Đối với người thiết kế máy và thiết bị, sau khi tính toán lựa chọn kết cấu hợp lỹ thì việc quy định lắp ghép và loại dung sai cho các bề mặt đối tiếp là điều rất quan trọng, không những chỉ ảnh hưởng tới chất lượng làm việc của các cơ cấu và bộ phận máy mà còn ảnh hưởng tới giá thành và năng suất chế tạo, công nghệ gia công và lắp ráp của các chi tiết máy.
Khi chọn lấp ghép cho các mối ghép cố định hoặc các mối ghép động cẩn căn cứ vào các yêu cầu như : mômen xoắn cẩn truyền, bảo đảm độ kín khít của mối ghép, bảo đảm độ chính xác định tâm của các chi tiết trong mối ghép7V . V . . . Cd thể lựa chọn lắp ghép trên cơ sở tính toán như tính toán sức bền của các chi tiết đối tiếp khi truyền mômen xoắn của các mối ghép cổ độ dôi, tính toán khe hở cẩn thiết để bảo đảm chế độ bôi trơn ma sát ướt trong các mối ghép cố khe hở. Từ các kết quả tính toán kết hợp với việc sử dụng các bảng giới thiệu các giá trị sai lệch giới hạn (bảng 1.17 đến bảng 1.47) để lựa chọn các lắp ghép thích hợp.
Khi dùng các bảng tra các sai lệch giới hạn, các giá trị của khe hở nhỏ nhất S min, lớn nhất S max và các giá trị của độ dôi nhỏ nhất 7Vmin, lớn nhất jVmax được xác định như sau :
^max = E S - ei
s min = E I - es
^max = es - EI
^min = ei - ES Trong sản xuất hàng loạt nên dùng khe hở trung bình s hoặc độ dôi trung bình N để chọn lắp ghép vì các giá trị này cổ xác suất xuất hiện lớn nhất
C 4 - 9
_ max min
s - ---2
Nmax + N :min
N = — ^ ---
146
3.3.1. Lựa chọn lắp ghép có khe hở
Lắp ghép cd khe hở được dùng cho các bề mặt đối tiếp cđ chuyển động quay hoặc tịnh tiến tương đối với nhau. Tùy theo yêu cẩu và tính chất của chuyển động giữa hai mặt đối tiếp mà chọn lắp ghép cd khe hở thích hợp.
Lắp ghép cd khe hở được tạo ra bởi các loại dung sai của lỗ cơ bản, ứng với sai lệch cơ bản H, hoặc của trục cơ bản, ứng với sai lệch cơ bản h, phối hợp với các loại dung sai của trục hoặc lỗ, ứng với các sai lệch cơ bản : a, b, c, e, f, g, h hoặc A, B, c, D, E, F, G, H.
Các lắp ghép trong hệ thống lỗ được tạo ra bởi H/a, H/b, H/c hoặc các lắp ghép trong hệ thống trục được tạo ra bởi A/h, B/h, c/h là các lắp ghép cd khe hở lớn, thường dùng cho các mối ghép cd phát nhiệt lớn trong quá trình làm việc. Các loại lắp ghép này gần tương đương với lắp lỏng cấp 6 trong hệ thống dung sai cũ.
H/d và D/h tạo ra các lắp ghép có khe hở nhỏ hơn. Các loại lắp ghép này gần tương đương với lắp lỏng cấp 5 theo hệ dung sai cũ. H/e và E/h gần tương đương với loại láp lỏng cấp 3, H/g và G/h gần tương đương với các loại lắp lỏng cấp 2, H/h gần tương đương với các loại lắp lỏng cấp 1 theo hệ dung sai cũ.
Ngoài các mối ghép động, cd thể dùng lắp ghép cd khe hở cho các mối ghép cố định (bằng then, chốt, vít ...) khi cd yêu cầu tháo lắp dễ
dàng, đặc biệt là đối với các chi tiết phải thay thế luôn. Trong các mối ghép này sự truyền mômen xoắn giữa các mặt bao và được bao được thực hiện bằng then, chốt, vít hoặc bulòng. Khe hở nhỏ nhất trong mối ghép phải bu trừ được các sai lệch hinh dạng và vị trí của các bề mặt đối tiếp, bảo đảm được độ chính xác định tâm cấn thiết, đồng thời việc láp ráp các chi tiết phải dễ dàng.
