BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 9

Ổ TRỤC

 Cấu tạo, phân loại ổ lăn, trượt

 Đọc ký hiệu ổ lăn

 Trình bày các dạng hỏng, tính toán

 Chọn ổ lăn

1

Mục tiêu

9.1 Ổ lăn

9.1.1 Khái niệm chung

2

Cấu tạo

3

4

Phân loại

Hình dáng con lăn: bi, đũa trục ngắn, dài, côn,

trống, kim, xoắn

5

Khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ chặn

Khả năng tự lựa : tự lựa, không tự lựa

6

Dãy số con lăn: một dãy, nhiều dãy

Theo khả năng chịu tải:

Ổ cỡ nhẹ.

Ổ cỡ trung.

7

Ổ cỡ nặng.

Ưu – nhược điểm

Ưu điểm.

Tổn thất công suất do ma sát thấp

Chăm sóc, bôi trơn đơn giản

Có kích thước nhỏ gọn hơn so với ổ trượt

Tiêu chuẩn hoá, sản xuất hàng loạt  giá

8

thành rẻ

Nhược điểm.

Tải phân bố không đều

Chịu va đập kém

Ồn làm việc vận tốc cao

Vận tốc cao  phá vỡ vòng cách

9

Đường kính ổ lăn lớn hơn ổ trượt

9.1.2 Một số loại ổ lăn thông dụng

Theo TCVN, ký hiệu ổ lăn gồm 7 chữ số

7

6

5

4

3

2

1

Số 7

Số 5,6

Số 4 Số 3

Hai số đầu

 Hai số đầu 1+2: biểu thị đường kính trong d

10

d=10mm  00 d=12mm  01 d=15mm  02 d=17mm  03

d=(2 số đầu) x5 Nếu d<20 Nếu d20

7

6

5

4

3

2

1

Số 7

Số 5,6

Số 4 Số 3

Hai số đầu

 Chữ số thứ ba: cỡ ổ theo đường kính ngoài D

11

8,9  siêu nhẹ 1,7  rất nhẹ 2,5  nhẹ 3,6  trung 4  nặng

 Chữ số thứ tư: biểu thị loại ổ

12

0  ổ bi đỡ 1 dãy 1  ổ bi lồng cầu 2 dãy 2  ổ đũa trụ ngắn đỡ 3  ổ đũa lồng cầu 2 dãy 4  ổ kim 5  ổ đũa trụ xoắn 6  ổ bi đỡ chặn 7  ổ đũa côn 8  ổ bi chặn, ổ bi chặn đỡ 9  ổ đũa chặn, ổ đũa chặn dỡ

Ổ bi đỡ một dãy

Ổ bi đỡ lòng

13

cầu hai dãy

Ổ đũa trụ ngắn đỡ

Ổ đũa trụ lồng

14

cầu hai dãy

Ổ đũa kim

Ổ đũa trục

15

xoắn đỡ

Ổ bi đỡ chặn

16

Ổ đũa côn

17

Ổ bi chặn, ổ đũa chặn

7

6

5

4

3

2

1

Số 7

Số 5,6

Số 4 Số 3

Hai số đầu

 Chữ số thứ 5,6: biểu thị đặt điểm kết cấu

 Chữ số thứ 7: ký hiệu loạt chiều rộng ổ

18

+ Tróc rỗ bề mặt do mỏi

+ Mòn con lăn, vòng ổ

+ Vỡ vòng cách

+ Vỡ con lăn và vòng ổ

+ Biến dạng dư bề mặt rãnh vòng và con lăn

19

9.1.3 Các dạng hỏng, chỉ tiêu tính toán

+ Ổ lăn làm việc n<1v/ph tính theo tải tĩnh

+ Ổ lăn làm việc n>10v/ph tính theo tải động

+ Ổ lăn làm việc 1n10v/ph tính theo tải động

Chỉ tiêu tính toán

20

và lấy n=10v/ph

9.1.4 Tính toán ổ lăn theo tuổi thọ

 

f Q (

)

