TCVN8029:2009

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8029:2009 (ISO 76 : 2006) về Ổ lăn - Tải trọng tĩnh danh định TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8029 : 2009 ISO 76 : 2006 Ổ LĂN - TẢI TRỌNG TĨNH DANH ĐỊNH Rolling bearings - Static load ratings L ời nói đầu TCVN 8029 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 76 : 2006. TCVN 8029 : 2009 do Ban kỹ thuật tiêu chu ẩ n quốc gia TCVN/TC 4 Ổ lăn, ổ đỡ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Ch ấ t lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Ổ LĂN - TẢI TRỌNG TĨNH DANH Đ Ị NH Rolling bearings - Static load ratings 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp để tính toán tải tr ọ ng tĩnh cơ bản và tải trọng tĩnh tương đương đối với ổ lăn có phạm vi kích thước chỉ dẫn trong các tiêu chuẩn có li ê n quan, được ch ế tạo từ thép ổ lăn được nhiệt luyện có độ cứng và ch ấ t lượng cao, thông dụng hiện nay theo công nghệ sản xu ấ t thích hợp và thiết k ế theo thông lệ v à h ì nh dáng các bề mặt ti ế p xúc với con lăn. Các tính toán tiến hành theo tiêu chuẩn này không mang lại kết quả th ỏa đáng đối với các ổ lăn trong đó do các điều kiện ứng dụng/hoặc kết c ấ u bên trong có sự thu hẹp đáng kể vùng ti ế p xúc giữa các con lăn với mặt lăn của các vòng ổ. Với cùng một hạn ch ế , các điều kiện ứ ng dụng sẽ gây ra các sai lệch so với việc phân bố tải trọng bình thường trong ổ lăn, v í dụ như sử dụng độ không thẳng hàng, tải trọng đặt trước hoặc khe hở quá lớn hoặc xử lý b ề mặt hoặc các l ớ p phủ đặc biệt. Khi có lý do đánh giá với các điều kiện như vậy, người sử dụng nên hỏi ý ki ế n nhà sản xu ấ t v ề các kiến nghị và đánh giá tải trọng tĩnh tương đương. Tiêu chu ẩ n này không ứng dụng cho các thiết kế trong đó các con lăn làm việc trực ti ế p trên bề mặt tr ục hoặc trên b ề mặt thân hộp, trừ khi b ề mặt đó tương đương v ề mọi mặt với b ề mặt ổ mà n ó thay thế. Ổ l ă n đỡ hai dãy và ổ l ă n chặn hai chi ề u khi áp dụng tiêu chuẩn n à y được coi l à đ ố i xứng. Ngoài ra, nguyên tắc chỉ dẫn đối với các hệ số an toàn tĩnh được áp dụng cho các ứng dụng tải trọng nặng. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau r ấ t cần thiết cho việc áp dụng ti ê u chu ẩ n này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản mới nh ấ t, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). ISO 5593, Rolling bear i ng - Vocabulary ( Ổ lăn - Từ vựng) . ISO 15241, Rolling bearing - Symbols for quantit i e s ( Ổ lăn- Các kí hiệu cho các đại lượng) . ISO/TR 10657:1991, Explanatory notes on ISO 76 (Các chú thích để giải thích cho ISO 76) . 3. Thuật ngữ và định nghĩa Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong ISO 5593 và các thuật ngữ và định nghĩa sau. 3.1. Tải trọng tĩnh (static load) Tải trọng tác động l ê n ổ khi tốc độ quay của các vòng ổ hoặc vòng đệm của ổ với nhau là bằng không. 3.2 . Tải trọ ng tĩnh hướng tâm cơ bản danh đ ị nh (basic static radial load rating) T ả i trọng hướng tâm tương ứng với ứng suất ti ế p xúc được t í nh toán tại tâm của phần lớn các con lăn ch ị u tải trọng lớn nhất/mặt tiếp xúc con lăn có trị số: - 4600 MPa đối với các ổ bi tự lựa, - 4200 MPa đối với toàn bộ các ổ bi đ ỡ khác, và - 4000 MPa đối với toàn bộ các ổ đũa đỡ. CH Ú TH Í CH 1: Trong trường hợp ổ đ ỡ -chặn một d ã y, tải trọng hướng tâm danh định là thành phần hướng tâm của tải trọng chỉ gây ra sự dịch chuy ể n hướng tâm của các vòng ổ so với nhau. CHÚ THÍCH 2: Đối với các ứng su ấ t ti ế p xúc này, dưới tác dụng của tải trọng tĩnh, tổng biến dạng dư của các con lăn và vòng mặt l ă n gằn bằng 0,0001 đường kính của con l ă n. 3.3 . Tải trọng tĩnh