TÍNH TOÁN KHỚP NỐI TRONG BƠM SULZER

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN KHỚP NỐI TRONG BƠM SULZER
5.1. Giới thiệu khớp nối
Khớp nối là chi tiết máy được tiêu chuẩn hóa tương đối cao, được dùng để
liên kết các trục với nhau, làm nhiệm vụ truyền chuyển động giữa hai trục, ví dụ như
truyền chuyển động giữa trục động cơ và trục hộp giảm tốc ( Hình 5.1), hoặc nối trục
động cơ với trục máy bơm, hoặc nối các trục ngắn thành trục dài. Ngoài ra, khớp nối
còn dùng để đóng mở các cơ cấu ngăn ngừa quá tải, giảm tải trọng động, bù sai lệch
của các trục.
Hình 5.1: Khớp nối
5.2. Phân loại
Khớp nối được phân làm 2 nhóm:
+ Nối trục: là loại khớp nối liên kết cố định 2 trục với nhau, chỉ có thể nối
hoặc tách rời 2 trục khi dừng máy.
+ Ly hợp: là loại khớp nối có thể nối hoặc tháo rời liên kết ngay cả khi trục
đang quay. Ly hợp gồm: ly hợp ăn khớp, ly hợp ma sát, ly hợp an toàn, ly hợp ly tâm,
ly hợp một chiều.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
57
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
Hình 5.2: Sơ đồ phân loại khớp nối
5.2.1. Nối trục
Nối trục gồm: nối trục chặt, nối trục bù, nối trục di động, nối trục đàn hồi.
5.2.1.1. Nối trục chặt
Nối trục chặt để nối cứng các trục đồng tâm và không di chuyển tương đối với
nhau. Ngoài mô men xoắn, nó còn truyền mô men uốn, tải trọng hướng tâm và tải
trọng dọc trục. Nối trục chặt không bù trừ được các sai số chế tạo và lắp ghép, do đó
cần định tâm chính xác các trục được nối. Thông thường, nối trục chặt để nối các
đoạn trục thành phần thành trục có chiều dài lớn hơn hoặc nối các trục có không gian
hẹp. Nối trục chặt được lắp đặt gần ổ đỡ hoặc ở những vị trí trên biểu đồ mô men uốn

có giá trị bằng 0.
Nối trục chặt gồm: nối trục ống, nối trục đĩa.
a. Nối trục ống
Gồm 1 đoạn ống bằng thép hoặc gang, lồng vào đoạn cuối của 2 trục và được
ghép với trục bằng chốt, vít hãm, then hoặc then hoa.
Nối trục ống có kết cấu đơn giản, giá rẻ, kích thước hướng kính nhỏ, tuy nhiên
lắp ghép khó vì phải dịch chuyển dọc trục một khoảng khá lớn và đòi hỏi độ đồng
trục cao.Do đó, nối trục ống được sử dụng trong các máy có tải trọng nhỏ, các trục có
đường kính nhỏ hơn 70 mm, đường kình ngoài ống D = (1,5 – 1,8)d, chiều dài ống L
= (2,5 – 4)d, vật liệu ống là thép kết cấu.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
58
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
Hình 5.3: Nối trục ống
b. Nối trục đĩa
Gồm 2 đĩa lắp trên đoạn cuối mỗi trục bằng mối ghép then và độ dôi, sử dụng
1 số bu lông để ghép 2 đĩa với nhau
Nối trục đĩa thường được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy để nối các
trục có đường kính d = 12 ÷ 220 mm, mô men xoắn T = 8 ÷ 45000 Nm, đường kính
ngoài D = (3 ÷3,5)d, chiều dài L = ( 2,5 ÷ 4)d. Sau khi lắp các mặt bích lên trục cần
kiểm tra độ đảo trên máy tiện để tránh hiện tượng cong trục khi xiết bu lông.
Trong các máy có công suất lớn, người ta thường hàn các đĩa vào trục hoặc
chế tạo liền trục.
Hình 5.4: Nối trục đĩa
a, lắp có khe hở b, lắp không có khe hở
5. 2.1.2. Nối trục bù
Sử dụng nối trục bù để nối các trục có sai lệch nhỏ về vị trí do biến dạng đàn
hồi của các trục và do sai số chế tạo lắp ghép. Khi sử dụng nối trục bù thì các sai lệch
vị trí sẽ bù lại nhờ khả năng di động của các chi tiết cứng trong nối trục bù. Tuy
nhiên, khi sử dụng nối trục bù ổ và trục phải chịu thêm tải trọng phụ do sự phân bố

