Slide chi tiết máy chương 7 trục

11/1/2019

Chương 7. Ổ trục

7.1. Ổ trượt

1

7.1.1. Khái niệm chung
Công dụng
 Đỡ trục
 Giữ trục có vị trí cố định trọng không gian
 Tiếp nhận tải trọng và truyền đến bệ máy

Ổ trượt

2

1


11/1/2019

7.1.1. Khái niệm chung
Cấu tạo
1

0 - Ngõng trục
1(1*) - Thân ổ trượt: đc lắp chặt
với gối đỡ
2 - Lót ổ : lắp lỏng với ngõng trục

(vật liệu có hệ số ma sát thấp:
đồng thanh, đồng thau…)

0
2

1*

1

Ma sát giữa ngõng trục và lót ổ là ma
sát trượt
gọi tắt là ổ trượt.

2

-Kiểu lắp trục trên ổ trượt: Kiểu lắp lỏng, ví
dụ như: H7/f7; H9/e8; H9/d9…
3

7.1.1. Khái niệm chung
Phân loại

* Theo kết cấu

1

 Ổ nguyên
 Ổ ghép

0

2

1*

Thân ổ nguyên
1

 Thân ổ nguyên?
 Thân ổ ghép?

2

Thân ổ ghép

4

2


11/1/2019

7.1.1. Khái niệm chung
Phân loại
1
0

 Thân ổ nguyên:
- Có cấu tạo đơn giản, độ cứng hơn ổ

ghép.

Nhược điểm:
- Khi ngõng trục, lót ổ mịn => khơng
điều chỉnh khe hở ổ được.
- Lắp đặt khó khăn (đường kính trục
lớn, trục khuỷu)

2

Thân ổ nguyên
Phạm vi sử dụng: Tải trọng thấp, làm việc gián đoạn
Ổ ghép: Khơng có các nhược điểm trên

5

7.1.1. Khái niệm chung
Phân loại

* Theo dạng chịu tải
 Ổ đỡ
 Ổ chặn
 Ổ đỡ chặn

6

3


11/1/2019

7.1.1. Khái niệm chung
Phạm vi sử dụng

 Trục quay với vận tốc rất cao, tải trọng va đập.
 Trục có đường kính khá lớn (d  1m) hoặc rất nhỏ.
 Trục khuỷu .

Môi trường làm việc đặc biệt: nước, nhiệt độ, áp suất,
ăn mòn …

7

7.1.1. Khái niệm chung
Các dạng ma sát

 Tùy mức độ bơi trơn => có các dạng ma sát:
o Ma sát khô và nửa khô:
- Xảy ra khi các bề mặt làm việc không được bôi trơn .
- Ma sát khô: là ma sát giữa các bề mặt tuyệt đối sạch tiếp xúc
trực tiếp với nhau; f = 0,4 -1
- Ma sát nửa khô: Ma sát giữa các bề mặt có màng hấp thụ, khi
chúng trực tiếp tiếp xúc với nhau; f = 0,1 – 0,3
Ma sát trong ổ trượt ko được bơi trơn là gì? Ma sát nửa khô

=> Các bề mặt làm việc bị mài mịn nhanh
o Ma sát nửa ướt:
- Các ổ được bơi trơn, lớp dầu không đủ dày để ngập các mấp
mô bề mặt ngõng trục và lót ổ => ma sát nửa ướt.
- f = 0,01 – 0,1

8

4


11/1/2019

7.1.1. Khái niệm chung
Các dạng ma sát

o Ma sát ướt:
- Ma sát ướt sinh ra khi bề mặt ngõng
trục và lót ổ được ngăn cách bởi lớp bơi
trơn, chiều dày lớp bôi trơn thỏa mãn:

hmin  RZ1  RZ 2
o Hệ số ma sát: f = 0,001- 0,008

Độ nhấp nhô bề mặt

Nhận xét: Ổ trượt làm việc tốt nhất nếu ở chế độ bơi
trơn ma sát ướt.

