Bài giảng cơ sở thiết kế máy 2 - P4

Đây là bài giảng " Cơ sở thiết kế máy - tập 1 + 2 " của Thầy Lê Cung - ĐHBK Đà Nẵng . TÀi liệu này dùng cho sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và sinh viên ngành CN Nhiệt - điện lạnh .

CHƯƠNG XI

Ổ TRƯỢT

12.1 Khái niệm chung

1 Giới thiệu vềì ổ trượt

Hình 11.1 giới thiệu kết cấu của một loại ổ trượt (ổ trượt đỡ) bao gồm lót ổ (2) được cố định vào thân ổ (1) Thân ổ được lắp trên khung máy, lót ổ được lắp với ngõng trục Trên lót ổ có lỗ (3) để tra dầu bôi trơn và rãnh dầu (4) để phân phối dầu bôi trơn trên bề mặt lót ổ

Ngõng trục được lắp vào lót ổ theo các kiểu lắp có độ hở

Khi trục quay, giữa ngõng trục và lót ổ có trượt tương đối, do đó sinh ra ma sát trượt trên bề mặt làm việc của ngõng trục và lót ổ

2 Phân loại ổ trượt

+ Theo hình dạng bềö mặt làm việc của ngõng trục và lót ổ chia ra : ổ trượt có bề mặt làm việc là mặt trụ (hình 11.2a,b), mặt phẳng (hình 11.2c, d), mặt côn (hình 11.2e), mặt cầu (hình 11.2f)

(e)

(1) : Thân ổ

(2) : Lót ổ (4) Rãnh dầu

Hình 11.1 : Ổ trượt (đỡ)

(3) : Lỗ tra dầu

Hình 11.2

(c)

Trục

Ngõng trục

(b)

Fr

Fa

f)

Fa (a)

(d)

Ổ trượt có bề mặt côn thường chỉ dùng khi tải trọng không lớn và cần điều chỉnh khe hở do mòn ổ, nhằm bảo đảm độ chính xác của cơ cấu (hình 11.2e) Bề mặt cầu ít dùng và với loại ổ này trục có thể nghiêng một cách tự do

+ Theo khả năng chịu lực chia ổ trượt thành : ổ trượt đỡ (chỉ chịu lực hướng tâm Fr) - hình 11.2a, b ; ổ trượt đỡ chặn (vừa chịu được lực hướng tâm Fr vừa chịu được lực dọc trục Fa) - hình 11.2e, f ; ổ trượt chặn (chỉ chịu được lực dọc trục Fa)- hình 11.2d

Phần lớn ổ trượt đỡ, ngoài khả năng chịu lực hướng tâm, có thể chịu được lực dọc trục nhỏ nhờ vai trục tì vào mép ổ

Ổ trượt chặn thường được bố trí làm việc phối hợp với ổ trượt đỡ để chịu đồng thời lực hướng tâm và lực dọc trục lớn (hình 11.2c)

+ Theo kết cấu ổ trượt, ta có hai loại : ổ nguyên và ổ ghép

+ Theo phương pháp bôi trơn hai bề mặt làm việc, phân thành : ổ bôi trơn thủy động, ổ bôi trơn thủy tĩnh, ổ bôi trơn khí (tạo áp suất trên bề mặt làm việc bằng khí nén),

11.2 Ma sát và bôi trơn ổ trượt

1 Các dạng ma sát và bôi trơn trong ổ trượt

Để giảm ma sát và mài mòn, cần bôi trơn ổ trượt Tùy theo điều kiện bôi trơn ổ trượt, có các dạng ma sát sau : ướt, nửa ướt, nửa khô và khô

ƒ Ma sát ướt

Hình thành khi bề mặt ngõng trục và lót ổ được ngăn cách nhau bởi một lớp dầu bôi trơn, có chiều dày lớn hơn tổng chiều cao các mấp mô bề mặt :

Với : h : chiều dày lớp bôi trơn, RZ1 RZ2 : chiều cao mấp mô bề mặt ngõng trục và lót ổ

