thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 3 docx

Chương 3: CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC
CỦA MÁY ĐO MA SÁT.
1.Các thông số đầu vào.
 Liên kết ma sát (cặp ma sát A và B). Ở đây, A là trục và B là
b
ạc lót. Liên kết ma sát được đặc trưng bởi các thông số sau:
Đường kính trục, cơ tính của vật liệu chế tạo
trục, chiều dài bạc
lót, số lượng bạc lót, độ nhẵn bề mặt trục và bạc lót, tính chất cơ,
lý, hoá của loại vật liệu làm bạc lót, khe hở lắp ghép giữa bạc và
tr
ục.
 Chế độ làm việc (P, V) của liên kết ma sát.
Ở đây: P
- Đặc trưng cho tải trọng tác dụng lên ổ đỡ.
Tải tác dụng lên thiết bị gồm có: Tải cơ và tải nhiệt. Trên
hình (1 – 5) bi
ểu diễn các lực và mô men tác dụng lên thiết bị đo
ma sát ổ đỡ trục chân vịt.
Các thông số
đầu v
ào
Máy đo ma sát
Thông số
đầu ra

Hình (1 – 4): Tải tác dụng lên máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt
Tải cơ:
- Tải tác dụng lên trục theo phương hướng tâm do trọng lượng của
quả nặng là lực tập trung (P
qn

), trọng lượng của puly truyền động
(P
pl
) và trọng lượng của trục là lực phân bố q
t
tác dụng lên toàn bộ
chiều dài trục (L) gây ra.
- Sự phân bố áp suất không đều do sai lệch định tâm trục, do trong
quá trình gia công hoặc lắp ráp dẫn đến sự không song song của
đường tâm ổ và đường tâm trục. V
ì vậy, trục và bạc không tiếp xúc
với nhau trên suốt chiều dài bạc mà tiếp xúc với nhau bằng những
phần diện tích thực tế. Dưới tác dụng của tải trọng lên trục mà các
ph
ản lực lên gối đỡ chỉ được phân bố trên đoạn tiếp xúc và không
theo m
ột quy luật nào cả.
- Tải trọng do trọng lượng của:
+ Ống bao và bạc lót.
+ Trục và các chi tiết lắp trên trục.
+ Ổ lăn.
+ Đối trọng và thanh treo đối trọng.
tác dụng lên khung máy.
- Mô men xo
ắn truyền từ động cơ điện. Mô men này thay đổi theo
yêu cầu vận hành thiết bị và có giá trị dao động tuỳ thuộc vào cấu
trúc động cơ, sự ổn định của nguồn điện cung cấp.
- Tải xuất hiện do sự dao động của cụm chi tiết: Trục, ống bao và
các ph
ần tử lắp trên chúng. Vì đây là một hệ đàn hồi nên dưới tác

động của các phụ tải theo chu kỳ, hệ n
ày sẽ dao động. Khi tần số
của lực kích thích gần với dao động tự do của hệ đàn hồi thì biên
độ dao động sẽ tăng lên nhanh chóng. Điều này làm ổ đỡ trục làm
vi
ệc trong điều kiện xấu, quá trình bôi trơn bị phá vỡ, xảy ra va
đập giữa trục v
à bạc lót, trục và bạc lót ma sát trực tiếp với nhau
dẫn đến cường độ hao mòn trong ổ lớn.
Tải nhiệt:
Nhiệt sinh ra do ma sát giữa trục với bạc lót (ma sát trượt) và
ma sát trong
ổ lăn (ma sát lăn).
V - Vận tốc trượt.
 Môi trường liên kết ma sát làm việc (c) gồm có: chất bôi trơn
và không khí bao quanh. Các thông cơ bản về chất bôi trơn gồm
có: Độ nhớt v
à nhiệt độ.

f(μ) = f(P, V, c)
(1 – 2)
2.Các thông số đầu ra.
 Hệ số ma sát.
 Lực ma sát.
 Miền giá trị của các thông số ảnh hưởng mà ở đó hệ số ma
sát của cặp lắp ghép là tối ưu và ổn định nhất.
 Tính tin cậy của thiết bị.
Do điều kiện v
à thời gian còn hạn chế vì vậy chỉ xét đến mối
quan hệ của các thông số đầu vào là: Tốc độ trượt của hai bề mặt

ma sát, tải trọng tác dụng lên ổ và thông số đầu ra là hệ số ma sát.
3.Xác định hệ số ma sát.
Lực ma sát trong ổ đỡ:
F
ms
= F
ms1
+ F
ms2
(N)
(1 – 3)
L
ực ma sát sinh ra tai bạc lót phía lái:
F
ms1
= f
ms
.P
1
= f
ms
.(p
1
.d .L
b1
) (N)
(1 – 4)
L
ực ma sát sinh ra tại bạc lót phía mũi là:
F

ms2
= f
ms
.P
2
= f
ms
.(p
2
.d .L
b2
) (N)
(1 – 5)
Trong đó: f
ms
- Hệ số ma sát trong ổ.
d - Đường kính trục (mm)
L
b1
- Chiều dài bạc lót phía lái (mm).
L
b2
- Chiều dài bạc lót phía mũi (mm).
P - Lực tác dụng lên các ổ.
P
i
= p
i
d .L
bi

(N/mm
2
)
(1 - 6)
p
i
– Áp suất danh nghĩa trong ổ thứ i
Momen ma sát trong các ổ là:
M
ms
= F
ms
.
2
d
(N.mm)
(1 – 7)
T
ừ các công thức (1 – 3) đến (1 – 7) ta có:
f
ms
. d .(p
1
.d .L
b1
+ p
2
.d .L
b2
) = 2 .M

ms

f
ms
=
) (
.2
2211
2
bb
ms
LpLpd
M

(1
– 8)
Khi làm vi
ệc, tải trọng P được truyền vào ổ. Cụm chi tiết (4, 8,
9) được đặt tr
ên hai ổ lăn (10). Hai ổ lăn này sinh ra mô men ma
sát (M
0
) ngược chiều với mô men ma sát trong ổ, cùng chiều với
mô men ma sát do đối trọng gây ra (M
1
).Vì vậy, khi tính mô men
ma sát trong ổ thông qua đối trọng cần phải cộng thêm mô men
này.
M
0

= 0,5 .f
0
.P .D
0

(1 – 9)
Trong đó: f
o
- Hệ số ma sát trong ổ (f
0
= 0,001 – 0,005)
P - T
ải trọng hướng kính.
D
0
- Đường kính trung bình của ổ lăn.
f
Khi máy chưa làm việc, tải trọng tác dụng lên ổ đỡ gồm có:
Trọng lượng trục, trọng lượng quả nặng, trọng lượng của puly, trục
và bạc lót tiếp xúc với nhau, đối trọng G
dt
và trọng lượng riêng của
thanh treo nằm ở vị trí mà kim chỉ 0
0
trên bảng chia độ, ở vị trí
thẳng đứng (vị trí I).
Khi máy làm việc, đối trọng G
dt
và trọng lượng thanh treo sẽ
nằm ở vị trí mà tạo với phương thẳng đứng (phương ban đầu) một

góc f.
M
1
= G
dt
.Sinf .R + G
ttdt
.Sinf .r (1 –
10)
M
ms
= M
1
+ M
0
(1 –
11)
Trong đó:
R - Khoảng cách từ tâm đối
trọng đến đường tâm trục.
r - Khoảng cách từ trung điểm
của thanh treo đối trọng đến
đường tâm trục.
G
dt
- Trọng lượng đối trọng.
G
ttdt
- Trợng lượng của
thanh treo đối trọng.

Hình (1 -
5): Sơ đồ xác định mô men ma sát trong ổ khảo nghiệm.
1. Bảng cung chia độ (thang đo 1/10
0
); 2. Kim chỉ góc lệch;
3. Ống bao; 4. Thanh treo đối trọng; 5. Đối trọng.