BÀI GIẢNG TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
3.3 TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
1. Đặc điểm và phân loại bộ ly hợp ma sát a, Đặc điểm
Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn. Thời gian ly hợp ngắn (0,2 ÷ 0,3 giây) Hiệu suất truyền động cao (khi đã làm việc ổn định không sinh ra trượt tương đối. Khi làm việc không tiêu hao năng lƣợng (nếu là bộ ly hợp) ma sát thao tác bằng cơ giới
Do đó các bộ ly hợp ma sát đƣợc dùng rộng rãi trên các tàu có công suất vừa và nhỏ. Thỏa mãn yêu cầu gọn nhẹ, tính cơ động cao.
b, Phân loại
Bộ ly hợp ma sát đĩa (mặt ma sát là hai đĩa bằng).
Bộ ly hợp ma sát hình chóp tròn (mặt ma sát là hình chóp tròn).
Bộ ly hợp ma sát hình trống (mặt ma sát là hình trống).
Bộ ly hợp ma sát hình răng vòng (mặt ma sát là những vòng răng đồng tâm, mặt hình chóp).
2. Một số bộ ly hợp điển hình a. Ly hợp ma sát đĩa
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý ly hợp ma sát đĩa
Hinh3.8: Kết cấu ly hợp ma sát đĩa điều khiển thuỷ lực
1. Trục chủ động 16.Cán piston 2. Bạc đỡ 17.Vòng làm kín 3.Thân ly hợp 18.Ong lóttrong trục đẩy
4.Đĩa ly hợp 19. Vòng rãnh trượt (nửa dưới)
5.Lớp vật liệu ma sát đĩa ly hợp 20. Vòng làm kín (O-ring) 6. Đĩa ly hợp 21.Ong lót
7.Piston ly hợp 22.Nút 8.Xéc măng 23.Nút 9.Xi lanh ly hợp 24.Nút
10.Vòng làm kín 25. Xi lanh Servo đĩa ma sát 11.Vít ly hợp khẩn cấp 26.Nút
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 33
12. Xéc măng 27.Dẫn hướng xi lanh Servo 13.Chốt hãm 28.Bánh răng via
14.Vòng rãnh trƣợt (nửa trên) 29.Servo piston đĩa ma sát 15.Trục đẩy 30.Cần kéo
Dưới tác động của lực ép Q tạo ra lực ma sát giữa hai đĩa 4 và 6 T = . Q ( : hệ số ma sát giữa hai bề mặt)
Mô men ma sát truyền từ trục chủ động sang trục bị động MT = .Q .
Quá trình làm việc chia thành ba giai đoạn:
Giai đoạn tiếp hợp: Trục bị động ở tình trạng làm việc không ổn định, tốc độ tăng dần đến tốc độ trục chủ động với thời gian 1 ÷ 2 giây.
Giai đoạn vận hành ổn định: Bộ ly hợp trở thành 1 thiết bị thống nhất, truyền mô men và mô men đó ân bằng với sức cản chân vịt.
Giai đoạn ly khai: Trục bị động ở trạng thái không ổn định tốc độ giảm dần đến khi ngừng hẳn.
Khi hệ động lực làm việc ở các phụ tải khác nhau, các giai đoạn trên diễn ra cũng khác nhau. Trên thực tế, bộ ly hợp thường làm việc ổn định lâu dài ở giai đoạn 2.
Nếu thời gian tiếp hợp quá ngắn (tiếp hợp nhanh), mô men xoắn sinh ra lúc tiếp hợp đàn tính từ động cơ đến chân vịt sẽ gây ra biến dạng xoắn. Xuất hiện dao động xoắn tắt dần có thể gây sự cố nguy hiểm.
Sau khi bộ phận bị động đƣợc gia tốc, mô men xoắc mà bộ ly hợp
truyền đi do lực quán tính của bộ phận bị động mất đi, giảm rất nhanh toàn bộ hiện tƣợng xoắn uốn của hệ thống mất đi. Dao động của hệ thống có dạng tắt dần.
Vật liệu chế tạo: Phải có tính chịu mài mòn cao . hệ số ma sát lớn, không thay đổi khi nhiệt độ tăng. tính chống kết dính cao. Độ bền cao, chịu lực cắt. chịu nhiệt độ tốt, ít biến dạng nhiệt, dẫn nhiệt tốt, tỏa nhiệt nhanh.
Thực tế có thể dùng: Gang đúc với gang đúc, thép với đồng thanh hoặc đồng thau với gang đúc, da với thép hoặc gang đúc, gỗ mềm với thép, cao su với thép.
b.Ly hợp hình chóp tròn
So với ly hợp ma sát đĩa có cùng đường kính, cùng truyền mô men như nhau thì lực tiếp hợp bằng khoảng 1/3 của ly hợp đĩa.
Khi ly khai dứt khoát tuyệt đối.
Muốn tăng tải trọng truyền động thì kích thước cồng kềnh.
