- Dính xước bề mặt, thường xảy ra ở các bộ truyền có áp suất trên bề mặt tiếp xúc
BÀI 7 :Ổ TRƯỢT
7.1.4. Các kiểu ma sát trong ổ trượt:
Ma sát trong ổ trượt là dạng ma sát trượt. Tuỳ theo cách bơi trơn ổ, người ta cịn phân chia ra các kiểu ma sát:
- Ma sát ướt: khi giữa bề mặt của ngõng trục và lót ổ có một lớp dầu ngăn cách (Hình 8-6).
Kiểu ma sát này có hệ số ma sát rất thấp, khoảng 0,001 ÷ 0,009, tuỳ theo loại dầu bôi trơn.
Điều kiện để có ma sát ướt là chiều cao lớp dầu h phải lớn hơn tổng nhấp nhô của hai bề mặt:
h > Rz1+ Rz2 (8-1) - Ma sát nửa ướt: khi giữa bề mặt của ngõng trục và lót ổ có lớp dầu, nhưng chiều
cao lớp dầu không đủ ngăn cách hai bề mặt. Hình 8-6: Bơi trơn ma ướt trong ổ trượt
Các đỉnh nhấp nhô vẫn tiếp xúc với nhau. Hệ số ma sát trong khoảng 0,01 ÷ 0,09.
Kiểu ma sát này có trong ổ được bơi trơn đầy đủ, nhưng chưa đạt điều kiện của ma sát ướt.
- Ma sát nửa khô: khi giữa bề mặt của ngõng trục và lót ổ khơng có lớp dầu bơi trơn, chỉ có các chất bơi trơn hấp phụ từ khơng khí.
Hệ số ma sát trong khoảng 0,1 ÷ 0,3.
Kiểu ma sát này có trong ổ khơng được bơi trơn.
- Ma sát khơ: bề mặt của ngõng trục và lót ổ trực tiếp tiếp xúc với nhau. Hệ số ma sát trong khoảng 0,4 ÷ 1,0.
Kiểu ma sát này có trong ổ làm việc trong mơi trường tẩy rửa, hoặc làm việc trong môi trường nhiệt độ quá cao, các chất hấp phụ bị bốc hơi, hoặc trên bề mặt tiếp xúc có các hạt mài.
Khi thiết kế và chế tạo, cố gắng tạo ma sát ướt trong ổ trượt. Nếu khơng được, thì phải bơi trơn đẩy đủ để có ma sát nửa ướt. Khơng nên để ổ có ma sát nửa khơ, và tuyệt đối khơng để ổ có ma sát khơ.
Để có ma sát ướt trong ổ trượt, người ta có thể dùng phương pháp bơi trơn thuỷ tĩnh: bơm dầu có áp suất lớn vào khe hở của ổ; áp lực của dầu đủ lớn, cân bằng với tải trọng Frnâng ngõng trục lên, tạo lớp dầu ngăn cách.
Hoặc dùng cách bôi trơn thuỷ động: tạo những điều kiện cần thiết để tăng áp suất của lớp dầu, áp lực lớp dầu đủ lớn, nâng ngõng trục lên.
7.1.4. Tạo ma sát ướt trong ổ trượt bằng bôi trơn thuỷ động:
Thí nghiệm tạo ma sát ướt bằng bơi trơn thuỷ động: Trước khi tìm hiểu khả năng tạo ma sát ướt bằng bôi trơn thuỷ động trong ổ trượt. Chúng ta khảo sát một thí nghiệm về tạo ma sát ướt bằng nguyên lý bơi trơn thuỷ động. Thí nghiệm được trình bày trên Hình 8-7, mô phỏng hoạt động thể thao lướt ván trên mặt nước:
- Tấm A và B có chiều rộng rất lớn, hai tấm tiếp xúc với nhau tạo nên một khe hở
hình chêm. Trên tấm A có đặt tải trọng Fr. Tất cả được đặt trong bể chứa dầu có độ nhớt động lực µ.
- Tác dụng lực F đẩy tấm B chuyển động
về phía trước, sao cho dầu dồn nén vào khe hở hình chêm. Khi tấm B chuyển động, áp suất dầu trong khe hình chêm tăng lên, cao hơn so với áp suất bình thường.
- Tăng dần vận tốc v của tấm B lên, dầu bị dồn nén ngày càng nhiều, áp suất tăng lên theo. Khi áp suất p đủ lớn, tạo nên áp lực
d
F cân bằng với lực tác dụng Fr, thì tấm B
bắt đầu được nâng lên.
- Khi vận tốc vượt quá giá trị tới hạnvth, thì bề mặt tiếp xúc của hai tấm tách rời nhau. Ở giữa có lớp dầu ngăn cách, ma sát ướt đã được tạo thành.
- Nếu giảm vận tốc v, thì hai mặt lại tiếp
xúc nhau. Hoặc thay đổi phương chuyển
động, thì hai mặt cũng khơng tách rời. Hình 8-7: Thí nghiệm tạo ma sát ướt bằng
bôi trơn thủy động
Giữ nguyên vận tốc và phương chuyển động, nhưng giảm độ nhớt của dầu, hai mặt cũng tiếp xúc nhau. Thay đổi dạng khe hở hình chêm, khả năng tách rời hai bề mặt cũng thay đổi.
Qua thí nghiệm trên, chúng ta rút ra được điều kiện để có bơi trơn ma sát ướt bằng nguyên lý thuỷ động:
- Hai bề mặt tiếp xúc phải tạo thành khe hở hình chêm.
- Dầu có độ nhớt nhất định và liên tục chảy vào khe hình chêm.
- Vận tốc chuyển động tương đối của hai bề mặt phải có phương chiều sao cho dầu dồn nén vào khe hở hình chêm, và phải có giá trị đủ lớn.
Xét khả năng của ổ trượt tạo ma sát ướt bằng bôi trơn thuỷ động:
- Do đường kính của ngõng trục nhỏ hơn đường kính lỗ lót ổ, nên ở cả hai bên đều có khe hình chêm. Khi vận tốc góc bằng 0, hai bề mặt tiếp xúc với nhau. Khe hở lớn nhất bằng S, khe hở nhỏ nhất bằng 0, lúc này khe hình chêm có độ chêm lớn nhất (Hình 8-8).
Như vậy điều kiện thứ nhất về bơi trơn thuỷ động đã có trong ổ trượt. - Dầu được chọn có
độ nhớt µ nhất định, và được cung cấp liên tục từ lỗ dầu qua rãnh dầu vào ổ . Như vậy điều kiện thư hai về bơi trơn thuỷ động cũng có trong ổ trượt. - Khi trục quay, vận tốc trượt tương đối giữa hai bề mặt có
phương và chiều thích hợp, kéo dầu vào khe hở hình chêm. Hình 8-8: Khả năng tạo bôi trơn ma sát ướt bằng
bôi trơn thủy động trong ổ trượt
Nếu ta chọn số vòng quay của trục đủ lớn sẽ có vận tốc trượt lớn. Như vậy điều kiện thứ ba cũng có thể có trong ổ trượt.
Ổ trượt hồn tồn có khả năng tạo ma sát ướt bằng bơi trơn thuỷ động.
Quy luật phân bố áp suất p của dầu trên bề mặt của ngõng trục, được trình bày trên
Hình 8-8. Khả năng tải của lớp dầu, hay áp lực Fddo lớp dầu tác dụng lên ngõng trục được tính theo cơng thức của lý thuyết Thuỷ lực:
Fd= . .2. d B . (8-2) Trong đó: B là chiều rộng của ổ, mm.
d là đường kính của ngõng trục, mm.
µ là độ nhớt động lực của dầu, cP (xenti poazơ). là vận tốc góc của ngõng trục, rad/s.
là khe hở tương đối, =
d S
. là hệ số khả năng tải của ổ.
Giá trị của phụ thuộc vào vị trí của ngõng trục trong lót ổ. Độ lệch tâm e càng
lớn thì có giá trị càng lớn. Nếu độ lệch tâm e = 0, tâm của hai vòng tròn trùng nhau, sẽ khơng cịn khe hình chêm, và khơng có khả năng tăng áp suất cho lớp dầu bôi trơn.
Người ta đã thí nghiệm và lập thành bảng số liệu quan hệ giữa độ lệch tâm e, thông
qua hệ số, và hệ số khả năng tải . Với =
Se e
.2 2
, gọi là độ lệch tâm tương đối của ổ trượt.
Như vậy khả năng tải của lớp dầu trong ổ trượt sẽ được tăng lên, khi ta tăng kích thước chiều rộng B và đường kính d của ổ, tăng độ nhớt µ của dầu, tăng vận tốc góc và giảm khe hở S giữa ngõng trục và lót ổ.