Khe hở lớn nhất trong các mối ghép động được xác định theo độ lệch tâm e hoặc độ dịch chuyển của đường tâm của các bề mặt đối tiếp.
Các sai lệch này phụ thuộc vào độ chính xác của cơ cấu, rung động và va đập cho phép. Khe hở lớn nhất phải tuân theo điều kiện :
s max ^ 2e - 1,2( Rzd Rzd),
h o ặ c Smax ô 2e - 5CRaD + R , d)
1 47
trong đố :
jRzd , i?aD - các thông sổ nhám bễ mặt của lỗ ; jRZd, R aá - các thông số nhám bề mặt của trục.
Khe hở trong mối ghép động bảo đảm chuyển động tự do tương đối giữa chi tiết bao và được bao, tạo được màng dầu bôi trơn, bù trừ được biến dạng nhiệt và sai lệch hình dạng, vị trí của các bể m ặt đối tiếp cũng như bù trừ được sai số trong lắp ráp. Đối với các mối ghép động quan trọng, khe hở trong mối ghép được tính toán theo lý thuyết ma sát thủy động lực học.
Khả năng chịu tải của ổ trượt khi màng dầu bôi trơn không bị gián đoạn được xác định theo công thức :
trong đđ :
R - tải trọng hướng kính trên ngõng trục, N ;
ỊẦ - độ nhớt động lực của dẩu bôi trơn ở nhiệt độ làm việc, Ns/m2
h-2 0 , ụ 5ữ = (15,3 -ỉ- 20,7) 10- 3 Ns/m2
h-3 0 , /uỉ0 = (25,2 + 29,7) 10" 3 Ns/m2 H -40A ,/*50 = (31,5 + 40,5) 10~ 3 Ns/m2 H-50A, n 50 = (42,3 + 49,5) 10' 3 Ns/m2
Tuabin 22, ô 5 0 = (18 -ỉ- 20,7) 1 0 ~3 Ns/m2 Tuabin 30, / < 5 0 = (25,2 + 28,8) 10~ 3 Ns/m2
(1.1)
của dầu bôi trơn ở 50°c. Với các loại dầu công nghiệp của Nga.
Loại nhẹ : H-5A, / ¿ 5 0 = (3,6 -5- 4,5) 10~3 Ns/m2
H -8A, = (5,4 + 7,2) 10” 3 Ns/m2 Loại trung : H-12, = (9 -ỉ- 12, 6 )1 0 ^ Ns/m2
Loại nặng : xyỉanh 38, 1110() = (28,8 -ỉ- 45)10"3 Ns/m2
Máy cán n - 2 8 , /uì00 = (23,4 -ỉ- 27)10 3 Ns/m2 Máy nén K -1 2 , /um = (9,9 4- 1 2,6 ) 1 0 " 3 Ns/tn2
cu - tốc độ quay của trục, rad/s, (ứ 7 1 7 2/3 0,
1 4 8
n - tấn số quay của trục, vg/ph ; T ~ khe hở tương đối, T = S/D0> s - khe hở hướng kính tính
toán, m, s - D ~ d (h .l.22a) ;
L, D0 - chiểu dài ổ trượt và đường kính danh nghĩa của mối
ghép, m ;
CR - hệ số chịu tải của ổ trượt, đại lượng không có thứ nguyên,
phụ thuộc vào vị trí của trục trong ổ.
Bảng 1.49 giới thiệu các giá trị của CR phụ thuộc vào tỷ số L/Dc
và độ lệch tâm tương đổi X, X = 2e /s ; e - độ ỉệch tâm tuyệt đối của
trục trong ổ khi khe hở là s, (h .l.2 2 b).
Hình 1.22. VÍ ciụ cùa trục và lỗ trong lắp ghép có khe hỏ.