Nhờ có lớp dầu bôi trơn đủ dày ngăn cách, hai bề mặt làm việc của ngõng trục và lót ổ không trực tiếp tiếp xúc với nhau, do đó không bị mòn

Chuyển động tương đối của hai bề mặt làm việc bị cản trở bởi ma sát trong của lớp dầu bôi trơn, do đó hệ số ma

sát ướt khá nhỏ : f = 0,001÷0,005

ƒ Ma sát nửa ướt

Hình thành khi điều kiện (11.1) không thỏa mãn, tức là lớp bôi trơn không đủ ngập các mấp

mô bề mặt, một số đỉnh mấp mô bề mặt trực tiếp tiếp xúc với nhau

Hệ số ma sát nửa ướt không những phụ thuộc chất lượng dầu bôi trơn mà còn phụ thuộc vật liệu của các bề mặt

Hình 11.3 :

ƒ Ma sát nửa khô và ma sát 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 trực tiếp tiếp xúc với nhau

+ Ma sát nửa khô: Trên thực tế, dù được làm sạch cẩn thận, trên bề mặt làm việc luôn luôn có

những màng khí mỏng, hơi ẩm, hoặc mỡ hấp phụ từ môi trường xung quanh, do đó xuất hiện ma sát nửa khô

Hệ số ma sát nửa khô: f = 0,1÷0,3

ƒ Như vậy ổ trượt làm việc tốt nhất khi bảo đảm điều kiện bôi trơn ma sát ướt cho ổ

Chế độ bôi trơn ma sát ướt có thể thực hiện bằng hai phương pháp :

¾ Bôi trơn thủy tĩnh : bơm dầu có áp suất cao vào khe hở giữa ngõng trục và lót ổ, tạo ra áp lực đủ lớn cân bằng với tải trọng bên ngoài, nâng ngõng trục lên, tạo ra lớp dầu ngăn cách (ổ trượt bôi trơn thủy tĩnh) Phương pháp này đòi hỏi phải có thiết bị nén và dẫn dầu phức tạp, nhưng định tâm trục được chính xác, giảm mòn khi mở máy và dừng máy

¾ Bôi trơn thủy động : tạo những điều kiện cần thiết để dầu cuốn theo ngõng trục vào khe hở

của ổ, gây nên áp suất thủy động,tạo ra áp lực đủ lớn cân bằng với tải trọng bên ngoài (ổ trượt bôi trơn thủy động)

2 Nguyên lý bôi trơn thủy động

ƒ Bôi trơn thủy động được thực hiện theo nguyên lý sau đây:

Xét hai tấm phẳng A và B, ngâm trong dầu, nghiêng với nhau một góc α nào đó, chịu tác động của một lực Fr Chiều dài các tấm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ xem như

vô hạn Dầu có độ nhớt động lực là µ Tấm A chuyển động so với tấm B với vận tốc là v (hình 11.4b)

Khi chưa chuyển động, tấm A sẽ bị ép chặt vào tấm B (hình 11.4a)

Khi tấm A chuyển động, lớp dầu dính vào bề mặt tấm A sẽ bị kéo theo Nhờ có độ nhớt, các lớp dầu phía dưới cũng chuyển động theo Dầu bị dồn vào phần hẹp của khe hở hình chêm, bị nén lại, tạo nên áp suất dư

Khi vận tốc v đủ lớn (v > vgh), tấm A được nâng hẳn lên, giữa hai tấm có lớp dầu ngăn cách, chế độ bôi trơn ma sát ướt đã được hình thành (hình 11.4b)

Áp suất thủy động p (áp suất dư) trong lớp dầu nằm giữa hai tấm (còn gọi là chêm dầu) được

xác định theo phương trình Reynolds :

v

Fr

A

B

Hình 11.4a

α

B

A

pmax

p

x

h

h0

Hình 11.4b

0 3

6 .v

với : µ : độ nhớt động lực của dầu bôi trơn

v : vận tốc chuyển động của tấm A so với tấm B

h : khe hở tại vị trí có tọa độ x, có áp suất p

h0 : khe hở tại vị trí có áp suất lớn nhất pmax

Áp suất dư tại cửa vào và cửa ra bằng 0

Áp suất cực đại tại tiết diện có h = ho, lúc đó : dp 0

dx = Áp suất dư nói trên tạo nên một áp lực cân bằng với tải trọng Fr tác động lên tấm A

Từ (11.2), ta thấy áp suất p càng lớn khi µ, v càng lớn, nghĩa là khả năng tải của chêm dầu càng lớn

ƒ Tóm lại, điều kiện để hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ướt bằng phương pháp thủy động :

+ Giữa hai bề mặt trượt phải có khe hở hình chêm

+ Dầu phải có độ nhớt nhất định và liên tục chảy vào khe hở hình chêm

+ Vận tốc tương đối giữa hai bề mặt trượt phải có phương, chiều thích hợp và trị số đủ lớn để áp suất sinh ra trong chêm dầu cân bằng được với tải trọng bên ngoài

ƒ Với kết cấu không có khe hở hình chêm, như trường hợp ổ trượt chặn trên hình 11.2d thì không thể tạo ra bôi trơn ma sát ướt bằng phương pháp thủy động được Khi đó cần phải có các biện pháp về kết cấu để tạo ra khe hở hình chêm

Với ổ trượt đỡ, khe hở hình chêm hình thành tự nhiên nhờ đường kính ngõng trục d nhỏ hơn đường kính lót ổ D và tâm ngõng trục nằm lệch so với tâm lót ổ (hình 11.5a)

3 Khả năng tải của ổ trượt (ổ trượt đỡ)

ƒ Xét ổ trượt đỡ trên hình 11.5, ngõng trục chịu tải trọng hướng tâm Fr

Khi trục chưa quay, dưới tác dụng của lực Fr, ngõng trục tiếp xúc với lót trục tại điểm I trên phương tác dụng của lực Fr (hình 11.5a)

Khi trục quay với vận tốc góc ω, ngõng trục cuốn dầu vào khe hở hình chêm, dầu bị nén lại và tạo nên áp suất thủy động Khi vận tốc ω đạt giá trị cần thiếút thì áp suất thủy động đủ lớn, tạo nên áp lực cân bằng được với tải trọng Fr, trục được nâng hẳn lên và chế độ bôi trơn ma sát ướt được hình thành

ƒ Để xác định áp suất thủy động trong ổ trượt đỡ, dùng hệ tọa độ cực (r, ϕ) trên hình 11.5b Ký hiệu :

D d

δ = − : độ hở hướng kính với D : đường kính lót ổ, d : đường kính ngõng trục

D d

ψ = = : độ hở tương đối

e = O1O2 : độ lệch tâm

2

δ : độ lệch tâm tương đối

⇒ Chiều dày nhỏ nhất của lớp dầu :

min

Chiều dày của lớp dầu ứng với ứng với góc ϕ :

( )

Chiều dày lớp dầu ứng với góc ϕ0 tại đó có p = pmax :

2

ϕ

δ

Mặc khác : v d

2

2

d

δ

ψ =

Từ đó có thể viết lại phương trình Reynold (11.2) trong hệ tọa độ cực như sau :

2

0

ω

Áp suất p(ϕ) tại vị trí ứng với góc ϕ :

1

ϕ ϕ

ϕ =∫

A

B

pmax

hmin

hϕ0

p(ϕ)

ϕ1

ϕ

ϕa

e

ϕ0

ϕ2

O1

O2

ω

I

Fr

ƒ Khả năng tải của ổ trượt là tải trọng hướng tâm Fr mà lớp dầu có thể chịu được :

r

(S)

F = ∫p( ).dϕ ϕ

Với S là diện tích có áp suất thủy động giới hạn bởi cung AB và chiều dài l của ổ

S

F =∫p( ) cosϕ π − ϕ + ϕ( ) dS

Suy ra :