9

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy tĩnh
Dùng bơm áp lực để bơm dầu có áp suất cao vào trong ổ = > hình thành
he khở => tạo điều kiện bơi trơn

10

5


11/1/2019

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy tĩnh
Dùng bơm áp lực để bơm dầu có áp suất cao vào trong ổ = > hình thành
he khở => tạo điều kiện bơi trơn
+ Ưu điểm: đơn giản, hình thành
chế độ bôi trơn ma sát ướt rất
nhanh
+ Nhược điểm: Cần sử dụng bơm dầu
=> đắt, kích thước lớn, điều khiển áp
suất theo tải.

11

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động

Lướt ván

12

6

11/1/2019

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động
o Thí nghiệm Râynơn:
- Tấm 1 và 2 nghiêng 1 góc nào đó,
rộng vơ hạn; Dầu có độ nhớt động lực
.
- Tấm 1 di chuyển so với tấm 2 => dầu
bị kéo theo, dầu bị dồn lại vào phần hẹp
của khe hở và bị nén lại => áp suất (áp
suất dư)
y
- Phương trình Râynơn

hh
dp
 6 v 3 m
dx
h

Pmax

v
1
hm



x

h

2

(b)

Trị số khoảng hở tại tiết diện chịu áp suất lớn
nhất, pmax

Độ nhớt động lực
(Ns/m2)
Vận tốc

Trị số khoảng hở tại tiết diện có tọa độ x, ứng
với áp suất p
13

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động
o Thí nghiệm Râynơn:
- Tấm 1 và 2 nghiêng 1 góc nào đó,
Pmax
rộng vơ hạn; Dầu có độ nhớt động lực
Nhận
. xét: Áp suất trong lớp dầu tăng càng nhanh => khả năng tải của lớp
càngsolớn,
nhớt
- Tấm 1 didầu
chuyển

vớikhi
tấmđộ
2 =>
dầu và vận tốc v càng lớn.
bị kéo theo, dầu bị dồn lại vào phần hẹp
của khe hở và bị nén lại => áp suất
- Phương trình Râynôn
1
y
h

v

hh
dp
 6 v 3 m
dx
h

m



x

(b)

h

2

Trị số khoảng hở tại tiết diện chịu áp suất lớn
nhất, pmax

Độ nhớt động lực
(Ns/m2)
Vận tốc

Trị số khoảng hở tại tiết diện có tọa độ x, ứng
với áp suất p
14

7


11/1/2019

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động
o Thí nghiệm Râynơn

Pmax

Nhận
suất lớp
trong
lớp
dầu tăng càng nhanh => khả năng tải của lớp
suấtÁptrong
dầu

nằm
o Ápxét:
dầu được
càng lớn,
giữa hai tấm
xác khi
địnhđộ nhớt  và vận tốc v càng lớn.

theo:

v

o Phương trình Râynơn

hh
dp
 6 v 3 m
dx
h

1

y

hm



x

(b)

h

2

Điều kiện để hình thành chế độ ma sát ướt bằng
phương pháp bôi trơn thủy động là gì?
15

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động
=> Điều kiện chủ yếu để tạo nên ma sát ướt bằng cách bôi trơn
thủy động:
 Giữa hai bề mặt trượt phải tạo khe hở hình chêm
 Dầu phải có độ nhớt nhất định liên tục chảy vào ổ
 Hai chi tiết phải chuyển động với tốc độ lớn ngược chiều nhau => áp
suất sinh ra trong lớp dầu cân bằng với tải trọng ngoài

16

8


11/1/2019

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Bơi trơn thủy động

 Khả năng tạo bôi trơn ma sát ướt đối với ổ trượt

+ Ổ trượt đỡ:

ổ đỡ
Khả năng tạo bôi trơn ma sát ướt của ổ trượt
Nhận xét: Khả năng bôi trơn theo nguyên lý thủy động của ổ trượt đỡ ?
17

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Khả năng tải của ổ trượt
* Khả năng tải của ổ là gì??

* Định nghĩa: Khả năng tải của ổ trượt là lực Fr
lớn nhất mà ổ có thể chịu mà vẫn đảm bảo ma sát
ướt.

Fr
Bằng tích phân hình chiếu của áp suất p lên
phương của tải ngoài ( = 1 - 2)
18

9


11/1/2019

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Khả năng tải của ổ trượt
* Định nghĩa: Khả năng tải của ổ trượt là lực Fr
lớn nhất mà ổ có thể chịu mà vẫn đảm bảo ma sát
ướt.

