Xác định lưu lượng dầu thích hợp cho vòng bi tạp chí.Trong khi đi du lịch và giảng dạy các khóa học cơ bản về bôi trơn tại nhiều cơ sở khác nhau trên khắp đất nước, tôi liên tục được nhắc nhở về những quan niệm sai lầm đang tràn lan trong ngành của chúng tôi. Gần đây, tôi đã được hỏi câu hỏi, “Làm thế nào để bạn xác định lưu lượng dầu tuần hoàn thích hợp cho ổ trục ghi nếu bạn biết tốc độ trục, khe hở, loại dầu và nhiệt độ?”
Giống như nhiều thứ trong bôi trơn, câu trả lời gần như không đơn giản như nó có vẻ. Một số khái niệm phải được giải thích, bao gồm một số quy trình thiết kế liên quan đến việc xác định kích thước ổ trục và kích thước ổ trục chính xác, vật liệu và các yêu cầu bôi trơn.
Một số tên được sử dụng cho các loại vòng bi này, chẳng hạn như vòng bi tạp chí, vòng bi tay áo và vòng bi mặt phẳng, chỉ là một vài cái tên. Chức năng cơ bản của bạc đạn thường là để đỡ trục. Loại ổ trục này thường được chọn cho các ứng dụng không chịu sự thay đổi của tốc độ trục hoặc tải trọng.
Có ba thành phần chính của loại hệ thống này: bộ phận đứng yên hoặc ổ trục, bộ phận chuyển động hoặc nhật ký và chất bôi trơn. Các thành phần kim loại của hệ thống có thể bao gồm bất kỳ số lượng vật liệu nào. Vòng bi thường được làm bằng kim loại mềm hơn kim loại để tránh mài mòn phần tử chuyển động.
Thông thường, chất bôi trơn đi vào ổ trục từ trung tâm và đi qua các đầu nơi nó rời khỏi ổ trục. Chất bôi trơn thực hiện một số chức năng bao gồm cung cấp các điều khiển về ma sát, mài mòn, ăn mòn, nhiệt độ và nhiễm bẩn, cũng như một bộ phận truyền lực.
Trong bôi trơn ổ trục nhật ký, ba chế độ bôi trơn cơ bản được áp dụng: màng thủy động hoặc toàn phần, màng hỗn hợp và ranh giới. Điều quan trọng cần lưu ý là bất kể bề mặt kim loại được gia công tốt như thế nào, các điểm không hoàn hảo vẫn tồn tại. Những đỉnh và thung lũng nhỏ này được gọi là đỉnh. Ba chế độ bôi trơn về cơ bản đề cập đến số lượng tiếp xúc giữa các chế độ này.
Phần lớn các ổ trục tạp chí được thiết kế để hoạt động ở chế độ thủy động lực học (toàn màng). Tuy nhiên, những vòng bi này cũng trải qua một phần tuổi thọ hoạt động của chúng ở hai chế độ còn lại, vì vậy chúng cũng đáng được giải thích.
Trong bài báo của mình “Bôi trơn ranh giới, một đánh giá của Văn học Thế giới”, WE Campbell định nghĩa bôi trơn theo ranh giới là: “… bôi trơn bằng chất lỏng trong điều kiện các bề mặt rắn gần nhau đến mức có thể tiếp xúc đáng kể giữa các bề mặt đối lập.”
Tóm lại, bôi trơn biên là chế độ mà sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại xảy ra và phần mài mòn lớn nhất được tạo ra. Phần lớn tải trọng đang được thực hiện bởi những người không kinh nghiệm này với rất ít, nếu có, được vận chuyển bởi chất bôi trơn. Điều này thường diễn ra khi khởi động thiết bị.