2

1

ld

2

ϕ ϕ

Tóm lại : Fr =l.d.µω2.CF

1 1

0

ϕ ϕ

ϕ ϕ

CF được gọi là hệ số khả năng tải của ổ trượt (tra theo các đồ thị cho trong các sổ tay thiết kế

dựa trên độ lệch tâm tương đối χ và chiều dài tương đối l/d)

ƒ Từ biểu thức (11.3) ta thấy : khả năng tải của ổ trượt phụ thuộc vào thông số kết cấu của ổ như khe hở tương đối ψ, chiều dài tương đối l/d, độ lệch tâm tương đối χ, vận tốc góc ω của trục

và độ nhớt µ của dầu bôi trơn

Khi ω, µ tăng ⇒ khả năng tải của ổ trượt tăng ⇒ khi làm việc với vận tốc thấp và dầu có độ nhớt nhỏ, khả năng tải của ổ trượt giảm xuống, chế độ bôi trơn ma sát ướt khó được bảo đảm Khi khe hở tương đối ψ giảm ⇒ khả năng tải của ổ sẽ tăng lên

3 Vật liệu bôi trơn ổ trượt

Vật liệu bôi trơn ổ trượt nhằm giảm mòn và ma sát các bề mặt tiếp xúc

Bao gồm ba loại : dầu, mỡ và chất rắn bôi trơn

a) Dầu bôi trơn

ƒ Dầu là vật liệu bôi trơn chủ yếu, bao gồm dầu khoáng, dầu động vật, dầu thực vật

Dầu khoáng được chưng cất từ dầu mỏ, khi dùng thường bổ sung các chất phụ gia Dầu khoáng được dùng nhiều nhất để bôi trơn ổ trượt do có ưu điểm : hệ số ma sát trong thấp, dễ tra dầu, đồng thời có tác dụng làm nguội ổ Tuy nhiên dầu dễ chảy ra ngoài, nên cần lưu ý che kín bộ phận ổ

ƒ Dầu bôi trơn được đánh giá bằng hai tính chất quan trọng là độ nhớt và tính năng bôi trơn

+ ĐôÜ nhớt : là khả năng cản trượt của lớp này đối với lớp kia trong chất lỏng (ma sát trong của chất

lỏng) Độ nhớt là có ý nghĩa quan trọng đối với khả năng tải của lớp dầu bôi trơn ma sát ướt.

Khi tính toán về bôi trơn thủy động, dùng độ nhớt động lực µ [Ns/m 2 ; Poazơ]. Trong sản xuất dầu bôi

trơn, thường dùng độ nhớt động υ [m 2 /s; Stốc].

Ta có : µ = γ.υ trong đó γ là khối lượng riêng của dầu

Độ nhớt của dầu phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, độ nhớt giảm mạnh khi nhiệt độ tăng

+ Tính năng bôi trơn của dầu : là khả năng của dầu có thể tạo thành màng dầu bôi trơn có sức cản

trượt thấp, hấp phụ vững chắc trên bề mặt ngõng trục và lót ổ Nhờ có tính năng bôi trơn, dầu có thể làm giảm ma sát và mài mòn khi ổ làm việc với chế độ ma sát khô hay nửa khô

ƒ Các loại dầu bôi trơn thường dùng trong chế tạo máy :

+ Dầu công nghiệp nhẹ như dầu vêlôxít, dầu vadơlin, dầu phân ly

+ Dầu công nghiệp trung bình như dầu công nghiệp 12, 20, 30, 45, dầu tuabin 22, 30, 46, 57

(các chữ cố chỉ độ nhớt động trung bình ở 50oC, tính bằng centistốc)

+ Dầu công nghiệp nặng như dầu xi lanh 11, 24 (các chữ cố chỉ độ nhớt động trung bình ở

100oC, tính bằng centistốc)