Áp suất trung bình trong ổ trượt
R M/ 2
p = -¿ ị-, N ,w (1.2)
Chiểu dày của màng dầu h ở vị trí mà bỗ m ặt của trục và lỗ gán nhau nhát (h .l.2 2b) :
h s
- e s
2 0 - § ) = ! ( ■ - * ) ÍL3) Thông qua công thức gắn đúng :
m1
CR -
1 - X rn- (1.4)
1 4 9
trong đó :
rnị, m 2 - các đại lượng khỏng đổi đối với LIDQ đă cho, và từ
các công thức (1.1), (1.2), (1.3), rút ra :
h —
m {S
p S
D h io j
9 \
“ + ni'
/
(1.5)
Bảng L49. Ilệ sô chịu tải CR
Độ lệch Hệ số chịu tả i CR khi UDữ
tâm tương
đối X 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 2,0
0,3 0,089 0,133 0,182 0,234 0.287 0,339 0,391 0,440 0,487 0,529 0,610 0.763 0,4 0,141 0,209 0,283 0,361 0,439 0,515 0,589 0,658 0,723 0,784 0,891 1,091 0,5 0,216 0,317 0,427 0,538 0,647 0,754 0,853 0,947 X033 1,111 1,248 1483
0,6 0,339 0,493 0,655 0,816 0,972 1,118 1,253 1,377 1,489 1,590 1,763 2,070 0,65 0,431 0,622 0,819 1,014 1,199 1,371 1,528 1,669 1,796 1,912 2,099 2,446 0,7 0,573 0,819 1,070 1,312 1,538 1,745 1,929 2,097 2*247 2.379 2,600 2,981
0,75 0,776 1,089 1,418 1,720 Ị965 2*248 2,469 2,664 2,838 2,990 3,242 3,671 0,8 1,079 1,572 2,001 2,399 2,754 3,067 3,372 3r580 3,787 3,968 4,266 4,778 0,85 1,775 2,428 3,036 3,580 4,053 4,459 4,808 5,106 5,364 5,586 5,947 6,545
0,9 3,195 4,261 5,214 6,029 6,721 7,294 7,772 8,186 8,533 8,831 9,304 10,091 0.925 5,055 6,615 7,956 9,072 9,992 10,753 11,38 U91 12,35 12,73 13,34 14,34
0,95 8,393 10,706 12,64 14,14 15,37 16,37 17,18 17,86 18,43 18,91 19,68 20,97
0,975 21,00 25,62 29,17 31,88 33,99 35,66 37,00 38,12 39,04 39,81 41,07 43,11 0,99 65,26 75,86 83,21 88,90 92,89 96,35 98,95 10X2 102,9 104,4 106,8 110,8
c/iứ thích
t Các giá trị trung gian dưộc xác định bằng phép nội suy các giá trị đã cho trong bảng.
2. Xác định chiểu dày màng dầu h tại khe hỏ dả cho s : khe hỏ tướng dối y - S/Dữ,
, . . p'V2.
hệ số chịu tải C R = — — ; tư CR của bảng, xác dinh X ; chiêu dày màng dâu h 2(l-x).
150
Quan hệ giữa chiẽu dày
Chiều dày lớn nhất của ^ „
H ì n h 1 .2 3 . Quan hệ h-S.
màng dầu h ’ ứng với S opt :
S0Pt m \ , m \ V
h ’ = —y —- ( — - = 1 khi L/D0 > (1.7)
4 m 2 \ m 2 ì
Cần xác định chiều dày cho phép nhỏ nhất của màng dầu [/zmm] ứng với hai khe hở nhỏ nhất và lớn nhất của mối ghép [S min], [S m 1.l i l i l í I J i u A
Chiều dày nhỏ nhất cho phép của màng dầu [/imirJ để bảo đảm điều kiện bôi trơn ma sát ướt (h.1.23) :
= k (R Z n + R 7A + v) = + 4^ad + v) U-Ổ)
trong đđ :
k - hệ số an toàn về độ tin cậy của màng dầu, k $5 2 ;
^Z D > ^Zd> ^ a D ’ ^ a d “ c ^ c
thông số nhám bề mặt theo
R y, R d của các bề mặt lỗ và trục ;
V - đại lượng bổ sung để bảo đảm sự liên tục của màng dầu, co' xét tới ành hưởng của các sai số khác,
V = 2 -T- 3 /um.
Điểu kiện để bảo đảm bôi trơn ma sát ướt : [ hmịn] > Rzo Ỷ Rz¿
h =* U . 9 ) H ì n h 1 2 4 C hịgu d à ỵ
của màng dầu.
151
(1.10) Điêu kiện để chọn lắp ghép (h.1.23) phải như sau.