chi ề u trục cơ bản danh đ ị nh (basic static axial load rating) Tải trọng tĩnh chi ề u tr ụ c trung tâm tương ứng với ứng suất ti ế p xúc được tính toán tại tâm của phần l ớn các con lăn ch ị u tải lớn nhất/mặt ti ế p xúc con lăn có trị số. - 4200 MPa đối với các ổ bi chặn, - 4000 MPa đối với toàn bộ các ổ lăn chặn khác. CHÚ THÍCH: Đối với các ứng su ấ t ti ế p xúc này, dưới tác dụng của tải trọng tĩnh , tổng biến dạng dư của các con lăn và mặt lăn gần bằng 0,001 của đường kính con lăn. 3.4. Tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương (static equivalent radial load) Tải trọng tĩnh hướng tâm gây ra ứng suất tiếp xúc tại tâm của ph ầ n lớn các con lăn chịu tải nặng/mặt tiếp xúc con lăn giống ứng suất ti ế p xúc xảy ra dưới các điều kiện tải trọng thực. 3.5 . Tải trọng tĩnh chiều trục t ươ ng đương (static equivalent axial load) Tải trọng tĩnh chi ề u trục trung tâm gây ra ứng suất tiếp xúc tại tâm của phần lớn con lăn chịu t ả i trọng lớn nhất/mặt tiếp xúc con lăn giống ứng suất tiếp xúc xảy ra dưới các đi ề u kiện tải trọng thực. 3.6. H ệ s ố an toàn tĩnh (static sa f ety factor) Tỷ số giữa số tải trọng tĩnh cơ bản danh định và tải trọng tĩnh tương đương, tạo ra độ an toàn dư chống lại biến dạng dư không th ể chấp nhận được trên các con lăn và các mặt tiếp xúc con lăn (mặt lăn). 3.7. Đường kính con lăn (đũa) (roller diameter) (tính toán tải trọng danh định) đường kính lý thuyết trong một mặt phẳng hướng kính qua điểm giữa của chi ề u dài con lăn (đũa) đối với con lăn (đũa) đối xứng. CHÚ THÍCH 1: Đối với đũa côn, đường k í nh có thể áp dụng bằng giá tr ị trung b ì nh của các đường k í nh tại gốc nhọn tưởng tượng trên đ ầ u lớn và đầu nhỏ của đũa. CHÚ TH Í CH 2: Đối với đũa l ồ i (tang trống) không đối xứng, đường k í nh được áp dụng x ấ p x ỉ b ằ ng đường k í nh tại đi ể m tiếp xúc giữa đũa và mặt ti ế p xúc con lăn (mặt măn) không có gờ khi tải trọng b ằ ng không. 3.8 . Chiều dài làm vi ệ c của con lăn (đũa) (effective roller length) (Tính toán tải trọng danh định) Chi ề u dài ti ế p xúc lớn nh ấ t lý thuyết giữa một con lăn (đũa) và mặt ti ế p xúc con lăn k hi đường tiếp xúc là ngắn nh ấ t. CH Ú TH Í CH: Chi ề u dài này thường là khoảng cách giữa các góc nhọn lý thuyết của đũa trừ đi cạnh vát đũa ho ặ c chi ề u rộng mặt lăn kh ô ng gồm rãnh thoát đá mài, lấy giá trị nào nhỏ hơn. 3.9. Góc tiếp xúc danh nghĩa (nominal contact angle) Góc giữa một mặt phẳng vuông góc với đường tâm ổ (mặt phẳng hướng kính) và đường tác dụng danh nghĩa của l ực tổng hợp do một vòng ổ hoặc vòng đ ệm của ổ truy ề n cho một con lăn. CH Ú TH Í CH: Đối với các ổ có các con lăn ( đũa) k hông đ ối xứng, góc ti ế p xúc danh nghĩa được xác định b ằ ng sự ti ế p xúc với mặt ti ế p xúc con lăn (mặt l ă n) khô ng có gờ. 3.10 . Đường k í nh chia của bộ bi (pitch diameter of ball set) Đ ườ ng k í nh của vòng tròn chứa tâm của các bi trong một dãy của một ổ bi. 3.11 . Đ ườ ng kính chia của con l ă n (đũa) (pitch diameter of roller set) Đường k í nh của vòng tròn cắt qua các đường tâm của các con lăn (đũa) tại vị trí giữa của các con lăn trong một dãy của một ổ đũa. 4. Kí hiệu Tiêu chuẩn này áp dụng các kí hiệu trong ISO 15241 và các k í hiệu sau: C 0a tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định, tính theo Ne w tơn; C 0r tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định, tính theo Newtơn; D p w đường kính chia của bộ bi hoặc bộ đũa, tính theo m i limét; D w đường kính danh nghĩa của bi, tính theo milim é t; D we đường k í nh con lăn (đũa) được áp dụng khi tính toán tải trọng danh đ ị nh, tính theo milimét; F a tải trọng chiều trục của ổ (thành ph ầ n