Đối với ổ trượt cũng dùng các loại dầu nói trên Khi trục quay với vận tốc cao, cần chọn dầu có độ nhớt thấp, khi tải trọng tác dụng lên ổ lớn, cần chọn dầu có độ nhớt cao Dùng dầu không đủ độ nhớt, ổ sẽ chóng bị mòn, nếu dùng dầu có độ nhớt cao quá sẽ tăng mất mát công suất do ma sát

b) Mỡ bôi trơn

Mỡ bôi trơn là hỗn hợp của dầu khoáng (thường là dầu công nghiệp 20, 30, 45) và chất làm đặc Ngoài tác dụng giảm ma sát, chống ăn mòn, còn có tác dụng che kín Mỡ ít chịu ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ, nhưng nhược điểm là ma sát tĩnh lớn, do đó khi mở máy cần có momen mở máy lớn hơn so với khi dùng dầu

Thường dùng mỡ cho các ổ làm việc với vận tốc trượt thấp và chịu tải trong va đập; dùng ở các ổ khó che kín hoặc ổ khó cho dầu thường xuyên

c) Chất rắn bôi trơn

Chủ yếu là graphít côlốit, sibunphua môlípden được dùng chủ yếu để bôi trơn các ổ làm việc trong môi trường nhiệt độ cao

11.3 Kết cấu và vật liệu ổ trượt

1 Kết cấu ổ trượt

Kết cấu ổ đơn giản bao gồm : thân ổ, lót ổ và rãnh dầu

ƒ Thân ổ

Có thể làm liền với khung máy hay chế rạo riêng rồi ghép vào trên khung máy (hình 11.1 và 11.6a) Có thể làm thân ổ nguyên khối (gọi là ổ nguyên) - hình 11.1, hình 11.6a hay làm hai nửa rồi ghép lại (gọi là ổ ghép) - hình 11.6b

Thân ổ được chế tạo từ thép hay gang

Ổ nguyên chế tạo đơn giản, độ cứng lớn hơn ổ ghép, nhưng không điều chỉnh được khe hở

giữa ngõng trục và lót ổ khi bị mòn Ổ ghép cho phép tháo lắp trục dễ dàng, đồng thời có thể

phần nào điều chỉnh được khe hở

ƒ Lót ổ

Lót ổ

Lỗ cho dầu

Thân ổ

Khung máy

Hình 11.6a : Ổ nguyên, thân ổ gắn liền với khung máy

Là thành phần chủ yếu của ổ trượt

Bề mặt của ổ tiếp xúc với ngõng trục chịu mài mòn cao, nên phải chế tạo bằng vật liệu có hệ số ma sát thấp, thường là kim loại màu đắt tiền Để tiết kiệm kim loại màu, phải làm lót ổ Mặt khác khi lót ổ bị mòn, việc thay thế cũng dễ dàng và ít tốn kém hơn, vì không phải thay thế cả ổ

Với ổ nguyên, lót ổ có dạng ống trụ tròn (hình 11.6c) Với ổ ghép, lót ổ thường làm hai nửa, ghép lại với nhau (hình 11.6d)

Vì ổ mất khả năng làm việc khi lót ổ bị mài mòn một lượng rất bé (khoảng vài chục micromét), nên bề dày lớp vật liệu giảm ma sát không cần lớn Do đó, thường chế tạo nền lót ổ bằng kim loại thường (thép, gang, đồng thanh) và tráng một lớp kim loại có tính chống mòn cao (bácbít, đồng thanh chì) trên nền lót ổ (hình 11.6d)

Khi có biến dạng lớn của trục hoặc khó lắp chính xác, nên dùng ổ tự lựa, mặt ngoài lót ổ có

dạng hình cầu (hình 11.6e) hoặc hình trụ có đường sinh ngắn

ƒ Rãnh dầu

Trên thân ổ và lót ổ có lỗ cho dầu Trên lót ổ có rãnh dầu, giúp cho việc phân bố đều dầu bôi trơn trong ổ Rãnh dầu có thể nằm dọc trục (hình 11.6d), hay vòng theo chu vi của ổ Chiều dài rãnh dầu dọc thường lấy bằng 0,8 chiều dài lót ổ để dầu không bị ứa ra hai mép ổ Vị trí chỗ cho dầu phải nằm ngoài vùng có áp suất thủy động, nếu không khả năng tải của ổ sẽ giảm

lót ổ (2 nửa) thân ổ (2 nửa)

bulông ghép 2 nửa thân ổ bulông đế

Hình 11.6b : Ổ ghép, thân ổ được chế tạo riêng và

ghép lên thân máy bằng bu lông

Lỗ cho dầu Rãnh dầu

Lớp tráng

Nền lót ổ

Hình 11.6c

2 Vật liệu chế tạo lót ổ

ƒ Yêu cầu : có hệ số ma sát thấp, có khả năng chống dính, giảm mòn và có đủ độ bền

ƒ Vật liệu chế tạo lót ổ chia làm ba nhóm chính : vật liệu kim loại, vật liệu gốm kim loại, vật liệu phi kim loại

¾ Vật liệu kim loại bao gồm : đồng thanh, bácbít, hợp kim nhôm, hợp kim kẽm, đồng thau, gang xám

+ Đồng thanh :

Đồng thanh chì : thường dùng khi vận tốc và áp suất cao (đến 20MPa) Đồng thanh chì gây

mòn nhanh ngõng trục, do đó phải tôi ngõng trục, đồng thời độ nhẵn ngõng trục và lót ổ phải cao Đồng thanh chì được dùng nhiều trong sản xuất ổ trượt hàng khối và hàng loạt lớn Rất thích hợp với trường hợp ổ chịu tải va đập thay đổi dấu

Đồng thanh thiếc : có tính giảm ma sát tốt nhất trong các loại đồng thanh, làm việc tốt trong

phạm vi tốc độ và công suất khá rộng, thích hợp nhất là khi áp suất cao, vận tốc trung bình Tuy nhiên, do chứa nhiều thiếc, đắt tiền, nên việc sử dụng cũng hạn chế

+ Bácbít : là hợp kim có thành phần chủ yếu là thiếc hoặc chì, tạo thành một nền mềm, có xen các hạt rắn antimon, đồng, niken hoặc cadmi Bácbít là vật liệu giảm ma sát, giảm mòn và chống dính rất tốt Tuy nhiên, do có cơ tính rất thấp, nên được tráng thành một lớp mỏng vài phần mười mm lên bề mặt lót ổ bằng vật liệu có độ bền cao hơn như đồng thanh, thép, hay gang Bácbít được sử dụng trong các ổ trượt quan trọng, chịu tải trọng nặng hoặc trung bình (ở các động

cơ điêzen, máy nén )

+ Hợp kim nhôm : có hệ số ma sát khá thấp, dẫn nhiệt và chạy mòn tốt, nhưng khi làm việc

ở tốc độ cao thì khả năng chống xước kém, hệ số dãn nở vì nhiệt của hợp kim nhôm lớn

+ Gang xám : dùng với những trục quay chậm, áp suất trong ổ : p = 1÷2 MPa Gang xám rẻ tiền hơn đồng thanh, nhưng tính giảm ma sát kém hơn Để giảm mòn cho ngõng trục, nên chọn gang có độ rắn thấp hơn độ rắn bề mặt ngõng trục

¾ Vật liệu gốm kim loại : được chế tạo bằng cách ép và nung bột kim loại với nhiệt độ

850-1100oC và áp suất khoảng 700MPa Gốm kim loại để làm ổ trượt thường là bột đồng thanh-graphít, bột sắt, bột sắt-graphít Gốm kim loại có nhiều lỗ rỗng, sau khi chế tạo xong được ngâm trong dầu ở nhiệt độ 110oC-120oC trong thời gian 2-3 giờ Khi ngõng trục làm việc, dầu ngấm trong các lỗ rỗng sẽ tự ứa ra bôi trơn cho lót ổ và ngõng trục Thích hợp cho các ổ quay chậm và khó cho dầu

¾ Vật liệu phi kim loại gồm cóchất dẻo, gỗ ép, cao su, grafit Ưu điểm : khả năng chống dính ổn định, chạy mòn tốt và có thể bôi trơn bằng nước Rất thích hợp với các ổ trong máy thủy lực, máy thực phẩm