1) Khe hở nhỏ nhất trong lắp ghép được chọn :
^rnin ^ [S min] là khe hở nhỏ nhất cho phép trong đđ chiều dày của màng dầu bôi trơn bằng trị số nhỏ nhất cho phép [/ijyjjJ. Khi khe hở nhỏ cổ thể phát sinh rung động của trục trong ổ, nếu X < 0,3. Do đổ độ lệch tâm tương đối xmịn ứng với khe hở S min không được nhỏ hơn 0,3.
*min > 0,3 (1.11)
2) Khe hở lớn nhất trong lắp ghép được chọn có tính đến mòn và nhám bề mặt của trục và lỗ:
S m a x < [S m. J -2( Rz d + R y J = J - 8 ( R ííD (1.12)
[S max] là khe hở lớn nhất cho phép trong đđ chiểu dày của màng dầu bôi trơn bằng trị số nhỏ nhất cho phép [/¿miJ.
152
(1.1) và
xác định (1.3) :
v à í S m J ' dùng công thức sau được rút ra từ
h = V>o
2 1
1---1oc0
1 (1.13)
trong đđ :
[ ( 1 - x) V Cr J = A - đại lượng phụ thuộc vào độ lệch tâm
tương đối X và tỷ số L/D0.
Giá trị A được cho trong bàng 1.50 và quan hệ A = fiỵ) được giới
thiệu trên hình 1.25.
Dùng hình 1.25 hoặc bảng 1.50 có thể xác định được [Smin], [S max]
và khe hở tối ưu S op[ trong đ(5 chiều dày của màng dầu đạt được giá
trị lớn nhất h ’ (h.1.23).
B ảng 1.51. Giá trị A = (1 — X) yfCjfì
y
Giá trị A = ( 1 - x ) ' f c fí khi
0,4 0,5 0,6 0,7
... . ị 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 2,0
0.3 0,209 0,255 0299 0,339 0,375 0,408 0,438 0,464 0.488 0,509 0,547 0,611 0,4 0,225 0,274 0,319 0,360 0,397 0,431 0,461 0,487 0,510 0,531 0,566 0,626 0.5 0,232 0,282 0,327 0,367 0,402 0,434 0,462 0,487 0,508 0,527 0,558 0,609
0,6 0,233 0281 0,324 0,361 0,394 0,423 0,448 0,469 0,488 0,504 0,531 0,576 0.65 0,230 0276 0,317 0,352 0,383 0,410 0,433 0,452 0,469 0,484 0,507 0,547
0,7 0,227 0271 0,310 0,344
J 0,372 0,396 0,417 0,434 0,450 0,463 0,484 0,518
0,75 0,220 0262 0298 0,328 0,351 0,375 0,393 0,408 0,421 0.432 0,450 0.479 0,8 0,208 0251 0283 0.3X) 0,332 0,350 0,367 0,378 0,389 0.398 0,413 0,437 0,85 0,200 0234 0261 0.284 Ị 0,302 0,317 0,329 0,339 0,347 0,354 0,366 0,384
0,9 0,179 0206 0,228 0,246 0259 0270 0,279 0286 0292 0297 0.305 0,318
0,925 0,169 0,193 0212 0,226 0237 0,246 0253 0259 0264 0*268 0,274 0284
0,95 0,145 0,164 0,178 0,188 0,196
_
0202 0207 0211 0215 0217 0222 0229
0.975 0,115 0,127 0,135 0,141
r 0.146 0,149 0.152 0,154 0,156 0,158 0,160 0,164 0,99 0,081 0,087 0,091 0,095 0,096 0,098 0,100 0,101 0,101 0,102 0,103 0,105
153
trong đđ :
Aopt - giá trị lớn nhất của A ứng với L/D 0 đã cho ;
Xopi -giá tr? của X trong đó A = Aopt.
Nếu biết giá trị A ứng với chiều dày đã cho của màng dầu /imin
V D o ' ] [ Ç ~ 1 - T o p , ( 1 1 4 )
2 [ ^ n ]
r\IIo.
oQ
II
® o p t
2 [ ^ n ] ^ o p t
(1.15)
1 ~ ^ o p í
h ’ = ^ ỊẦCO
opt
p 2 [ ^ m in J
^ o p t
À (1.16)
Khi biết D(V L, R, CO, JU, việc tính toán các khe hở và chọn lắp ghép được thực hiện theo trình tự sau:
1. Xác định áp suất trung bình p, N/m^ trong ổ theo công thức (1.2).
2. Xác lập chiều dày nhỏ nhất cho phép của màng dầu [/imirJ theo công thức (1.8). Các thông*số về nhám bề mặt (xem chương 3 "Nhám bề mặt").
