Trong các máy móc hiện đại, các ổ trượt được thay thế bằng ổ lăn (ổ bi hoặc ổ đũa) ngày càng nhiều vì ma sát trong ổ lăn nhỏ hơn trong ổ trượt. Ổ lăn là một bộ phận máy được chế tạo hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn. Khi cần người ta chỉ việc mua về sử dụng.
Cấu tạo của ổ lăn gồm có: vòng ngoài, vòng trong, con lăn và vòng cách.
Hình 5.1. Cấu tạo ổ lăn Tùy theo kết cấu và khả năng chịu tải trọng mà có các loại ổ lăn: Ổđỡ, ổ chặn, ổđỡ chặn, ổ chặn đỡ 5.1.1. Cấp chính xác chế tạo ổ lăn TCVN 1484-85 quy định cấp chính xác của ổ lăn ký hiệu là: P0, P6, P5, P4, P2 (Cho phép dùng ký hiệu (0, 6, 5, 4, 2). Mức độ chính xác tăng dần từ 0 đến 2.
Tùy theo yêu cầu về độ chính xác, đặc biệt là độ chính xác quay và tốc độ vòng của bộ phận máy có lắp ổ lăn mà người ta sử dụng các ổ lăn có cấp chính xác khác nhau. Trong chế tạo máy người ta dùng ổ lăn có cấp chính xác từ 0, 6. Ổ lăn cấp chính xác 5, 4 dùng cho những máy yêu cầu độ chính xác quay cao và tốc độ sử dụng vòng lớn ví dụổ lăn trục chính của máy mài. Ổ lăn cấp chính xác 2 được sử dụng khi độ chính xác đặc biệt cao. Tương ứng với các cấp chính xác chế tạo ổ TCVN 1484-85 quy định dung sai của các thông số kích thước và độ chính xác quay của ổ lăn.
Cấp chính xác chế tạo thường được ghi ký hiệu cùng với số hiệu ổ, ví dụ: Ổ 6-205 có nghĩa là ổ cấp chính xác 6, số hiệu 205. Với cấp chính xác 0 chỉ ghi ký hiệu ổ, không ghi cấp chính xác, ví dụỔ 305 có nghĩa là cấp chính xác 0, số hiệu ổ 305.
5.1.2. Lắp ghép ổ lăn a) Đặc tính lắp ghép ổ
Ổ lăn lắp ghép với trục theo bề mặt trụ trong của vòng trong và lắp với lỗ theo bề mặt trụ ngoài của vòng ngoài.
35 Đây là các lắp ghép trụ trơn vì vậy miền dung sai kích thước trục và lỗ được chọn theo tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn. Miền dung sai kích thước các bề mặt lắp ghép của ở lăn (d và D) là không thay đổi và đã đượuc xác định khi chế tạo ở lăn theo nhà sản xuất. Tùy theo yêu cầu làm việc của ổ lăn, trục và vỏ hộp được chế tạo với cấp chính xác, dung sai phù hợp với cấp chính xác và dung sai của ổ lăn đểđược đặc
tính lắp ghép theo yêu cầu. Hình 5.2. Đặc tính lắp ghép ổ
b) Chọn kiểu lắp
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1482 – 85, lắp ghép ổ lăn với trục và lỗ vỏ hộp gồm có các kiểu lắp ghép có khe hở, lắp ghép trung gian và lắp ghép có độ dôi.
Phụ thuộc vào điều kiện làm việc của bộ phận lắp ổ lăn gồm có các dạng chịu tải như sau: cục bộ, chu kỳ và dao động. + Tải trọng cục bộ a) b) c) Hình 5.3. a) Tải trọng cục bộ b) Tải trọng chu kỳ ; c) Tải trọng dao động
Giả sử có lực hướng tâm cố định Fr. Xét vòng trong cố định, khi đó vùng tải trọng mà vòng trong chịu tác dụng là không đổi và ổ sẽ bị mòn cục bộ nhanh tại vùng này. Do đó tuổi thọ của ổ sẽ thấp. Vì vậy khi lắp ta phải chọn kiểu lắp làm sao cho vòng chịu tải cục bộ có khả năng tự thay đổi vị trí trong quá trình làm việc.
+ Tải trọng chu kỳ
Xét lực cố định Fr và xét vòng lăn có chuyển động tương đối so với lực Fr khi đó vùng chịu lực của vòng ngoài sẽ thay đổi và dải đều trên vòng ngoài 1 cách chu kỳ, khi đó gọi vòng ngoài là vùng chịu tải trọng chu kỳ.
Với tải trọng chu kỳ ta chọn kiểu lắp có độ chặt, tùy theo lực tác dụng mà ta chọn độ dôi phù hợp.
+ Tải dao động
Khi ổ lăn chịu tác dụng đồng thời của 2 lực là lực hướng tâm Fc và lực vòng Fq Trường hợp Fc > Fq thì vòng quay chịu tải chu kỳ, vòng cốđịnh sẽ chịu tải dao động. Trường hợp Fc < Fq thì vòng quay chịu tải cục bộ, vòng cốđịnh chịu tải chu kỳ.
36 Khi vòng chịu tải trọng dao động thì chọn kiểu lắp có độ hởđể có khả năng giảm chấn. b) Tính toán và chọ kiểu lắp ổ lăn (Tính độ dôi) r n a R F .K .F.F R ' =
R: phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ (lực hướng tâm tương đương). B’: chiều rộng lắp của ổ lăn: B’ = B – 2r
r: bán kính góc lượn. B: chiều rộng ổ lăn.
Kn: Hệ sốđộng học của lắp ghép phụ thuộc vào đặc tính tải trọng tác dụng lên ổ
F: Hệ số tính đến mức độ làm giảm độ dôi của lắp ghép do trục rỗng hoặc vỏ hộp có thành mỏng.
Fa: Hệ số tính đến sự phân bố tải trọng không đều của lực hướng tâm R giữa các dãy con lăn của ổ. Với ổ nhiều dãy Fa phụ thuộc vào trị số Acos
F β với bêta là góc tiếp xúc giữa bi hoặc con lăn với đường lăn vòng ngoài ổ.
Đối với ổ bi đỡ và ổ bi chặn có 1 vòng ngoài hoặc 1 vòng trong Fa = 1. Tùy theo giá trị của tải trọng Fr mà ta chọn kiểu lắp ghép theo bảng.