ổ trục

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

TÌM HIỂU MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY

Nhóm 1:Tu hoàng pro

Chào thầy cô và tất cả các bạn!@
CHƯƠNG 10
Ổ LĂN
Ổ TRƯỢT
KHÁI NiỆM
KHÁI NiỆM
PHÂN LoẠI
ƯU NHƯỢC ĐiỂM
KẾT CẤU
KẾT CẤU
PHÂN LoẠI ƯU NHƯỢC ĐiỂM
CÁC LoẠI SAI HỎNG
CHỈ TIÊU TÍNH
TÍNH Ổ LĂN
CÁC PHƯƠnG PHÁP BÔI TRƠN
CHỈ TIÊU TÍNH
TÍNH Ổ TRỰOT
Ổ TRỤC
Ổ TRỤC
1)Khái niệm chung
Dùng để trục ,giữ cho các trục có vị trí xác định trong không gian tiếp nhận tải trọng và truyền đến bệ máy
*Thông thường có 2 loại ổ trượt và ổ lăn
2)Phân loại:
a)Theo dạng ma sát giữa ổ và trục
_ổ ma sát trượt gọi là ổ trượt
_ổ ma sát lăn gọi là ổ lăn
b) Theo hình thức chịu lực :
_ổ đỡ chựu lực xuyên tâm và một phần dọc trục nhỏ
_ổ chặn chịu lực dọc trục
_ổ đỡ chặn có kết cấu đặc biệt nên chịu cả lực xuyên tâm và dọc trục
PHẦN A: Ổ LĂN
1) Khái niệm chung:
Định nghĩa :
ổ trục tải trọng từ trục trước khi chuyền qua gối đỡ phải qua con lăn (bi hoặc đũa) nhờ các con lăn nên ma sát sinh ra trong ổ là ma sát lăn
Các bộ phận của ổ lăn
ổ lăn thường gồm 4 bộ phận : 1 vòng trong,2 vòng ngoài.3 vòng cách ,4 con lăn
Công dụng: ổ lăn dùng để đỡ trục và giảm ma sát giữa phần quay và không quay
Cấu tạo ổ lăn gồm: con lăn, vòng trong, vòng ngoài, vòng cách
Phân loại
Theo điều kiện chịu lực :
+ổ lăn đỡ :chịu lực hướng tâm
+ổ lăn chặn : chỉ chịu lực dọc trục
+ổ lăn đỡ chặn : chịu cả hai lực hướng tâm và dọc trục
B) Theo hình dáng con lăn:
ổ bi cầu ,ổ bi đũa ,ổ thanh lăn trụ ,ổ thanh lăn nón…..
C ) khả năng tự lựa :
Có loại ổ tự lựa và ổ thường ổ tự lựa nhờ rãnh ổ lòng cầu mà có
có thể khắc phục một phần độ nghiêng của trục
D ) theo số dãy bi: ổ 1 dãy .ổ 2 dãy và có ổ 4 dãy
Các loại ổ lăn thông dụng
•Ổ bi đỡ 1 dãy
•Ổ bi đỡ lồng cầu 2 dãy
•Ổ đũa trụ ngắn đỡ 1 dãy
•Ổ đũa lồng cầu 2 dãy
•Ổ kim
•Ổ bi đỡ chặn 1 dãy
•Ổ đũa côn đỡ chặn 1 dãy
•Ổ bi chặn
•Ổ đũa chặn
Ư u nhược điểm :
Ưu điểm
Hệ số ma sát nhỏ công suất mất mát do ma sát thấp
Chăm soc và boi trơn đơn giản
Kích thước dọc trục nhỏ hơn so với ổ trượt
Tính lắp lẫn cao,thay thế thuận tiện khi sữa chữa
Giá thành hạ do sản xuất hàng loạt

Nhược điểm
Khả năng chịu va đạp và chấn động kém do độ cứn kết cấu của ổ lăn
Kích thước hướng kính tương đối lớn
ồn khi làm việc với vận tôvs cao
Độ tin cậy thấp
2. Động học và động lực học ổ lăn
2.1 Động học ổ lăn
Ta có vận tốc dài điểm tiếp xúc con lăn và vòng trong


Vận tốc dài tâm con lăn
Vân tốc góc con lăn quay quanh trục chính nó


Vận tốc góc của vòng cách


3. Dạng hỏng và chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn
Dạng hỏng:
Tróc rỗ bề mặt rãnh lăn vòng trong, vòng ngoài, con lăn do sự thay đổi
của ứng suất tiếp xúc.
Mòn con lăn và vòng ổ do bôi trơn kém
Vỡ vòng cách: thường xảy ra với ổ quay nhanh
Biến dạng dư rãnh vòng con lăn: thường xảy ra với ổ chịu tải lớn và quay chậm
Vỡ vòng ổ và con lăn: do va đập hay lắp ráp không đúng kỹ thuật
Chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn:
• n ≥ 10 vg/ph: tính theo khả năng tải động
• 1< n < 10 vg/ph: chọn n = 10vg/ph rồi tính theo khả năng tải động
2.2 Động lực học ổ lăn
Phương trình cân bằng lực
Fr = F0 + 2F1 cosγ + 2F2 cos 2γ + ...+ 2Fk cos kγ
γ = 3600 / Z
Với
Z: tổng số con lăn

Và chứng minh được
Thực tế do có khe hở hướng tâm


Thực tế do có khe hở hướng tâm

• n ≤ 1 vg/ph: tính theo khả năng tải tĩnh
• Khi tính theo khả năng tải động cần kiểm tra lại theo khả năng tải tĩnh
4. Tuổi thọ và độ tin cậy ổ lăn
Theo đồ thị đường cong mõi
Vì số chu kỳ làm việc N tỉ lệ với tuổi tho L nên

Và ứng suất tiếp xúc tỉ lệ với lực tác dụng nên
Vậy tuổi thọ ổ (triệu vòng)
ổ bi
ổ đũa
Nếu tính theo xác suất làmviệc không hỏng
Nếu biết tuổi thọ Lh (giờ)

5. Lựa chọn ổ lăn theo khả năng tải động
Khi n ≥ 10 vg/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải động
Khi 1 vg/ph < n < 10 vg/ph → chọn n=10 vp/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải động
Hệ số khả năng tải động
Với m = 3 khi tính ổ bi và khi tính ổ đũa

Tuổi thọ ổ lăn (triệu vòng)
Tải trong qui đổi
• Ổ đỡ
•Ổ đỡ chặn
• Ổ chặn
•Hệ số khả năng tải động cho phép tra trong các phụ lục sách
Trình tự tính toán lựa chọn ổ lăn
khi chon ổ lăn làm việc với n ≥ 1 vg/ph ta tiến hành như sau:
Chọn loại ổ lăn: tùy vào yêu cầu và đặc tính của ổ lăn mà tiếp nhận tải trọng hướng tâm, tải trọng dọc trục và giá thành.
Chọn sơ đồ kích thước ổ: dựa vào kết cấu trục đã thiết kế và đường kính ngõng truc lắp vớ ổ lăn để chọn kích thước cho ổ lăn
Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:
Xác định phản lực tác dụng vào ổ và khi tính ổ nên chọn để chiều cua lực F làm tăng phản lực trên các ổ.
Tính tải trọng động quy ước: tùy theo loại ổ đã chọn để tính tải trọng quy ước Q trên mỗi gối đỡ.
Tính khả năng tải động: ổ lăn cùng loại lên chọn kich thước các ổ như nhau còn trường hợp ổ khác loại thi tính Cd cho từng ổ.
Kiểm tra điều kiện nếu không thỏa mãn thi tìm biện pháp giải quyết theo các hướng đã nêu trong mục.
4. Kiểm nghiệm khả năng tải tinh của ổ.



PHÂN B: Ổ TRƯỢT
Khái niệm chung
Định nghĩa :
ổ trục tải trong từ trục truyền đến gối trục qua bề mặt tiếp súc giữa ngõng trục và ổ làm ma sát trượt
2)phân loại
-Theo bề mặt làm việc chia ra: mặt trụ (a) mặt nón © mặt cầu (d) mặt phẳng (b)
-Theo khả năng chịu tải trọng chia ra : ổ đỡ (a) ổ đỡ chặn (c, d)và ổ chặn ( b)
Theo phương pháp bôi trơn bề mặt làm việc bôi trơn có thủy (thủy tĩnh hoặc thủy động)
ổ bôi trơn khí (tạo áp suất trên bề mặt làm việc bằng khí nén ổ bôi trơn từ (bề mặt làm việc không tiếp súc trực tiếp nhờ từ tính )
Ưu nhược điểm của ổ trượt:
1)Ưu điểm
_Làm việc có độ tin cậy cao khi vặn vận tốc lớn (khi đó ổ lăn có tuổi tho thấp
_Chịu được tải va đập nhờ khả năng giảm chấn của màng dầu
_Kich thước hương kính tương đối nhỏ làm việc êm
2) Nhược điểm :
Yêu càm chăm sóc bảo dưỡng thường xuyên
Chi phí dầu bôi trơn lớn
Tổn thất lớn về ma sát khi mở máy đóng máy và khi bôi trơn không tốt
Kích thước dọc trục tương đối lớn
Phạm vi sử dụng của ổ trượt
_Khi kết cấu làm việc với vận tốc lớn: (v> 30/m/s) nếu dùng ổ lăn tuổi thọ sẽ thấp
_Các máy móc thiết bị chịu tải trọng va đập
_Trong các máy chính xác đòi hỏi độ chính xác hớn trục và khả năng điều chỉnh khe hở
_Ổ lăn có thể làm việc trong môi trường đặc biệt (nước .ăn mòn…)
_Dùng trong cơ cấu có vận tốc thấp rể tiền đườn kính lớn
Kết cấu ổ trượt:
Kết cấu ổ trượt đơn giản bao gồn :
_Lót ổ (1)
_Thân ổ (2)
_Rãnh chưa dầu (3)
_Lót ổ thương được chế tạo từ vật liệu có hệ số ma sát nhỏ thông thường chế tạo nền lót ổ bằn vật liệu bình thường và dán một lớp mỏng vật liệu có độ chịu mòn cao lên bề mặt làm việc của ổ lót ổ khi lót ổ khi lót ổ bị mài mòn ta chỉ cần thay lớp kim loại mỏng này
_Thân ổ có thể làm liền hay chế tạo riêng rồi ghép với thân máy tùy kết cấu của ổ trượt ta có : ổ nguyên (liền khối) và ổ rời (thường gồm hai nửa ghép lại với nhau tháo lắp dễ dàng có thể diều chỉnh khe hở giữa ngõng trục và lót ổ nhưng ổ nguyên cứng và rẻ hơn ổ ghép )
Rãnh dầu giúp phân bố đều dầu bôi trơn trong ổ rãnh dầu có thể nằm theo chiều dọc trục hoặc vòng theo chu vi của ổ chiều dài ranh dầu thường lấy bằng 0.8 chiều dài lót ổ để dầu không bị ứa ra hai mép ổ.vị trí chỗ tro dầu phải nằm ngoài vùng có áp suất thủy động nếu không khả nằng tải của dầu sẽ bị giảm







Trường hợp biến dạng lớn hoặc khó lắp ráp trục dùn ổ tự lựa có lót ổ với mặt ngoài dạng mặt cầu cho phép ổ quay tương đối với đường tâm của trục
Vật liệu ổ trượt
_Ngõng trục cần tôi bề mặt để có độn rắn cao ít bị mòn
_Đối với lót ổ cần chọn vật liệu thảo mãn các yêu cầu: hệ số ma sát giữa lót ổ và ngõng trục thấp đảm bảo độ bền mỏi và dính dẫn nhiệt tốt dễ tạo thành màng dầu bôi trơn có khả năng chạy mòn tốt …
_Trong thực tế có thể chia vật liệu lót ổ ra làm 3 nhóm vật liệu kim loại (đồng thanh , ba bít hợp kim nhồm hợp kim kẽm đồng thau gang xám ) vật liệu gốm kim loại (bột đồng thanh _graphit, bột sắt …)và vật liệu không kim loại (chất dẻo ,gỗ cao su…)
Nguyên lí bôi trơm thủy động :
Dầu bị cuốn vào khe hẹp nên tăng áp suất căn bằng với tải trọng tác động lên ngõng trục :
Điều kiện thực hiện bôi trơn thủy động
_Có khe hở có hình nêm (chêm dầu)
_Có vận tốc đủ lớn
_Dầu có đọ nhớt
Phương trình cân bằng Reynolds

Như vậy điều kiện để hình thành chế độ bôi trơn ma sát ướt bằng phương pháp thủy động là :
_Giữa hai bề mặt trượt có khe hở hình chêm:
_Dầu phải có độ nhớt nhất định và liên tục chảy vào khe hở hình chêm:
_Vận tốc tương đối giữa hai bề mặt phải có phương chiều thích hợp và trị số đủ lớn để đảm bảo áp suất sinh ra trong lớp dầu có đủ khả năng cân bằng với tải trọng ngoài
Dạng hỏng và chỉ tiêu tính
Bôi trơn ma sát nữa ướt:
Dạng hỏng:
mòn lót ổ
dính
mòn rỗ
Chỉ tiêu tính
Tính theo áp suất cho phép P ≤ [p]
Tính theo tính theo tích số pv p.v ≤ [p.v]
Bôi trơn ma sát ướt (thủy động)
Dạng hỏng: 2 bề mặt không tách rời nhau
Chỉ tiêu tính: hmin ≥ 2(Rz1 + Rz2)

Tính toán ổ trượt
Trường hợp ma sát nửa ướt
Áp suất trên bề mặt ma sát



Với I.d :Chiều dài lót ổ và đường kính ngõng trục
FT Tải trọng hướng tâm tác động lên ngõng trục
[ P ] : áp suất cho phép của vật liệu lót ổ
Tích số pv


Trường hợp ma sát ướt
Gọi:
d: là đường kính danh nghĩa
d1: là đường kính ngõng trục
d2: là đường kính lót ổ
Đặt:
độ hở đường kính

độ hở tương đối

độ lệch tâm tương đối e

độ lệch tâm tuyệt đối

* Điều kiện thực hiện bôi trơn ma sát ướt



* Chiều dày nhỏ nhất của lớp dầu


* Lực hướng tâm tác dụng lên ngõng trục



* Với
Những người thực hiện:
Vũ xuân nghĩa Đinh văn phong
Vũ văn nam Nguyễn ngọc tú
Vũ thế vinh Trần xuân tuyến
Vũ đình kha Ngô khánh toàn
Nguyễn văn cường
Nguyễn văn mạnh thuấn
Phạm văn tuấn (134)

Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe và theo dõi bài thuyết trình trên của nhóm tôi
Xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn!