Bài giảng Chi tiết máy - Chương 10: Ổ lăn

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Chương 10

Ổ LĂN

1. Khái niệm chung

1

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Công dụng: ổ lăn dùng để đỡ trục và giảm ma sát giữa phần quay và

không quay

Cấu tạo ổ lăn gồm: con lăn, vòng trong, vòng ngoài, vòng cách

Phân loại theo hình dáng con lăn: ổ bi, ổ đũa, ổ đũa côn, ổ kim, ổ đũa trụ

xoắn

2

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Phân loại theo khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ đỡ chặn, ổ chặn

Phân loại theo khà năng tự lựa: ổ tự lựa,ổ không tự lựa

Phân loại theo số dãy con lăn: ổ 1 dãy, ổ nhiều dãy

Phân loại theo kích thước đường kính ngoài: ổ cỡ rất nhẹ, cỡ nhẹ, cỡ

trung, cỡ nặng

Phân loại theo kích thước bề rộng: ổ cỡ hẹp, ổ cỡ trung, ổ cỡ rộng

3

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Các loại ổ lăn thông dụng

•Ổ bi đỡ 1 dãy

•Ổ bi đỡ lồng cầu 2 dãy

•Ổ đũa trụ ngắn đỡ 1 dãy

•Ổ đũa lồng cầu 2 dãy

4

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Các loại ổ lăn thông dụng

•Ổ kim

•Ổ bi đỡ chặn 1 dãy

•Ổ đũa côn đỡ chặn 1 dãy

5

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Các loại ổ lăn thông dụng

•Ổ bi chặn

•Ổ đũa chặn

6

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Ký hiệu ổ lăn

• Ký hiệu ổ lăn gồm tổ hợp các số và chữ, chủ yếu gồm 5 chữ số

Biểu thị loại ổ

Chữ số thứ năm

Biểu thị kết cấu (bề rộng)

Chữ số thứ tư

Biểu thị cỡ ổ (đường kính ngoài)

Chữ số thứ ba

Biểu thị đường kính trong d

Chữ số thứ nhất và hai

6 : ổ bi đỡ 1 dãy

7 : ổ bi đỡ chặn 1 dãy

Không kí hiệu

8,9 : siêu nhẹ

0 : đặc biệt nhẹ

2 : nhẹ

3 : trung

4 : nặng

-Nếu d < 20 mm ta có các

kí hiệu sau:

00 nếu d = 10 mm

01 nếu d = 12 mm

02 nếu d = 15 mm

03 nếu d = 17 mm

-Nếu d >= 20 mm ta kí

hiệu bằng :

1 : ổ bi lòng cầu 2 dãy

(Nếu ổ rộng : không cần kí

hiệu)

2: nếu ổ rộng (ổ hẹp không kí hiệu )

5 : ổ bi chặn

1 : nếu ổ 1 dãy

2 : nếu ổ 2 dãy

+ Giá trị của thương d/5 :

nếu d chia hết cho 5

+ /d : nếu d không chia hết

cho 5

3 : ổ bi côn 1 dãy

0,1 : ổ thấp

2 :ổ trung

3: ổ cao

-Nếu d >= 500 mm ta kí

hiệu :/d

N,NU,NUP : ổ bi đũa trụ

ngắn 1 dãy

-Nếu ổ N :không kí hiệu

-Nếu ổ NU ,NUP:

1 : ổ hẹp

2 : ổ rộng

NF,NJ : ổ bi đũa chặn trụ

ngắn 1 dãy ( NF : bên trái ;

NJ bên phải )

Không kí hiệu

NN ,NNU : ổ bi đũa trụ

ngắn 2 dãy (NNU : ổ hẹp ,

NN : ổ rộng )

4 : ổ hẹp

3 : ổ hẹp

HJ : ổ bi đũa trụ ngắn 1 dãy Không kí hiệu : vòng chặn nhỏ

có vòng chặn L 2 : vòng chặn lớn

7

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

8

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

9

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

10

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

2. Động học và động lực học ổ lăn

2.1 Động học ổ lăn

Ta có vận tốc dài điểm tiếp xúc con lăn và vòng trong

ωD₁

v₁=

2

Vận tốc dài tâm con lăn

v₁

v₀=

2

Vân tốc góc con lăn quay quanh trục chính nó

2(v₁− v₀) 0.5D₁ω

ω_w=

=

D_w

Vận tốc góc của vòng cách

2v₀

0.5ωD

1

ω_c=

=

≈ 0.5ω

D_pw(D + D_w)

1

11

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

2.2 Động lực học ổ lăn

Phương trình cân bằng lực

F_r= F₀+ 2F cosγ + 2F₂cos2γ +...+ 2F_kcoskγ

1

Với

γ = 360⁰/ Z

Z: tổng số con lăn

Và chứng minh được

4.37F_r

F₀=

Z

Thực tế do có khe hở hướng tâm

5F_r

F₀=

Z

12

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

3. Dạng hỏng và chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn

Dạng hỏng:

• Tróc rỗ bề mặt rãnh lăn vòng trong, vòng ngoài, con lăn do sự thay đổi

của ứng suất tiếp xúc.