chi ề u trục của tải trọng thực của ổ), tính theo Ne w tơn; F r tải trọng hướng tâm của ổ (thành phần hướng tâm của tải trọng thực của ổ), tính theo Ne w tơn; f 0 hệ số để tính toán tải trọng tĩnh cơ bản danh định; i số d ã y của các phần con lăn; L we chiều dài làm việc của con l ă n (đũa) được áp dụng trong t í nh toán tải trọng danh định, tính bằng milimét; P 0a tải trọng tĩnh chiều trục tương đương, tính theo Newtơn; P 0r tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương, t í nh theo Ne w tơn; S 0 hệ số an toàn tĩnh; X 0 hệ số tải trọng tĩnh hướng tâm; Y 0 hệ số tải trọng tĩnh chiều trục; Z s ố con lăn trong ổ một d ã y; so con lăn trên một d ã y của ổ lăn nhi ề u d ã y c ó cùng số lượng con lăn trên một d ã y; a góc tiếp xúc danh nghĩa, t í nh theo độ. 5. Ổ bi đỡ 5.1. Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định 5.1.1. Tải trọng tĩnh h ướ ng tâm cơ bản danh định đ ố i với ổ một d ã y Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định dùng cho ổ bi đỡ được cho theo công thức sau: C 0 r = f 0 iZD w 2 cos a (1) trong đó các giá trị của f 0 được cho trong Bảng 1. Công thức được áp dụng cho ổ có bán kính rãnh mặt lăn trong không lớn hơn 0,52 D w đối với các vòng trong của ổ bi đỡ và đỡ chặn và 0,53 D w đối với vòng ngoài của của ổ bi đơn và đ ỡ- chặn và vòng trong của ổ bi tự lựa. Khả năng chịu tải của ổ bi không nh ấ t thiết phải tăng lên do sử dụng bán k í nh r ã nh nhỏ hơn, nhưng được giảm đi bởi sử dụng bán kính r ã nh lớn hơn các bán kính được chỉ d ẫ n trong đoạn nêu trên. Trong trường hợp sau, phải sử dụng giá tr ị giảm đi tương ứng của f 0 . Việc t í nh toán các giá trị giảm đi này của f 0 được tiến hành theo công thức (3-18) cho trong ISO/TR 10657 : 1991. 5.1.2. Tải trọng t ĩ nh hướng tâm cơ bản danh đ ị nh đ ố i với các tổ hợp ổ bi 5.1.2.1. Hai ổ bi đ ỡ một d ã y làm vi ệ c như một ổ bi Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản đánh định đối với hai ổ bi đ ỡ một d ã y giống nhau được lắp bên nhau trên cùng một trục sao cho chúng làm việc như một ổ (lắp ghép cặp đôi) bằng hai lần tải trọng tĩnh hướng kính cơ bản danh định của một ổ bi một dãy. 5.1.2.2. Các lắp đặt li ề n k ề mặt mút rộng-mặt mút vòng và mặt mút h ẹ p-mặt mút h ẹ p của các ổ bi đỡ-chặn một d ã y Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định dùng cho hai ổ bi đ ỡ chặn một d ã y giống nhau được lắp bên nhau trên cùng một trục, sao cho chúng làm việc như một ổ bi (lắp ghép cặp đôi) với việc bố trí mặt mút rộng tiếp giáp mặt mút rộng và mặt mút hẹp ti ế p giáp mặt mút h ẹ p bằng hai lần tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định của một ổ một d ã y. 5.1.2.3. Lắp đặt nối đu ô i nhau Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định đ ố i với hai hoặc nhi ề u ổ bi đ ỡ một dãy giống nhau hoặc hai hoặc nhiều ổ bi đ ỡ -chặn một d ã y giống nhau được lắp sát bên nhau trên cùng một trục sao cho chúng làm việc như một ổ (lắp ghép đôi hoặc lắp thành cụm) với cách bố trí nối đuôi nhau bằng số ổ bi nhân với tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định của một ổ bi một d ã y. Các ổ bi phải được chế tạo và lắp ráp đúng để tải trọng phân bố giữa chúng bằng nhau. Bảng 1 - Giá tr ị của h ệ số f 0 đối v ới ổ bi Hệ số f 0 Ổ bi Ổ bi chặn đỡ và đỡ-chặn đỡ tự lựa 0 14 , 7 1,9 61,6 0,01 14,9 2 6 0,8 0,02 15 , 1 2 59,9 0,03 15,3 2,1 59,1 0 , 04 15 , 5 2 , 1 58,3 0,05 15,7 2 , 1 57,5 0,06 15 , 9 2 , 2 5 6 ,7 0,07 16,1 2 , 2 55,9 0,08 16 , 3 2 , 3 55,1 0,09 16,5 2,3 54 , 3 0 , 1 16,4 2 , 4 53,5 0,11 16,1 2,4 52 , 7 0,12 15,9 2 , 4 51,9 0,13 15 , 6 2,5 51,2 0,14 15,4 2,5 50,4 0,15 15,2 2 , 6 49,6 0,16 14,9 2,6 48,8 0,17 