Chiều dài ổ

Fr 


l.d .
2

Hệ số khả
năng tải của ổ

Vận tốc góc
ngõng trục



p. 2
 .



v
 .n

d / 2 30

Đường kính trục
Độ hở đường
- Độ hở tương đối
kính

   / d  (D  d ) / d
• Chiều dày nhỏ nhất của lớp dầu: hmin 
• Độ lệch tâm tương đối:



e

 /2



2e


2

e 




2

e

(1   )



Độ lệch tâm

 hmin tuyệt đối
2

19

7.1.2. Cơ sở tính tốn ổ trượt
Khả năng tải của ổ trượt
* Khả năng tải của ổ trượt là lực Fr lớn nhất mà ổ
có thể chịu mà vẫn đảm bảo ma sát ướt.


Fr  2 l.d .


Chiều dài ổ

Vận tốc góc
ngõng trục
Hệ số khả năng tải
Nhận
xét:
của ổ
v
 .n
 + Fr tỷ lệ
 thuận với độ nhớt động lực của dầu và
Đường kính trục

d /tốc
2 quay.
30
vận
+ Fr giảm khi tăng khe hở ổ
- Độ hở tương đối

   / d  (D  d ) / d
20

10


11/1/2019

7.1.3. Tính ổ trượt
Các dạng hỏng
Mịn
Mị
n ló
lótt ổ và ngõng
ngõng trụ
trụcc
 Nguyên nhân:
- Bôi trơn không tốt
- Mở và dừng máy
 Tác hại:
- Tăng khe hở, va đập
- Áp suất dầu giảm => mịn

21

7.1.3. Tính ổ trượt
Các dạng hỏng
Dính lót ổ

 Nguyên nhân: nhiệt độ quá lớn => dính
 Tác hại: lớp kim loại trên bề mặt lót ổ bị chảy dẻo

22

11


11/1/2019

7.1.3. Tính ổ trượt
Các dạng hỏng
Mỏi rỗ
- Do tác dụng của tải trọng
thay đổi.

Nhận xét
xét::
- Để tránh các dạng hỏng kể trên:
+ Tính tốn, lựa chọn các thơng số cho ổ làm việc trong chế độ
bôi trơn ma sát ướt.
+ Tính ổ theo áp suất trung bình p và tích số p.v nhằm hạn chế
mịn và dính.
23

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính tốn quy ước ổ trượt
 Tính theo áp suất cho phép:
Áp suất đặc trưng cho khả năng tải của ổ
Tải trọng hướng tâm (N)

F
p  r  [ p]
l.d
Đường kính trục
Chiều dài ổ
Đặt:

l

d

d

Fr
; mm
 .[ p]

= 0,6 1
24

12

11/1/2019

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính tốn quy ước ổ trượt
 Tính theo tích số giữa áp suất và vận tốc trượt p.v:
- Đặc trưng độ mòn của ổ và phần nào thể hiện nguy hiểm về dính

p.v  [ p.v ]

p

Fr
l.d

v

Fr .n
N m
 [ p.v];
.
19100.l
mm 2 s

 .d .n
60000

Số vòng quay trong 1 phút

25

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính ổ trượt đỡ bơi trơn ma sát ướt
 Tải trọng, đường kính trục, số vòng quay của trục đã biết trước
 Sau khi chọn chiều dài l, độ hở tương đối , độ nhớt động lực , độ nhám
bề mặt => cần tính hmin và kiểm nghiệm

hmin  k .( RZ1  RZ 2 )
Chiều dày nhỏ
nhất lớp dầu

Hệ số ảnh hưởng của chế
tạo và lắp ghép; k  2
- Hệ số an toàn
Độ hở tương đối

hmin 


2

.(1   ) 

d .
.(1   )
2
Hệ số khả năng tải

Tra bảng theo

l

p. 2
; 
d
 .

26

13


11/1/2019

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính nhiệt
 Nhiệt độ tăng => Nguyên nhân??
Do ma sát
 Nhiệt độ tăng gây ra hậu quả gì ?
Độ nhớt của dầu bị giảm => ảnh hưởng khả năng tải của ổ
 Mục đích tính nhiệt độ ?
- Xác định nhiệt độ của ổ khi làm việc => kiểm tra được chỉ số độ
nhớt của dầu
- Nhiệt sinh ra quá nhiều => biện pháp làm nguội
 Tính nhiệt ? Xuất phát từ phương trình cân bằng nhiệt:

Qsr  Qt1  Qt 2
Nhiệt sinh ra trong
1 đơn vị thời gian

Nhiệt thoát theo thân ổ

Qsr  Fr .v. f .103 , KW

Nhiệt thoát theo dầu

Qt 2  K T .d .l.t

Qt1  C. .Q.t
27

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính nhiệt
3

Qsr  Fr .v. f .10 , KW
Lực tác dụng
vào ổ (N)

Hệ số ma sát (tra theo tỷ số f/);
- độ hở tương đối

Vận tốc
vịng, m/s

o Nhiệt thốt theo dầu:

t  t ra  tvao

Qt1  C. .Q.t

Lưu lượng dầu chảy qua ổ; m3/s

Nhiệt dung riêng của dầu:
o
C = 1,7- 2,1; kJ/kg C
Khối lượng riêng của dầu  = 850 -900; kg/m3
o Nhiệt thoát qua trục và thân ổ:

Qt 2  kt .d .l.t

Hệ số tỏa nhiệt qua thân ổ và trục
kt = 0,04 – 0,08; kW/m2.oC

Đường
kính trục

Chiều dài ổ
28

14


11/1/2019

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Tính nhiệt
o Hiệu nhiệt độ vào ra:

t  t ra  t vao 

Fr .v. f
1000(C. .Q  kt . .d .l )

o Nhiệt độ làm việc của ổ (nhiệt độ trung bình):

t  (tvao  t ra ) / 2  tvao  t / 2
o Nhiệt độ dầu ở dầu ở cửa ra: t  t
ra
vao  t
o
o Thông thường t
vao  35  45 C
t ra  80  100o C - Tùy theo loại dầu
 Xác định được nhiệt độ làm việc của ổ
 Kiểm tra xem nhiệt độ có làm giảm độ nhớt tới mức làm giảm khả
năng của ổ không?

29

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Các bước thiết kế ổ trượt
 Chọn vật liệu lót ổ
 Chọn các thơng số kết cấu của ổ như:
- Tỷ số l/d;
- Độ hở tương đối ;
- Chọn kiểu lắp;
- Chọn dầu bôi trơn và độ nhớt của dầu.
 Tính kiểm nghiệm ổ về độ bền mịn (theo áp suất p) và khả năng chống
dính (theo tích p.v). Kiểm nghiệm về hệ số an tồn theo độ tin cậy của
chiều dày màng dầu, và tính kiểm nghiệm về nhiệt.

30

15


11/1/2019

7.1.3. Tính tốn ổ trượt
Vật liệu lót ổ
 Vật liệu lót ổ:
+ Chọn vật liệu phụ thuộc vào trị số và đặc tính tải trọng, vận tốc
vịng và các u cầu cụ thể khác.
+ Vật liệu Babit – hợp kim có tính giảm ma sát, giảm mịn và chống
dính
+ Đồng thanh thiếc: làm việc tốt khi áp suất cao và vận tốc trung
bình, giá thành đắt.
+ Đồng thau: dùng trong trường hợp vận tốc thấp v  2 m/s.
+ Gốm kim loại: được chế tạo bằng cách nung và ép bột đồng hoặc
bột sắt dưới nhiệt độ, áp suất lớn (1000 độ C, 700 Mpa), gốm có nhiều
lỗ rỗng chứa dầu, khi làm việc dầu tự ứa ra bôi trơn bề mặt lót ổ và
ngõng trục, dùng khi v v  2 m/s và áp suất 4-5,5 Mpa.
+ Giang xám, gang giảm ma sát và một số vật liệu phi kim loại để
chế tạo lót ổ.

31

. Tìm hiểu thêm
 So sánh ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của ổ trượt so với
ổ lăn.
 Kết cấu và vật liệu ổ trượt
 Bôi trơn ổ trượt và các bề mặt tiếp xúc

 Chỉ dẫn về thiết kế ổ trượt

32

16


11/1/2019

33

17