Ổ LĂN DÙNG CHO MÁY CÁN

Hình 12: Ổ đũa côn bốn dãy với các rãnh khoan trên vòng trongVì những lý do trên, ổ đũa côn bốn dãy với lỗ khoan trụ không được sử dụng chotất cả các ngõng trục, đặc biệt đối với tốc độ

CHƯƠNG 1: Ổ LĂN NGÕNG TRỤC 1.1 Điều chỉnh điều kiện thiết kế

Ổ lăn lắp trên ngõng trục chịu tải trọng rất lớn và áp lực cao Ngoài ra, ổ lăn cònđược bố trí trong không gian hạn chế như trong hình 1 Do đó, tuy ổ lăn có chiều caotháo lắp thấp nhưng phải chịu tải rất tốt

Hình 1: Không gian lắp sẵn ổ lăn

Không gian lắp của ổ lăn ngõng trục được giới hạn mà đường kính ngoài của ổlăn được quyết định bởi đường kính thân trục cán trừ đi một lượng có sẵn nhất địnhcho phép mài lại trục và trừ cho chiều dày lót trục Ngoài ra, đường kính ngõng trụckiểm soát đường kính ổ lăn sao cho dưới tải trọng lớn có độ bền uốn thích hợp Do đó,đường kính ngõng trục chịu bền uốn trên một mặt và chiều cao mặt cắt ổ lăn chịu tảitrên mặt khác Không gian lắp sẵn chủ yếu được dùng để lắp ổ đỡ, vì so với tải trọnghướng tâm thì tải trọng dọc trục là tương đối nhỏ

Ổ đũa có khả năng chịu tải cao hơn ổ bi Do đó, ổ đũa như ổ đũa trụ, ổ đũa côn, ổđũa cầu trở thành sự lựa chọn tự động để chịu tải hướng tâm Những ổ lăn này đượclàm từ thép ổ lăn được tôi thấu hoặc một số trường hợp làm từ thép thấm carbon.Việc lựa chọn ổ lăn phụ thuộc vào sự thay đổi tần số của trục cán Thông thườngcác lót trục phải được loại bỏ khi mài tang trục cán Khi sử dụng ổ lăn không tách rờinhư ổ đũa cầu có vòng bên trong được lắp chặt lên ngõng trục, việc này khó khăn hơn

so với ổ đũa trụ, nơi lót trục cùng với vòng ngoài, con lăn và vòng cách có thể rút ra đểlại vòng trong dính chặt trên ngõng trục Ổ đũa trụ bốn dãy hoặc ổ đũa cầu 2 dãy đượclắp lỏng trên ngõng trục hình trụ Do đó, các ổ lót có thể gỡ bỏ một cách dễ dàng Tuynhiên, lĩnh vực ứng dụng của các loại ổ lăn này bị giới hạn do sự lắp lỏng không phùhợp với tốc độ cán cao

Nếu sử dụng ổ đũa trụ đỡ thì lực dọc trục phải được điều tiết bởi một ổ lăn khác.Việc cung cấp các vòng bi riêng biệt để điều tiết lực hướng tâm và lực dọc trục là đặcbiệt quan trọng trong những máy cán mà việc kiểm soát chiều trục là cần thiết để giữdung sai cho phép trong từng vị trí mặt cắt trục cán Ổ chặn cung cấp độ hướng trục rất

tốt do độ hở rất nhỏ, hầu như bằng không, cho phép lắp chặt ổ lăn Mặt khác, ổ đỡ cònthực hiện chức năng hướng tâm và hướng trục nên có độ hở lớn hơn Hình 2 cho thấy

sự phụ thuộc của độ hở vào góc α

Hình 2: Mối liên hệ giữa góc tiếp xúc và độ hở

1.2 Ổ đũa trụ

Trong khoảng không gian lắp nhất định, ổ đũa trụ có khả năng mang tải lớn nhất

Do đó, loại ổ lăn này phù hợp để chịu tải hướng tâm cao nhất và có hệ số ma sát thấpnên cho tốc độ cao nhất Các loại ổ đũa trụ khác nhau được dùng để đỡ ngõng trục.Việc sử dụng loại nào trong trường hợp cụ thể phụ thuộc vào vị trí trục cán Số con lăntối đa thích hợp, đặc biệt là trong những ổ lăn lớn, cung cấp khả năng chịu tải tối ưu, ổlăn được trang bị những con lăn được khoan xuyên thủng và được lắp chặt bởi chốt(hình 3)

Hình 3: Ổ đũa trụ bốn dãy với con lăn được khoan thủng và lắp chốt vào vòng cách

Một vòng cách bao gồm hai vòng để giữ con lăn nằm ngang và được nối vớinhau bằng các chốt xuyên qua con lăn Vòng cách này rất bền đặc biệt là trong những

ổ lăn lắp ngõng trục tăng tốc và giảm tốc nhanh như trong các máy cán đảo chiều Đểđạt được sự vận hành chính xác, ổ đũa trụ với những mặt lăn bên trong được sử dụng.Các vòng lăn được mài tinh cùng với trục cán khi vòng được lắp trên ngõng trục

2

Hình 4: Ổ đũa trụ hai dãy loại 49 với miếng đệm trong và ngoài

Ổ đũa trụ hai dãy cỡ 49 được dùng chủ yếu cho trục làm việc Để giảm ứng suấtgây ra do mômen lật, các vòng ổ lăn được ngăn cách bởi các miếng đệm trong vàngoài Khả năng chịu tải của ổ lăn loại này chỉ là thứ cấp, quan trọng nhất là phù hợpvới tốc độ cao

Ổ đũa trụ trong hình 5 được sử dụng chủ yếu trong máy cán dây Chúng được giacông từ đồng thau hoặc thép vòng cách Chúng không những thích hợp cho tốc độ cao(hơn 40m/s) mà còn phù hợp với tải trọng cao Những nhà máy cán hiện đại hoạt động

ở tốc độ cán trên 100m/s thường sử dụng ổ đũa trụ một dãy Tuổi thọ của chúng làhoàn toàn đáp ứng được

Hình 5: Ổ đũa trụ bốn dãy với vòng cách được gia công dùng trong máy cán tốc độ

cao

1.3 Ổ chặn

Thông thường, lót trục tại vị trí cuối của operator được đặt vào vị trí quanh thântrục mà tại đó trục cán truyền tải lực dọc trục Ổ chặn có thể có nhiều loại Đối với lựcdọc trục cao và tốc độc trung bình thì nên sử dụng ổ đũa côn chặn (hình 6), ổ đũa cônhai dãy với góc tiếp xúc lớn (hình 7) hoặc ổ đũa lòng cầu chặn (hình8)