Ứng suất tiếp xúc (= H) sinh ra trong ổ lăn là một hàm của lực hướng tâm và lực dọc trục

N 

)(Lf

21

Số chu kỳ làm việc cho đến lúc hỏng phụ thuộc vào tuổi thọ của ổ

 

.m N const

N

Ta có:

Nm 

const

r

m

m

Q L const C

t

0N

N

m

Điểm chuyển tiếp

C Q L

22

: khả năng tải động của ổ, (N)

m

C Q L

C [

]

Điều kiện bền

Q: tải trọng tương đương (N)

L: tuổi thọ ổ (triệu vòng)

m: bậc đường cong mỏi, bi m=3, đũa

m=10/3

23

C: tải trọng động cho phép

.60

L 

Tuổi thọ của ổ

hLn . 610

(triệu vòng)

L

K

.24.

K

.

365

.

L

h

ng

n

n

24

với Lh là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ:

).

(

.

.

.

.

Tải trọng tương đương Q

a

r

t

Ổ đỡ: chịu Fr và một phần Fa (Fa<0,3Fr)  Q X V F Y F K K

V: hệ số phụ thuộc vòng nào quay (1; 1,2)

X,Y: hệ số tải trọng hướng tâm, dọc trục

K: hệ số xét ảnh hưởng tải trọng

25

Kt: hệ số xét ảnh hưởng nhiệt độ

.

Q F K K .

a

t

Ổ chặn: chỉ chịu

Q X V F Y .

(

.

.

r

F K K ).

a

t

  .  S

Ổ đỡ chặn: chịu cả Fr và Fa

 aF

Trong ổ đỡ chặn, do đặc điểm kết cấu nên tác dụng của lực hướng tâm sẽ sinh ra lực dọc trục phụ . Do đó, ta phải xét đến các lực dọc trục phụ khi tính tải trọng dọc trục để xác định tải trọng tương đương .

Q

26

 aF

 AS

 BS

 ArF

 BrF

Ví dụ:

Ổ bi đỡ chặn: S=e.Fr

e tra bảng 11.3, trang 395

Ổ đũa côn : S=0,83e.Fr= 0,83(1,5.tg).Fr

27

 tra bảng hoặc chọn sơ bộ

 aF

 AS

 BS

 ArF

 BrF

 

S

Xét ổ A:

A F a

F a

B

(không tính SA tại A)

A

A

S A F a

S A F a

28

Nếu chọn

 aF

 AS

 BS

 ArF

 BrF

S

Xét ổ B

B F a

F a

A

(không tính SB tại B)

B

B

S B F a

S B F a

29

Nếu chọn

SA

SB

Fa

FrA

FrB

SB

SA

Fa

30

FrB

FrA

0 CQ  0

Điều kiện chọn và kiểm tra ổ:

C0: khả năng tải tĩnh

Q0: tải trọng qui ước

Q X F Y F 0 a

0

0

r

 Q F r

0

Đối với ổ đỡ, đỡ chặn

Q F a

0

31

Đối với ổ chặn

32

Định vị ổ lăn

 Ổ lăn là chi tiết máy tiêu chuẩn.

 Ổ lăn lắp trục theo hệ thống lỗ.

 Ổ lăn lắp vỏ hộp theo hệ thống trục.