So với ly hợp ma sát đĩa kiểu nhiếu cặp thì độ trượt tương đối lớn hơn, làm mặt ma sát mòn nhanh. Mô men quán tính lớn khi khởi động, quá trình làm việc không ổn định.
Trong hệ thống có tốc độ, kích thước lớn yêu cầu phải cân bằng chính xác.
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 34
c. Ly hợp ma sát trống (kiểu săm hơi)
Hinh 3.9 Ly hợp hình trống kiểu săm hơi.
1.Bích nối với trục động cơ (chủ động) 5.Săm hơi
2.Tang trống trong 6. Bích nối trục bị động
3.Lốp vật liệu ma sát 4.Thân
Mặt bích (1) nối với trục chủ động , giữa thân (4) và tang trống trong (2) bố trí săm hơi cao su (5). Một mặt ngoài lắp chặt với thân (4) còn mặt trong về phía tang (2) có gắn lớp vật liệu ma sát (3). Khí điều khiển đƣợc đƣa vào săm qua ống dẫn trong trục chủ động, với áp lực 6 ÷ 9 bar , làm săm căng lên. Khi đó săm hơi (5) ép lớp vật liệu ma sát (3) vào tang trống trong (2) truyền mô men xoắn cho trục bị động.
Khi xả hết khí ra khỏi săm, hệ thống ngừng làm việc trục chủ động tự động cơ với trục bị động
Săm khí bằng cao su yêu cầu : To = - 30 ÷ 50oC , Pdk = 6 ÷ 9 bar Nếu : to > 50oC Anh hưởng tuổi thọ thiết bị
to < -30oC Cao su hóa cứng
Không đƣợc để dầu bám lên mặt bạc lót, bạc trống làm giảm hệ số ma sát , tạo hiện tƣợng trƣợt, phát nhiệt, dầu phá hủy săm cao su.
Quá trình khai thác không đƣợc để tấm cao su quá mòn, khi đó đai kim loại tiếp xúc với xăm cao su dễ gây sự cố.
Giới hạn độ dày tấm cao su : 1,5 ÷ 2,5 (mm) Ƣu điểm:
Các mặt ma sát có khả năng tự điều chỉnh trong quá trình làm việc.
Hai đường trục cho phép độ lệch tâm nhất định.
Có thể điều chỉnh mô men truyền động của ly hợp bằng cách thay đổi khí điều khiển.Ít tiếng động và tiếng ồn, tiếp hợp dễ dàng. Liên kết đàn tính có khả năng tiếp nhận các loại dao động khử đƣợc lực xung kích khi tiếp hợp.
Nhƣợc điểm : Cấu tạo phức tạp
Cần kiểm tra nhiệt độ thường xuyên, sự rò lọt khí Giá thành cao, tuổi thọ ngắn, tin cậy giảm
Ap dụng trên các thiết bị truyền động truyền công suất vừa và nhỏ.
3.3.2 Truyền động bánh răng
Truyền động bánh răng đươc ứng dụng rộng rãi trong hệ động lực tua bin cũng nhƣ diesel. Kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao và làm việc tin cậy. Có khả năng đảm bảo cho chân vịt quay hai chiều khi bố trí ly hợp và số lùi.
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 35
Hình 3.10 Sơ đồ truyền động bánh răng thường Truyền động bánh răng bao gồm truyền động bánh răng thường và truyền động bánh răng hành tinh.
Hình 3.11 Sơ đồ truyền động bánh răng hành tinh 1.Bánh răng trung ƣơng 2.Bánh răng ăn khớp trong 3.Bánh răng hành tinh 4.Thanh truyền
n1 , n2 :Vòng quay bánh chủ động, bị động
Truyền động bánh răng hành tinh được sử dụng rộng rãi, kích thước
nhỏ, hiệu suất cao i = 3,5 ÷ 7,5 = 0,95 ÷ 0,98
Muốn tăng tỷ số truyền ta ghép nhiều phương án lại tạo thành hệ truyền động bánh rănh hành tinh nhiều cấp.
3.3.3 Các hƣ hỏng do truyền động bánh răng (cơ khí)
- Trong quá trình làm việc, khi các bánh răng gây ra ứng suất uốn, hiện tƣợng trƣợt do các lực tiếp tuyến gây nên gãy, tróc rỗ các bề mặt làm việc của bánh răng; biến dạng do dính kết.
- Hiện tƣợng gãy do mỏi gây ra :khi làm việc các ứng suất cơ luôn thay đổi, dẫn đến cấu trúc kim loại thay đổi ,cơ tính kim loại thay đổi dễ gãy.
- Hiện tƣợng gãy đột ngột : nguyên nhân không phải do mỏi, nhƣng khi vận hành, do tải tăng đột ngột dễ gãy.
- Tróc rỗ : bề mặt kim loại bị nứt khi bôi trơn bằng dầu, dầu bị nén gây tróc rỗ.
Hình 3.12 Sơ đồ truyền động bánh răng hành tinh
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 36