11.4 Tính ổ trượt

1 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán

ƒ Các dạng hỏng chủ yếu

+ Mòn lót ổ và ngõng trục : do kết quả tác dụng của áp suất đối với các ổ không bôi trơn

(ma sát nửa khô) hoặc có bôi trơn nhưng lớp dầu không đủ dày để ngăn cách hẳn hai bề mặt ma sát (ma sát nửa ướt)

Màng dầu không đủ dày do không thể thực hiện chế độ bôi trơn ma sát ướt Tuy nhiên, ngay cả khi ổ được tính toán đảm bảo bôi trơn ma sát ướt, thì khi mở máy hay đóng máy, do vận tốc góc chưa đủ lớn, vẫn chưa hình thành được màng dầu bôi trơn ma sát ướt

Mòn càng tăng nếu trong dầu có lẫn các hạt mài

+ Dính : do áp suất và nhiệt độ cục bộ trong ổ quá lớn Nhiệt độ càng lớn ⇒ độ nhớt của dầu

bôi trơn càng giảm ⇒ không hình thành được màng dầu ⇒ ngõng trục và lót ổ trực tiếp tiếp xúc nhau ⇒ gây nên hiện tượng dính giữa ngõng trục và lót ổ, làm cho lớp kim loại trên bề mặt lót ổ

bị chảy dẻo

Hiện tượng dính xảy ra càng nhiều khi trục được chế tạo từ thép không tôi và lót ổ làm bằng vật liệu rắn như đồng thanh có độ rắn cao

+ Mỏi rỗ lớp bề mặt lót ổ: do tác dụng của tải trọng thay đổi

+ Kẹt ổ : với các ổ có khe hở nhỏ, biến dạng nhiệt có thể gây nên kẹt ngõng trục và làm hỏng

ổ

ƒ Chỉ tiêu tính toán

Để tránh các dạng hỏng nói trên, tốt nhất là tính toán bảo đảm chế độ bôi trơn ma sát ướt

Tuy nhiên, nhiều khi ổ làm việc với chế độ ma sát nửa ướt hay nửa khô, do đó còn tính toán ổ

trượt theo áp suất p và tính số giữa áp suất p và vận tốc v, nhằm hạn chế dính và mòn trong ổ :

[ ]

p và v là áp suất và vận tốc trượt trên bề mặt tiếp xúc

2 Tính toán ổ trượt theo p và tích số pv

Áp suất p đặc trưng cho khả năng tải của ổ, còn pv đặc trưng cho độ mòn và sự sinh nhiệt trong ổ và phần nào thể hiện nguy hiểm về dính

Để ổ không bị mòn quá mức, không bị dính và nung nóng quá mức, phải có :

[ ] r

F

d.l

[ ] r

F v

Trong đó : Fr : tải trọng hướng tâm [N]; d, l : đường kính ngõng trục và chiều dài ổ [mm]; v : vận tốc vòng : v dn

60.1000

π

= [m/s]; [p] và [pv] : trị số cho phép của áp suất và của tích số của áp suất và vận tốc vòng

3 Tính toán ổ trượt bôi trơn ma sát ướt

ƒ Điều kiện bảo đảm chế độ bôi trơn ma sát ướt trong ổ :

Trong đó : hmin : chiều dày nhỏ nhất của lớp dầu trong ổ; RZ1, RZ2 : chiều cao trung bình của các mấp mô bề mặt ngõng trục và lót ổ; k : hệ số an toàn, xét đến ảnh hưởng của sai số chế tạo và lắp ghép, của biến dạng đàn hồi của trục

ƒ Chiều cao trung bình RZ1, R Z2 của các mấp mô bề mặt thường nằm trong giới hạn 6,3÷0,2µm Nên gia công ngõng trục với RZ1 ≤ 3,2µm và lót ổ với RZ2 ≤ 6,3µm

ƒ Chiều dày nhỏ nhất của lớp dầu bôi trơn :

min

d

δ

Trong đó : δ = −D d;

d

δ

ψ = ; χ =2e

δ Độ hở tương đối ψ được lấy theo công thức thực nghiệm : 3 0,25

0,8.10 v−