Hình 6: Ổ côn chặn hai hướng với vòng đệm

Hình 7: Ổ đũa côn hai dãy với góc tiếp xúc lớn và vòng ngoài trục được cài sẵn với lò

xo xoắn ốc

Hình 8: Cặp ổ đũa lòng cầu chặn dùng để điều tiết lực đẩy cả hai hướng

Ổ đũa côn chặn trong hình 6 có một vòng cách giữa nơi chứa vòng đệm có chiềudài được gia công tùy thuộc vào yêu cầu độ hở trục Ổ đũa côn chặn, ổ đũa côn hai dãy

và ổ đũa lòng cầu chặn được sử dụng trong cán bloom, cán tấm plate và trong các dâychuyền cán nóng, tức là ứng dụng trong những trường hợp có tải dọc trục đáng kể vàtốc độ từ thấp đến trung bình Trong quá trình vận hành, chỉ một hàng con lăn chịu tảidọc trục hoàn toàn Các hàng khác không chịu tải Để đảm bảo rằng động học ổ lănkhông bị suy yếu, các nắp côn của ổ đũa côn hai dãy và nơi chứa vòng đệm của ổ đũalòng cầu chặn được đặt tải trước cả hai phía với tải trọng tối thiểu gây ra bởi giá trịtrung bình của lò xo (hình 7 và 8)

Trong các máy cán băng, máy cán tinh và các máy cán dây, tốc độ cán thường rấtcao, do đó không nên sử dụng ổ đũa côn chặn và ổ đũa lòng cầu chặn Trong nhữngtrường hợp này, lực dọc trục được điều tiết bởi ổ bi tiếp xúc hoặc ổ bi rãnh sâu

4

Trong máy cán băng và cán lá bốn trục, một ổ bi rãnh sâu (hình 9) đủ để điều tiếttải dọc trục Nói chung, nó có chiều cao tháo lắp giống như ổ đũa đỡ.

Hình 9: Ổ bi rãnh sâu

Ổ đũa côn hai dãy có thể sử dụng thay cho ổ bi đỡ chặn Vì vậy, tải trọng yêu cầu địnhmức có thể được đáp ứng với một ổ lăn nhỏ hơn đáng kể Những ổ đũa côn hai dãynhỏ hơn này làm cho nó có thể sử dụng những thành phần xung quang nhỏ hơn do đóchi phí cho xây dựng tổng thể có thể được giảm

Trục làm việc của máy cán băng bốn trục và trục của máy cán tinh hai trục vàmáy cán dây nói chung thường được lắp ổ bi tiếp xúc (hình 10) để chịu tải dọc trục

Hình 10: Ổ bi tiếp xúc hai dãy

Lót trục tại phần cuối bộ truyền động không được định vị quanh trục ở giá đỡ,

nó được giữ trên ngõng trục bởi ổ bi rãnh sâu, đủ thấy rằng lực dẫn không phải là quácao Điều này cho thấy rằng sự tăng chiều rộng tổng thể của việc sắp xếp toàn bộ ổ lăn

là không đáng kể Điều này thích hợp để sử dụng ổ bi rãnh sâu trong cùng chiều caotháo lắp như là ổ đỡ

Một số ổ lăn ngõng trục bố trí khá giống ổ chặn cả tại ổ cuối bộ phận truyền độnglẫn điểm cuối của operator Điều này đơn giản hóa stock-keeping

Ổ bi rãnh sâu và ổ bi tiếp xúc trong những ứng dụng này chỉ được dùng để truyềntải dọc trục Để có thể ngăn chặn những vòng ngoài từ việc truyền bất kì tải hướng

tâm, các lót trục nên được tiện bớt xung quanh vài milimet tại các vị trí được cung cấpcho vòng ngoài (xem bảng 50 trang 41).

Trên thực tế, điều này là không thể đối với ổ đũa trụ Đầu tiên, lắp vòng trong lênngõng trục, sau đó lắp vòng ngoài lên lót trục và cuối cùng trượt lót trục lên trên ngõngtrục Ổ lăn được gắn hoàn chỉnh vào lót trục, và sau đó lót trục cùng với ổ lăn đượcđẩy lên trên ngõng trục Điều này có nghĩa vòng trong của ổ lăn được lắp chặt lênngõng trục, về mặt kĩ thuật nó phải là một sự chặt chẽ phù hợp (vì tải vòng tròn).Việc lắp lỏng gây ra tình trạng rão giữa lỗ khoan vòng bi và ngõng trục, do sựphát nhiệt và mòn Tuy nhiên có thể khắc phục tình trạng này bằng cách bôi trơn bềmặt của vòng trong và ngõng trục, xem thêm trang 44 Để cung cấp không gian tra mỡ,các rãnh xoắn ốc đôi khi được khoan trên vòng trong, nhờ đó cải thiện việc bôi trơnngõng trục (hình 12) Các rãnh này cũng phục vụ cho việc thu gom các hạt mài mòn.Trong trường hợp trục làm việc được đỡ bằng ổ đũa côn bốn dãy, sự mài mòn làvừa phải do tải thấp Hơn nữa, khi lượng mài lại cho phép trên trục làm việc đạt giớihạn thì phải thay trục mới trước khi sự mài mòn ngõng trục đạt đến điểm tới hạn để cóthể tiếp tục mang ổ lăn

Ổ đũa côn lớn cũng giống như ổ đũa trụ lớn được trang bị với con lăn khoanthủng và được lắp bằng chốt Thiết kế vòng cách này là cần thiết cho giá cán đảo chiềutrước sự thay đổi lực lớn

6

Hình 12: Ổ đũa côn bốn dãy với các rãnh khoan trên vòng trong

Vì những lý do trên, ổ đũa côn bốn dãy với lỗ khoan trụ không được sử dụng chotất cả các ngõng trục, đặc biệt đối với tốc độ cao và tải trọng lớn khi vòng trong đượclắp chặt Trong một số trường hợp đặc biệt, người ta dùng ổ có lỗ khoan côn gắn lênngõng trục côn (hình 13), nhờ đó có thể dễ dàng lắp chặt

Hình 13: Ổ đũa côn bốn dãy với lỗ khoan côn và chốt lắp

a) Vòng ngoài gồm hai nắp côn đôi b) Vòng ngoài gồm bốn nắp côn đơn

Vòng trong được thiết kế như trong hình 13a bao gồm một côn đôi và hai cônđơn, vòng ngoài có hai nắp côn đôi Hình 13b cho thấy thiết kế khác với bốn nắp cônđơn được tách ra bởi ba vòng đệm

Bịt kín ổ đũa côn nhiều dãy

Lắp ráp ổ lăn trên trục làm việc trong dây chuyền cán nóng và cán nguội phảiđược che chắn để chống lại nước và dung dịch làm nguội mang theo bụi bẩn thâmnhập vào trong ổ lăn Ổ lăn trên trục làm việc được bôi trơn bằng mỡ Để giảm chi phídầu mỡ và bảo vệ môi trường, người ta cố gắng giảm tiêu hao mỡ Có thể tăng tuổi thọ

ổ lăn bằng cách cải thiện bôi trơn và làm sạch khu vực tiếp xúc với trục cán

Hiện nay có các ổ đũa côn bốn dãy tích hợp các nắp chắn (hình 14) Chúng cócùng kích thước với các ổ bi không chắn Với những ổ lăn trục cán cao cấp, mỡ khôngthoát ra khỏi ổ lăn, do đó giảm tiêu hao mỡ Các hốc bịt được lèn chặt với mỡ bịt đơngiản và rẻ Những ổ đũa côn bịt kín có tuổi thọ dài hơn so với ổ không che kín mặc dù

việc tích hợp vòng đệm kín làm giảm không gian lắp sẵn cho các con lăn, làm giảm tỉ

lệ tải

Hình 14: Ổ đũa côn bốn dãy được bịt kín

Ổ đũa côn hai dãy được bịt kín (hình 15) được sử dụng như là ổ chặn cho trụclàm việc

