3.3 .Yêu cầu, phân loại và kết cấu
3.3.2. Phân loại
3.3.2.1. Hình thức kết cấu
- Trục khuỷu nguyên: là loại trục khuỷu có các bộ phận cổ trục, chốt khuỷu … làm liền với nhau thành một khối. Loại trục khuỷu này thường dùng trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình.
Hình 3.1: Kết cấu tổng thể trục khuỷu nguyên
1-Đai ốc khởi động; 2-Bánh răng; 3-Đường dầu bôi trơn; 4-Đối trọng; 5,8-Cổ trục khuỷu; 6-Má khuỷu; 7-chốt khuỷu; 9-Bạc lót.
- Trục khuỷu ghép: là loại trục khuỷu thường chế tạo riêng từng bộ phận cổ trục, chốt khuỷu, má khuỷu… ghép lại với nhau hoặc làm cổ trục riêng rồi ghép với chốt khuỷu. Đôi khi, nhất là trong động cơ cỡ lớn, trục khuỷu được chế tạo thành từng đoạn
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Chương 3: Trục
(mỗi đoạn gồm vài khuỷu trục) rồi lắp nối lại với nhau bằng mặt bích. Loại trục khuỷu này thường dùng trong động cơ cỡ lớn như động cơ tàu thủy và tĩnh tại, nhưng cũng thường dùng trong động cơ cỡ nhỏ như động cơ mô tô, động cơ xăng cỡ nhỏ.
Hình 3.2: Kết cấu trục khuỷu ghép
1-Cổ trục khuỷu; 2-Má khuỷu; 3,6-Đường dầu bôi trơn chính; 4- Chốt khuỷu; 5-Đai ốc ghép má khuỷu và chốt khuỷu; 7-Ổ bi
3.3.2.2. Hình dạng.
- Trục khuỷu đủ cổ: là loại trục khuỷu có số cổ trục khuỷu z nhiều hơn số chốt khuỷu (z = i+1). Loại trục khuỷu này có độ cứng vững khá lớn nên thường dùng trong động cơ diesel.
- Trục khuỷu thiếu cổ: là loại trục khuỷu có số cổ trục khuỷu bằng hay ít hơn số chốt khuỷu. Kết cấu của loại trục khuỷu này có kích thước nhỏ gọn nên có thể rút ngắn chiều dài của thân máy và giảm nhẹ khối lượng của động cơ. Loại trục khuỷu thiếu cổ có độ cứng vững kém vì vậy khi thiết kế cần chú ý cố gắng tăng kích thước của cổ trục, chốt khuỷu đồng thời tăng chiều dày và chiều rộng của má khuỷu để tăng độ cứng vững. Loại trục khuỷu này thường dùng trong động cơ xăng của ô tô máy kéo và động cơ diesel công suất nhỏ.
Chương 3: Trục 3
Hình 3.3: Trục khuỷu thiếu cổ. 1-Cổ trục khuỷu; 2-Chốt khuỷu; 3-Má khuỷu thiếu cổ; 4-Má khuỷu; 5-Đuôi trục khuỷu.
3.3.3. Kết cấu.
3.3.3.1. Đầu trục khuỷu.
- Đầu trục khuỷu thường dùng để lắp bánh răng dẫn động bơm nước, bơm dầu bôi trơn, bơm cao áp, bánh đai dẫn động quạt gió và đai ốc khởi động để khởi động. Các bánh răng chủ động hoặc bánh đai dẫn động lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp căng hoặc lắp trung gian và đều có then bán nguyệt.
- Ngoài các bộ phận kể trên, trong một số động cơ, người ta có lắp bộ giảm dao động xoắn của hệ trục khuỷu ở đầu trục khuỷu.
Chương 3: Trục 3
Hình 3.4: Kết cấu phần đầu trục khuỷu. 1-Đai ốc khởi động; 2-Vành ngăn dầu; 3-Phớt dầu; 4-Bánh răng chủ động; 5-Bánh đai dẫn động; 6-Đệm
hãm; 7-Ổ chắn dọc trục.
- Tác dụng của thiết bị dập tắt dao động xoắn là khi trục khuỷu quay, ở phần đầu thường xuất hiện những lực xoắn biến thiên. Dao động xoắn làm giảm công suất của động cơ, làm hao mòn cặp bánh răng phân phối và đôi khi có thể gãy trục khuỷu. Khi xuất hiện các dao động xoắn thì vô lăng của thiết bị dập tắt dao động xoắn quay đều và đầu trục sẽ trượt đối với vô lăng, khi đó dưới tác dụng của lực ma sát xuất hiện giữa vô lăng và đĩa ma sát sẽ làm giảm biên độ dao động.
3.3.3.2. Cổ trục khuỷu.
- Cổ trục khuỷu nằm trên cùng đường tâm với đầu trục khuỷu. Các cổ khuỷu thường có cùng một kích thước đường kính, đường kính cổ trục chọn theo kết quả của việc tính toán sức bền, điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn và qui định về thời gian sử dụng động cơ.
- Trong một vài loại động cơ, đường kính cổ trục làm lớn theo chiều từ đầu đến đuôi trục khuỷu để đảm bảo sức bền và khả năng chịu lực của cổ khuỷu được đồng đều
Chương 3: Trục
hơn. Tuy nhiên đường kính cổ khuỷu khác nhau sẽ gây ra nhiều phiền phức khi sửa chữa cũng như khi gia công, lắp ráp, nên ngày nay không dùng nữa.
- Kích thước cổ trục khuỷu của động cơ thường nằm trong phạm vi sau: + Động cơ xăng: dct = (0,68÷0,80)D.
+ Động cơ diesel: dct = (0,7÷0,85)D. Trong đó: D - đường kính xy lanh. dct - đường kính ngoài của cổ trục.
3.3.3.3. Chốt khuỷu.
- Đường kính của chốt khuỷu có thể lấy bằng đường kính cổ trục, hoặc có thể lấy nhỏ hơn đường kính cổ trục khuỷu một ít.
- Để giảm trọng lượng, chốt khuỷu thường khoan rỗng (đôi khi cổ trục cũng được làm rỗng) để chứa dầu bôi trơn bạc lót đầu to thanh truyền. Lỗ rỗng trong chốt khuỷu có thể bố trí đồng tâm hay lệch tâm với chốt khuỷu. Đường dẫn dầu bôi trơn bề mặt chốt tùy thuộc vào công nghệ gia công. Thường bố trí như hình 3.5. Đường dẫn dầu như hình a, tuy khoan đúng vào vị trí hao mòn ít nhất, nhưng tính công nghệ không tốt bằng bố trí đường dầu như hình b, c. Bố trí đường dầu hình b, không cần ống hút dầu như hình a và c nhưng dầu dẫn được lọc sạch. Bố trí đường dầu như hình c, d, e tuy tính công nghệ tốt nhưng ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chốt khuỷu.
Chương 3: Trục 3
Hình 3.5: Chốt khuỷu rỗng và các dạng đường dầu bôi trơn.
3.3.3.4. Má khuỷu.
- Má khuỷu là một bộ phận liên kết chốt khuỷu và cổ khuỷu. Hình dạng má khuỷu có nhiều dạng khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào loại động cơ, tốc độ động cơ. Các dạng má khuỷu thường thấy như hình chữ nhật, hình tròn, elip,…
- Trong động cơ cao tốc, để giảm lực quán tính, giảm độ mài mòn của piston – xy lanh đồng thời tăng sức bền và độ cứng vững của trục khuỷu, người ta thường giảm tỷ số S/D.
Chương 3: Trục 3
Hình 3.6: Các dạng má khuỷu.
3.3.3.5. Đối trọng.
- Đối trọng lắp trên trục khuỷu có tác dụng cân bằng các lực và các mômen quán tính không cân bằng của động cơ. Ngoài ra đối trọng còn có tác dụng giảm tải cho các cổ trục, làm cho cổ trục không chịu ứng suất uốn do mômen của lực quán tính tạo ra.
Hình 3.7: Đối trọng và cách lắp đối trọng với má khuỷu.
- Đối trọng được tính toán và bố trí trên trục khuỷu động cơ sao cho vừa đảm bảo cân bằng tốt vừa gọn, không ảnh hưởng đến kích thước của hộp trục khuỷu.
Chương 3: Trục
- Đối trọng lắp với má khuỷu theo ba cách (hình 3.7).
3.3.3.6. Đuôi trục khuỷu.
- Đuôi trục khuỷu của động cơ thường lắp với các chi tiết để dẫn động công suất động cơ ra ngoài (bánh đà, khớp nối,…). Đa số các động cơ, đuôi trục khuỷu thường có mặt bích hoặc mặt côn để lắp bánh đà. Trên các động cơ tàu thủy, đuôi trục khuỷu thường làm hình côn và có độ côn nhỏ, trên mặt côn có rãnh then để định vị và lắp bánh đà.
- Trục khuỷu và trục thu công suất thường đồng tâm với nhau bằng khớp nối mềm. Khi trục thu công suất lắp song song với trục khuỷu, phải dùng đai truyền và bánh đai lắp trên đuôi trục khuỷu để dẫn động.
Hình 3.8: a) Đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà. b) Đuôi trục khuỷu có mặt côn để lắp bánh đà. c) Đuôi trục khuỷu có bánh răng dẫn động cơ cấu phụ.
- Ngoài các phần kết cấu trên, phần đuôi trục khuỷu còn có các bộ phận đặc biệt như: bánh răng dẫn động cơ cấu phụ, vành chắn dầu, ren hồi dầu và ổ chắn dùng để khống chế dịch chuyển theo chiều trục của trục khuỷu.
Chương 3: Trục