14,7 2,7 48 0,18 14 , 4 2,7 47,3 0,19 14,2 2,8 46,5 0,2 14 2,8 45,7 0,21 13,7 2,8 45 0,22 13,5 2,9 44,2 0,23 13,2 2,9 43,5 0,24 13 3 42,7 0 , 25 12,8 3 41,9 0,26 12 , 5 3,1 41,2 0,27 12,3 3 , 1 40,5 0,28 12,1 3 , 2 39,7 0,29 11,8 3,2 39 0,3 11,6 3,3 38,2 0,31 11,4 3,3 37,5 0,32 11,2 3,4 36,8 0,33 10,9 3,4 36 0,34 10,7 3,5 35,3 0 , 35 10,5 3 , 5 34,6 0,36 10 , 3 3,6 - 0,37 10 3,6 - 0,38 9,8 3 , 7 - 0 , 39 9,6 3,8 - 0,4 9,4 3,8 - CH Ú TH Í CH: B ả ng này dựa trên ph ươ ng trình ti ế p xúc đi ể m Heztzian có môđun đàn hồi 2 , 07 x 10 5 MPa và h ệ số Poission 0,3. Điều này được gi ả định là sự phân b ố t ả i trọng đưa đ ế n tải trọng l ớn nh ấ t của bi đối với ổ bi đ ỡ và tải tr ọ ng lớn nh ấ t của bi đối với ổ bi ch ặ n. Có th ể nh ậ n được gi á tr ị f 0 đ ối với giá trị trung gian của b ằ ng nội suy tuy ế n t í nh 5.2. Tải trọng tĩnh h ướn g tâm tương đương 5.2.1. Tả i trọng tĩnh h ướn g tâm t ươ ng đ ươ ng đ ố i với các ổ đ ơn Tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương cho ổ bi đỡ lớn hơn hai giá trị cho theo công thức: P 0r = X r + Y 0 F a (2) P 0r = F r (3) trong đó các hộ số X 0 và Y 0 được cho trong Bảng 2. Các h ệ số này áp dụng đối với ổ bi có bán kính r ã nh mặt cắt ngang theo 5.1.1. Đối với bán kính rãnh khác, c ó thể tính toán X 0 và Y 0 theo ISO/TR 10657: 1991. Các giá trị của Y 0 đối với các góc ti ế p xúc trung gian không cho trong Bảng 2, được xác định bằng nội suy tuy ế n tính. Bảng 2 - Các giá tr ị của các h ệ s ố X 0 và Y 0 đ ối với ổ b i đỡ Kiểu ổ bi Ổ một d ã y Ổ hai dãy X 0 Y 0 X 0 Y 0 Ổ bi đỡ a 0,6 0,5 0,6 0,5 5 o 0,5 0,52 1 1,04 10 o 0,5 0,50 1 1 15 o 0 , 5 0,46 1 0,92 20 o 0,5 0,42 1 0,84 25 o 0,5 0,38 1 0,76 Ổ bi đỡ-chặn, a = 30 o 0 , 5 0,33 1 0,66 35 o 0 , 5 0,29 1 0,58 40 o 0,5 0,26 1 0,52 45 o 0,5 0,22 1 0,44 Ổ bi tự lựa, a ¹ 0 o 0,5 0,22 cot a 1 0,44 cot a a Giá t rị lớn nh ấ t cho phép của F a /C or phụ t h uộc vào thiết k ế của ổ (khe hở trong và chi ề u sâu r ã nh mặt lăn). 5.2.2. Tải trọng tĩnh h ướ ng tâm t ương đương dùng cho tổ hợp ổ bi 5.2.2.1. Lắp đặt liền kế mặt mút rộng-mặt mút rộng và mặt mút h ẹ p-mặt mút hẹp của các ổ bi đ ỡ -chặn một d ã y Khi tính toán tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương cho hai ổ bi đ ỡ chặn giống nhau được lắp sát b ê n nhau tr ê n cùng một trục, sao cho chúng làm việc như một ổ bi (lắp ghép đôi) với cách bố tr í mặt mút rộng giáp mặt mút rộng và mặt mút hẹp tiếp giáp mặt m ú t h ẹ p th ì phải sử dụng các giá trị X 0 và Y 0 đối với ổ hai d ã y và các giá tr ị F r và F a với các tải trọng tổng khi lắp ráp. 5.2.2.2. Lắp đặt n ố i đuôi nhau Khi tính toán tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương cho hai hoặc nhi ề u ổ bi đ ỡ giống nhau hoặc hai hoặc nhi ề u ổ bi đỡ chặn một dãy được lắp bên cạnh nhau tr ê n cùng một trục sao cho chúng làm việc như một ổ (ghép đôi hoặc lắp ghép thành cụm) với cách bố trí nối đuôi nhau th ì phải sử dụng các giá trị X 0 và Y 0 đối với ổ một dãy và các giá trị F r và F a đối với tải trọng t ổ ng khi lắp ráp. 6. Ổ bi chặn 6.1. Tải trọng t ĩ nh chi ề u trục cơ bản danh định Tải trọng tĩnh chi ề u trục cơ bản danh định dùng cho ổ chặn một chi ề u và hai chiều được xác định theo công thức: C 0 a = f 0 ZD w 2 sin a (4) trong đó các giá trị f 0 được cho trong Bảng 1 và Z là số vi ê n bi chịu tải trọng theo một chiều. Công thức được áp dụng cho các ổ có bán kính rãnh vòng dẫn hướng trong mặt cắt ngang lớn hơn 0,54 D w . Khả năng chịu tải của ổ bi không nh ấ t thi ế t phải tăng lên bởi sử dụng bán kính r ã nh nhỏ hơn nhưng được giảm đi bằng cách sử dụng bán k í nh r ã nh lớn hơn. Trong các trường hợp sử dụng bán kính r ã nh lớn hơn th ì phải sử dụng giá tr ị giảm tương ứng của f 0 . Tính toán giá tr ị giảm đi này của f 0 b ằ ng công thức (3-30) cho trong ISO/TR 10657:1991. 