Hình 15: Ổ đũa côn hai dãy được bịt kín

Ổ đũa lòng cầu tự xếp thẳng, nó có thể điều tiết lực hướng tâm và lực dọc trục

Độ hở dọc trục gấp từ bốn đến sáu lần độ hở hướng tâm, dẫn trục chính xác vừa phải

Ổ đũa lòng cầu có thể được sử dụng cho tốc độ thấp và trung bình Tốc độ cán khôngnên vượt quá 12 m/s Nhờ tính tự xếp thẳng, lót trục có thể được đảm bảo trên thântrục khá dễ dàng: độ lệch của thân trục và độ cong của ngõng trục được bù trừ trong ổlăn Tính tự xếp thẳng này cũng là lợi thế trong những máy cán có khung dự ứng lực

8

nơi mà lót trục được cố định bởi các thanh giằng và do đó không thể sắp xếp một cách

tự do

Để ứng dụng trong những vị trí mà việc loại bỏ nhanh chóng các ổ đũa lòng cầu

ra khỏi ngõng trục dễ dàng là cần thiết và những nơi có tốc độ quay thấp, vòng trongđược lắp lỏng trên ngõng trục Cũng giống như ổ đũa côn cho ở hình 12, ổ đũa lòngcầu cũng được khoan các rãnh xoắn trên vòng trong để tăng hiệu quả bôi trơn bề mặttiếp xúc (hình 17)

Hình 17: Ổ đũa lòng cầu với các rãnh xoắn được khoan trên vòng trong

Nếu vòng trong của ổ đũa lòng cầu được lắp chặt lên ngõng trục, việc lắp và tháo

sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu sử dụng các ổ lăn có lỗ khoan côn Phương pháp thủy lựclàm đơn giản hóa việc lắp

Ổ đũa lòng cầu cũng thích hợp để lắp các trục cán côngxơn vì chúng có thể bùtrừ đáng kể độ lệch trục Khi độ hở trục tương đối lớn, trục phải được trang bị thêm ổchặn bổ sung

1.6 Ổ đũa côn chặn cho cơ chế bắt vít

Ổ đũa côn chặn hướng đơn thường được gắn kết giữa trục biến dạng chính vàphía trên lót trục (hình 18)

Hình 18: Ổ đũa côn chặn với cơ chế bắt vít

a) Thiết kế không có vòng đệm áp

b) Thiết kế với vòng đệm áp

Do ma sát thấp, những ổ lăn này giảm lực bắt vít Điều này thuận lợi dùng những giácán lớn và những giá có độ dày vật liệu được cán thay đổi thường xuyên

10

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG Ổ LĂN

Độ lớn của lực cán ngày nay thường được xác định bằng các phần mềm máytính Các tác động chính là lượng dư được cán, loại cán (cán băng hay cán rãnh) và đềxuất lịch trình cán Lực cán thực tế thỉnh thoảng khác đáng kể so với các giá trị tínhtoán nếu lịch trình cán không giống với một trong những đề xuất Hơn nữa, tải trọng

va đập giữa các trục cán khi vật liệu ăn vào vượt khỏi giá trị tính toán Lực cán tại thờiđiểm ban đầu thường gấp đôi lực cán khi cán liên tục Đợ lớn của tải trọng vượt quađỉnh ban đầu phụ thuộc vào hình dáng phôi ăn vào trục cán và nhiệt độ và nhiệt độ đầuvào của phôi Tải ban đầu vượt qua đỉnh trong thời gian ngắn và trong hầu hết cáctrường hợp nên không được tính đến Tuy nhiên, nếu nó ảnh hưởng đáng kể đến tuổithọ của ổ lăn thì không được bỏ qua Phân phối lực cán qua hai vị trí mang ổ lăn phụthuộc thiết kế giá cán và lượng dư được cán

2.1 Lót trục tự định vị

2.1.1 Trục cán thép tấm

Hình 19: Lót trục tự định vị

Hình 20: Lót trục tự định vị trong cán thép tấm

Các lót trục được tựa riêng biệt trên giá cán Lực cán truyền tới giá cán thông qua

ổ lăn áp lực (ổ đũa côn chặn) với bề mặt gối tựa lồi Điều này cho phép các lót trụcthích ứng với các vị trí trên ngõng trục trong trường hợp trục bị lệch, điều kiện bắt vítthấp, vv , do đó các hàng con lăn của ổ lăn nhiều dãy chịu tải đều (hình 19) Khi phôi

đi qua điểm đối xứng giữa hai ổ lăn, mỗi ổ lăn chịu một tải trọng bằng nửa lực cán(Pw):

Fr = ½ Pw

2.1.2 Trục cán thép hình

Cần phải phân biệt trục cán có các rãnh khác nhau (như cán bloom) với trục cán

có các rãnh hình giống nhau (như cán dây)

Khi cán với các rãnh hình khác nhau (hình 21), một chế độ cán nên được thiết lập

để cho biết tỉ lệ phần trăm thời gian và lực cán của mỗi rãnh hình, từ đó xác định lựctác động lên hai cổ trục Tuổi thọ mỏi phụ thuộc vào tải trọng trung bình tác dụng lênngõng trục chịu tải cao nhất

Đối với trục có các rãnh hình giống nhau (hình 22), các ngõng trục chịu tải khácnhau có thể tính toán từ chế độ cán

Ngoài ra, những giá trị được biểu thị sau có thể được giả định cho ngõng trụcchịu tải lớn nhất

Cán sợi đơn: cổ trục chịu tải trong lớn nhất Fr = 0,67Pw

Cán sợi đôi: cổ trục chịu tải trọng lớn nhất Fr = 1,1Pw

Cán bốn sợi: cổ trục chịu tải trọng lớn nhất Fr = 2Pw

Việc tính toán tải trọng tác động lên ổ lăn đối với tải trọng và lực cán thay đổi được

mô tả trong trang 23

12

Khi sử dụng ổ đũa trụ hai hay nhiều dãy, phải dự kiến sự không đồng đều tải trêncác hàng con lăn Có một phương pháp điện toán có thể tính toán độ võng trục để xác

định tải trọng tác động lên từng hàng con lăn Sau đó nó đã được kiểm tra nếu cáchàng con lăn chịu tải cao hơn tuổi thọ mỏi cho phép Lót trục cứng là lựa chọn tốt nhấtcho các trục cán có rãnh Sự phân bố lực cán trên hai ngõng trục có thể được tính toánnhư ở trang 11 Lót trục trên và dưới được đặt sẵn với nhau nên chúng không thể điềuchỉnh bất kì sự xê dịch nào Điều này gây ra lệch trục và sai lệch vị trí lót trục so vớiđường tâm trục cán.

