Giáo trình Chi tiết máy - Chương 7: Ổ lăn

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

Chöông 7

OÅ LAÊN

7.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG

7.1.1. Caáu taïo

- OÅ laên duøng ñeå ñôõ truïc taâm, truïc truyeàn vaø caùc chi tieát quay, ñaûm baûo chuyeån ñoäng quay vaø

ñôõ taûi troïng taùc duïng leân caùc chi tieát treân.

2

1

3

2

1

3

4

Hình 7.1. Caáu taïo oå laên

2. Voøng ngoaøi 3. Con laên 4. Voøng caùch

1. Voøng trong

- OÅ laên thöôøng goàm voøng trong 1, voøng ngoaøi 2, con laên 3 vaø voøng caùch 4. Voøng trong vaø voøng

ngoaøi thöôøng coù raõnh, voøng trong laép vôùi ngoõng truïc, voøng ngoaøi laép vôùi goái truïc (voû maùy).

Thoâng thöôøng, voøng trong quay cuøng vôùi truïc vaø voøng ngoaøi ñöùng yeân. Nhöng cuõng coù khi

voøng ngoaøi quay cuøng vôùi goái truïc coøn voøng trong ñöùng yeân cuøng vôùi truïc (oå laên trong quaït

traàn, oå laên trong xe gaén maùy…).

7.1.2. Phaân loaïi

a. Theo hình daïng con laên: oå bi, oå ñuõa, oå coân, oå kim.

Hình 7.2. Caùc daïng con laên

a) OÅ bi.

b) OÅ ñuõa truï ngaén.

c) OÅ ñuõa truï daøi.

d) OÅ ñuõa xoaén.

e) OÅ coân.

f) OÅ ñuõa troáng ñoái xöùng.

g) OÅ ñuõa troáng khoâng ñoái xöùng.

h) OÅ ñuõa kim.

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-83-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

b. Theo chieàu löïc taùc duïng:

. OÅ ñôõ

: chæ chòu ñöôïc löïc höôùng taâm vaø moät phaàn nhoû löïc doïc truïc.

. OÅ ñôõ chaën: chòu ñöôïc caû löïc höôùng taâm laãn löïc doïc truïc.

. OÅ chaën : chæ chòu ñöôïc löïc doïc truïc.

. OÅ chaën ñôõ: chæ chòu ñöôïc löïc doïc truïc vaø moät phaàn nhoû löïc höôùng taâm.

c. Theo khaû naêng töï löïa:

. Töï löïa theo goùc xoay.

. Töï löïa theo chieàu truïc.

d. Theo khaû naêng chòu taûi:

. OÅ côõ nheï.

. OÅ côõ trung.

. OÅ côõ naëng.

e. Theo soá daõy con laên: oå moät daõyï, oå hai daõyï, oå boán daõy…

7.1.3. Öu, nhöôïc ñieåm

a. Öu ñieåm:

- Do saûn xuaát haøng loaït neân giaù thaønh oå laên thaáp.

- Ma saùt sinh ra trong oå laø ma saùt laên neân toån thaát coâng suaát do ma saùt thaáp.

- Möùc ñoä tieâu chuaån hoùa vaø tính laép laãn cao neân thay theá thuaän tieän khi söûa chöõa vaø

baûo döôõng maùy.

- Chaêm soùc vaø boâi trôn ñôn giaûn.

- So vôùi oå tröôït thì oå laên coù kích thöôùc doïc truïc nhoû hôn.

b. Nhöôïc ñieåm:

- Kích thöôùc höôùng kính töông ñoái lôùn.

- Löïc quaùn tính taùc duïng leân con laên khaù lôùn khi laøm vieäc vôùi vaän toác cao, coù theå phaù

vôõ voøng caùch.

- Khaû naêng chòu va ñaäp vaø chaán ñoäng keùm do ñoä cöùng cuûa keát caáu oå laên thaáp.

- OÀn khi laøm vieäc vôùi vaän toác cao.

7.2. MOÄT SOÁ LOAÏI OÅ LAÊN THOÂNG DUÏNG

Hình 7.3. Caùc loaïi oå laên thoâng duïng

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-84-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

. OÅ bi ñôõ moät daõy: (hình 7.3a)

- Chuû yeáu chòu löïc höôùng taâm. Coù theå chòu ñöôïc löïc doïc truïc nhoû ( F  0,3F_r).

a

- Chòu taûi troïng va ñaäp keùm.

