Chuyên đề Gối đỡ trục trung gian

Chuyên đề Gối đỡ trục trung gian1.Công dụng: Các gối trung gian dùng để đỡ các đoạn trục từ bích trước đến bích ra động cơ chính, bích ra động cơ chính hay gối đẩy. Ta có sơ đồ kết cấu hệ trục: Ka bi 2. Vị trí đặt gối đỡ: Gối đỡ trục trung gian nên đặt gần vách kín nước và có thế ngay tại vách ngang của tàu . Tránh đặt tại chính giữa khoảng cách hai vách ngangnhằm tránh phát sinh độ võng quá lớn Tàu cao tốc với chiều dài hệ trục từ động cơ chính đén chân vịt không vượt 20-25 lần đường kính trục chân vịt có thể không cần bố trí gối đỡKhoảng cách từ bích trục trung gian đến gối trung gian nên là 0,2L (L:chiều dài đoạn trục trung gian ) 3. Các loại gối trung gian: Có 3 kiểu gối trung gian -Gối có máng đỡ truyền thống: được bôi trơn bằng dầu nhờn theo kiểu văng té nhờ vòng dầu hoặc cơ cấu gạt dầu, hoặc mao dẫn. - Ổ lăn chuyên dùng cho gối trung gian : Đươc bôi trơn bằng mỡ ; than ổ gồm hai nửa, cho phép lắp vào hệ trục . Đặc biệt thích hợp cho hệ trục tàu tuabin hơi -Gối trung gian Michell:  Có nhiều guốc đỡ nghiêng, được bôi trơn bằng dầu nhờn -Gối trung gian Michell Trình tự thiết kế gối trục trung gian Bước 1: Tính phụ tải mỗi gối trục Bước 2: Tính áp suất mỗi gối trục Tính áp suất gối trục P1,P2,…,Pn+1 và đối chiếu với suất cho phép [P] p =R1/S = R1/0,9dL1η Sơ đồ bố trí hệ trục 4.Các thông số cơ bản : Khoảng cách giữa hai ổ đỡ kề nhau :L 12Dt ≤ L ≤ 22Dt Tuy nhiên đối với các hệ trục nhỏ có đường kính không đáng kể cũng có thể chọn L theo các công thức: L ≤ 91√Dt hoặc L ≤ 125 √Dt Ổ đỡ trục thường là ổ trượt, và cũng có thể là ổ lăn . Chiều dài ổ trượt thường bằng: l =(0,8-1,2)Dt 5. Ổ trượt trục trung gian 5.1. Định nghĩa Ổ trượt trục trung gian dùng để đỡ trục trung gian .Khi làm việc bề mặt ngõng trục trượt trên bề mặt ổ trượt .Ma sát sinh ra trên bề măt làm việc là ma sát trượt 5.2. Cấu tạo Kết cấu ổ lăn đơn giản bao gồm :thân ổ, lót ổ và rãnh chứa dầu +)Thân ổ: thân ổ có thể liền với máy . Tuỳ vào kết cấu thân ổ có thể chia ra ổ nguyên hoặc ổ rời +)Lót ổ: lót ổ là thành phần chủ yếu của ổ trượt , thường được chế tạo từ loại vật liệu có hệ số ma sát thấp +)Rãnh chứa dầu : giúp cho việc phân bố đều dầu bôi trơn trên ổ 5.3. Ưu , nhược điểm của ổ trượt - Ưu điểm: + Làm việc có độ tin cậy cao khi vận tốc lớn mà khi đó ổ lăn có tuổi thọ thấp. + Chịu được tải trọng động và va đập nhờ vào khả năng giảm chấn của màng dầu bôi trơn . + Kích thước hướng kính tương đối nhỏ . + Làm việc êm + Khi trục quay chậm có kết cấu đơn giản. - Nhược điểm: + Yêu cầu chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên, chi phí lớn về dầu bôi trơn . + Kích thước dọc trục tương đối lớn. 5.4. Yêu cầu về gia công - Sai lệch về kích thước: + Sai lệch về đường kính ngoài của bạc đỡ : trong phạm vi dung sai H7/k6 + Sai lệch đường kính trong của bạc đỡ: 0,04-0,07mm + Độ không đồng đều chiều dày babit sau khi gia công ≤ 15% chiều dày thiết kế + Sai lệch đường kính trong của vỏ ổ đỡ để lắp bạc đỡ trong miền dung sai H7 - Sai lệch hình dáng:: + Độ ovan và độ côn mặt trụ ngoài của bạc đỡ ≤ 0.03 mm, của mặt trụ trong bạc đỡ: 0,03-0,04 mm. + Độ không đồng tâm mặt trụ trong và ngoài của bạc đỡ: 0,05 mm Lượng dư gia công cạo rà lần cuối cùng của đường kính : Tuỳ thuộc vào đường kính cổ trục Dt Khi - Dt = 140-230 mm thì lượng dư 0.3mm - Dt = 230-300 mm thì lượng dư 0.5 mm - Dt > 300 mm thì lượng dư 0.6mm 5.5 Yêu cầu về lắp ráp ổ trượt trung gian : - Độ tiếp xúc giữa hai bề mặt tháo lắp của hai nữa ổ đỡ khi rà chúng trên bàn máp : không ít hơn 4 điểm màn trên diện tích 25x 25mm khi rà bằng bột màu. - Độ tiếp xúc giữa mặt trụ ngoài của bạc đỡ và mặt trụ trong của vỏ đảm bảo tiếp xúc đều, và 75% diện tích có điểm màn đối với nữa duới và 60% đối với nửa trên. - Chế độ lắp ráp bạc với vỏ ổ đỡ theo H7/k6. - Độ tiếp xúc giữa lỗ côn và thân bu lông kẹp chặt hai nữa ổ đỡ điểm màu trên diện tích 1cm2 - Chế độ lắp ghép bulông chân ổ đỡ xuống bệ tàu theo H7/Js6 Chú ý: - Sau khi lắp ráp phải đảm bảo có thể tháo bạc khỏi hai nửa vỏ ổ đỡ một cách dễ dàng bằng cách dung búa chì gõ nhẹ. - Khe hở lắp ráp trong ổ đỡ cần phù hợp như trong thiết kế. 5.6. Vật liệu chế tạo Ổ trượt trục trung gian thường sử dụng vật liệu babit và được bôi trơn bằng dầu, gồm các kiểu bôi trơn cưỡng bức, bôi trơn nhờ đĩa dầu và vòng văng dầu được sử dụng phổ biến hơn cả . Đối với gối đỡ lớn người ta bố trí hệ thống nước làm mát dầu 5.7. Bôi trơn và làm mát ổ trượt -Ổ đỡ trượt trung gian được bôi trơn bằng dầu tuần hoàn, hoặc nhỏ dầu tại chỗ từ các bầu dầu chứa ngay trong từng ổ đỡ bằng cách dùng đĩa gom dầu,vòng văng dầu, bấc nhỏ dầu,hoặc vòng và bấc nhỏ dầu kết hợp. Còn làm mát bằng nước tuần hoàn. -Đối với ổ đỡ trục nhỏ thì phần lớn được bôi trơn và làm mát bằng dầu chưa ngay trong ổ đỡ. Dầu nhờn có độ nhớt không thấp hơn 6 độ E tại 50 độ C .Khi làm việc lâu dài ở chế độ tải lớn nhất thì dầu và nước cần đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật sau: + Nhiệt độ dầu nhờn trong ổ đ ỡ : t = 65-75 độ C + Áp suất dầu nhờn trong ổ đ ỡ : p =0,2-0,5 kG/cm2 6.Ổ lăn trục trung gian 6.1. Cấu tạo - Ổ lăn gồm vòng ngoài, vòng trong, con lăn và vòng cách -Tải trọng từ trục truyền đến gối đỡ trục phải qua con lăn . Nhờ có con lăn trên rãnh nên ma sát sinh ra trong ổ là ma sát lăn 66.2.Phân loại Có nhiều loại ổ lăn tuy theo cách phân loại ổ như: ổ bi đỡ, ổ bi đỡ chặn, ổ bi long cầu hai dãy, ổ đũa trụ ngắn…. 6.3.Vật liệu chế tạo ổ lăn: Vật liệu chủ yếu để chế tạo vòng ngoài, vòng trong chủ yếu là thép Cr có hàm lượng Cacbon từ 1%. Khi ổ lăn làm việc trong môi trường ăn mòn , người ta có thể dung thép không gỉ, gốm, chất dẻo…. Khi làm việc ở nhiệt độ cao người ta dung thép chịu nhiệt. Để chế tạo con lăn, người ta dung các loại vật liệu như vật liệu vòng trong và vòng ngoài. Tuy nhiên khi ổ làm việc với vận tốc cao, nên chế tạo con lăn bằng