6.2. Tải trọng t ĩ nh chi ề u trục tương đương Tải trọng tĩnh chiều trục tương đương đối với ổ bi chặn có góc a ¹ 90 0 được xác định theo công thức: P 0a = 2,3 F r tan a + F a (5) Công thức này có hiệu l ự c đối với t ấ t cả các t ỷ số giữa tải trọng hướng tâm, và tải trọng chiều trục của các ổ bi chặn hai chiều. Đối với các ổ một chiều, công thức này có hiệu lực khi F r / F a £ 0,44 cot a và cho các giá tr ị P sa phù hợp nhưng th ấ p h ơ n P 0a , đối với F r / F a đến 0,67 cot a . Ổ bi chặn có a = 90 o chỉ có th ể chịu được các tải trọng chiều trục. Tải trọng chiều trục tĩnh tương đương đ ố i với kiểu ổ này được xác định theo công thức sau: P 0a = F a (6) 7. Ổ đũa đỡ 7.1. Tải trọng tĩnh hướng tâm c ơ bản danh định cho ổ đơn 7.1.1. Tải trọng Tải trọng tĩnh hướng tâm cơ bản danh định đối với ổ đũa đ ỡ được xác định theo công thức sau: (7) CHÚ THÍCH: Công thức (7) dựa tr ê n cùng các môđun đàn hồi. H ệ số Poisson và các phân bố tải trọng của các con lăn được cho theo chú thích đối với Bảng 1. 7.1.2 . Tải trọng tĩnh h ướ ng tâm cơ bản danh định đ ố i với sự kết hợp ổ 7.1.2.1. Lắp ráp đ ố i di ệ n và k ề cạnh Đánh giá tải trọng hướng tâm tĩnh cơ bản đối với hai hoặc nhiều hơn các ổ đũa đ ỡ một d ã y giống nhau được lắp kề cạnh trên cùng một trục như vậy chúng làm việc như một ổ bi (lắp ghép đôi) trong một lắp ráp nối nhau hoặc lắp đối diện là bằng hai lần của tải trọng hướng tâm tĩnh cơ bản của một ổ bi một d ã y. 7.1.2.2. Lắp n ố i nhau Đánh giá tải trọng hướng tâm tĩnh cơ bản đối với hai hoặc nhi ề u hơn các ổ đũa đỡ một dãy được lắp k ề cạnh nhau trên cùng một trục như vậy chúng làm việc như là một ổ bi (ghép đôi hoặc lắp ghép nối) trong một lắp ráp nối nhau là số ổ nhân với tải trọng hướng tâm tĩnh của một ổ một dây. Các ổ này cần phải chế tạo và được lắp ráp đúng đ ể sao cho tải trọng phân bố giữa chúng bằng nhau. 7.2. Tải trọng tĩnh h ướ ng tâm t ươn g đương 7.2.1. Tải tr ọng tĩnh h ướ ng tâm t ươ n g đương đối v ới c á c ổ đơn Tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương đối với các ổ đũa đỡ có a ¹ 0 o là lớn h ơ n hai l ầ n giá tr ị được xác định theo công thức: P 0r = X 0 F r + Y 0 F a (8) P 0r = F r (9) trong đó, các giá tr ị của các hệ s ố X 0 và Y 0 được cho trong Bảng 3. Bảng 3 - Các gi á trị của hệ số X 0 và Y 0 đ ố i với c á c ổ đũa đỡ có a ¹ 0 o Ki ể u ổ đũa X 0 Y 0 Một d ã y 0,5 0,22 cotg a Hai d ã y 1 0,44 cotg a T ả i trọng tĩnh hướng tâm tương đương đối với ổ đũa đỡ có góc a = 0 o và chỉ chịu tải trọng hướng tâm, được xác định theo công thức: P 0r = F r (10) Khả năng của các ổ đũa đỡ có góc a = 0 chịu các tải trọng chiều trục thay đổi một cách đáng k ể theo thi ế t k ế ch ế tạo và sử dụng ổ. Do đó người sử dụng ổ nên tham khảo ý ki ế n của nhà ch ế tạo ổ để đánh giá tải trọng tương đương trong trường hợp ổ có góc a = 0 °, ch ịu tác dụng của tải trọng chiều trục. 7.2.2. Tải trọng t ĩ nh hướng tâm t ươ ng đương đ ố i v ớ i các tổ h ợ p ổ 7.2.2.1. Lắp đặt mặt mút rộng-mặt mút rộng và mặt mút hẹp-mặt mút h ẹ p của các ổ đũa đỡ chặn một dãy Khi tính toán tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương đối với hai ổ đũa đ ỡ -chặn một dãy giống nhau được lắp sát bên nhau tr ê n cùng một trục, như vậy chúng làm việc như một ổ (lắp ghép đôi), với cách bố tr í mặt mút rộng ti ế p giáp với mặt mút rộng hoặc mặt mút hẹp ti ế p giáp với mặt mút hẹp th ì phải sử dụng các giá trị X 0 và Y 0 đối v ớ i ổ hai d ã y và F r và F a đối với các tải trọng t ổ ng khi lắp ráp. 7.2.2.2. Lắp