- Thöôøng duøng trong hoäp toác ñoä cuûa oâtoâ, maùy keùo, may caét kim loaïi, hoäp giaûm toác…

. OÅ bi vaø oå ñuõa loøng caàu hai daõy: (hình 7.3c,g)

- Chòu löïc höôùng taâm.

- Thöôøng duøng trong truïc maùy cöa troøn, maùy deät…

. OÅ bi chaën: (hình 7.3d)

- Chòu löïc doïc truïc.

- Laøm vieäc vôùi vaän toác thaáp vaø trung bình (v  510m/s).

- Thöôøng duøng trong goái ñôõ moùc caàn truïc, boä ly hôïp, truïc vít…

. OÅ ñuõa truï ngaén ñôõ moät daõy: (hình 7.3e)

- Chòu löïc höôùng taâm lôùn hôn oå bi vaø chòu ñöôïc taûi troïng va ñaäp nhôø dieän tích tieáp xuùc

giöõa con laên vaø voøng caùch lôùn.

- Thöôøng duøng trong hoäp giaûm toác, truïc chính maùy caét kim loaïi…

. OÅ bi ñôõ chaën moät daõy: (hình 7.3b)

- Chòu löïc höôùng taâm vaø löïc doïc truïc. Khaû naêng chòu löïc höôùng taâm lôùn hôn oå bi ñôõ

khoaûng 30÷40%.

. OÅ ñuõa coân: (hình 7.3f)

- Chòu löïc doïc truïc cao hôn oå bi ñôõ chaën.

- Deã thaùo laép vaø ñieàu chænh khe hôû ñeå buø laïi löôïng moøn.

- Thöôøng duøng trong caùc truïc laép baùnh raêng coân, baùnh raêng nghieâng, hoäp giaûm toác lôùn…

. OÅ kim: (hình 7.3h)

- Chòu löïc höôùng taâm raát lôùn, kích thöôùc ñöôøng kính ngoaøi nhoû.

- OÅ kim coù theå coù ñuû voøng trong, voøng ngoaøi hoaëc khoâng coù voøng trong, hoaëc khoâng coù

voøng ngoaøi, kim tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi ngoõng truïc vaø goái truïc.

- Thöôøng ñöôïc duøng trong truïc khuyûu, hoäp toác ñoä cuûa maùy caét kim loaïi, bôm baùnh raêng…

7.3. KÍ HIEÄU OÅ LAÊN

Theo TCVN, oå laên ñöôïc kyù hieäu goàm 7 chöõ soá vôùi thöù töï tính töø phaûi sang traùi:

7

6

5

4

3

2

1

Chöõ soá thöù 7

Chöõ soá thöù 5, 6

Chöõ soá thöù 4

Chöõ soá thöù 3

Hai soá ñaàu

. Hai soá ñaàu 1+2: bieåu thò ñöôøng kính voøng trong cuûa oå d

Neáu d < 20mm thì: d = 10mm  00

d = 12mm  01

d = 15mm  02

d = 17mm  03

Neáu d  20mm thì:

d = (hai soá ñaàu) x 5

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-85-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

. Chöõ soá thöù ba: bieåu thò côõ oå theo ñöôøng kính ngoaøi D

8, 9  sieâu nheï

1, 7  raát nheï

2, 5  nheï

3, 6  trung

(thöôøng gaëp: 1, 2, 3, 4)

4

 naëng

. Chöõ soá thöù tö: bieåu thò loaïi oå

0  oå bi ñôõ moät daõy

1  oå bi ñôõ loàng caàu hai daõy

2  oå ñuõa truï ngaén ñôõ

3  oå ñuõa loàng caàu hai daõy

4  oå kim

5  oå ñuõa truï xoaén

6  oå bi ñôõ chaën

7  oå ñuõa coân

8  oå bi chaën, oå bi chaën ñôõ

9  oå ñuõa chaën, oå ñuõa chaën ñôõ

. Chöõ soá thöù 5, 6: bieåu thò ñaëc ñieåm keát caáu.

. Chöõ soá thöù 7: kyù hieäu loaït chieàu roäng oå.

Ví duï: 6300  oå bi ñôõ chaën, côõ trung, d = 10mm.

7317  oå coân, côõ trung, d = 85mm.

304  oå bi ñôõ moät daõy, côõ trung, d = 20mm (xem chöõ soá thöù tö laø 0).

7.4. CAÙC DAÏNG HOÛNG VAØ CHÆ TIEÂU TÍNH

7.4.1. Caùc daïng hoûng

Caùc daïng hoûng chuû yeáu cuûa oå laên bao goàm:

. Troùc roã beà maët do moûi: do öùng suaát tieáp xuùc thay ñoåi theo thôøi gian. Sau moät thôøi gian

laøm vieäc, caùc veát nöùt teá vi phaùt trieån thaønh troùc treân raõnh voøng vaø treân beà maët con laên.

Troùc laø daïng hoûng chuû yeáu cuûa caùc oå laên laøm vieäc vôùi vaän toác cao, chòu taûi troïng lôùn,

ñöôïc che kín toát.

. Moøn con laên vaø voøng oå: thöôøng xaûy ra vôùi caùc oå boâi trôn khoâng toát, coù caùc haït kim loaïi

rôi vaøo oå. Moøn laø daïng hoûng chuû yeáu cuûa caùc oå laên trong oâtoâ, maùy keùo, maùy xaây döïng…

. Vôõ voøng caùch: do löïc ly taâm vaø taùc duïng cuûa con laên gay neân, thöôøng xaûy ra vôùi caùc oå

quay nhanh.

. Vôõ voøng oå vaø con laên: do ñoäng naêng va ñaäp lôùn, do laép raùp khoâng chính xaùc (voøng bò

leäch, con laên bò keït…).

. Bieán daïng dö beà maët raõnh voøng vaø con laên: thöôøng xaûy ra ñoái vôùi caùc oå laên chòu taûi

naëng vaø quay chaäm.

7.4.2. Chæ tieâu tính

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-86-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

Tính toaùn oå laên theo khaû naêng taûi (khoâng theo öùng suaát) nhö sau:

. Caùc oå laên laøm vieäc vôùi vaän toác thaáp (n<1voøng/phuùt): tính theo khaû naêng taûi tónh ñeå traùnh

bieán daïng dö beà maët laøm vieäc.

. Caùc oå laên laøm vieäc vôùi vaän toác cao (n>10voøng/phuùt): tính theo khaû naêng taûi ñoäng (ñoä

beàn laâu) ñeå traùnh troùc vì moûi. Tröôøng hôïp (1voøng/phuùt ≤ n ≤10voøng/phuùt), ta tính theo

khaû naêng taûi ñoäng vaø laáy giaù trò n=10voøng/phuùt.

7.5. TÍNH TOAÙN OÅ LAÊN THEO TUOÅI THOÏ

- ÖÙng suaát tieáp xuùc (  _H) sinh ra trong oå laên laø moät haøm cuûa löïc höôùng taâm vaø löïc doïc

truïc. Ñeå deã daøng cho vieäc khaûo saùt, ta xem öùng suaát tieáp xuùc chæ phuï thuoäc vaøo taûi troïng töông

ñöông Q:

  f (Q)

(7.1)

- Ñoái vôùi oå ñôõ vaø oå ñôõ chaën: Q laø taûi troïng höôùng taâm.

- Ñoái vôùi oå chaën

: Q laø taûi troïng doïc truïc.



 ^mN  const

_N

_r

Ñieåm chuyeån tieáp

N

t

N₀

Hình 7.4. Ñöôøng cong moûi

- Soá chu kyø laøm vieäc cho ñeán luùc hoûng phuï thuoäc vaøo tuoåi thoï cuûa oå:

N  f (L)

(7.2)

- Ta coù:

 ^mN  const

(7.3)

(7.4)



Q^mL  const  C_d^m

trong ñoù C_d Q^mL laø khaû naêng taûi ñoäng cuûa oå, N.

- Ñieàu kieän beàn:

C_d Q^mL  [C]

(7.5)

vôùi Q : taûi troïng töông ñöông, N,

L : tuoåi thoï cuûa oå, trieäu voøng,

m : baäc cuûa ñöôøng cong moûi, oå bi: m=3 ; oå ñuõa: m=10/3,

[C] : taûi troïng ñoäng cho pheùp, N. (tra baûng trong saùch Baøi taäp Chi tieát maùy - Ng.Höõu Loäc).