• Mòn con lăn và vòng ổ do bôi trơn kém

• Vỡ vòng cách: thường xảy ra với ổ quay nhanh

• Biến dạng dư rãnh vòng con lăn: thường xảy ra với ổ chịu tải lớn và

quay chậm

• Vỡ vòng ổ và con lăn: do va đập hay lắp ráp không đúng kỹ thuật

Chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn:

• n ≥ 10 vg/ph: tính theo khả năng tải động

• 1< n < 10 vg/ph: chọn n = 10vg/ph rồi tính theo khả năng tải động

• n ≤ 1 vg/ph: tính theo khả năng tải tĩnh

• Khi tính theo khả năng tải động cần kiểm tra lại theo khả năng tải tĩnh

13

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

4. Tuổi thọ và độ tin cậy ổ lăn

Theo đồ thị đường cong mõi

σ_H^mHN = const

Vì số chu kỳ làm việc N tỉ lệ với tuổi tho L nên

σ_H^mHL = const

Và ứng suất tiếp xúc tỉ lệ với lực tác dụng nên

Q^mL = C^m

Vậy tuổi thọ ổ (triệu vòng)

⎛ ⎞^m

Q

⎝ ⎠

m = 3

ổ bi

C

L = ⎜ ⎟

⎜ ⎟

10

ổ đũa

m =

3

Nếu tính theo xác suất làm việc không hỏng

⎛ ⎞^m

Q

⎝ ⎠

Nếu biết tuổi thọ L_h(giờ)

C

L = a₁a₂₃⎜ ⎟

⎜ ⎟

60.n.L_h

L =

10⁶

14

Với a₁và a₂₃xem trang 392

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

5. Lựa chọn ổ lăn theo khả năng tải động

Khi n ≥ 10 vg/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải động

Khi 1 vg/ph < n < 10 vg/ph → chọn n=10 vp/ph → tính ổ lăn theo khả năng

tải động

C_tt= Q^mL ≤ C

Hệ số khả năng tải động

10

m =

m = 3

Với

khi tính ổ bi và

khi tính ổ đũa

3

Tuổi thọ ổ lăn (triệu vòng)

60n L_h

L =

10⁶

Tải trong qui đổi

Q = (V.X.F_r+ Y.F_a)K_σK_t

• Ổ đỡ

Q = (V.X.F_r+Y. F_a)K_σK_t

•Ổ đỡ chặn

• Ổ chặn

∑

Q = F_aK_σK_t

•Hệ số khả năng tải động cho phép tra trong các phụ lục sách hoặc theo

15

catalog cua các công ty chế tạo ổ lăn. Hệ số X, Y xem bảng 11.3 & 11.4

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

16

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

17

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

Các hệ số K_σvà K_txem trang 394

Khi có lực F_rtác động lên ổ đỡ chặn

thì do đặc điểm kết cấu sẽ phát sinh

tải dọc trục phụ S

S = e.F_r

• Ổ bi đỡ chặn

S = 0.83eF_r

• Ổ đũa côn

Xác định lực dọc trục tác động lên ổ

bằng cách chiếu tất cả lực dọc trục

lên phương song song trục, chiều

dương chọn theo chiều chịu lực dọc

trục của ổ. Khi tính cho ổ nào thì bỏ

qua lực dọc trục phụ của chính ổ đó.

F_a1= −F_a+ S₂

Lực doc trục tác động lên ổ 1

Lực dọc trục tác động lên ổ 2

∑

F_a2= F_a+ S₁

F_ai= S_i

Nếu

Thì chọn lại

F_ai< S_i

∑

18

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

6. Lựa chọn ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

Khi n < 1 vg/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

Hệ số khả năng tải tĩnh

• Ổ đỡ và đỡ chặn

Q₀= X₀F_r+ Y₀F_a

Và

Q₀= F_r

Điều kiện bền

Q_0max≤ C₀

• Ổ chặn

Q₀= F_a≤ C₀

Với các hệ số X₀và Y₀tra bảng 11.6

19

Chi tiết máy

TS Phan Tấn Tùng

7. Định vị và lắp ghép ổ lăn

20

Bài giảng Chi tiết máy - Chương 10: Ổ lăn - Phan Tấn Tùng