tải trọng không đều trong nối trục gây nên.
Nối trục bù gồm: nối trục răng, nối trục xích.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
59
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
a. Nối trục răng
Hình 5.5: Nối trục răng
Nối trục răng gồm 2 nửa nối trục 1 và 2 có răng ngoài lắp trên 2 trục, 2 ống
lồng 3 và 4 có răng trong. Để bù trừ các sai lệch, thì kết cấu nối trục phải có những
tính chất sau:
- Các răng có khe hở hướng kính C và khoảng cách giữa các mặt mút các nửa
nối trục lớn.
- Vành răng của 2 nửa nối trục được gia công theo dạng mặt cầu có tâm nằm
trên đường tâm của các trục được nối.
- Răng có dạng hình trống.
Nối trục răng có nhiều ưu điểm khi truyền tải trọng lớn:
- Khả năng tải và độ tin cậy cao với kích thước nhỏ do có nhiều răng cùng làm
việc một lúc.
- Cho phép làm việc với số vòng quay cao.
- Có tính công nghệ do áp dụng các phương pháp công nghệ cao gia công
răng.
Đường kính nối trục răng d = 40 ÷200 mm, mô men truyền 1000 ÷ 63000 Nm.
b. Nối trục xích
Nối trục xích gồm 2 nửa nối trục dạng đĩa xích có số răng bằng nhau,
được lắp cố định trên các trục được nối, được quấn chung một dây xích và phía ngoài
có vỏ che để tránh bị bẩn và bôi trơn tốt. Thông thường sử dụng xích con lăn 1 hoặc
2 dãy, trong đó xích 1 dãy được sử dụng rộng rãi nhất. Trong một số trường hợp,
người ta còn sử dụng xích răng.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
60

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
Hình 5.6: Nối trục xích
Nối trục xích có kết cấu đơn giản, dùng xích chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn, kích
thước nối trục không lớn ( khi truyền cùng mô men xoắn thì kích thước nối trục xích
nhỏ hơn kích thước nối trục vòng đàn hồi 1,5 lần). Khi tháo lắp không cần dịch
chuyển dọc trục. Tuy nhiên, nối trục xích không chịu được va đập và chỉ làm việc 1
chiều, nó có thể truyền được mô men xoắn T = 63 ÷ 8000 Nm, đường kính trục từ
20÷130 mm.
5.2.1.3. Nối trục di động
Nối trục di động có thể nối được các trục có sai lệch lớn hơn giá trị cho phép
của nối trục bù. Các sai lệch này chủ yếu do chế độ làm việc của cơ cấu.
Nối trục di động gồm: nối trục chữ thập, nối trục bản lề.
a. Nối trục chữ thập
Hình 5.7: Nối trục chữ thập
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
61
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
Nối trục chữ thập bù trừ được sai lệch hướng tâm, sai lệch dọc trục và sai lệch
góc. Nối trục gồm 2 nửa nối trục 1 và 2, đĩa trung gian 3 và vỏ bao 4. Các nửa nối
trục lắp trên 2 trục được nối với nhau nhờ vào các vấu của đĩa trung gian và đặt vào
rãnh của 2 nửa nối trục. Vì các vấu vuông góc với nhau nên nối trục đảm bảo sự dịch
chuyển tự do theo phương hướng tâm, dịch chuyển dọc trục và dịch chuyển góc.
Nối trục chữ thập có thể nối các trục có đường kính d = 16÷150 mm, mô men
truyền T = 16 ÷16000 Nm, sai lệch hướng tâm cho phép đến 0,25d, sai lệch góc cho
phép đến 30’, số vòng quay nối trục cho phép khi D < 240 mm là 250 vòng/phút.
b. Nối trục bản lề
Nối trục bản lề dùng để nối các trục có độ nghiêng tương đối đến 45
o
và có thể
thay đổi góc nghiêng ngay cả khi nối trục đang hoạt động. Nhược điểm của nối trục

dạng này là trục bị dẫn chuyển động không đều. Để đảm bảo cho trục bị dẫn chuyển
động với vận tốc góc không đổi hoặc có thể truyền chuyển động quay giữa các trục
song song và dịch chuyển dọc trục và tăng góc nghiêng giữa các trục được nối, ta sử
dụng nối trục bản lề kép ( hình 5.6 b,c). Để trục bị dẫn có số vòng quay không đổi thì
trục dẫn và trục bị dẫn phải song song với nhau.
Hình 5.8: Nối trục bản lề
a) Nối trục bản lề đơn b,c) Nối trục bản lề kép d) Nối trục với ống lồng
Ta sử dụng nối trục bản lề trong trường hợp:
- Bù trừ độ không cính xác vị trí các cụm chi tiết máy do sai số lắp ráp, nền
móng bị biến dạng, biến dạng lò xo nhíp.
- Truyền chuyển động quay cho các trục điều chỉnh được.
Nối trục bản lề được chia ra:
- Nối trục có kích thước nhỏ dùng để truyền mô men nhỏ.
- Nối trục có kích thước lớn dùng để truyền mô men trung bình và lớn.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
62
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
Nối trục bản lề có kích thước nhỏ hơn và kích thước nhỏ kép theo tiêu chuẩn
nối các trục có đường kính d = 8÷40 mm, mô men xoắn T = 11,2 ÷ 1120 Nm. Nối
trục lớn có thể truyền được mô men đến 3000000 Nm. Bản lề trượt được tạo ra từ
nhiều đoạn trục lắp vào nhau. Nếu trục dẫn của nối trục đơn không đồng trục với trục
dẫn thì sẽ quay không đều khi trục dẫn quay đều.
Hình 5.9: Nối trục bản lề
a) Nối trục bản lề đơn b) Nối trục bản lề kép
5.2.1.4. Nối trục đàn hồi
Nối trục đàn hồi gồm 2 nửa nối trục lắp cố định với 2 trục và bộ phận đàn hồi
để ghép 2 nửa nối trục với nhau. Ngoài khả năng bù trừ được các sai lệch của trục
nhờ biến dạng của các chi tiết đàn hồi, nối trục đàn hồi còn có thể:
- Giảm va đập và chấn động.
- Đề phòng được cộng hưởng do dao động xoắn gây nên.

Nối trục đàn hồi được sử dụng trong các cơ cấu đảo chiều. Trong nhiều trường
hợp, nối trục đàn hồi làm tăng tuôi thọ của cơ cấu chịu lực lên nhiều lần.
Có 2 tính chất quan trọng là: độ cứng và khả năng giảm chấn. Mô men xoắn
được truyền từ nửa nối trục 1 sang nửa nối trục 2 qua vòng đàn hồi. Vòng đàn hồi có
thể chế tạo từ kim loại ( thép lò xo) hoặc từ vật liệu phi kim loại ( cao su).
Nếu vật liệu đàn hồi là phi kim loại thì nó có ưu điểm sau:
- Khả năng tích lũy lớn năng lượng trên một đơn vị khối lượng, lớn hươn 10
lần so với thép lò xo.
- Khả năng giảm chấn lớn.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
63