. Tuoåi thoï cuûa oå:

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-87-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

60.n.L_h

10⁶

L 

(trieäu voøng)

(7.6)

vôùi L_hlaø tuoåi thoï cuûa oå tính baèng giôø: L_h K_ng.24.K_n.365.L_n

. Taûi troïng töông ñöông Q:

 OÅ ñôõ: chòu löïc höôùng taâm vaø moät phaàn löïc doïc truïc ( F  0,3F

)

a

r

Q  (X.V.F Y.F ).K_d.K_t

(7.7)

r

a

trong ñoù,

V

: heä soá phuï thuoäc voøng naøo quay, voøng trong quay: V 1

,

voøng ngoaøi quay: V 1,2

,

X,Y : heä soá taûi troïng höôùng taâm vaø doïc truïc, (tra baûng 11.3 vaø 11.4, trang

395, taøi lieäu [1]),

K_d: heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa taûi troïng (tra baûng 11.2, trang 394, taøi

lieäu [1]),

K_t: heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa nhieät ño,

t⁰C

K_t

150

1,11

175

1,15

200

1,25

250

1,4

≤ 100

1

 OÅ ñôõ chaën: chòu caû löïc höôùng taâm vaø löïc doïc truïc

Q  (X.V.F Y. F ).K .K

(7.8)



r

a

d

t

Trong oå ñôõ chaën, do ñaëc ñieåm keát caáu neân taùc duïng cuûa löïc höôùng taâm seõ sinh ra



löïc doïc truïc phuï

S . Do ñoù, ta phaûi xeùt ñeán caùc löïc doïc truïc phuï khi tính taûi troïng

doïc truïc ñeå xaùc ñònh taûi troïng töông ñöông Q.

F



a

Ví duï: Xeùt sô ñoà laép oå ñôõ chaën nhö hình



F_a



S_A



S_B





r_A



F

r_B

F



S

Löïc doïc truïc phuï

tính nhö sau:

coù phöông // ñöôøng taâm truïc, chieàu nhö hình veõ vaø ñoä lôùn ñöôïc

* OÅ bi ñôõ chaën: S  e.F

r

vôùi

e

tra baûng 11.3, trang 395, taøi lieäu [1].

* OÅ ñuõa coân : S  0,83.e.F  0,83.(1,5.tg).F

r

vôùi



tra baûng hoaëc choïn sô boä  12⁰

.

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-88-

Baøi giaûng CHI TIEÁT MAÙY

Chöông 7: OÅ laên

Xeùt oå A:

F ^A F  S

(khoâng tính löïc doïc truïc phuï S_Aï taïi oå A)



a

B

Neáu

F ^A S thì choïn

F ^A S



a

A

a

A

Xeùt oå B:

F^B F  S

(khoâng tính löïc doïc truïc phuï S_Bï taïi oå B)



a

A

Neáu

F^B S thì choïn

F^B S



a

B

a

B

 OÅ chaën: chæ chòu löïc doïc truïc

Q  F_a.K_d.K_t

(7.9)

7.6. TÍNH TOAÙN OÅ LAÊN THEO KHAÛ NAÊNG TAÛI TÓNH

Ñieàu kieän choïn vaø kieåm tra oå:

Q₀ C₀

(7.10)

trong ñoù, C₀: khaû naêng taûi tónh, tra baûng trong saùch baøi taäp,

Q₀: taûi troïng qui öôùc, xaùc ñònh nhö sau:

+ Ñoái vôùi oå ñôõ vaø oå ñôõ chaën: choïn giaù trò lôùn nhaát trong hai giaù trò sau:

Q₀ X₀F Y₀F

(7.11)

(7.12)

r

a

Q₀ F

r

trong ñoù X₀, Y₀laø caùc heä soá taûi troïng höôùng taâm vaø doïc truïc, tra baûng 11.6,

trang 399, taøi lieäu [1].

+ Ñoái vôùi oå chaën: Q₀ F_a

(7.13)

7.7. TRÌNH TÖÏ LÖÏA CHOÏN OÅ LAÊN

(SV töï ñoïc trong taøi lieäu [1])

Thoâng soá ñaàu vaøo:

- Sô ñoà tính toaùn vôùi giaù trò vaø höôùng taûi troïng taùc duïng (ñaõ bieát töø phaàn tính truïc).

- Soá voøng quay cuûa oå.

- Ñöôøng kính voøng trong cuûa oå.

- Ñieàu kieän laøm vieäc vaø keát caáu.

- Thôøi gian laøm vieäc L_hcuûa oå.

Bm. Thieát keá maùy

TS. Buøi Troïng Hieáu

-89-

Giáo trình Chi tiết máy - Chương 7: Ổ lăn - Bùi Trọng Hiếu