Bài giảng Cơ học máy - Chương 14: Ổ lăn - Phan Tấn Tùng

1Chương 14 Ổ LĂN
1. Khái niệm chung
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
2Công dụng: ổ lăn dùng để đỡ trục và giảm ma sát giữa phần quay và
không quay
Cấu tạo ổ lăn gồm: con lăn, vòng trong, vòng ngoài, vòng cách
Phân loại theo hình dáng con lăn: ổ bi, ổ đũa, ổ đũa côn, ổ kim, ổ đũa trụ
xoắn
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
3Phân loại theo khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ đỡ chặn, ổ chặn
Phân loại theo khà năng tự lựa: ổ tự lựa,ổ không tự lựa
Phân loại theo số dãy con lăn: ổ 1 dãy, ổ nhiều dãy
Phân loại theo kích thước đường kính ngoài: ổ cỡ rất nhẹ, cỡ nhẹ, cỡ
trung, cỡ nặng
Phân loại theo kích thước bề rộng: ổ cỡ hẹp, ổ cỡ trung, ổ cỡ rộng
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
4Các loại ổ lăn thông dụng
•Ổ bi đỡ 1 dãy
•Ổ bi đỡ lồng cầu 2 dãy
•Ổ đũa trụ ngắn đỡ 1 dãy
•Ổ đũa lồng cầu 2 dãy
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
5Các loại ổ lăn thông dụng
•Ổ kim
•Ổ bi đỡ chặn 1 dãy
•Ổ đũa côn đỡ chặn 1 dãy
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
6Các loại ổ lăn thông dụng
•Ổ bi chặn
•Ổ đũa chặn
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
7Ký hiệu ổ lăn
• Ký hiệu ổ lăn gồm tổ hợp các số và chữ, chủ yếu gồm 5 chữ số
Không kí hiệu : vòng chặn nhỏ
2 : vòng chặn lớn
HJ : ổ bi đũa trụ ngắn 1 dãy
có vòng chặn L
4 : ổ hẹp
3 : ổ hẹp
NN ,NNU : ổ bi đũa trụ
ngắn 2 dãy (NNU : ổ hẹp , 
NN : ổ rộng )
Không kí hiệuNF,NJ : ổ bi đũa chặn trụ
ngắn 1 dãy ( NF : bên trái ; 
NJ bên phải ) 
-Nếu ổ N :không kí hiệu
-Nếu ổ NU ,NUP:
1 : ổ hẹp
2 : ổ rộng
N,NU,NUP : ổ bi đũa trụ
ngắn 1 dãy
0,1 : ổ thấp
2 :ổ trung
3: ổ cao
3 : ổ bi côn 1 dãy
1 : nếu ổ 1 dãy
2 : nếu ổ 2 dãy
5 : ổ bi chặn
2: nếu ổ rộng (ổ hẹp không kí hiệu )1 : ổ bi lòng cầu 2 dãy
(Nếu ổ rộng : không cần kí
hiệu)
-Nếu d < 20 mm ta có các
kí hiệu sau:
00 nếu d = 10 mm
01 nếu d = 12 mm
02 nếu d = 15 mm
03 nếu d = 17 mm
-Nếu d >= 20 mm ta kí
hiệu bằng :
+ Giá trị của thương d/5 : 
nếu d chia hết cho 5
+ /d : nếu d không chia hết
cho 5 
-Nếu d >= 500 mm ta kí
hiệu :/d
8,9 : siêu nhẹ
0 : đặc biệt nhẹ
2 : nhẹ
3 : trung
4 : nặng
Không kí hiệu6 : ổ bi đỡ 1 dãy
7 : ổ bi đỡ chặn 1 dãy
Biểu thị đường kính trong d 
Chữ số thứ nhất và hai
Biểu thị cỡ ổ (đường kính ngoài)
Chữ số thứ ba
Biểu thị kết cấu (bề rộng)
Chữ số thứ tư
Biểu thị loại ổ
Chữ số thứ năm
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
8Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
9Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
10
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
11
2. Động học và động lực học ổ lăn
2.1 Động học ổ lăn
Ta có vận tốc dài điểm tiếp xúc con lăn và vòng trong
Vận tốc dài tâm con lăn
Vân tốc góc con lăn quay quanh trục chính nó
Vận tốc góc của vòng cách
2
1
1
Dv ω=
2
1
0
vv =
ww
w D
D
D
vv ωω 101 5.0)(2 =−=
ωωω 5.0
)(
5.02
1
10 ≈+== wpwc DD
D
D
v
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
12
2.2 Động lực học ổ lăn
Phương trình cân bằng lực
Với
Z: tổng số con lăn
Và chứng minh được
Thực tế do có khe hở hướng tâm
γγγ kFFFFF kr cos2...2cos2cos2 210 ++++=
Z/3600=γ
Z
FF r37.40 =
Z
FF r50 =
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
13
3. Dạng hỏng và chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn
Dạng hỏng:
• Tróc rỗ bề mặt rãnh lăn vòng trong, vòng ngoài, con lăn do sự thay đổi
của ứng suất tiếp xúc.
