7. Sự ảnh hưởng của hình dáng và kích thước khe hở giữa các bề mặt ma sát
1.5.4.Phương pháp đồ thị xác định điều kiện làm việc của các chi tiết trong mối ghép trục ổ đỡ
mối ghép trục - ổ đỡ
đường cong mài mòn
Bản chất của phương pháp này được thể hiện rõ trong việc tiến hành thử nghiệm máy để xác định độ mòn và xây dựng đường cong mài mòn của các chi tiết lắp ghép. Trên đường cong mài mòn có những điểm uốn B1 và B2 mà qua đó ta thấy đường cong đổi hướng một cách đột ngột thể hiện sự tăng nhanh của độ mòn chi tiết máy. Điểm uốn này chỉ rõ rằng chi tiết đã đạt tới độ mòn giới hạn và cần phải đình chỉ ngay sự hoạt động của mối ghép.
Chúng ta xem xét một trường hợp điển hình về sự mài mòn các chi tiết lắp ghép và sự tăng khe hở giữa chúng phụ thuộc vào thòi gian hoạt động của mối ghép. Các đường cong trên hình (1.12) biểu thị quá trình mài mòn của một mối lắp ghép động làm việc trong điều kiện ma sát ổn định. Các đường cong này có 3 đoạn đặc trưng cho 3 giai đoạn xảy ra của quá trình mài mòn:
Hình 1.12. Sự thay đổi khe hở trong mối ghép do sự mài mòn các chi tiết máy.
Đoạn thứ nhất O1A1 và O2A2 đặc trưng sự mài mòn các chi tiết trong thời kỳ chạy rà t1. Trong thời kỳ này, các vết nhấp nhô trên bề mặt chi tiết được triệt tiêu một cách nhanh chóng do sự chà xát giữa các bề mặt tiếp xúc với nhau, tức là lúc này xảy ra quá trình mài mòn với cường độ cao (tốc độ mài mòn nhanh) để tạo nên các bề mặt làm việc bình thường với các thông số chuẩn xác. Cường độ mài mòn các bề mặt làm việc trong thời kỳ chạy rà phụ thuộc vào chất lượng gia công bề mặt chi tiết máy, chế độ chạy rà, vật liệu chế tạo chi tiết máy, độ cứng của chúng và điều kiện bôi trơn v.v…
Đoạn thứ hai A1B1 và A2B2 đặc trưng cường độ mài mòn các bề mặt và mức tăng khe hở của mối ghép trong thời kỳ vận hành bình thường của máy. Trong thời kỳ này sự mài mòn xảy ra chậm và đều. Thời kỳ thứ hai này xác định tuổi thọ của các chi tiết lắp ráp t2. Đại lượng này được biểu thị bằng biểu thức sau đây:
c c c 1 t 2 u i u i i t = + = (1.29) Trong đó:
t2- Tuổi thọ của mối ghép (được tính theo số giờ làm việc hoặc kilômét quãng đường chạy v.v…);
it, il- Độ mòn của trục và lỗ trong thời kỳ vận hành bình thường của máy; ic- Độ mòn chung của trục và lỗ trong thời kỳ vận hành bình thường của máy; uc- Cường độ mài mòn của trục và lỗ trong thời kỳ vận hành máy.
Độ mòn chung ic được xác định như sau:
Ic = Smax - icr - Sbđ = Smax - Scr
Trong đó:
Smax- Khe hở tối đa cho phép;
icr- Độ mòn chung của trục và lỗ trong thời kỳ chạy rà; Sbđ- Khe hở ban đầu của mối ghép;
Scr- Khe hở của mối ghép sau khi chạy rà, (Scr = icr + Sbđ).
Nếu giả thiết rằng trong thời kỳ vận hành sự mài mòn của trục và của ổ đỡ xảy ra tỷ lệ thuận với thời gian hoạt động của mối ghép, tức là A1B1 và A2B2 là những đường thẳng và α1
= α2 = α, thì tuổi thọ của mối ghép sẽ là:
c cr bñ max 1 2 1 u i S S t t t T= + = + − − (1.30) lúc này cường độ mài mòn được đặc trưng bởi tgα, tức là:
α − − + = tg i S S t T max bñ cr 1 (1.31)
Như vậy, tuổi thọ của các mối ghép được kéo dài là do việc thực hiện hàng loạt các biện pháp nhằm khống chế giá trị của tử số và mẫu số trong biểu thức (1.31) với một giới hạn hợp lý.
Những biện pháp nhằm vào việc khống chế một cường độ mài mòn nhất định tgα sẽ mang đặc tính khai thác, còn những biện pháp nhằm mục đích giữ một mức tăng nhất định của khe hở (Smax - Sbđ) sẽ mang đặc tính sửa chữa.
Đoạn thứ ba, sau các điểm B1 và B2 đặc trưng cho thời kỳ tăng đột ngột cường độ mài mòn các bề mặt chi tiết. Khe hở, tương ứng với điểm bắt đầu của đoạn đường cong này (tức là Smax) đặc trưng cho trị số của độ mòn giới hạn các chi tiết máy.
Sự phân tích đường cong mài mòn của chi tiết lắp ghép cho phép xác định các giá trị giới hạn về độ mòn (khe hở) của các chi tiết máy và đi đến các kết luận quan trọng có ý nghĩa lý
thuyết và thực tiễn. Trong trường hợp cụ thể, một ý nghĩa lớn mà chúng ta có được, đó là việc vận dụng hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa phòng ngừa theo kế hoạch đối với các loại máy móc thiết bị nhằm bảo toàn khả năng làm việc và nâng cao độ tin cậy hoạt động của chúng.
Một cách thức thứ hai được áp dụng để xác định điều kiện làm việc của các chi tiết trong mối ghép trục - ổ đỡ theo phương pháp đồ thị có thể được tiến hành như sau:
Ta có đồ thị mài mòn của chi tiết trục và chi tiết ổ đỡ được ghép lại với nhau, trên cơ sở đã qui đổi độ mòn của các chi tiết này và thời gian làm việc của chúng theo một tỉ lệ xích nhất định như trên hình 1.12a.
Trên hình vẽ ta có:
+) Điểm 0 - là thời điểm đưa máy vào khai thác (tại đây độ mòn của các chi tiết bằng 0). +) Điểm A - là thời điểm tương ứng với độ mòn lớn nhất sau quá trình chạy rà mối ghép. +) Điểm B - Là thời điểm ứng với độ mòn giới hạn của các chi tiết mối ghép.
Tại thời điểm tiến hành sửa chữa lớn ta đo độ mòn của các chi tiết, sau đó qui đổi theo tỷ lệ xích đã định và biểu thị độ mòn đó lên trên trục tung của đồ thị (giả sử như 2 giá trị i*t và il*
trên hình vẽ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 1.12a. Đồ thị mài mòn của các chi tiết thuộc mối ghép
và cách xác định điều kiện làm việc tiếp theo của chúng theo phương pháp đồ thị.
Từ i*t và il* dóng các đường thẳng song song với trục hoành, những đường thẳng này cắt các đường cong mài mòn tại 2 điểm M và N. Nối M với N, đoạn thẳng MN cắt trục hoành tại điểm K.
Đo độ dài đoạn KB trên đồ thị, sau đó lại qui đổi theo tỷ lệ xích đã định để xác định thời gian làm việc còn lại của các chi tiết mối ghép. Nếu thời gian qui đổi lớn hơn hoặc bằng thời
gian một chu kỳ sửa chữa lớn của máy thì ta có thể kết luận rằng các chi tiết mối ghép có thể làm việc bình thường trong một chu kỳ khai thác tiếp theo của máy. Ngược lại, nếu thời gian qui đổi nhỏ hơn thời gian một chu kỳ sửa chữa lớn của máy thì ta phải tiến hành sửa chữa phục hồi các chi tiết máy.