Đa số các giá cán này được trang bị ổ đũa lòng cầu (hình 23 và 24) Nếu không

có ổ chặn, vị trí đặt ổ lăn phải phù hợp với lực dọc trục

2.3 Giá cán công xơn

Giá cán những sản phẩm có prophin nhỏ và cán dây được trang bị trục cán vớiđường kính nhỏ nhất có thể Trong một số trường hợp, trục cán côngxon được sử dụngnhư hình 25 Khi dùng ổ lăn nhiều hàng, tải trọng tác dụng lên chúng nên được tính từbiểu đồ biến dạng Bằng cách này có thể đánh giá tuổi thọ mỏi cho hàng con lăn chịutải cao nhất Lực cán được phân bố như hình 26

14

2.4 Tính toán độ lệch trục và các điều kiện chịu tải của ổ lăn

Chương trình tính toán Bearinx® có thể được sử dụng để tính toán độ uốn dướicác chế độ tải trọng khác nhau, độ đàn hồi của trục tựa đàn hồi Dưới tác dụng củaphản lực, nội ứng suất của ổ lăn, ứng suất tương đương trên trục và các dữ liệu quantrọng khác sẽ được in ra dưới dạng số liệu và được vẽ bởi máy vẽ

Những ảnh hưởng sau cần được xem xét:

• Tính đàn hồi của bề mặt trục đặc hoặc trục rỗng được làm từ những vật liệu khácnhau, biến dạng do lực cắt

• Trục chịu tải do lực cán, do momen uốn hoặc do ngoại lực tác dụng lên ổ lăn

• Trục hỗ trợ dưới hình dáng của ổ lăn với tính đàn hồi phi tuyến, hình dạng ổ lăn,

độ hở ổ lăn, yếu tố cán và hình dạng mặt lăn cũng như điều kiện truyền lực đặcbiệt được đưa vào tính toán

• Các trường hợp số tải bất kì được cho và được tính toán (tải trọng hoặc tốc độ kếthợp)

Những kết quả tính toán sau được in ra: Độ lệch và độ nghiêng của đường tâmtrục tại bất kì điểm nào, lực cắt và momen uốn, ứng suất, phản lực tác dụng lên ổ lăn,

độ đàn hồi của ổ, điều kiện tải trọng trong ổ lăn trục cán và phân bố áp lực trong yếu tốcán của vùng cán tiếp xúc riêng Dựa trên kết quả tính toán ứng suất của vùng cán tiếpxúc riêng, Bearinx® xác định tuổi thọ ổ lăn với độ chính xác cao hơn

Tính toán độ lệch trục và các điều kiện tải trong ổ lăn (ví dụ):

Đối tượng tính toán là trục làm việc và trục tựa của máy cán nguội bốn trục.Tải:

Lực cán Pw = 8000kN

Hình 27a: Bố trí ổ lăn trên trục làm việc và trục tựa

Dữ liệu đầu vào mô tả hình dáng của trục cán Lực cán hoặn có thể được nhậpvào như một dãy tải hoặc có thể chia ra thành các thành phần tải riêng biệt (tùy thuộcvào sự phân bố trên toàn bộ chiều rộng của phôi cán) tác động lên thân trục cán.

Các lót trục được xem là hệ thống chịu ảnh hưởng của tải trọng hoặc momen.Tính tự điều chỉnh của lót trục sẽ được đưa vào tính toán Ổ lăn có thể là ổ đũa trụhoặc ổ đũa côn Những lò xo của chúng có đặc trưng là phi tuyến

Hình 27b: Kết quả tính toán độ lệch trục tựa theo hướng yz

Tính toán điều kiện tải và ứng suất (sự phân bố ứng suất)

Hình 28a: Hiển thị ứng suất tác dụng lên ổ đũa trụ bốn dãy trên trục tựa

16

Hình 28b: Phân bố tải trọng trong ổ đũa trụ bốn dãy trên trục tựa

Hình 29a: Hiển thị ứng suất tác dụng lên ổ đũa côn bốn dãy trên trục làm việc

Hình 29b: Phân bố tải trọng trong ổ đũa côn bốn dãy trên trục làm việc

18

CHƯƠNG 3: GHI KÍCH THƯỚC

Việc ghi kích thước tính toán liên quan đến việc so sánh tải trọng của ổ lăn vàkhả năng chịu tải của nó Có sự khác biệt giữa ứng suất động và ứng suất tĩnh Ứngsuất tĩnh là ứng suất sinh ra trên ổ lăn chịu tải khi nó không chuyển động (không cóchuyển động tương đối giữa các vòng) hoặc quay rất chậm Trong những điều kiệnnày, sự an toàn chống lại biến dạng dẻo dư của vòng ổ lăn và các yếu tố cán được kiểmtra Hầu hết các ổ lăn chịu ứng suất động Các vòng chuyển động tương đối với nhau.Việc ghi kích thước tính toán kiểm tra sự an toàn chống lại sự mỏi sớm đối với vật liệulàm vòng ổ lăn và các yếu tố cán

3.1 Ổ lăn chịu tải tĩnh

Việc tính toán hệ số an toàn của tải trọng tĩnh S0 phục vụ cho việc lựa chọn ổ lănkhi đã đánh giá tải trọng đầy đủ

Với S0 là hệ số an toàn của tải trọng tĩnh

C0 là tải trọng tĩnh danh nghĩa (kN)

P0 là tải trọng tĩnh tương đương (kN)

Hệ số an toàn của tải trọng tĩnh S0 là hệ số an toàn chống lại biến dạng thườngxuyên của khu vực tiếp xúc của các yếu tố cán Ổ lăn ngõng trục thường không đượckiểm tra an toàn tĩnh Tuy nhiên đối với ổ lăn có cơ chế bắt vít thì hệ số S0 được xácđịnh Giá trị của S0 thường nằm trong khoảng 1,8 ÷ 2 được đề nghị cho những ứngdụng này Tải trọng tĩnh danh nghĩa C0 được chỉ định cho mỗi loại ổ lăn có trong danhmục của nhà sản xuất Tải này (gồm một lực hướng tâm cho ổ bi đỡ và một lực dọctrục ở giữa cho ổ chặn) gây ra một áp lực tiếp xúc lý thuyết tại trung tâm của vùng tiếpxúc chịu tải nặng nhất giữa các yếu tố cán và vòng ổ lăn

P0 = 4200 N/mm2 cho tất cả ổ bi trừ ổ bi tự định vị

P0 = 4000 N/mm2 cho tất cả ổ đũa

Dưới tải C0 (tương đương S0 = 1), tổng biến dạng dẻo của yếu tố cán và vòng ổlăn của khoảng 1/10 000 đường kính yếu tố cán phát triển tại vùng tiếp xúc chịu tảinặng nhất Giá trị tải tĩnh tương đương P0 là giá trị lý thuyết Nó là tải hướng tâm cho ổ

đỡ và tải dọc trục tại tâm cho ổ chặn P0 gây ra ứng suất tương tự tại trung tâm củavùng tiếp xúc chịu tải nặng nhất giữa yếu tố cán và vòng ổ lăn như là tải kết hợp thực

tế Để tính toán P0, xem danh mục của nhà sản xuất

3.2 Ổ lăn chịu tải động

Tiêu chuẩn hóa phương pháp tính toán (DIN ISO 281) cho ổ lăn chịu ứng suấtđộng dựa trên độ mỏi của vật liệu (sự rỗ mòn) là nguyên nhân gây ra phá hủy

Công thức thực nghiệm là:

(triệu vòng quay)

Trong đó:

L10 = L là tuổi thọ danh nghĩa cơ bản (triệu vòng quay)

C là tải trọng động danh nghĩa (kN)

P là tải trọng động tương đương (kN)

Tải trọng động tương dương P (kN) là một giá trị lý thuyết Nó là tải hướng tâmcho ổ đỡ và tải dọc trục cho ổ chặn có kích thước và hướng không đổi P cũng như tảitrọng kết hợp thực tế mang lại cùng tuổi thọ

Đối với trục trơn (trong máy cán tấm 2 trục và bốn trục):

Lực dọc trục = 1 ÷ 2% lực cán

Đối với trục có rãnh hình:

Lực dọc trục = 5 ÷ 10% lực cán

P = F đối với ổ đỡ

P = Fa đối với ổ đũa côn chặn

P = Fr (đối với 1 hàng) áp dụng cho tải hướng tâm hoàn toàn hoặc Fa/Fr < e

P = 0,4.Fr + Y.Fa (cho một hàng) nếu Fa/Fr > e

20

e là một giá trị bổ sung, xem trong danh sách sản phẩm của chúng tôi.