3. Chọn nhiệt độ làm việc của ổ. Nhiệt độ làm việc của ổ thường không được vượt quá 60 -7 75°c. Trên cơ sở mác dẩu bôi trơn đã lựa chọn (khi tính theo công thức (1.1)) để xác định độ nhớt tính toán của dầuằ.
/* = Pso ( y ) 2 ’8 (1 1 7 )
4. Tính toán giá trị A h theo công thức :
2 [ h mn]
Ah = 7 = (1.18)
Do \ y
5. Theo giá trị A h tính được, từ hình 1.25 hoặc bàng 1.50, (ứng với
L/D 0 đã cho) xác định độ lệch tâm tương đối nhỏ nhất £ min, ở đố chiều
dày của màng dầu bằng
1 54
(1.19) Khe hở nhỏ nhất cho phép [SrnirJ được tính theo ỵ mìn :
^min J
Xmin
Nếu ỵ mịn < 0,3 thì [SmirJ được xác định như sau :
- Theo hình 1.25 hoặc bảng 1.50, xác định giá trị A ứng với L/D 0
đã cho và X = 0,3, gọi là Ay ;
- Tính toán khe hở nhỏ nhất cho phép [S miJ
=2,857 [hmJ Aỗ/Ah (1.20)
6 . Theo giá trị Ah đã tính được theo công thức (1.18), từ hình 1.25a hoặc b xác định độ lệch tâm tương đối lớn nhất Xmax cũng ứng với chiều dày màng dầu [/ippûJ. Cố thể xác định Xm ax theo bảng 1.50 bằng phép tính nội suy. Biết Xmax có thể tính toán khe hở lớn nhất cho phép [S max]
theo công thức sau :
7. Theo các bảng tra sai lệch giới hạn của hệ thống dung sai và láp ghép (bảng 1.17 đến bảng 1.47) để chọn ra lắp ghép có khe hở thỏa mãn điều kiện (1 .1 0) và (1.1 2).
Nếu hệ số giãn nở dài của vật liệu trục a d và của vật liệu bạc trượt (lỗ) a D khác nhau hoặc nhiệt độ của các chi tiết trong mối ghép khác nhau thì khe hở tính toán cẩn chú ý đến sự giãn nở nhiệt không đều này :
AiS1 = s w - Sị — D a(aDA tD — <2dA¿d) (1.22)
trong đố :
A5’ 1 - độ biến đổi của khe hở do sự khác nhau về nhiệt độ làm
việc của các chi tiết trong mối ghép so với điều kiện bình thường ;
s lv, S l - khe hở làm việc và khe hở khi lắp của mối ghép ;
a D> a d ~ hệ sổ giãn nở dài của vật liệu làm bạc trượt (lỗ) và
của vật liệu làm trục ;
AtD, Atá - hiệu giữa nhiệt độ làm việc của chi tiết lỗ và của chi
tiết trục với nhiệt độ bình thường (20°C), AtD = tD - 20°c, A¿d = ¿d - 2 0 ° a
1 5 5
Nếu biết được lượng dự trữ nhỏ nhất cho phép về mòn T m, được tính toán theo tuổi thọ yêu cầu của ổ trục và tốc độ thay đổi của khe hở theo thời gian, thì điều kiện (1.1 2) cố thể viết dưới dạng :
s max ^ to rn a d - 2 ^ Z D + R 7j^ ~ T m ~ (1 2 3 )
[S m J -8(RhD +
8 . Xác định hệ số ma sát trong ổ trục ứng với khe hở nhỏ nhất S min theo công thức :
trong đđ :
CM - hệ số cản, được xác định theo bảng 1.51, phụ thuộc vào
LID0 và X tương ứng với khe hở S min ;
CR - hệ số chịu tải được xác định theo bảng 1.49, phụ thuộc s vào L/D 0 và X tương ứng với khe hở S mirr
B ả n g 1.51
Hệ số cản quay Cịvị cho ổ trục có tính đến ma sát
trong phần không làm việc
Độ lệch tâm
Hệ số cản quay Cm. khi L /D 0
tương đối X
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1.3 1,5 2,0
0,3 3,303 3,308 3,314 3,320 3,327 3,334 3,340 3,346 3,352 3,357 3,366 3,385 0,4 3,449 3,460 3,471 3,483 3,495 3,507 3,518 3,529 3,539 3,548 3,564 3,595 0,5 3,666 3,685 3,704 3.725 3,745 3764 3,782 3,800 3.815 3,830 3.855 3897
0.6 3.997 4.028 4.061 4.094 4.126 4.156 4.146 4.209 4.232 4.253 4.288 4,351 0,65 4,225 4,266 4,308 4.350 4,389 4.425 4.459 4,489 4,516 4,541 4.581 4.655 0,7 4,525 4,579 4,634 4.687 4737 4.782 4.822 4,859 4,892 4,921 4,969 5.053
0,75 4,920 4,991 5,062 5.127 5,192 5,244 5,294 5,336 5,375 5.408 5,464 5.558 0,8 5,473 5581 5,676 5,763 5,841 5.910 5977 6,023 6,068 6.108 6,174 6.286 0.85 6,336 6,474 6.601 6,715 6,814 6,900 6.973 7036 7,090 7,137 7,212 7,338
0,9 7,827 8,034 8,219 8.377 8,510 8,621 8.714 8,793 8,862 8,918 9,011 9,163 0,925 9,124 9,389 9,616 9,793 9,963 10,09 10.20 10,29 10,36 10,43 10,53 1070 0,95 11,38 11,74 12,04 12,28 12,47 12,63 12,76 12,86 12,95 13,03 13,15 1335
0,975 16,68 17,24 17,66 17,99 18,25 18,45 18,61 18,74 18,86 18.95 19,10 19,35 0,99 27.66 28,54 29,15 29,62 29,95 30,23 30,45 30,63 30,78 30,90 31.10 31,43
1 5 6
Nếu S min — [S min] thì X bằng x mm hoặc 0,3 [xem công thức (1.19)]
Nếu S min [S min], xác định X như sau : - Tính toán hệ số chịu tải :
CR
D ị ụ c o ’
(1.25)
- Theo bảng 1.49, khi biết C R và L / D 0, xác định X ;
- Theo bảng 1.51, khi biết L / D Q và ỵ, xác định CM.
9. Xác định công suất nhiệt, w :
Q = (1.26)
Khi tần số lớn và tải trọng tương đối nhỏ, cố thể tính công suất tạo thành nhiệt, w , theo công thức H.n.rieTpoB :
oj\iD]JL
Q = 1,57 _ z _ _ (1.27)
10. Xác định sự tỏa nhiệt qua thân ổ trục theo công thức :
Q\ = k y F ( t - ụ (1.28)
trong đđ :
k y - hệ số tỏa nhiệt, w /m 2 °c , co' thể được xác định theo công
th ứ c ;
k j = 6,7 + 11,7(1.29)
V - tốc độ, m/s ỳ phả không khí vào thân ổ, phụ thuộc vào tốc độ
quay của trục và các chi tiết trên trục ; giá trị nhỏ nhất của k y ô 18,5 W/m2oC ;
F - bề m ặt tỏa nhiệt tự do của thân ổ trục và bề mặt quy đổi
của trục, m2 :
F (12 + 4 0)LD0 (1.30)
Thông thường, lấy giá trị trung bình của F — 25 L D oĩ nhiệt độ của
môi trường xung quanh t 0 ~ 20°c.
Nếu Q > Qị thì phải tìm các giải pháp để tăng Qx như : thổi giố cưỡng bức vào thân ổ trục (tảng k y ) , tăng nhiệt độ thực tế của ổ trục (tăng t - t Q), dùng gân tản nhiệt để tăng F , v.v...
1 5 7
Nhiệt dư Q “ Qị được tách ra bằng cách bôi trơn cưỡng bức dầu qua Ổ trục.
11. Lưu lượng dáu, m3/s được bơm cưỡng bức qua ổ được xác định theo công thức :
Q ~ Q i
c f ( t 2 - *l) (1.31)
trong đố :
c - nhiệt dung của dầu, j/kg °c , c = 1600 -r- 2 1 0 0 j/kg ° c ;
p - khối lượng riêng của dẩu, kg/m3, p = 870 -4- 890 kg/m3 ;
t ị t2 - nhiệt độ của dầu lúc vào và ra khỏi ổ trục, °c .
V í dụ. Xác định các trị số khe hở và chọn láp ghép cho ổ trượt
làm việc trong điêu kiện bôi trơn ma sát ướt với các thông số, kích thước đã cho sau : D0 — 75 mm, L — 75 mm, p = 1 , 4 7 .105 6 N/m2 (15 kG/cm2),
O) = 157 rad/s (1500 vg/ph). Bôi trơn tập trung bằng dầu tuabin 22 với độ nhớt động lực ở nhiệt độ t = 50°c là JU = 19.10 3 N.s/m2.
Giải
Tính toán chọn láp ghép cố khe hở cho ổ trượt với các số liệu được nêu trên như sau.
1. Àp suất trung bình ổ trượt : đã cho p = 1,47.106 N/m2.
2. Xác định chiểu dày cho ‘phép của màng dầu bôi trơn. Theo công thức (1.8 ) :
= k ( R Z D + R 7 M + v )* A ( 4 J ỉ a D + 4 i ỉ íld + V)
Với k = 2,= R.íứ = 0,8 V = 2 /mi
[ * mJ = 2 ( 4 .0 , 8 + 4 .0 , 8 + 2 ) . 1 0 - 6 = 1 6 , 8 . 10-6 m
3. Độ nhớt động lực của dáu bôi trơn. Nhiệt độ làm việc của ổ trượt được chọn bàng 50°c, do đđ theo công thức (1.17), ỊẦ = 19.10“3 N.s/m2.
4. Tính toán giá trị Ah theo công thức (1.18) :
2 [ Aniin] 2 . 1 6 , 8 . 10~6
“ I ~ I rã 555 0,314.
D()i ^ 7 5 . 1 0 ~ 3 •ị| 1 9 ,1 0 3, 157
° ' p V 1,47 . 106
5. Theo hlnh 1.25, với giá trị Ah = 0,314, L/D 0 = 1, xác định độ lệch tâm tương, đối nhỏ nhất Xmin ở chiều dày của màng dẩu là [/inlin].
Xmin < do đố điều kiện (1 .1 1) không được đáp ứng.
158
Theo hình 1.25, xác định giá trị khi ỵ = 0,3 và L/D Q = 1 và sau đđ tính toán khe hở nhỏ nhất cho phép [S min] theo công thức (1.20).
Aỵ = 0 ,4 3 8 ;
[S mJ = 2 , 8 5 7 [hmJ ỳ -
Ah
0,438 ,
[SmJ = 2 , 8 5 7 . 1 6 , 8 . 1ÍT6. * 67 1 0 6m = 67
6 . Theo hình 1.25, với giá trị A h = 0,314, L/D Q = 1, xác định độ lệch tâm tương đối lớn nhất ỵ max ở đố chiều dày của màng dầu là [/imin].
%max = 0,87 và khe hở lớn nhất cho phép [*Smax] được tính theo công
thức (1.2 1) :
2 [ /ỉminJ 2 . 1 6 , 8 . 10-6 ,
Í S m JI = J ~ z : . = " 1 - 0 8 7 “ 2 5 8 • 1 0 m = 2 5 8
1 Arruix 1 '
7. Để chọn lắp ghép, cùng với các điều kiện (1.10) và (1.12), sử dụng điều kiện bổ sung là : khe hở trung bỉnh của lắp ghép bằng khe hở tối ưu S opl.
Khe hở tối ưu S opl được tính toán theo công thức (1.15) :
2 [ / l m in ] A (1pt 2 . 1 6 , 8 . 1 0 _ 6
s ° pl = ĩ - Xopt \ 1 - °>48
0,464 0,314 ô 9 6 .1 0 ^ 1 1 1 = 96 /um
trong đổ :
*o p t = 0,48, Àopt = 0,464 được tra theo hình 1.25.
Chiều dày lớn n h ấ t của màng dầu h ’ ứng với khe hở tối ưu được xác định theo công thức (1.3) :
h' = opt / \ 9 6 / \
( l - Xopt) = 2 0 ~ ° ’ 4 8 ) = 2 5
“H ),0 3 ổ \
0 và theo Theo bàng 1.21, chọn loại dung sai của lỗ 0 7 5 H 7
bảng 1.34, chọn loại dung sai của trục 0 7 5 e8 ( 0* ^ 1 . Lắp ghép 07 5 H7/e8 cổ S nỹn = 60 /um, S max = 136 /um, khe hở trung bỡnh bàng 98 /um ô S opt.
Điểu kiện (1.10) cũng cd thể xem như đạt yêu cầu vì xác suất xuất hiện S mịn = 60 /um khá nhỏ. Nhưng trong thực tế thường không sử dụng
159
các lắp ghép có khe hở với S min nhỏ hơn khe hở nhỏ nhất theo xác suất
c>
min •
S ’min = s m - 0,5)1 + T2 = 98 - 0,5)1 302 + 462 = 70,5 //m
trong đố :
S m - khe hở trung bình ; T d, T d - dung sai của lỗ và trục.
Đói với lắp ghép ự>75H7/e8, lượng dự trữ nhỏ nhất cho mòn T m được
xác định :
= [®maxl “ ® ^ a D ^ a d ) “ ^m ax
T m = 258 - 8 (0,8 + 0,8) - 136 = 109 jum
8. Công thức (1.24), xác định hệ số ma sát ứng với khe hở nhỏ nhất theo xác suất S ’mịn. Trước hết cần tính toán hệ số chịu tải CR theo công thức (1.25) :
C R
p s m in 1 , 4 7 . 106 ( 7 0 , 5 . 1 0 ~ 6)2
= - 3 2 - 3 --- * 0,439
D ịịiw ( 7 5 . 1 0 3 )2 . 19. 10 3 . 157
1.51, Theo bảng 1.49, khi LỊD
khi X = 0,34, L/D 0 =
0 = 1, CR = 0,439 thì ỵ = 0,34. Theo bảng 1 thì CM = 3,41. Khi đố :
3,41 J 1 9 . 10- 3 . 157
V 1 > 4 7. 106 * 0,0072.
9. Theo công thức (1.26) hoặc (1.27), xác định công suất nhiệt :
1572 . 1 9 . 10~ 3 ( 75 . 10- 3 ) 3 . 7 5 .1 0 ~ 3
Q = 1,57
UJ2/U D ị L S'mm
1,57 7 0 , 5 . 10(
ằ 330 w . 10. Xác định lượng nhiệt tỏa ra thân ổ trục theo công thức (1.28) : Qj = ãt 25 L D 0(t - t a) =18 , 5 . 2 5 . 7 5 . 1 0' 3. 7 5 . 10‘ 3( 5 0 -2 0 ) = 78 w .
Q > Qị, lượng nhiệt dư phải được tách ra bằng dầu bôi trơn cưỡng
bức.
11. X ác định lưu lượng dầu bơm qua ổ trụ c theo công thức (1.31) :
160
Q -Q \ 330 - 78 , , 3, _ ...
v “ c p ( t 2 ~ t x)~ Ĩ9ÕÕ~89Õ"(50 - 35) 1 m /s 0,6 lit/phút
Ngoài việc tính toán lựa chọn láp ghép cổ khe hở cho các mối ghép quan trọng, thường là các loại ổ trượt bôi trơn ma sát ướt, lắp ghép cố khe hở cho các mối ghép khác được chọn theo kinh nghiệm.
Lắp ghép được tạo thành bởi H/h có khe hờ nhỏ nhất bằng 0. Đây là loại lắp ’’trượt*1 được dùng cho các mối ghép cố định nhưng cđ yêu cấu phải tháo lấp thường xuyên (ví dụ : các chi tiết thay thế), và cổ độ chính xác định tâm trung bình.
Lắp "trượt" còn dùng cho các mối ghép động có chuyển động tương
đối chậm giữa chi tiết bao và được bao, để dẫn hướng chính xác cho chuyển động tịnh tiến qua lại, cũng như cho các mối ghép cẩn có sự xoay hoặc dịch chuyển tương đối giữa chi tiết nọ với chi tiết kia khi hiệu chỉnh.
Các lắp ghép chính xác cao H5/h4, H6/h5 được dùng cho các mối .ghép cố định phải tháo lấp luôn, cđ yêu cầu cao về độ chính xác định tâm. Ví dụ : các bánh răng đo láp trên trục chính của máy đo răng, bạc dao cà láp trên trục chính của máy cà răng và dao cà lắp với bạc dao
H ỉn h 1.2 6. Bộ phận trục chính máy cà răng.
161