33

Lắp ghép ổ lăn

34

Bôi trơn, che kín

Trình tự lựa chọn ổ lăn

Thông số đầu vào

Sơ đồ tính với giá trị và hướng tác dụng

Số vòng quay của ổ

Đường kính vòng trong của ổ

Điều kiện làm việc, kết cấu

Thời gian làm việc Lh

35

Sinh viên tự đọc tài liệu trang 407, 408

9.2.1 Khái niệm chung

 Thân ổ

 Lót ổ

 Yêu cầu vật liệu lót ổ

36

9.2 Ổ trượt

37

Phân loại Khả năng chịu lực:

Hình dạng của ngõng trục

38

Kết cấu

Theo phương pháp bôi trơn:

Ổ bôi trơn thủy

Ổ bôi trơn khí

39

Ổ bôi trơn từ

40

Kết cấu của ổ

41

Ưu-nhược điểm

Ưu điểm

Trục quay với vận tốc lớn

Trục có đường kính lớn

Yêu cầu phương của trục chính xác

Cần phải dùng ổ ghép

Chịu được tải trọng động, va đập

42

Làm việc êm, kết cấu đơn giản

Nhược điểm

Chăm sóc bảo dưỡng thường xuyên  chi

phí lớn

Tổn thất ma sát: mở máy, dừng máy,bôi

trơn không tốt

43

Kích thước dọc trục tương đối lớn với ổ lăn

 Trục quay tốc độ lớn.

 Trục có đường kính lớn.

 Trục dùng ổ ghép.

 Cần đảm bảo độ đồng tâm.

 Ổ chịu tải trọng động, va đập.

44

Phạm vi sử dụng

 h > Rz1 + Rz2

 Ma sát ướt:

 Ít bị mài mòn, f = (0,001  0,008).

 h  Rz1 + Rz2

 Ma sát 1/2 ướt:

f = (0,01  0,1).

 Không dùng dầu bôi trơn

 Ma sát khô:

f = (0,4  1).

 Ma sát nửa khô: màng khí mỏng, hơi ẩm, f = (0,1  0,4).

45

Các dạng ma sát

46

Bôi trơn thủy động

9.2.2 Các dạng hỏng, tính toán

Mòn

Dính

47

Tróc rỗ

Tính theo áp suất

p

F r . ld

Ổ quay chậm, bôi trơn gián đoạn

Ổ làm việc với vận tốc t

[

pv

]

nFr . 19100

.

l

48

rung bình

Tính toán bôi trơn ma sát ướt



d

d  2

1

Độ hở hướng kính:

d

d

2

1

 d

 d

49

Độ hở tương đối:

Độ lệch tâm tuyệt đối: 1OOe  2

e2 

1(

 )

h min

Độ lệch tâm tương đối:

50

Khe hở cực tiểu:  2

dl .

. 

Fr 

.  2 

m

3

0 ,25

0, 8.10 .v

PT Reynolds ta chứng minh được công thức:

   0

t 0 t

  

  

: độ nhớt

m  '   1

: vận tốc góc

51

l, d: chiều dài lót ổ, đường kính ngõng trục

Tính toán nhiệt

Nhiệt độ tăng  giảm độ nhớt động lực 

t QQQ t

1

2

khả năng tải giảm.

 3

10.

(

kW

)

fvFQ .. r

52

Q : Nhiệt lượng sinh ra trong 1 giây

Qt1: Nhiệt lượng thoát ra theo dầu chảy qua ổ

.. tqC 

Qt

1

 . 0

trong 1s.

C: nhiệt dung riêng

0: khối lượng riêng của dầu

q: lượng dầu chảy qua ổ

53

t: sự thay đổi nhiệt độ của dầu

Qt2: nhiệt lượng thoát qua trục và thân ổ

K

 .

 .

 .

 .

 AKdl ..

.

Q t

2

.. KtAKtdl . T

T

T

T

trong 1s

54

KT: hệ số thoát nhiệt qua trục và thân ổ

t

t

 t r

v

vFf . . r  .  KqC

 ..

1000

.(

 AKdl .. ).

T

T

t

t

v

r

t

t Nhiệt độ trung bình của dầu:

v

 2

 t 2

t

t

Từ pt cân bằng nhiệt, ta có:

r

 t v

Nhiệt độ dầu ở cửa ra:

55

tv=35450C; tr=801000C; t=45750C