đặt n ố i đuôi nhau Khi tính toán tải trọng tĩnh hướng tâm tương đương đối với hai hoặc nhi ề u ổ đũa đ ỡ -chặn một d ã y giống nhau được lắp sát bên nhau trên cùng một trục, sao cho chúng làm việc như một ổ (ghép đôi hoặc lắp ghép thành cụm) với cách bố trí nối đu ô i nhau thì phải sử dụng các giá trị X 0 và Y 0 đối với các ổ hai d ãy và F r và F a đối với tải trọng tổng khi lắp ráp. 8. Ổ đũa chặn 8.1. Tải trọng tĩnh chi ề u trục c ơ bản danh định 8.1.1. Tải trọng t ĩ nh chi ề u trục cơ bản danh đ ị nh đ ố i với ổ đũa chặn một ch iề u và hai chi ề u T ả i trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định đối với ổ đũa chặn một chiều và hai chiều được xác định theo công thức sau: (11) trong đó Z là số con lăn đũa chịu tải theo một chiều Trong trường h ợp , các con lăn có chiều dài khác, ZL we được l ấ y là tổng các chiều dài như đ ã định nghĩa trong 3.8 của toàn bộ các con lăn đũa chịu tải trong theo một chiều. CHÚ TH Í CH: Công thức 11 dựa tr ê n mô đun đàn hồi giống nhau, hệ số poison và sự phân bố tải trọng tr ê n con lăn được cho trong Bảng 1. 8.1.2. Tải trọng t ĩ nh chi ề u trục cơ bản danh đ ị nh đ ố i với các ổ đ ược lắp đặt n ố i đu ô i nhau Tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định đối với hai hoặc nhi ề u ổ đũa chặn một chiều giống nhau được lắp sát bên nhau trên cùng một trục, sao cho chúng làm vi ệ c như một ổ (lắp ghép đôi hoặc lắp thành cụm) với cách bố trí nối nhau, l à số ổ đũa chặn nhân với tải tĩnh trọng hướng tâm của một ổ đũa chặn một chiều. Các ổ cần được chế tạo và lắp ráp đúng để sự phân bố tải trọng giữa chúng bằng nhau. 8.2. Tải trọng chi ề u trục tương đương tĩnh 8.2.1. Tải trọng chiều trục tương đương t ĩ nh đ ố i với các ổ đũa chặn một chiều và hai chi ề u Tải trọng tĩnh chiều trục tương đương tĩnh đối với ổ đũa chặn có góc a ¹ 90 o được xác định theo công thức: P oa = 2,3 F r tan a + F a (12) Công thức này có hiệu lực đối với toàn bộ các tỷ số giữa tải trọng hướng tâm và tải trọng chiều trục trong trường hợp các ổ hai chiều. Đối với các ổ đũa chặn một chiều, nó có giá tr ị khi F r / F a £ 0,44 cotg a và cho các giá trị P o a phù hợp nhưng th ấ p hơn đối với F r / F a đến 0,67 cotg a . Các ổ đũa chặn có a = 90 o chỉ có th ể chịu tải trọng chiều trục. Tải trọng chiều trục tương đương của ổ loại này được xác đ ị nh theo công thức: P 0a = F a (13) 8.2.2. Tải trọng chi ề u trục tương đương tĩnh đ ố i v ới các ổ đ ược lắp đặt nối nhau Khi tính toán tải trọng chiều trục tương đương tĩnh cho hai hoặc nhiều ổ đũa chặn được lắp sát bên nhau trên cùng một trục sao cho chúng làm việc như là một ổ (ghép đôi hoặc lắp ghép thành cụm) với cách bố trí nối đuôi nhau th ì phải sử dụng các giá tr ị F a và F a với tải trọng tổng khi lắp ráp trong công thức (12). 9. Hệ số an toàn tĩnh 9.1. Quy định chung Sự phù hợp của một ổ được lựa chọn đối với các ứng dụng chịu tải trọng nặng phải được kiểm để bảo đảm rằng giá tải trọng tĩnh cơ b ả n danh định của chúng là thích hợp. Có thể thực hiện việc kiểm tra này với sự trợ giúp của hệ số an toàn tĩnh S 0 , được cho theo công thức: (14) (15) Công thức (14) áp dụng cho ổ đỡ và công thức (15) áp dụng cho ổ chặn. Khi ổ được ch ấ t tải động và sự lựa chọn phải ti ế n hành dựa tr ê n tuổi thọ thì cũng n ê n kiểm tra t ả i trọng tĩnh cơ bản danh định tương ứng để đạt được các y ê u cầu v ề t í nh năng của ứng dụng. Các giá tr ị h ướng dẫn của S 0 cho trong 9.2 và 9.3 đối với các ki ể u vận hành khác nhau và các yêu c ầ u ứng dụng liên quan đ ế n sự làm việc tr ơ n nhẹ và không có rung có thể áp dụng cho các loại ổ quay và được lựa chọn dựa theo kinh nghiệm. Đối với các điều kiện làm việc riêng khác, nhà ch ế tạo ổ nên có với sự hướng dẫn áp dụng các giá tr ị S 0 . 