các vật liệu có khối lượng riêng thấp để giảm ồn, giảm lực ly tâm và áp lực tác dụng lên vòng ngoài Vòng cách được chế tạo bằng phương pháp dập từ các vật liệu giảm ma sát như thép ít cacbon . Khi ổ làm việc với vận tốc cao ta có thể sử dụng đồng thanh, hợp kim nhôm, gốm kim loại , tectolit, poliamit… 6.4.Cấp chính xác chế tạo Theo TCVN có 5 cấp chính xác khi chế tạoổ lăn theo thứ tự tăng dần:P0,P6,P5,P4 và P2. Giá thành càng tăng khi cấp chính xác càng cao 6.5.Yêu cầu về gia công ổ lăn Sai lệch đường kính lỗ trong của loại ổ đỡ đúc liền và tháo rời tại chỗ lắp vòng bi cầu hoặc bi đũa tuỳ theo đường kính lỗ Đường kính lỗ vỏ ổ đỡ d0(mm) Dung sai gia công (mm) Đường kính lỗ vỏ ổ đỡ d0(mm) Dung sai gia công (mm) 51-80 81-120 121-180 181-260 (+0,03) 0,0 (+0,05) 0,015 (+0,06) 0,018 (+0,07) 0,022 261-360 361-500 501-630 631-800 (+0,08) 0,022 (+0,09) 0,03 (+0,17) 0,10 (+0,19) 0,10 Chú ý: Với loại ổ đỡ liền khi đường kính lỗ: D0<80 mm thì dung sai lấy theo H7/h6 (TCVN) D0 = 81-500 mm thì dung sai lấy theo g6 D0 >500 mm dung sai theo f7 Với loại ổ đỡ tháo rời dung sai cho phép lấy như sau: D0 < 500 mm theo dung sai H7/h6 D0 >500 mm theo dung sai g6 Sai lệch đường kính lỗ tại chỗ đệm kín trong nắp ổ đỡ và tại vòng chắn dầu, theo H9 : -Độ không phẳng bề mặt tựa của chân ổ lăn tuỳ theo chiều dài chân ổ đỡ - Độ ô van của ống lót : không lớn hơn 0,02 mm - Độ không phẳng các bề mặt ghép giữa 2 nửa ổ đỡ: không lớn hơn 0,05 mm. - Độ chính xác khi rà bề mặt tiếp xúc giữa hai bề mặt nửa trên và nửa dưới của ổ đỡ sau khi xiết chặt bulông :thước lá 0,05 mm không được lọt qua - Vỏ ổ đỡ đúc hoặc hàn đều phải được xử lý nhiệt sau khi gia công sơ bộ Yêu cầu độ bong gia công ổ lăn : + Bề mặt lắp của chân vỏ ổ đỡ ▼4 + Bề mặt dầu, rãnh định tâm , rãnh đệm chặn đầu, măt trụ trong của vỏ ổ đỡ ▼5 + Bề mặt lắp ổ bi, bề mặt tháo lắp ăn khớp giữa nửa trên và nửa dưới ▼6-▼7 6.6. Ưu, nhược điểm của ổ lăn Ưu điểm: -Do sản xuất hang loạt nên giá thành ổ lăn thấp ma sát sinh ra là ma sát lăn ,do đó tổn thất công suất do ma sát thấp. Tính lắp dẫn cao, thay thế thuận tiện khi sửa chữa và bảo quản. Chăm sóc và bôi trơn đơn giản . -So với ổ trượt thì ổ lăn có kích thước dọc trục nhỏ hơn. Hệ số ma sát nhỏ : f =0,002-0,003 trong khi ổ trượt f = 0,01-0,02 -Độ tin cậy trong vận hành so với ổ trượt cao hơn. Hiệu suất sử dụng cao Nhược điểm: -Khả năng quay nhanh, chịu va đập và chấn động kém do độ cứng (độ biến dạng) của kết cấu ổ lăn thấp. -Kích thước hướng kính tương đối lớn. -Khi làm việc với vận tốc cao thì độ tin cậy thấp (do ổ bị nóng ) và vỡ vòng cách do lực ly tâm của con lăn. -Ồn khi làm việc với vận tốc cao . 7. Hình ảnh gối đỡ trục trung gian 8. Tài liệu tham khảo Th.s Nguyễn Đình Long – Trang bị động lực tàu thủy – Trường Đại Học Nha Trang – 2007. Nguyễn Đăng Cường – Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy – Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội – 2000.