Trong bôi trơn màng hỗn hợp, vẫn tồn tại một ít tiếp xúc giữa các chất bôi trơn, nhưng chất bôi trơn cũng hỗ trợ một số tải trọng. Điều này xảy ra ngay sau khi khởi động nhưng trước khi đạt đến tốc độ hoạt động bình thường. Cuốn sách của Harry C. Rippel, Sổ tay Thiết kế Vòng bi Đồng đúc, mô tả bôi trơn màng hỗn hợp là: “… một phần của tổng tải do ổ trục mang theo được hỗ trợ bởi các bể chứa chất bôi trơn tự điều áp riêng lẻ và phần còn lại một phần bởi màng nhiễm bẩn rất mỏng liên quan đến sự bôi trơn ranh giới. ”
Khi đạt được tốc độ vận hành bình thường, khả năng bôi trơn toàn màng hoặc thủy động sẽ đạt được. Trong chế độ này, hai bề mặt kim loại được ngăn cách bởi một lớp màng bôi trơn ở mức độ mà các bề mặt không còn tiếp xúc với nhau. Điều hoàn toàn hợp lý là nếu bạn duy trì sự tách biệt hoàn toàn của các bề mặt kim loại bằng chất bôi trơn ở giữa thì sẽ không xảy ra hiện tượng mài mòn cơ học. Trên thực tế, người ta đã tuyên bố rằng miễn là tình trạng này tồn tại, những vòng bi này có thể hoạt động vô thời hạn mà không bị mài mòn.
Mang tạp chí điển hình
Quá trình này có thể được so sánh với trượt nước. Trong khi thuyền không hoạt động, người trượt tuyết ở trong nước, điều này tương đương với điều kiện biên với chất bôi trơn không hỗ trợ trục. Khi tốc độ tăng lên, người trượt tuyết sẽ lên khỏi mặt nước. Điều này tương tự như chế độ phim hỗn hợp, vì nước hỗ trợ một số cho người trượt tuyết. Một khi thuyền tăng tốc, người trượt tuyết hoàn toàn lên khỏi mặt nước và lướt trên bề mặt (bôi trơn toàn bộ phim hoặc thủy động lực học).
Áp suất chất lỏng được tạo ra trong màng bôi trơn, có khả năng chịu tải do độ nhớt của nó. Dầu bôi trơn có hệ số nhớt-áp suất đáng kể. Điều này có nghĩa là áp suất lên chất bôi trơn càng lớn thì độ nhớt tại điểm áp suất càng cao. Trong trường hợp vòng bi có phần tử lăn, áp suất này đủ cao để làm tăng độ nhớt của chất bôi trơn đến mức nó sẽ làm biến dạng các phần tử lăn của vòng bi. Hệ số độ nhớt áp suất này là yếu tố cung cấp khả năng chịu tải của ổ trục tạp chí.
Để hiểu rõ hơn về màng bôi trơn, bây giờ chúng ta hãy xem xét hai phương trình để xác định nguồn cấp dầu bôi trơn để đảm bảo một lượng chất bôi trơn đủ để hỗ trợ tải trong ổ trục nhật ký. Phương trình bạn sử dụng để tính lưu lượng tuần hoàn thích hợp sẽ phụ thuộc vào việc bạn đang làm việc theo đơn vị gallon mỗi phút hay theo đơn vị giọt mỗi phút. Các phương trình có thể được nhìn thấy trong hộp trên.
Mặc dù hầu hết các biến trong các công thức này đều đơn giản, nhưng hệ số thanh thải (m) có thể gây nhầm lẫn cho một số người. Nó có thể được xác định bằng cách tính toán khe hở đường kính (2C), bằng đường kính lỗ khoan trừ đi đường kính lỗ khoan. Rõ ràng, khe hở sẽ nhỏ hơn nhiều so với đường kính tạp chí (D), vì vậy giá trị này được nhân với 1.000 để làm cho việc tính toán dễ dàng hơn. Do đó, hệ số thông thủy là: m = 1.000 (2C / D).
Trở lại câu hỏi ban đầu về việc thiết lập lưu lượng dầu thích hợp cho ổ trục ghi, trong trường hợp này, độ hở đã được biết. Đường kính và chiều dài phải dễ dàng có được bằng cách đo hoặc bằng cách kiểm tra tài liệu. Tốc độ cũng đã được biết, vì vậy giá trị duy nhất còn lại để tìm là tải (W). Đây chỉ đơn giản là vấn đề xác định trọng lượng của phần tử quay chia cho số vòng bi.
Khi tất cả các giá trị đã được xác định và phương trình thích hợp được chọn cho gallon hoặc giọt mỗi phút, bạn chỉ cần nhập các số vào máy tính