Số mũ thực tế p được sử dụng cho ổ bi và ổ đũa

và chương trình cánBánh rang máy cán 3 … 4 Momen danh nghĩa, tốc

độ danh nghĩaCon lăn cân bằng 2,5 … 3,5 Trọng lượng vật liệu, ca

đập, tốc độ cán

Bảng 31: Giá trị fL đối với ổ bi

Giá trị fL để lắp ổ lăn đúng kích thước là một giá trị thực nghiệm thu được từ cácthí nghiệm lắp ổ lăn giống nhau hoặc tương tự nhau Để so sánh với việc lắp ổ lăn đãđược chứng minh, việc tính toán tạo ứng suất phải được dựa trên cùng một phươngpháp Các dữ liệu để tính toán và giá trị fL được liệt kê trong bảng 30

Để chuyển đổi fL sang tuổi thọ Lh, xem bảng 31 đối với ổ bi và bảng 33 đối với ổ đũa

Bảng 32: Giá trị fn đối với ổ bi

22

Bảng 33: Giá trị fL đối với ổ đũa

Bảng 34: Giá trị fn đối với ổ đũa

Tải trọng và tốc độ thay đổi

Nếu tải trọng và tốc độ của ổ bi chịu ứng suất động thay đổi theo thời gian thìphải cho vào tính toán khi tính tải trọng tương đương Đường cong được làm xấp xỉbởi một loạt các tải trọng riêng phần và tốc độ trong khoảng thời gian q (%) nào đó.Khi đó, tải động tương đương được tính như sau:

24

3.3 Điều chỉnh tuổi thọ tính toán

Tuổi thọ danh nghĩa L hoặc Lh có thể cao hoặc thấp hơn tuổi thọ thực tế có thểđạt được của ổ lăn Công thức chỉ được đưa vào tính toán dựa trên tải trọng Nhưngtuổi thọ thực tế có thể đạt được cũng phụ thuộc vào một số ảnh hưởng khác, ví dụ như

độ dày lớp bôi trơn, độ sạch trong khe hở bôi trơn, pha tạp chất bôi trơn và loại ổ lăn

Do đó, tiêu chuẩn DIN ISO 281:1993-01 được đưa ra, bổ sung cho tuổi thọ danhnghĩa, tuổi thọ danh nghĩa được điều chỉnh nhưng cho đến nay vẫn không có giá trị hệ

số đưa vào tính toán điều kiện vận hành

Tuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh

Tuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh được tính toán bằng công thức sau, phù hợp vớiDIN ISO 281:

Hoặc có thể tính bằng giờ:

Trong đó:

Lna tuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh (triệu vòng quay)

Lhna tuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh (giờ)

a1 hệ số độ tin cậy

a2 hệ số đặc trưng cho vật liệu

a3 điều kiện hoạt động trong chế độ bôi trơn cụ thể

Hệ số đặc trưng cho vật liệu a 2

Hệ số a2 xem xét đến các đặc tính của vật liệu và xử lý nhiệt của vật liệu Cáctiêu chuẩn cho phép hệ số a2 >1đối với ổ lăn làm từ thép có độ sạch đặc biệt tốt

Hệ số a 3 trong điều kiện đặc biệt

Hệ số a3 xem xét đến điều kiện hoạt động, đặc biệt là điều kiện bôi trơn dưới tốc

độ và nhiệt độ làm việc DIN ISO 281:1993-01 chưa bao gồm giá trị cho hệ số này

Tuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh mở rộng

Khảo sát sự đa dạng và hệ thống phòng thí nghiệm, phản hồi từ kinh nghiệm thực

tế cho phép đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện làm việc khác nhau đến tuổi thọ cóthể đạt được của ổ lăn Hệ số a2 và a3 đưa vào tính toán ảnh hưởng của vật liệu và điềukiện bôi trơn và được giới thiệu trong DIN ISO 281 năm 1977 đã không được địnhlượng Vì lý do đó, một số nhà sản xuất ổ lăn đã phát triển phương pháp riêng của họ

để tính toán điều chỉnh tuổi thọ ổ lăn Trên thực tế, ảnh hưởng của vật liệu và điều kiệnbôi trơn phụ thuộc lẫn nhau DIN ISO 281, phụ lục 1, mô tả tính toán thủ công tuổi thọdanh nghĩa đã điều chỉnh mở rộng Lnm ở cấp danh mục Tính toán dưới sự hỗ trợ củamáy tính được tiêu chuẩn hóa trong DIN ISO 281, phụ lục 4

Tính toán tuổi thọ đã điều chỉnh mở rộng

Phương pháp tính toán được mô tả trong DIN ISO 281, phụ lục 1 để xác địnhtuổi thọ danh nghĩa đã điều chỉnh mở rộng được xuất phát từ các phương pháp đượcphát triển bởi một số nhà sản xuất ổ lăn trục cán

26

Và

Trong đó:

hệ số độ tin cậy

hệ số điều kiện làm việc

L tuổi thọ danh nghĩa (triệu vòng quay)

Lh tuổi thọ danh nghĩa (giờ)

Nếu ảnh hưởng khác nhau trong quá trình làm việc, giá trị Lhnm phải được xácđịnh cho mỗi giai đoạn làm việc dưới điều kiện không đổi, sau đó tất cả tuổi thọ danhnghĩa đã điều chỉnh mở rộng phải được xác định trên cơ sở các giá trị sử dụng trongcông thức trang 30

Hệ số điều chỉnh tuổi thọ a DIN

- Loại ổ lăn

- Điều kiện môi trường xung quanh (làm chất bôi trơn nhiễm bẩn)

Tải giới hạn mỏi Cn đưa vào tính toán giới hạn bền mỏi của vật liệu vòng ổ lăn;

hệ số điều chỉnh tuổi thọ do nhiễm bẩn ec mô tả sự tăng ứng suất gây ra bởi sự nhiễmbẩn trong ổ lăn P là tải động tương đương

Tỉ số độ nhớt k là một đơn vị đo của lớp màng bôi trơn hình thành, xem trang 28

Tải giới hạn mỏi C u

Tải giới hạn mỏi Cu được định nghĩa là tải trọng trong phòng thí nghiệm mà tại

đó vật liệu không bị mỏi Giá trị của tải trọng giới hạn mỏi Cu được trình bày trongdanh mục của Schaeffler Group Industrial

Bảng 37: Hệ số ec

Dpw < 100 mm Dpw ≥ 100 mm

Vô cùng sạch

Kích thước hạt trong độ dàng lớp màng bôi trơn

Điều kiện phòng thí nghiệm

Độ sạch cao

Dầu lọc thông qua bộ lọc cực kì tốt

Ổ lăn được bịt kín, bôi mỡ

Ổ lăn bị nhiễm bẩn với các mảnh vụn mài mòn

từ các yếu tố gia công khác

Hệ số điều chỉnh tuổi thọ do nhiễm bẩn e c

Nếu chất bôi trơn bị nhiễm bẩn bởi các mảnh vụn, sự quay vòng của các mảnhvụn này có thể làm vòng ổ lăn bị lõm Sự tăng ứng suất cục bộ gây ra tại các vết lõmnày làm giảm tuổi thọ của ổ lăn Điều này được đưa vào tính toán bằng cách sử dụng

28

hệ số điều chỉnh tuổi thọ do nhiễm bẩn ec Các giá trị của hệ số ec được cho trong bảng37.

Sự giảm tuổi thọ danh nghĩa gây ra bởi những mảnh vụn rắn phụ thuộc vào:

• Loại, kích thước, độ cứng và số lượng mảnh vụn

• Độ dày lớp bôi trơn (tỉ số độ nhớt k)

• Kích thước ổ lăn

Giá trị được trình bày áp dụng cho trường hợp nhiễm bẩn bởi mảnh vụn rắn Cáctrường hợp nhiễm bẩn khác như do nước hoặc chất lỏng khác không được xem xét ởđây Nếu xảy ra nhiễm bẩn nặng (ec → 0), ổ lăn có thể bị mòn, làm tuổi thọ hoạt động

có thể ngắn hơn đáng kể so với tuổi thọ danh nghĩa

Tỉ số độ nhớt k

Tỉ số độ nhớt k được dùng như thước đo chất lượng của lớp màng bôi trơn k là tỉ

số giữa độ nhớt động học của chất bôi trơn tại nhiệt độ làm việc với độ nhớt chuẩn ν1:

Đối với ổ lăn chịu tải nặng có phần trăm nhiệt độ trượt cao tại vùng tiếp xúc vớiphần tử cán cao hơn 20K so với nhiệt độ đo được tại vòng tĩnh (không có ảnh hưởngcủa gia nhiệt từ bên ngoài)

Đưa ảnh hưởng của phụ gia EP vào trong tính toán

Khi k < 1 và ec ≥ 0,2, bôi trơn với phụ gia EP đã xác nhận có hiệu quả, giá trị k =

1 có thể được sử dụng cho tính toán Khi chất bôi trơn bị nhiễm bẩn nặng (ec < 0,2),hiệu quả của chất phụ gia phải được kiểm chứng Bằng chứng về hiệu quả của chấtphụ gia EP được thấy rõ trong lĩnh vực hoạt động hoặc trong thí nghiệm về ổ lăn (FE8) theo tiêu chuẩn 51819-1 Nếu chất phụ gia EP đã được chứng minh có hiệu quảđược sử dụng, tức là nếu k = 1 thì hệ số điều chỉnh tuổi thọ phải được giới hạn aDIN ≤ 3.Nếu giá trị của aDIN đã tính toán cho giá trị k thực tế lớn hơn 3, giá trị này có thể được

sử dụng để tính toán

Đồ thị để xác định hệ số điều chỉnh tuổi thọ a DIN

Hình 40: Hệ số điều chình tuổi thọ a DIN

30

Hệ số aDIN có thể được lấy từ đồ thị 40a đến 40d trang 29 cho ổ bi đỡ (phía trênbên trái), ổ đũa đỡ (phía trên bên phải), ổ bi chặn (phía dưới bên trái), ổ đũa chặn (phíadưới bên phải) Khi k > 4, đường cong k = 4 sẽ được sử dụng.

Điều chỉnh tuổi thọ danh nghĩa mở rộng dưới điều kiện làm việc có thể thay đổi được

Trong các ứng dụng có tải trọng và các thông số ảnh hưởng đến tuổi thọ khácthay đổi, hệ số điều chỉnh tuổi thọ mở rộng (Lhnm1, Lhnm2…) phải được tính toán riêngcho mỗi thời kì hoạt động q [%] khi ổ lăn làm việc dưới điều kiện không đổi Điềuchỉnh tuổi thọ mở rộng được tính cho tổng thời gian làm việc bằng công thức trungbình:

Giới hạn của tính toán tuổi thọ

Giống như phương pháp tính toán tuổi thọ trước đây, mở rộng điều chỉnh tuổi thọdanh nghĩa chỉ đưa giới hạn mỏi của vật liệu vào tính toán như là nguyên nhân gây raphá hủy Mở rộng điều chỉnh tuổi thọ danh nghĩa thu được có thể tương xứng với tuổithọ thực tế nếu tuổi thọ chất bôi trơn, tuổi thọ của các thành phần khác (như nắp chặn)hoặc tuổi thọ giới hạn do mài mòn ít nhất dài bằng tuổi thọ mỏi của ổ lăn

Tính toán ổ lăn trên PC

Chương trình tính toán BEARINX® kết hợp lựa chọn tính toán mở rộng mới vớigiao diện thân thiện với người dùng WINDOWS Nó đặc biệt hữu ích do phân tíchtham số nhanh và nhập dữ liệu tự động giữa môđun tính toán cá nhân như một dữ liệu

ổ lăn phong phú BEARINX® giúp cho các lựa chọn tính toán có sẵn được mô tả chínhxác hơn, ví dụ như trong DIN ISO 281, phụ lục 4 Chương trình này mang ảnh hưởngcủa độ lệch, độ hở làm việc và tải trọng tác động lên ổ lăn vào tính toán

CHƯƠNG 4: BÔI TRƠN 4.1 Bôi trơn ổ lăn

Việc bôi trơn ổ lăn ngõng trục – cũng như các loại ổ lăn khác – phải hình thànhmột lớp màng chịu tải nhằm ngăn ngừa kim loại với kim loại tiếp xúc nhau giữa cácphần của ổ lăn làm tổn hại bề mặt Độ dày và khả năng chịu tải của lớp màng bôi trơnphụ thuộc vào độ nhớt của dầu, tốc độ và kích thước ổ lăn cũng như tính chất của chấtbôi trơn Ngoài ra, chất bôi trơn phải bảo vệ các phần của ổ lăn khỏi bị ăn mòn, bôitrơn mép của vòng bịt ổ lăn (như vòng bịt, vv ) và điền đầy các chỗ trống của nắpchặn có gờ Từ khi chức năng của chất bôi trơn trong việc bịt kín khác với chức năngtrong ổ lăn, nó khuyến khích việc bôi trơn ổ lăn và nắp chặn riêng biệt và chọn chấtbôi trơn tốt nhất cho mỗi mục đích Tuy nhiên, trong một số trường hợp, giải pháp nàykhông thể thực hiện được do sự nguy hại của việc nhầm lẫn mỡ của nhau (hỗn hợp gâyhại), lưu kho phức tạp, vv

4.2 Mỡ bôi trơn

Trong điều kiện làm việc cho phép, mỡ là chất bôi trơn được chọn cho ổ lănngõng trục do dễ bịt kín và bổ sung mỡ Các công ty dầu khoáng sản xuất một sốlượng lớn mỡ trục cán đặc biệt Tuy nhiên, những loại mỡ này có sự khác biệt trongthành phần và tính chất của chúng, làm cho việc lựa chọn loại mỡ thích hợp cho mộtứng dụng cụ thể trở nên khó khăn

Bảng 41 liệt kê sự lựa chọn mỡ cho ổ lăn trục cán và tính chất của chúng Trongmột số ứng dụng cụ thể, nên hỏi nhà cung cấp mỡ về dữ liệu chính xác

Bảng 41: Lựa chọn mỡ ổ lăn và tính chất của mỡ

4.2.1 Tải trọng và tốc độ

32

Tải trọng và tốc độ là yếu tố quan trọng khi lựa chọn loại mỡ thích hợp cho mộtứng dụng cụ thể Ứng suất do tốc độ gây ra có thể được thành lập từ hệ số tốc độ

ka.n.dm, trong đó:

ka hệ số đối với loại ổ lăn (xem đồ thị 42)

n tốc độ làm việc (phút-1)

dm đường kính ổ lăn trung bình; dm = (D+d)/2

d lỗ khoan của ổ lăn [mm]

D đường kính làm việc của ổ lăn [mm]

Tỉ số P/C là một thước đo tải trọng cụ thể

P tải trọng động tương đương [kN] (xem danh mục)

C tải trọng động danh nghĩa [kN] (xem danh mục)

Có thể sử dụng bảng 42 để xác định loại mỡ thích hợp cho điều kiện làm việc cụ thể.Đối với ứng dụng có tải trọng cao cũng như tốc độ cao, nhiệt độ có thể tăng, đòi hỏiphải có loại mỡ chống nóng đặc biệt hoặc cách làm nguội đặc biệt Giới hạn trên vềtốc độ và tải trọng của mỡ bôi trơn phải được quan sát Thông ti này có thể thu được từcác công ty dầu khoáng hoặc từ tập đoàn công nghiệp Schaeffler

4.2.2 Điều kiện làm việc khác

Vị trí của trục ngang phải được đưa vào tính toán lựa chọn mỡ Đối với trục cándọc hoặc nghiêng có thể gây ra thoát mỡ từ ổ lăn và ngõng trục (do tác dụng của lựchấp dẫn) Do đó, phải đặt tấm chắn ở dưới ổ lăn và dùng loại mỡ có thể bám dính vàchịu được khi làm việc (thống nhất là loại 3 hoặc ở nơi được yêu cầu loại 2)

Hình 42: Lựa chọn mỡ bôi trơn từ tỉ số tải trọng P/C và chỉ số tốc độ ổ lăn thích hợp

k a n.d m

Tái bôi trơn là một tiêu chí khác khi lựa chọn mỡ Nếu cần một lượng lớn mỡ cho

ổ lăn hoặc nắp bịt, hoặc nếu có ống dẫn bôi trơn dài (ví dụ như hệ thống bôi trơn trungtâm), mỡ được chọn có thể được bơm mà không có vấn đề, như mỡ loại 2 hoặc loại 1.Nếu điều kiện môi trường ẩm ướt và thời gian chạy không tải lâu, ổ lăn ngõngtrục bị lòi ra và có thể bị ăn mòn do sự ngưng tụ Do đó, mỡ được dùng cho các ứngdụng này phải có tính chống ăn mòn

Vị trí ổ lăn bị lộ trong nước bắn tóe phải được bảo vệ bởi vòng chắn Vòng chắn

và ổ lăn nên được bôi trơn lại trong khoảng thời gian ngắn Bảng trong hình 43 chothấy cái nhìn tổng quan về những tiêu chí trên và cho phép người dùng lựa chọn mỡbôi trơn thích hợp dựa trên tính chất cần thiết của mỡ

Bảng 43: Các tiêu chuẩn để chọn mỡ

Các tiêu chuẩn để chọn mỡ Các đặc tính của mỡ

Ứng suất ổ lăn Chỉ số tốc độ, tỉ số tải trọng Lựa chọn mỡ dựa theo đồ thị 42 và bảng 41 Điều kiện làm việc Vị trí trục của trục cán

Bôi trơn thường xuyên Bôi trơn cho tuổi thọ

Độ sệt mỡ hạng 3, mỡ mềm yêu cầu bôi trơn lại thường xuyên

Khả năng bơm tốt, độ sệt hạng 1 hoặc 2 cho hệ thống bôi trơn trung tâm

Mỡ không thấm để làm việc có tuổi thọ và tính bôi trơn đã được biết

Điều kiện môi

trường

Nhiệt độ khắc nghiệt

Ô nhiễm do vấn đề bên ngoài

Ăn mòn bởi nước ngưng tụ

Ăn mòn do bắn tóe

Mỡ có tuổi thọ phục vụ thích hợp với nhiệt

độ làm việc; tái bôi trơn liên tục, mỡ được chọn chịu được nhiệt độ làm việc ít nhất có chu kì ngắn nhưng không bị hóa đặc.

Mỡ đặc, độ sệt hạng 3

Mỡ nhũ hóa (như mỡ liti, mỡ liti/canxi)

Mỡ không thấm nước (mỡ canxi phức, mỡ liti/canxi)

4.3 Dầu bôi trơn

4.3.1 Yêu cầu độ nhớt

Dựa vào tốc độ và kích thước ổ lăn, dầu phải có độ nhớt ở nhiệt độ làm việc đểtạo nên lớp màng chịu tải và đạt được tuổi thọ của nó Độ nhớt chuẩn ν1 được xác địnhbằng đồ thị hình 38

Đối với tuổi thọ phục vụ bình thường, ổ lăn với một lượng nhỏ chuyển độngtrượt nên được bôi trơn bằng dầu có độ nhớt làm việc ν ít nhất bằng độ nhớt chuẩn ν1.Các loại ổ lăn với động học không thuận lợi (ổ đũa chịu tải dọc trục, ổ lăn có kíchthước lớn chịu tải cao và tốc độ thấp) luôn yêu cầu chất phụ gia hiệu quả Nếu lớpmàng bôi trơn hình thành trên ổ lăn không đầy đủ, các chất phụ gia này tạo nên mộtlớp màng ranh giới giữa vòng cách/ phần tử cán, phần tử cán/ vòng cách và phần tửcán, vùng tiếp xúc vành dẫn hướng

4.3.2 Yêu cầu khác đối với dầu

Hầu hết các dầu bôi trơn trục cán là dầu khoáng chứa phụ gia giúp cải thiện tínhchất của chúng Các chất phụ gia được cung cấp cải thiện tính chống ghỉ và giảm tạo

34

bọt, ví dụ như ổn định oxi hóa tốt hơn Các chất phân tán giữ các chất ô nhiễm khônghòa tan ở dạng huyền phù.

Các chất phụ gia EP quan trọng khi P/C > 0,15 và độ nhớt làm việc ν thấp hơn độnhớt chuẩn ν1 Dầu nhiệt độ cao ưu việt hơn với khả năng không biến chất có sẵn chocác ứng dụng mà ổ lăn chịu ứng suất nhiệt lớn Một số loại dầu đặc trưng bởi tính năng

V – T thuận lợi, tức là độ nhớt của chúng thay đổi theo nhiệt độ ít hơn độ nhớt của một

số loại dầu thông thường Chúng được dùng chủ yếu trong các ứng dụng có nhiệt độthay đổi đến một mức độ nào đó

Đối với nhiệt độ cực cao, các loại dầu tổng hợp (như polyglycols hoặnpolyalphaolefins) được dùng nhiều hơn dầu khoáng vì chúng có nhiều khả năng chốnglão hóa Sự thích hợp của các loại dầu cho các ứng dụng cụ thể cũng được biết từ kinhnghiệm hoặc xác định từ các bài kiểm tra

4.3.3 Các phương pháp bôi trơn bằng dầu

Trong phạm vi tốc độ bình thường của ổ lăn ngõng trục, dầu bôi trơn tuần hoàn

là phương pháp bôi trơn cho phép bôi trơn an toàn, làm nguội ổ lăn và mang đi cácchất bẩn và nước từ vị trí đặt ổ lăn Trong giá lắp ngõng trục được cung cấp hệ thốngchất bôi trơn làm nguội cho các ứng dụng với:

• Năng lượng tổn thất trong ổ lăn (đối với tải cao và tốc độ cao)

• Làm nóng gối trục ngõng trục thông qua các nguồn nhiệt bên ngoài

• Tản nhiệt không đủ

Phun dầu bôi trơn – dầu bôi trơn được phun trực tiếp vào ổ lăn thông qua các

vòi phun bên – khi hệ thống dầu bôi trơn tuần hoàn không đủ để làm nguội ổ lăn vàngõng trục Phun dầu bôi trơn cho phép tốc độ vô cùng cao Tuần hoàn dầu bôi trơn vàphun dầu bôi trơn yêu cầu một số tiêu hao cho cửa nạp, của xả, bơm, bể chứa dầu và

có thể cả làm nguội dầu

Đối với thùng dầu bôi trơn, những vùng không gian nhỏ xung quanh lót trục chỉ

cho phép chứa một lượng nhỏ dầu do ứng suất lớn, phá hủy trực tiếp Do đó, dầu phảiđược thay đổi thường xuyên hoặc có thể phải sử dụng dầu không lão hóa

Bôi trơn loại bỏ thường xuyên được dùng cho ổ lăn máy cán.

Đối với bôi trơn bằng dầu nhẹ, không khí nén mang theo dầu bị tán nhỏ tới vỏi

phun ở ổ lăn và bơm vào ổ Lượng dầu nhỏ này thêm vào thùng dầu góp phần vào việcbôi trơn ổ lăn Nó cũng đảm bảo trong quá trình khởi động của ổ lăn và trong thời gianngắn trục trặc của hệ thống bôi trơn tất cả khu vực chức năng được cung cấp dầu đầy

đủ Đối với các trục ngang, vị trí các lỗ thoát dầu nằm trên lót trục được chọn sao chophía dứoi yếu tố cán ngập một nửa trong thùng dầu

Hằng số thông qua áp lực được tạo bởi dòng khí trong lót trục và khí thoát ra ởnắp bịt làm tăng hiệu quả của việc bịt kín ổ lăn Không khí thoát ra thường chứa dầuphun làm ô nhiễm môi trường

Đối với bôi trơn dầu khí, dầu được cung cấp không liên tục tới ống bôi trơn của

ổ lăn thông qua một đồng hồ đo đơn vị và mang tới ổ lăn bởi dòng khí Dầu này khôngđược phun, do đó dầu dẫn động độ nhớt cao với chất phụ gia EP có thể được sử dụng.Giống như bôi trơn bằng dầu nhẹ, dòng không khí làm tăng hiệu quả của việc bịt kín.Thể tích của không khí có thể được chọn trong giới hạn rộng Đối với bôi trơn dầu khícũng cần có thùng chứa dầu

4.4 Thiết kế hệ thống bôi trơn

4.4.1 Lượng mỡ bôi trơn

Các ổ lăn và các vỏ bọc nên được tra mỡ theo cách sau:

• Ổ lăn phải được lèn chặt với lượng mỡ đảm bảo cung cấp đủ cho các khu vựcchức năng

• Không gian vỏ bọc bên cạnh ổ lăn nên được điền đầy mỡ tới mức mà mỡ thoát ra

từ ổ lăn có thể được điều tiết dễ dàng Trong cách này mỡ tuần hoàn qua ổ lăn

sẽ không thừa Thông thường, khoảng không gian trống trong các lót trục bêncạnh các ổ lăn chỉ vừa đủ rộng để điều tiết mỡ thoát ra từ ổ lăn Do đó, nhữngkhoảng trống này không cần phải được điền đầy mỡ khi làm việc ở tốc độ cao

• Các lăn tốc độ thấp (n.dm < 50 000 phút-1.mm) và vỏ bọc chúng nên được lèn chặtvới mỡ Ma sát bôi trơn do làm việc là không đáng kể

4.4.2 Thời gian thay mỡ định kì

Thời gian thay mỡ định kì phụ thuộc vào mức độ mỡ chịu ứng suất do tốc độ và

ma sát của ổ lăn Sự ma sát ổ lăn là một hàm của tải trọng và kết quả của các điều kiệnđộng học khác nhau gặp phải trong các loại ổ lăn khác nhau Hơn nữa, cần quan tâmtới điều kiện môi trường và hiệu quả của việc sử dụng nắp bịt Nếu bịt kín không đầy

đủ, độ ẩm, bắn tóe nước và vảy cán sẽ làm giảm đáng kể thời giant hay mỡ định kì.Thời gian thay mỡ định kì có thể thu được từ các cuộc kiểm tra định kì điều kiệncủa mỡ và bịt chắn nếu chất ô nhiễm thâm nhập vào ổ lăn, tốt nhất là lúc thay trục cán

4.4.3 Lưu lượng chất bôi trơn

Để bôi trơn hiệu quả, dầu hoặc mỡ phải đến được bề mặt trượt và bề mặt trục cán

an toàn Nếu dùng mỡ quá nhiều có thể gây ra tổn thất Bôi trơn quá mức sẽ làm tăngkhuấy động không mong muốn, làm tăng nhiệt độ và làm tổn thất mỡ bôi trơn Nắp bịtphải được bôi trơn hiệu quả

4.4.4 Mỡ bôi trơn

Ổ đũa bốn dãy hỗ trợ trục cán ngang nên được cung cấp chất bôi trơn tại 2 điểm(hình 44) Ổ bi chịu lực dọc trục (hình 44a, bên phải) có thể được tích hợp vào hệthống bôi trơn chung hoặc có thể được bôi trơn riêng biệt Ổ đũa côn chặn (hình 44a,bên trái) phải được bôi trơn riêng biệt Ổ bi góc tiếp xúc 2 dãy cũng nên được bôi trơnriêng biệt Nếu các lót trục không được gỡ bỏ để mài lại thân trục (vòng trong được lắplỏng), ổ lăn phải được tra mỡ lại thông qua gối trục

36