chịu tải trọng lớn hơn nên ta chỉ cần tính kiểm tra ổ lăn ở đầu A.
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 83
- Tuổi thọ tính theo số triệu vòng quay:
𝐿 = 𝐿ℎ.60.𝑛1
106 =24000 . 60 .49
106 = 70,56 (triệu vòng)
- Tải trọng tương đương theo công thức Tài liệu 1 Trang 217:
𝑄𝑡đ = √∑(𝑄𝑖𝑚𝐿𝑖) ∑ 𝐿𝑖 𝑚 𝑄𝑡đ = 𝑄𝐴 √(𝑄𝐴 𝑄𝐴) 𝑚𝐿1 𝐿ℎ + ( 0,8𝑄𝐴 𝑄𝐴 ) 𝑚 𝐿2 𝐿ℎ 𝑚 𝑄𝑡đ = 12690√(1)3 3 . 0,7 + (0,8)3 . 0,3 = 12038 (𝑁)
Với m = 3 bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn - Khả năng tải động của ổ:
𝐶𝑑 = 𝑄𝑡đ𝑚√𝐿 = 12,038√70,563 = 50 (𝑘𝑁)
Vậy 𝐶𝑑 < 𝐶 = 78,8 (𝑘𝑁) ổ lăn đảm bảo khả năng tải động
3.3 Kiểm tra tải tĩnh của ổ
Theo công thức:
𝑄𝑡 = 𝑋0𝐹𝑟𝐴+ 𝑌0𝐹𝑎𝐴 = 0,5 . 5261 + 0,47 . 2980,6 = 4031,3 (𝑁) 𝑄𝑡 = 𝐹𝑟𝐴 = 5261 (N)
Với ổ đỡ - chặn α = 120 ta chọn X0 = 0.5 và Y0 = 0.47 Ta lấy 𝑄𝑡 = 5261 (N) = 5,261 (kN) so với 𝐶0 ổ lăn đã chọn.
Như vậy 𝑄𝑡 ≪ 𝐶0 = 66,6 (𝑘𝑁) nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh.