Những vấn đề chung 1. Giới thiệu ổ trượt- 123docz.net

Ổ trượt là là một loại ổ trục, dùng để đỡ các trục quay. Nó là khâu liên kết giữa trục và giá đỡ, nhằm mục đích giảm ma sát. Ổ trượt nhận tải trọng từ trục, truyền đến giá đỡ. Dưới dạng sơ đồ, ổ trượt được biểu diễn như trên Hình 19-1.

Bản vẽ kết cấu của ổ trượt được trình bày như trên Hình 19-2. Thân ổ được lắp trên giá đỡ, lót ổ được lắp với ngõng trục.

Thông thường thân ổ trượt 2 được lắp chặt với giá đỡ. Ngõng trục lắp lỏng với lót ổ số 3. Dạng ma sát trong ổ trượt là ma sát

trượt. Dầu bôi trơn được đưa vào ổ qua lỗ tra Hình 19-1: Sơ đồ ổ trục

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt dầu số 1, vào các rãnh dầu, đến bôi trơn bề mặt

tiếp xúc giữa ngõng trục và lót ổ.

Lót ổ làm bằng vật liệu giảm ma sát, thường bằng kim loại màu. Kết hợp với trục bằng thép, có hệ số ma sát nhỏ, giảm tiêu hao công suất.

Thân ổ bằng thép, hoặc gang. Đây là phần chịu lực của ổ.

Trong một số trường hợp đặc biệt, ổ trượt có thể làm bằng một loại vật liệu. Ví dụ:

kích thước đường kính d quá nhỏ, ổ được làm bằng hợp kim đồng, vừa để giảm ma sát, vừa đủ

bền để chịu tải. Hoặc đường kính d quá lớn, trục quay chậm, ổ được làm bằng gang.

2 1 Gía đỡ

Hình 19-2: Kết cấu của ổ trượt

19.1.2. Phân loại ổ trượt

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, ổ trượt được chia thành một số loại như sau:

Fa Fr

d) Fr

c) a)

Hình 19-3: Các lọai ổ trượt Fr

- Tuyỡ theo khaớ nàng chởu taới, cọ cạc loải:

220

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt + Ổ đỡ, là ổ chỉ có khả năng chịu lực hướng tâm (Hình 19-3, a, c).

+ Ổ đỡ chặn, là ổ vừa có khả năng chịu lực hướng tâm, vừa cọ khaớ nàng chởu lỉỷc doỹc trủc (Hỗnh 19-3, b, d).

+ Ổ chặn, là ổ chỉ có khả năng chởu lổỷc doỹc truỷc (Hỗnh 19-3, e, f).

- Theo hỗnh dảng cuớa ngoỵng trủc tiếp xúc với ổ, chia ra:

+ Ổ trụ, ngõng trục là mặt trụ tròn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 19-3, a).

+ Ổ côn, ngõng trục là mặt nón cụt tròn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 19-3, d).

+ Ổ cầu, ngõng trục là mặt cầu (Hình 19-3, b).

Hình 19-4: Ổ ghép từ hai nửa

- Theo kết cấu, người ta chia ra:

+ Ổ nguyên, ổ là một bạc tròn.

+ Ổ ghép, ổ gồm nhiều mảnh ghép lại với nhau, thông thường dùng ổ hai nửa (Hỗnh 19-4).

19.1.3. Kích thước chủ yếu của ổ trượt

Ổ trượt là chi tiết được tiêu chuẩn hóa, do đó chúng ta chỉ quan tâm đến một số kích thước chính liên quan đến lắp ghép và tính toán sức bền của ổ (Hình 19-5):

lót ổ raợnh dầu

gờ ổ thân ổ

d D

Hình 19-5: Kích thước chủ yếu của ổ trượt - Đường kính của lỗ lắp trên ngõng trục

d, mm; đối với ổ côn thường ghi dtb và độ côn. Kích thước d nên lấy theo dãy số tiêu chuẩn.

- Đường kính ngoài của ổ d0, mm.

221

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt - Chiều dày của ổ δ, mm. δ = (d0 - d)/2.

- Chiều dày của lớp lót ổ δ1, mm.

- Chiều dày của thân ổ δ2, mm.

- Chiều dày thành của gờ ổ δ3, mm.

- Chiều rộng của ổ, ký hiệu là B, mm (cũng có thể gọi là chiều dài của ổ, ký hiệu là l). Chiều rộng B được lấy theo đường kính d.

- Đường kính vành ngoài gờ của ổ D, mm.

- Kích thước của lỗ dầu, kích thước của rãnh dẫn dầu. Các kich thước này lấy theo đường kính d.

- Độ nhám bề mặt của lót ổ Rz2, của ngõng trục là Rz1.

- Khe hở trong mối ghép giữa ngõng trục và lót ổ S, S = dô - dtr. 19.1.4. Các kiểu ma sát trong ổ trượt:

Ma sát trong ổ trượt là dạng ma sát trượt. Tuỳ theo cách bôi trơn ổ, người ta còn phân chia ra các kiểu ma sát:

- Ma sát ướt: khi giữa bề mặt của ngõng trục và lót ổ có một lớp dầu ngàn cạch (Hỗnh 19-6).

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 (19-1)

Rz1 Rz2

h d

Hỗnh 19-6: Bọi trồn ma ướt trong ổ trượt

- 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. 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 bôi 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 không có lớp dầu bôi trơn, chỉ có các chất bôi trơn hấp phụ từ không khí.

222

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt Hệ số ma sát trong khoảng 0,1 ÷ 0,3.

Kiểu ma sát này có trong ổ không được bôi trơn.

- Ma sát khô: 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 môi 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 không được, thì phải bôi trơn đẩy đủ để có ma sát nửa ướt. Không nên để ổ có ma sát nửa khô, và tuyệt đối không để ổ có ma sát khô.

Để có ma sát ướt trong ổ trượt, người ta có thể dùng phương pháp bôi 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 Fr nâng 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.

19.1.4. Tạo ma sát ướt trong ổ trượt bằng bôi trơn thuỷ động:

Thí nghiệm tạo ma sát ướt bằng bôi 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 bôi trơn thuỷ động. Thí nghiệm được trình bày trón Hỗnh 19-7, mọ phoớng hoảt õọỹng

thể thao lướt ván trên mặt nước: F V>Vth Fr

V<Vth

Khe hở hỗnh chóm

Dầu bôi trơn B

Hình 19-7: Thí nghiệm tạo ma sát ướt bằng bôi trơn thuỷ động - 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 lổỷc à.

- Tác dụng lực F đẩy tấm B chuyển động về phía trước, sao cho dầu

223

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt 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 Fd cân bằng với lực tác dụng Fr, thì tấm B bắt đầu được nâng lên.

- Khi vận tốc vượt quá giá trị tới hạn vth, 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 không tách rời. 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 bôi 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 hỗnh chóm cọ độ chêm lớn nhất (Hỗnh 19-8).

Như vậy điều kiện thứ nhất về bôi trồn thuyớ õọỹng õaợ có trong ổ trượt.

O S/2

ω=0 S

O O0

Khe hở hỗnh chóm

Hình 19-8: Khả năng tạo bôi trơn ma sát ướt bằng bôi trơn thuỷ động trong ổ trượt - Dầu được chọn có

độ nhớt à nhất

224

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 19: Ổ trượt định, và được cung cấp liên tục từ lỗ dầu qua rãnh dầu vào ổ . Như vậy điều kiện thư hai về bôi 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. 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 hoàn toàn có khả năng tạo ma sát ướt bằng bôi trơn thuỷ động.

Quy luật phân bố áp suất p của dầu trên bề mặt của ngõng trục, được trình bày trên Hình 19-8. Khả năng tải của lớp dầu, hay áp lực Fd do lớp dầu tác dụng lên ngõng trục được tính theo công thức của lý thuyết Thuỷ lực:

= . . . . ψ2

ω à d

Fd B (19-2)

Trong đó: B là chiều rộng của ổ, mm.

d là đường kính của ngõng trục, mm.

à là độ nhớt động lực của dầu, cP (xenti poazơ).

ω là vận tốc góc của ngõng trục, rad/s.

ψ là khe hở tương đối, ψ = S/d.

Φ là hệ số khả năng tải của ổ.

Giá trị của Φ phụ thuộc vào vị trí của ngõng trục trong lót ổ. Độ lệch tâm e càng lớn thì Φ có giá trị càng lớn. Nếu độ lệch tâm e bằng 0, tâm của hai vòng tròn trùng nhau, sẽ không còn khe hình chêm, và không 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 χ, và hệ số khả năng tải Φ. Với χ = 2.e/S, 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 kớch thước chiều rộng B và đường kớnh d của ổ, tăng độ nhớt à của dầu, tăng vận tốc góc ω và giảm khe hở S giữa ngõng trục và lót ổ.

19.2. Tính ổ trượt

Những vấn đề chung 1. Giới thiệu ổ trượt

Độ bền mỏi của chi tiết máy

Những vấn đề chung 1. Giới thiệu mối ghép ren