1.Cấu tạo:
-Kết cấu ổ đơn giản bao gồm: thân ổ 1, lót ổ 2 và rảnh chứa dầu 3.
Thân ổ có thể liền với thân máy. Tùy vào kết cấu của thân ổ, có thể chia ra ổ nguyên hoặc ổ rời. Ổ nguyên có thân ổ và ống lót là các chi tiết nguyên, ổ rời thân và ống lót là hai chi tiết rời: thân ổ 1 được nối với nắp ổ 2 bằng mối ghép bulong 3. Lót ổ gồm 2 phần: phần dưới 5 và phân trên 4. Có thể sử dụng lót ổ gồm nhiều mảnh ghép lại.
2. Phân loại:
-Theo hình dạng bề mặt làm việc: mặt trụ, mặt nón, mặt cầu, mặt phẳng -Theo khả năng chịu tải trọng: ổ đỡ, ổ đỡ chặn, ổ chặn
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 57
-Theo phương pháp bôi trơn hai bề mặt làm việc: ổ bôi trơn thủy, ổ bôi trơn khí, ổ bôi trơn từ, bôi trơn rắn
Ổ trượt cầu
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 58
3.Trình tự tính toán:
a.Tính toán quy ước ổ trượt khi bôi trơn ma sát nửa ướt:
Tính toán theo áp suất cho phép
-Trong trường hợp ổ quay chậm, bôi trơn gián đoạn:
r r F p p ld
Trong trường hợp cho trước tỷ số l d/ , dùng công thức:
rF F d p Trong đó: =0.5÷1 [p]: áp suất cho phép Fr: tải trọng hướng tâm l: chiều dài ổ
d: đường kính ngõng trục
Tính theo tích số pv
-Trong trường hợp làm việc với vận tốc trung bình: 2 F pv pv l
Trong đó: p (Pa); v(m/s); F(N); (rad s/ ); l(m) và pv(Pa.m/s)
Đối với lót ổ làm bằng gang và đông thanh: [p] = 2÷6 MPa và [pv] = 4÷8 MPa.m/s. Vật liệu là babit thì [p] = 5÷15 MPa và [pv] = 5÷10 MPa.m/s.
[p] và [pv] có thể tra theo bảng 12.1-T228-I
b.Tính toán bôi trơn ma sát ướt:
- Điều kiện đểđược bôi trơn ma sát ướt:
min ( z1 z2)
h s R R
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 59
Rz1, Rz2: chiều cao mấp mô bề mặt ngõng trục và lót ổ. Tùy theo công dụng, ngõng trục có thể được tiện tinh đạt độ nhám Rz=6,3…1,6µm, mài đạt Rz=3,2…0,4µm; đánh bóng đạt Rz=1,6…0,65µm. Bề mặt lót ổ được chuốt hoặc doa đạt
Rz=10…1,6µm, tiện trong đạt Rz=6,3…1,6µm. Thường chọn Rz1 không thấp hơn Rz=3,2µm, Rz2 không thấp hơn Rz=6,3µm
hmin: chiều dày nhỏ nhất của dầu bôi trơn.
Để tính hmin trước hết cần tính hệ số khả năng tải của ổ
2F F p C được tính theo công thức 3 0,25
0,8.10 v với v là vận tốc vòng của ngõng trục µ: độ nhớt động lực 0 0 m t t ; tm=45÷75 0
C: nhiệt độ làm việc trung bình của dầu; t: nhiệt độ làm việc trung bình cảu dầu; µ0: dộ nhớt động lực của dầu khi ở nhiệt độ t0; m: chỉ số mũ có giá trị 2,6÷3.
Tính được CF ta tra bảng 12.3-T230-I (chọn trước tỷ số l/d), tìm ra được, tính được hmin:
min (1 )
2
d h
-Xác định giá trị tới hạn của chiều dày lớp dầu: hth=Rz1+Rz2 -Xác định hệ số an toàn quy ước: s=hmin/hth ≥ [s] = 2
-Xác định hệ số ma sát theo công thức: 2 2 60 d n f p c.Tính toán nhiệt:
Đối với ổ bôi trơn nửa ướt và ướt ta tính theo phương trình cân bằng nhiệt: Q = Qt1+Qt2
Trong đó:
Q: nhiệt lượng sinh ra trong ổ trong một giây
1000
r
fF v
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 60 Fr: lực hướng tâm (N) V: vận tốc vòng (m/s) f: hệ số ma sát 2 2 60 d n f p
Qt1: nhiệt lượng thoát ra theo dầu chảy qua ổ trong thời gian một giây.
1 0
t
Q V q t
Với:
C: nhiệt dung riêng của dầu: C=1,7÷2,1kJ/kg0C 0
: khối lượng riêng của dầu: 0=850÷900kg/m3 Q: lưu lượng của dầu chảy qua ổ trong 1s, m3
/s
t
: sự thay đổi nhiệt độ của dầu, độ.
Qt2: nhiệt lượng thoát thoát qua trục và thân ổ trong một giây.
2 ( )
t T T T
Q K dl t K A t K t dlA
Với:
KT: 0,04÷0,08 hệ số thoát nhiệt qua trục và thân ổ A: diện tích thoát nhiệt qua thân ổ, A=25d2
d,l: đường kính và chiều dài ổ
Từ phương trình cân bằng nhiệt, suy ra:
0 1000( ) r r v T T fF v t t t C q K dl K A
Nhiệt độ trung bình của dầu:
2 2
v r v v
t t t
t t
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 61
Thông thường tv= 35÷450C; tr= 80÷1000C và t= 45÷750C
3.Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Làm việc có độ tin cậy cao khi vận tốc lớn mà khi đó ổ lăn có tuổi thọ thấp. +Chịu được tải trọng động và va đập nhờ vào khả năng giảm chấn của màng dầu bôi trơn
+ Kích thước hướng kính tương đối nhỏ + Làm việc êm
+ Khi trục quay chậm có kết cấu đơn giản.
- Nhược điểm:
+ Yêu cầu chăm sóc bảo dưỡng thường xuyên, chi phí lớn về dầu bôi trơn. + Tổn thất lớn về ma sát khi mở máy, dừng và khi bôi trơn không tốt. + Kích thước dọc trục tương đối lớn
- Phạm vị ứng dụng:
+ Ổ rời có thể lắp trên cổ trục khuỷu
+ Đường kính ngõng trục quá lớn (nằm ngoài tiêu chuẩn của ổ lăn hoặc nếu chế tạo ổ lăn thì giá thành sẽ cao…)
+ Khi kết cấu làm việc với vận tốc lớn (v>30m/s), nếu dùng ổ lăn tuổi thọ sẽ thấp. + Các máy móc thiết bị chịu tải trọng động.
+ Sử dụng trong các ổ có kích thước hướng kính nhỏ.
+ Trong các máy chính xác, đòi hỏi độ chính xác hướng kính và khả năng điều chỉnh khe hở.
+ Ổ có thể làm việc trong môi trường nước, môi trường ăn mòn, dùng trong các máy chế biến thực phẩm.
+ Ổ quay chậm, không quan trọng, rẻ tiền có đường kính ngõng trục lớn.
4.Dạng hỏng ổ lăn:
-Mòn: xảy ra giữa ổ và ngõng trục không hình thành lớp dầu bôi trơn hoặc lớp dầu bôi trơn không đủ dày
-Dính thường xảy ra do áp suất và nhiệt độ cục bộ trong ổ lớn, lớp dầu bôi trơn không hình thành được, khiến ngõng trục và lót ổ trực tiếp tiếp xúc với nhau. -Mỏi rỗ lớp bề mặt xảy ra khi ngõng trục chịu thải trọng thay đổi lớn.
Hải Hoàng, Văn Phi, Triệu Phú, Trường Sơn - ĐHBKTPHCM Trang 62