9.2. Ổ bi Các giá tr ị hướng dẫn hệ số an toàn tĩnh S 0 được chỉ dẫn trong Bảng 4. Bảng 4 - Các giá tr ị hướng dẫn h ệ s ố an toàn tĩnh S 0 đố i v ớ i c á c ổ bi K iể u vận hành S 0 min Các ứng dụng làm việc ổ n định, ê m Làm việc trơn nh ẹ , không rung, độ chính xác chuy ể n động quay cao 2 Các ứng dụng làm việc b ì nh thường Làm việc trơn nhẹ, không rung, độ chính xác chuyển động quay b ì nh thường 1 Các ứng dụng chịu tải trọng va đập: Tải trọng va đập được thông báo a 1,5 a Khi không biết độ lớn của tải trọng, n ê n sử dụng giá trị S 0 tối thi ể u là 1,5. N ế u bi ế t c h í nh xác độ lớn của tải trọng va đập c ó thể áp dụng các giá trị S 0 nhỏ hơn. 9.3. Ổ đũa Các giá tr ị hướng dẫn hệ số an toàn tĩnh S 0 được chỉ dẫn trong Bảng 5. Bảng 5 Ki ể u v ậ n hành S 0 min Các ứng dụng làm việc ổn định, êm Làm việc trơn nhẹ, không rung, độ ch í nh xác chuyển động quay cao 3 Các ứng dụng làm việc b ì nh thường Làm việc tr ơn nh ẹ , không rung, độ ch í nh xác chuyển động quay b ì nh thường 1 , 5 Các ứng dụng chịu tải trọng va đập: Tải trọng va đập được thông báo a 3 Đối với ổ đũa c ầ u chặn, tr ị số nhỏ nh ấ t của S 0 b ằ ng 4 được sử dụng cho t ấ t cả các kiểu vận hành Với trường hợp được tôi cứng, ổ bi đũa kim gia công áp lực, sử dụng trị s ố nhỏ nh ấ t của S 0 b ằ ng 3 cho t ấ t cả các ki ể u vận hành a Khi không bi ế t độ lớn của tải trọng nên sử dụng giá trị S 0 tối thiểu là 1,5. N ếu bi ế t ch í nh xác độ lớn của tải trọng va đập, áp dụng giá tr ị S 0 nhỏ hơn. PHỤ LỤC A (tham khảo) SỰ GIÁN ĐOẠN TRONG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TĨNH CƠ BẢN DANH ĐỊNH A.1 . Khái quát chung Các hệ số được sử dụng để tính toán các tải trọng tĩnh cơ bản danh định C 0r và C 0a theo tiêu chuẩn này có sự khác nhau chút í t đối với ổ bi đ ỡ ti ế p xúc góc và ổ bi chặn ti ế p xúc góc. Do đó, có sự gián đoạn trong việc tính toán tải trọng tĩnh chiều trục danh định ( C 0 a ) khi ổ có góc ti ế p xúc a = 45 o đầu tiên được xem là ổ đ ỡ ( C 0a = C 0 r / Y 0 ) và sau đó là ổ chặn. Phụ lục này giải thích tại sao các tải trọng danh định khác nhau, và chỉ ra cách t í nh toán lại các tải trọng danh định như thế nào để đưa đ ế n sự so sánh chính xác trong cùng các đi ề u kiện. A.2 . Các kí hiệu Sử dụng các kí hiệu giống nhau được trình bày trong điều 4 nhưng cũng áp dụng thêm một số kí hiệu sau: C 0 aa là tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định đ ã được đ iều chỉnh đối với ổ chặn ( a > 45°), t í nh bằng Ne w tơn; C 0 ar là hệ s ố tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định đã được đ iều chỉnh đối với ổ đ ỡ ( a £ 45° ) , tính bằng Newtơn; r e bán kính rãnh mặt lăn trong mặt cắt ngang của vòng ngoài, tính bằng milimét; r i bán k í nh rãnh mặt lăn trong mặt c ắ t ngang của vòng trong, tính bằng milimét. A.3 . Các h ệ số khác nhau để tính toán tải tr ọng t ĩ nh cơ bản danh định đối với các ổ bi đ ỡ và ổ bi chặn tiếp xúc góc A.3.1 . Ổ bi đ ỡ t iế p xúc góc Khi t í nh toán C 0r , sự phù hợp giữa các viên bi và mặt lăn theo 5.1.1 r i / D w £ 0,52 và r e / D w £ 0,53 A.3.2 . Ổ bi chặn ti ế p xúc góc Trong khi tính toán C 0a , sự phù hợp giữa các viên bi và mặt lăn theo 6.1 r i / D w £ 0,54 và r e / D w £ 0,54 A.4 . So sánh các tải trọng tĩ nh cơ bản danh đ ị nh được đi ề u chỉnh C 0 ar và C 0 aa đ ố i với ổ bi đỡ và ổ bi chặn tiếp xúc góc A.4.1 . Khái quát chung Đối với một số ứng dụng nào đó, ổ bi ti ế p xúc góc có góc tiếp xúc a £ 45 o và a > 45 o được ch ế tạo với cùng sự phù hợp giữa bi và các mặt lăn và đôi khi cần tính toán và cũng để so sánh các tải trọng chiều trục danh định thực của chúng. Các tải trọng tĩnh cơ bản danh định C 0 r và C 0a có thể được t í nh toán bằng tiêu chuẩn này hoặc được lấy từ catalog ổ bi, nếu có thể dùng được từ nguồn tài liệu đó. Tuy nhiên như đã được mô tả trong A.3, C 0r và C 0 a được tính toán với sự phù hợp khác nhau đối với ổ bi đỡ và ổ bi chặn. Nếu được tính toán chính xác và so sánh, C 0 r và C 0a phải được t í nh toán lại để các tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định C 0ar và C 0aa được đi ề u chỉnh, dựa trên cùng sự phù hợp. Sự tính toán lại có thể được thực hiện b ằ ng công thức (A.1) đến (A.4) đối với hai sự phù hợp khác nhau - sự phù hợp của ổ bi đ ỡ và sự phù hợp của ổ bi chặn cho trong A.3.1 và A.3.2. Sự so sánh các t ả i trọng danh định ch ủ y ế u được dùng cho các ổ bi làm việc trong các ứng dụng khi mà tải trọng chiều trục chiếm ưu th ế hơn và do đó sự so sánh các tải trọng tĩnh chiều trục cơ b ả n danh đ ị nh được áp dụng trong phụ lục này. Góc tiếp xúc a được giả định là hàng số không phụ thuộc vào tải trọng chiều trục, nghĩa là độ chính xác sẽ giảm đối với ổ bi có góc ti ế p xúc nhỏ, chịu tác dụng của các tải trọng nặng. A.4.2 . Các ổ bi ti ế p xúc góc đ ối với sự phù h ợ p của ổ bi đ ỡ ( r i / D w £ 0,52 và r e / D w £ 0,53) C 0 ar = C 0 r / Y 0 C 0aa = 1,43 C 0 a A.4.3 . Các ổ bi ti ế p xúc góc phù hợp với ổ bi chặn ( r i / D w £ 0,54 và r e / D w £ 0,54) C 0ar = 0,7 C 0r / Y 0 C 0aa = C 0 a A.5. Ví dụ A.5.1. Ổ bi tiếp xúc góc có góc a = 45 o So sánh các tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định được đi ề u chỉnh của ổ bi ti ế p xúc g ó c một dãy có góc a = 45 °, khi được xem là một ổ bi đỡ và là một ổ bi chặn. Đối với các ổ bi được lựa chọn ( D w c os a )/ D pw = 0,16 và i = 1. Ổ bi này phù hợp với ổ bi đ ỡ . là ổ bi đỡ C 0r được tính toán theo công thức (1) nghĩa là C 0r = f 0 i Z D w 2 cos a . Theo Bảng 1, f 0 = 14,9 và theo b ả ng 2 Y 0 = 0,22. C 0r = 14.9 x Z x D w 2 x cos 45 o = 10,54 Z D w 2 Thay C 0r và Y o trong công thức A1. C 0ar = 10,54 x Z x D w 2 /0,22 = 47,9 Z D w 2 là ổ bi chặn C 0 a được tính toán theo công thức (4), tức là C 0a = f 0 Z D w 2 sin a và được đưa vào trong công thức (A2) theo Bảng 1, f 0 = 48,8. C 0a = 1 ,43 x 48,8 x Z x D w 2 x sin 45 o = 49,3 Z D w 2 Các t í nh toán này chỉ ra rằng các tải trọng tĩnh cơ bản danh định C 0 ar » C 0aa và kh ẳ ng định rằng không có gián đoạn A.5.2 . Ổ bi ti ế p xúc góc có góc a = 40 o Tính toán tải trọng tĩnh chiều tr ụ c cơ bản danh định được đ iều chỉnh C 0ar của ổ bi ti ế p xúc góc một dãy với góc ti ế p xúc a = 40 °. Ổ phù hợp với ổ chặn. D w / D pw = 0,091, đường k í nh bi D w = 7,5 mm, s ố d ã y bi = 1 và s ố bi Z = 27. Theo Bảng 1, đối với ( D w cos 40 °)/ D pw = 0,091 x cos 40 ° = 0 , 07 và khi đó f 0 = 16,1. Từ Bảng 2, Y 0 = 0,26. c ông thức (1) cho C 0r = f 0 ZD w 2 cos a = 16,1 x 27 x 7,5 2 x cos 40 o = 187 31 CH Ú TH Í CH: Tải tr ọ ng danh định này dựa t rê n sự phù hợp với ổ bi đ ỡ . Theo công thức (A.3): C 0ar = 0,7 x 18731/ 0,26 = 50430 C 0ar = 50 400 N A.5.3 . Ổ bi t iế p xúc góc có góc a = 60 o Tính toán tải trọng tĩnh chiều trục cơ bản danh định được đi ề u chỉnh C 0 ar của ổ bi ti ế p xúc góc một dãy với góc ti ế p xúc a = 60 o . Ổ phù hợp với có ổ chặn. D w / D pw = 0,091, đường k í nh bi D w = 7,5 mm, s ố d ã y bi = 1 và số bi Z = 27. Theo Bảng 1, đối với ( D w cos 60 o )/ D pw = 0,091 x cos 60 °= 0,046 và khi đó f 0 = 57,82. Công thức (4) cho C 0 a = f 0 ZD w 2 sin a = 57,82 x 27 x 7,5 2 x sin 60 o = 76049 CH Ú THÍCH: Tải trọng danh định này dựa trên sự phù hợp với ổ bi chặn. Theo công thức (A.4): C 0aa = C 0 a 76049 C 0 aa = 76000 N