MA SÁT TRONG KHỚP ĐỘNG
4) Các trường hợp cụ thể của khớp quay
Trong khớp quay có độ hở, bán kính ngõng trục nhỏ hơn bán kính lót trục. Hình 4.18a mô tả mặt cắt ngang của khớp quay có độ hở. Ta sẽ sử dụng mặt cắt ngang này khi nghiên cứu bài toán.
e Hat lên trục một lực O thắng đứng và đi qua tâm O của trục. Dưới tác dụng của lực O truc và lót trục tiếp xúc nhau tại điểm thấp nhất A.
Đặt thêm lên trục một momen M nằm trong mặt phẳng chuyển động của trục.
Cho M tăng dần từ 0. Khi M lớn hơn momen cản lăn giữa trục và lót trục, trục bắt đầu lăn và leo lên lót trục cho đến khi điểm tiếp xúc giữa trục và lót trục đạt đến điểm B với AB = @ (VỚI
@ là góc ma sát trượt) thì trục dừng lại tại đó (hình 4.18b). Nếu momen M bằng momen ma sát trượt Ms trong khớp quay thì trục sẽ quay đều, còn nếu M lớn hơn M„; thì trục sẽ quay nhanh dần.
Điều này có thể giải thích như sau : Bề mặt lót trục có thể xem như là tập hợp các mặt phẳng nghiêng liên tiếp có góc nghiêng tăng liên tục từ 0. Tại điểm A góc nghiêng của mặt phẳng nghiờng bằng 0. Lỳc đầu gúc nghiờng #ứ nhỏ hơn gúc ma sỏt ứ nờn trục bị tự hóm và khụng thể trượt xuống trên mặt phẳng nghiêng. Nhờ đó trục sẽ lăn và leo lên dần lên lót trục. Khi leo đến điểm B thỡứz =ứ, trục hết bị tự hóm, khụng thể leo lờn cao hon mà trượt tại chỗ. Khi đú, nếu Ä⁄ = Mí,„ thì trục quay đều, nếu Ä⁄ > Mƒ„„ thì trục quay nhanh dần.
e Do trục và lót trục tiếp xúc nhau theo một điểm B nên tổng áp lực N va téng luc ma sat F
từ lót trục tác dụng lên trục tập trung tại điểm B (hình 4.18b).
Cánh tay đòn a của lực với r là bán kính của ngõng trục.
Hệ số phân bố áp suất LẠ =l|
Momen ma sát trong khớp quay có độ hở bằng : |M„; = rƒ `
ở
Hinh 4.18a :
b) Khớp quay khít còn mới
Khi bán kính của ngõng trục và của lót trục bằng nhau thì khớp quay được gọi là khớp quay khít.
e Đối với khớp quay khít mới chế tạo, trục và lót trục tiếp xúc trên nửa cung tròn A/B. Áp suất từ lót trục tác dụng lên trục xem như phân bố đều trên cung tiếp xÚc : p(#)= Đạ=
hằng số (hình 4.19). Do đó áp lực N nằm trên đường thẳng đối xứng OI của cung AB.
Khi trục quay đều dưới tác dụng của tải trọng Q và momen M, ta có :
SS
Lót trục
p(œ)=hằng số | X
(N,-O) = mử
Hệ số phân bố áp suất : | :
fe J
| pode Hình 4.19 :
A=——D” =2
2+0 2
| P, Cos(p —a)da x9
Z Z Z
Suy ra : y A=—| 2 |la=—r||M,,. 2 Ms ~ "5 ƒ'Q ==rf' ( 4.11 )
Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa Sự phạm Kỹ thuật 50
c) Khớp quay khít đã chạy mòn e Trên (thực tế, trục được làm bằng thép tôi cứng, lót trục làm bằng vật liệu mềm hơn (đồng thanh, bác bít...) nên có thể giả sử chỉ có lót
trục bị mòn, còn trục không mòn, mà chỉ lún xuống một lượng là uạ theo phương của áp lực N (hình 4.20).
Trục và lót trục tiếp xúc nhau theo
Trục đã bị lún Trục chưa lún „
nửa vũng trũn AB = ỉ = Z đối xứng
nhau qua N.
Khi trục quay đều dưới tác dụng của lực và momen M thì (N.-Ó) =-—.
e Tại một điểm tiếp xúc M bat ky
giữa trục và lót trục (vị trí của điểm
M được xác định bằng góc a), d6 mon CM theo phương áp luc N la
như nhau và bằng uạ, còn độ mòn DM theo phưưong hướng tâm O cua trục bằng :
u(a@) = DM =CM cos DMC
=> uI(Œ) = Hạ COS(Œ — 0)
e Giả sử toàn bộ công ma sát được Hình 4.20 : dùng để làm mòn ổ. Khi đó áp suất
p(ứ) tại điểm tiếp xỳc M sẽ tỷ lệ với độ mũn w(#) : p(z)= pạcos(z—ứ) nghĩa là ỏp suất phân bố theo quy luật hình cosIn.
e Từ đó :
fe
| Dạ cos(a—- pda
Zio 4 |
Ar= 2 =
2 7
OQ.
| Dạ cos” (œ — @)dœ
4 4 4
Suy Ta : 2=—| |a=T—rl |M„¿ =—rƒ ` Q
1 1 1
(4.12)
Từ các biểu thức (4.11) và (4.12) ta thay rang momen ma sát trượt trong khớp quay khít đã chạy mòn nhỏ hơn momen ma sát trong khớp quay khít còn mới.
§3. Ma sát trong khớp quay chặn
Khớp quay chặn dùng để chịu lực chiều trục tác dụng lên trục. Trong khớp quay chặn, trục và lót trục tiếp xúc
nhau theo một hình vành khăn bán kính trong là r;, bán Hình 421a : kính ngoài là r; (hình 4.21a).