• Mòn con lăn và vòng ổ do bôi trơn kém
• Vỡ vòng cách: thường xảy ra với ổ quay nhanh
• Biến dạng dư rãnh vòng con lăn: thường xảy ra với ổ chịu tải lớn và
quay chậm
• Vỡ vòng ổ và con lăn: do va đập hay lắp ráp không đúng kỹ thuật
Chỉ tiêu lựa chọn ổ lăn:
• n ≥ 10 vg/ph: tính theo khả năng tải động
• 1< n < 10 vg/ph: chọn n = 10vg/ph rồi tính theo khả năng tải động
• n ≤ 1 vg/ph: tính theo khả năng tải tĩnh
• Khi tính theo khả năng tải động cần kiểm tra lại theo khả năng tải tĩnh
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
14
4. Tuổi thọ và độ tin cậy ổ lăn
Theo đồ thị đường cong mõi
Vì số chu kỳ làm việc N tỉ lệ với tuổi tho L nên
Và ứng suất tiếp xúc tỉ lệ với lực tác dụng nên
Vậy tuổi thọ ổ (triệu vòng)
ổ bi
ổ đũa
Nếu tính theo xác suất làm việc không hỏng
Nếu biết tuổi thọ Lh (giờ)
Với a1 và a23 xem trang 392
constNmHH =σ
constLmHH =σ
mm CLQ =
m
Q
CL ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 3=m
3
10=m
m
Q
CaaL ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 231
610
..60 hLnL =
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
15
5. Lựa chọn ổ lăn theo khả năng tải động
Khi n ≥ 10 vg/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải động
Khi 1 vg/ph < n < 10 vg/ph → chọn n=10 vp/ph → tính ổ lăn theo khả năng
tải động
Hệ số khả năng tải động
Với khi tính ổ bi và khi tính ổ đũa
Tuổi thọ ổ lăn (triệu vòng)
Tải trong qui đổi
• Ổ đỡ
•Ổ đỡ chặn
• Ổ chặn
•Hệ số khả năng tải động cho phép tra trong các phụ lục sách hoặc theo
catalog cua các công ty chế tạo ổ lăn. Hệ số X, Y xem bảng 11.3 & 11.4
3=m
3
10=m
610
60 hLnL =
tar KKFYFXVQ σ)...( +=
∑+= tar KKFYFXVQ σ)...(
ta KKFQ σ=
CLQC mtt ≤=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
16
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
17
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
18
Các hệ số Kσ và Kt xem trang 394
Khi có lực Fr tác động lên ổ đỡ chặn
thì do đặc điểm kết cấu sẽ phát sinh
tải dọc trục phụ S
• Ổ bi đỡ chặn
• Ổ đũa côn
Xác định lực dọc trục tác động lên ổ
bằng cách chiếu tất cả lực dọc trục
lên phương song song trục, chiều
dương chọn theo chiều chịu lực dọc
trục của ổ. Khi tính cho ổ nào thì bỏ
qua lực dọc trục phụ của chính ổ đó.
Lực doc trục tác động lên ổ 1
Lực dọc trục tác động lên ổ 2
Nếu Thì chọn lại
rFeS .=
reFS 83.0=
∑ +−= 21 SFF aa
∑ += 12 SFF aa
∑ < iai SF ∑ = iai SF
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
19
6. Lựa chọn ổ lăn theo khả năng tải tĩnh
Khi n < 1 vg/ph → tính ổ lăn theo khả năng tải tĩnh
Hệ số khả năng tải tĩnh
• Ổ đỡ và đỡ chặn
Và
Điều kiện bền
• Ổ chặn
Với các hệ số X0 và Y0 tra bảng 11.6 
ar FYFXQ 000 +=
rFQ =0
0max0 CQ ≤
00 CFQ a ≤=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
20
7. Định vị và lắp ghép ổ lăn
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
21
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
22
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
23
8. Bôi trơn và che kín ổ lăn
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
24
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
25
9. Trình tự lựa chọn ổ lăn
Thông số biết trước: sơ đồ tính toán, số vòng quay của ổ, đường kính
vòng trong d, điều kiện làm việc, thời gian làm việc (Lh – giờ).
Khi tính ổ lăn chì tính cho ổ chịu lực lớn nhất, ổ cón lại chọn cùng ký hiệu
với ổ chịu lực lớn nhất.
1. Tính lực hướng tâm và dọc trục tác động lên ổ (xem phần tính trục)
2. Chọn các hệ số V, Kσ,Kt
3. Xác định tuổi thọ L (triệu vòng) và hệ số khả năng tải động tính toán
Ctt
4. Chọn cỡ ổ theo tiêu chuẩn thoả Ctt < C và n < ngh
HẾT CHƯƠNG 14
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng