Bài giảng Vẽ cơ khí - Chương 6: Ổ trượt và ổ lăn

Nội dung text: Bài giảng Vẽ cơ khí - Chương 6: Ổ trượt và ổ lăn

1. 123 Chương 6 Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 6.1 KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG Ổ Ổ (Pháp: Coussinet, Anh: Bearing): là bộ phận đỡ cho trục làm việc, ổ sẽ tạo phản lực gối tựa chống đỡ và giúp cho trục làm việc đúng theo chế độ thiết kế. Trong phạm vi môn học ta chỉ xét ổ là khớp quay loại 5. Theo tính chất làm việc ta có 2 loại ổ là ổø trượt và ổ lăn. Theo tính chất chịu lực ta có 3 loại ổ đở , ổ chặn và ổ đở chặn. 6.2 PHẠM VI SỬ DỤNG CỦA HAI LOẠI Ổ Thông thường nếu không bị hạn chế về không gian, tốc độ, với điều kiện làm việc bình thường ta nên dùng ổ lăn vì ổ này đã quốc tế hoá, tiêu chuẩn hóa, hiệu suất cao nhất có thể đến 0,999, rẻ, dễ mua, dễ thay thế, lắp ráp. Nhưng trong một số trường hợp, ta phải dùng ổ trượt, tuy hiệu suất thấp nhưng ổ trượt không thể thiếu được trong các kết cấu cơ khí. a/-Ổ trượt: Ta phải dùng ổ trượt trong những trường hợp sau đây: - Tốc độ trục quay quá chậm hay quá nhanh. Ví dụ, ổ đỡ trục động cơ máy may có đường kính 1/4” = 6,35mm rất bé mà phải quay tốc độ cao 900012000 vòng/phút phải dùng ổ trượt vì nếu dùng ổ lăn thì mối viên bi rất nhỏ lại phải quay tốc độ lớn hơn tốc độ trục nhiều lần sẽ sinh nhiệt nhiều và mau mòn. Thí dụ trục motor máy may có đường kính ¼”=6,35mm dùng bạc trượt rất bền. - Tải quá lớn lại có rung động mạnh phải dùng ổ trượt. - Làm việc trong môi trường bụi bậm, acid, muối ăn mòn (máy nghiền hải sản, cán thuộc da).
2. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 125 2- Ổ đỡ chặn Chủ yếu chịu lực hướng kính, nhưng cũng chịu được một phần lực dọc trục vì vậy nên ổ trượt đỡ chận phải có vai để vận dọc được trục, lực ma sát thường lớn hơn ổ trượt đỡ. Sơ đồ ổ trượt: 6.3.3 Cấu tạo ổ trượt Ổ trượt bao gồm hai bộ phận: 1- Lót ổ (Bạc trượt; Pháp: coussinet, bague Anh: bearing ring) tiếp xúc trực tiếp với cổ trục đang quay, dễ bị mài mòn nên được làm bằng vật liệu quý, chống ma sát và mài mòn thường là đồng thanh thiếc và một nguyên tố giảm ma sát. Bề dày ổ trượt khoảng 25mm, nếu chiều dài ổ lớn hơn 50 thì thường bên trong khoét lõm, tạo rãnh dầu và có lỗ châm dầu hay cảo mở để bôi trơn. 2- Đỡ ổ (Pháp: Palier, Anh Support): Do đắt nên lót ổ thường rất mỏng 1,54mm, có trường hợp chỉ được xi mạ một lớp mõng vì vật liệu quí hiếm. Lót ổ không chịu được phản lực mà chỉ có tác dụng làm giảm ma sát, chống mòn nên bên ngoài lót ổ còn được bọc bên ngoài bằng đỡ ổ bằng gang hoặc thép. Trên đỡ ổ có thể có vú mở, cảo mở hoặc đơn giản nhất là lỗ dẫn dầu xuyên suốt tận lót ổ để bôi trơn cho vùng trượt. Bạc dầu là một dạng ổ trượt cao cấp, ổ được ép lại từ các hạt thau sau đó ngâm trong dầu một thời gian để dầu thẩm thấu vào trong, khi sử dụng dầu sẽ thấm ra bôi vùng làm việc mà người vậbn hành không cần bôi trơn. Thí dụ bạc dầu trong quạt Marelli của Ý sản suất có tuổi thọ trên 50 mà không phải bôi trơn. 6.3.4 Nguyên tắc lắp ổ trượt và chế độ dung sai Vòng nào tiếp xúc với vật quay thì vòng đó lắp trung gian; vòng nào tiếp xúc vật cố định thì vòng đó lắp chặt. Sinh viên tự tìm hiểu lý do. 6.3.5 Tiêu chuẩn ổ trượt
3. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 127 dùng đến khi nào hư hỏng thì thay cái mới, người dùng không cần quan tâm đến việc bảo quản như châm mở - Sơ đồ ổ lăn: 6.4.1 Cấu tạo Tùy theo loại ổ mà có kết cấu khác nhau, vật liệu làm ổ lăn là thép hợp kim mà nguyên tố thêm chủ yếu là crôme. Nếu được bảo quản tốt ổ lăn ít khi bị rỉ sét. Ổ lăn do các nhà máy cơ khí chính xác chuyên môn sản xuất, được nhiệt luyện mà mài bóng. Nói chung, một ổ lăn bao gồm 5 bộ phận như trên hình 6.2 giới thiệu ổ bi (thị trường miền nam gọi là bạc đạn, là một loại ổ lăn mà con lăn là viên bi). 5 4 3 2 1 1- vòng ngoài; 2- vòng trong; 3- viên bi, 4- vòng cách; 5- nắp che Hình 6.2 Cấu tạo một ổ bi, với ba cách biểu diễn Vòng trong: là vòng quan trọng nhất, gắn chặt với trục bằng mặt trụ lỗ được mài bóng. Trong hệ thống ISO đường kính vòng trong được tiêu chuẩn hóa sẽ được trình bày trong phần sau và theo hệ met, mặt trụ ngoài của vòng trong là rãnh lõm dẫn hướng các viên bi. Vòng ngoài: thường được lắp trung gian với vỏ máy, cũng có thể lắp chặt nếu vách ngoài quay (đùm moyeux xe gắn máy). Đường kính ngoài cũng được tiêu chuẩn hóa tùy theo vòng trong, cỡ ổ vòng ngoài cũng được mài bóng. Mặt trụ trong của vòng ngoài có rãnh chứa bi.
4. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 129 Chủ yếu chịu lực hướng kính như các loại ổ bi thường, ổ đũa trụ, thường rẻ tiền nhất. Tuy nhiên, loại ổ này cũng chịu được một ít lực dọc trục theo nguyên tắc: ổ đỡ lăn chịu được 70% tải trọng hướng kính không dùng của nó. Ví dụ, một ổ đỡ lăn chịu được tải là Q = 10000N (trong sổ tay cho), nếu phản lực thực sự tác dụng lên ổ là R = 8000N (do tính áp lực khớp động) thì tải dư không dùng của nó là Q – R = 2000N và có khả năng chịu được lực dọc nhỏ hơn 70%. 2000N = 1400N. 2- Ổ đỡ chặn Gồm ổ bi đỡ chận, ổ đũa đỡ chặn và ổ côn, khả năng chịu lực dọc trục lớn hơn ổ đỡ. 3- Ổ chặn Đây là loại ổ được thiết kế chủ yếu để chịu lực dọc, loại này không chịu dược lực hướng kính nên thường phải dùng kèm với ổ lăn thường. 6.4.4 Tiêu chuẩn ký hiệu ổ lăn Ký hiệu quốc tế do ISO qui định để định danh một ổ lăn theo qui tắc sau đây: Ký hiệâu ổ lăn, huy hiệâu, tên của nhà sản xuất thường được khắc sâu trên mặt đầu vòng ngoài hoặc khắc trên nắp che nếu ổ bít vì vậy khi lắp ta phải quay mặt ổ bi có ký số ra ngoài để tiện tham khảo, thay thế hay dự trữ sẵn nếu cần phòng xa. Ký hiệu ổ lăn là một chuỗi số bình thường gồm 4 chữ số cũng có trường hợp đặc biệt chỉ hai chữ số và nhiều nhất lêân đến 7 chữ số được qui định như sau: Đường kính trong: hai loại - Chỉ có ký số hàng đơn vị: dùng cho ổ có đường kính từ 19mm: 1 thì đường kính trong là 1mm 2 2mm 9 9mm - Gồm hàng hàng chục và đơn vị: 00 đường kính trong là 10mm 01 12mm 02 15mm
5. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 131 Máy móc sản xuất ở Việt Nam thường phải dùng loại này vì các lý do nêu trên. - Thêm ký số hàng chục ngàn là 1, ký hiệu chung là ổ 11000: (số 1 ở hàng chục ngàn là dạng biến thể) là ký hiệu của ổ bi lồng cầu hai dãy có ống lót (bạc đạn nhào có manchon) cũng dùng như kiểu lồng cầu thường, nhưng nhờ có ống lót côn có xẻ rãnh và đai ốc đệm cánh, ta có thể nới rộng lỗ nhờ mở đai ốc ra, dời ổ đến nơi thích hợp trên trục rồi xiết cố định lại. Ổ này đắt tiền hơn loại thường nhiều và dùng để lắp vào giữa các trục trơn thật dài (ví dụ trong máy dệt). 0 5 3 2   1506 11505 Hình 6.3 Trình bày ổ bi lồng cầu hai dãy không có ống lót (manchon) và có ống lót Ví dụ: 1208 là ổ bi lồng cầu hai dãy (do ký số 1 ở vị trí hàng ngàn), cỡ nhẹ (do ký số 2 ở vị trí hàng trăm), đường kính lỗ là 40 (do hai số cuối 08 nhân với 5). 11208 cũng là ổ lồng cầu hai dãy nhưng có manchon (do ký số 1 ở vị trí hàng ngàn và 1 ở ký số chục ngàn), cỡ nhẹ (do ký số 2 ở vị trí hàng trăm), đường kính lỗ là 40 (do hai số cuối 08 nhân với 5). Tương tự cho hai ổ 1106 và 11505 như trong hình trên sinh viên tự tìm đặc tính của 2 ổ. Ổ đũa trụ một dãy
6. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 133 tải thì mới chọn ổ đũa. Ổ lồng cầu cũng vậy, nếu ổ lồng cầu hai dãy bi không đáp ứng được tải thì mới dùng ổ lồng cầu hai dãy đũa. l b b 0 5 D d D d 3 2   Hình 6.5 Ổ đũa lồng cầu hai dãy không có ống lót và có ống lót - Kiểu 13000: Ổ đũa lồng cầu có ống lót hay ổ đũa nhào có manchon cũng chủ yếu chịu lực hướng kính, dùng như ổ bi lồng cầu hai dãy có manchon. Ví dụ: Các ổ 2305, 12305, 32305, 42305, 92305 Đều là các tên của ổ đũa trụ (kỳ số 2 ở hàng ngàn), cỡ trung (ký số 3 ở hàng trăm) đường kính lỗ là 25 (do hai ký số cuối 05 nhân 5). Ổ bi đỡ chặn: chịu lực hướng kính và lực dọc trục Ký số hàng ngàn là 6, có hai nhóm ký hiệu kiểu khác nhau cho kiểu 6000 là: 36000, 46000 c Cùng là ổ bi đỡ chặn có một số  thông số làm việc khác nhau. Ổ này có thể chịu được lực hướng kính và lực dọc trục nhưng chỉ chịu được một chiều là chiều mà trên vành có tên hãng sản xuất và ký hiệu ổ. Chú ý nếu lắp sai E D chiều ổ bi đỡ chặn sẽ tuột vòng trong ra d khỏi vòng ngoài, bi và vòng cách dính với vòng trong. Quan sát ổ bi chặn trên hình 6.6, ổ chỉ chận lực dọc trục hướng chiếu từ trái sang phải, chiều lực ngược lại sẽ b làm vòng trong và bi sẽ tuột khỏi vòng ngoài. Cùng với ổ côn sẽ trình bày ở Hình 6.6 Ổ bi đỡ chặn
7. Ổ TRƯỢT VÀ Ổ LĂN 135 trên lắp chặt với trục xoay thì vòng ngoài của nó hở 1mm với lổ còn miếng dưới vòng ngoài lắp trung gian với đáy ổ không xoay hay xoay chậm do ma sát để mòn đều thì vòng trong hở 1mm với trục. Miếng trung gian nếu có trong ồ 2 lớp bi hay 2 lớp đủa thì hở với trục và lổ Ổ đủa chặn ( bạc đủa chà) 9000 dùng cùng mục đích như ổ bi chặn nhưng mức độ chiu tải dọc lớn hơn nhiều và đắt tiền hơn. Hình 6.8 trình bày các loại ổ bi chặn và ổ đủa chặn Hình 6.8 trình bày kết cấu lắp các loại ổ bi chặn 8000 và ổ đủa chặn 9000: 1-Trục 2- Miếng trên (xoay với trục) 3- Vòng bi hay vòng đủa cône rời. 4- Miếng dưới la91p trung gian với vỏ hộp. 5-Vỏ hộp 6- Miếng giửa 6.4.6 Nguyên tắc lắp ổ và chế độ dung sai Nhắc lại nguyên tắùc lắp ổ lăn hoàn toàn trái ngược với ổ trượt: Vòng nào tiếp xúc trực tiếp với vật quay, vòng đó lắp chặt, vòng nào lắp với vật đứng yên thì lắp trung gian. Vậy trong các kết cấu ổ đỡ trục quay thì vòng trong lắp chặt vì trục quay và chỉ ghi dung sai cho trục ví dụ 25k7, không ghi cho lỗ vì không chế tạo lỗ ổ lăn mà chỉ theo lỗ chuẩn có sẵn. Vòng ngoài thường lắp trung gian. Ví dụ, 52H8, không ghi dung sai cho vòng ngoài ổ vì ổ được chế sẵn không phải gia công. Sinh viên tự nghiên cứu chế độ lắp ổ bi đở chặn 6202 trong các đùm bánh xe gắn máy và giải thích vì sau chế độ lắp lại chặt vòng ngoài và trung gian với vòng trong? Vai trục dùng chận vòng trong ổ: vì bề dày của vòng trong thay đổi từ 1,6mm (ổ 17) đến 18mm (ổ 320) và vòng trong thường