Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là tài liệu giúp cho các cơ quan, tổ chức giảng dạy cho công nhân cơ khí nhằm nâng cao năng lực chuyên môn, hiểu biết sâu hơn về bôi trơn máy móc thiết bị nhằm làm tăng cao tuổi thọ làm việc của máy, giảm chi phí bảo dưỡng. Tài liệu giúp cho người thợ hiểu biết căn bản những kiến thức cần thiết về bôi trơn. Lựa chọn xây dựng ngân hàng câu hỏi để thi nâng bậc trong các nhà máy xí nghiệp
BÀI GIẢNG VỀ BÔI TRƠN NHỮNG HIỂU BIẾT CHUNG VỀ MA SÁT VÀ MÀI MÒN I- MA SÁT 1/ Khái quát chung ma sát: a) Ma sát kết tổng hợp dạng tương tác với nhau, xuất có tiếp xúc dịch chuyển tương đối vật thể, bề mặt với b) Đặc trưng ma sát lực ma sát tức lực cản trở lại dịch chuyển tương đối hai bề mặt Lực ma sát lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hệ số ma sát vào lực đè lên vng góc với bề mặt trượt tức vng góc với phương trượt Đối với chuyển động thẳng: Fms = Fn ƒ Trong đó: Fms lực ma sát cản trở lại trượt tương đối hai vật hai bề mặt ngược chiều với chiều mà hai vật có xu hướng trượt Fn lực tác dụng vuông góc với bề mặt trượt ƒ hệ số ma sát trượt Đối với chuyển động quay: Mms = Fm r Trong đó: Mms mơ men ma sát Fm mô men lực gây cho vật quay r bán kính quay gơng trục mà vật quay quanh c) Hệ số ma sát: Là hàng số xác định từ thực nghiệm phụ thuộc vật liệu, độ nhám bề mặt Người ta lập thành bảng cho vật liệu khác độ nhám bề mặt khác 2/ Phân loại ma sát: Có nhiều cách phân loại ma sát a) Phân loại theo điều kiện động lực học chuyển động có hai loại: Ma sát tĩnh ma sát động b) Phân loại theo động học chuyển động có hai loại: ma sát trượt ma sát lăn c) Phân loại theo tính bơi trơn có loại: ma sát ướt, ma sát nửa ướt, ma sát khô, ma sát nửa khô * Ma sát ướt trường hợp hai bề mặt trượt ngăn cách hoàn toàn lớp chất lỏng (nước, dầu ) * Ma sát nửa ướt hai bề mặt trượt phần lớn ngăn cách lớp chất lỏng phần nhỏ trực tiếp tiếp xúc với * Ma sát nửa khơ: bề mặt có phần nhỏ ngăn cách lớp chất lỏng, phần lớn diện tích tiếp xúc với * Ma sát khô hai bề mặt hồn tồn tiếp xúc khơng có lớp chất lỏng ngăn cách 3/ Tác hại ma sát Khi hai bề mặt tiếp xúc trượt tương phát sinh lực ma sát Lực ma sát gây tác hại sau: + Cản trở di chuyển chi tiết dẫn đến giảm hiệu suất truyền động + Mài mòn bề mặt dẫn đến giảm tuổi thọ chi tiết máy + Sinh nhiệt vị trí tiếp xúc làm chi tiết nóng lên gây cong vênh cháy bề mặt Ngoài tác hại ma sát số trường hợp Ma sát có lợi VD: Ta để vật mặt phẳng nghiêng nhờ lực ma sát mà vật khơng bị trượt xuống phía 4/ Các hệ số ma sát: * Ma sát khô: Gang – Gang = 0,15; Gang - Đồng = 0,15 ÷ 0,20 Thép - Thép = 0,15 Thép - Đồng = 0,15 Thép - Babit = 0,25 ÷ 0,28 (*) Thép - Nhôm = 0,20 * Hệ số ma sát tĩnh động Hệ số ma sát tĩnh ƒ0 Hệ số ma sát động ƒ Cặp vật liệu Mặt ma sát Khô Có bơi trơn Khơ Có bơi trơn Kim loại - kim loại 0.15 ÷ 0.3 0.13 ÷ 0.15 0.15 ÷ 0.05÷ 0.20 0.20 Kim loại - gỗ 0.6 ÷ 0.05 0.12 0.40 0.10 ÷ 0.20 Gỗ - gỗ 0.50 0.10 0.20 ÷ 0.07 ÷ 0.15 0.50 Da - kim loại 0.40 0.15 0.60 0.15 Da - gỗ 0.50 0.30 ÷ 0.50 Dây gai - gỗ 0.80 0.50 II - MÒN CHI TIẾT MÁY Có nhiều loại hao mòn chi tiết máy, ngành khí ta quan tâm đến mòn ma sát làm thay đổi kích thước chi tiết máy Mài mòn tự nhiên: Là mài mòn tác động ma sát, nhiệt, tải trọng xuất điều kiện làm việc bình thường Nó có đặc điểm độ mài mòn tăng dần, sau thời gian sử dụng chi tiết bị mài mòn nhiều dẫn đến hư hỏng Q trình mài mòn tự nhiên phân thành giai đoạn: Mòn chạy rà, mòn cố định, mòn khốc liệt đồ thi sau Độ mòn B C A O * OA: Mòn chạy rà: Giai đoạn ngắn tốc độ mòn nhanh, đến điểm A tốc độ mòn giảm dần ổn định điểm B * AB: Mòn ổn định, thời gian dài, thời gian sử dụng máy chi tiết máy Tốc độ mòn đặn theo thời gian * BC: Giai đoạn mòn khốc liệt: Đây giai đoạn mòn phá hỏng chi tiết máy, thời gian diễn ngắn, phải có tính tốn, kiểm tra, đến giai đoạn phải bảo dưỡng, thay chi tiết máy để tránh gây phá hỏng Mài mòn cố: Là mài mòn chế tạo, bảo dưỡng khơng u cầu kỹ thuật Nó có đặc điểm tốc độ mài mòn tăng nhanh kèm theo biến dạng dẫn đến phá hỏng chi tiết máy BÀI DẦU - MỠ BÔI TRƠN I – VAI TRỊ CỦA BƠI TRƠN Để tăng tuổi thọ chi tiết máy, phận máy cần phải giảm ma sát bề mặt trượt tương nhau, phải điều khiển trình ma sát khô thành ma sát nửa ướt ướt Muốn cần thiết ta phải cho vào hai bề mặt có chuyển động tương lớp chất lỏng nước, dầu nhớt Q trình gọi bơi trơn điều khiển ma sát Bơi trơn có tác dụng sau: * Làm giảm lực ma sát tăng hiệu suất làm việc cấu thiết bị * Giảm tốc độ mài mòn bề mặt, dẫn đến tăng tuổi thọ chi tiết máy, máy, nhờ hiệu kinh tế sử dụng thiết bị nâng cao * Làm giảm nhiệt vùng ma sát nên tăng tuổi thọ chi tiết máy * Bảo vệ bề mặt làm việc chi tiết máy, chống không xy hóa ăn mòn hóa học tự nhiên II- DẦU MỠ BÔI TRƠN Yêu cầu dầu - mỡ bôi trơn: * Các cặp ma sát nói chung, chi tiết máy nói riêng thường làm việc nhiều chế độ khác nhau, chế độ làm việc thường gặp là: Tải trọng nhẹ - tốc độ nhanh, tải trọng nhẹ - tốc độ trung bình chậm, tải trọng trung bình - tốc độ nhanh, tải trọng trung bình - tốc độ trung bình chậm, tải trọng nặng - tốc độ chậm, tải trọng nặng - tốc độ trung bình Mơi trường làm việc sẽ,nhiệt độ trung bình mơi trường bụi, có ẩm, hóa chất Mơi trường khơng khí, mơi trường nước * Việc lựa chọn chất bôi trơn cho trường hợp cụ thể vấn đề cần thiết để phát huy tác dụng việc bôi trơn Các loại dầu - mỡ lựa chọn để bôi trơn cần phải có số tính chất cần thiết đáp ứng mục đích bơi trơn, cụ thể là: - Dầu mỡ phải có tính bơi trơn tốt: Chỉ tiêu lấy độ nhớt quan trọng - Phải có tính trung hòa với vật liệu mà tiếp xúc, không gây rỉ kim loại, không gây hư hỏng chất sơn , nhựa, chất dẻo - Phải có tính bám dính tốt vào bề mặt bơi trơn - Ít sùi bọt, bốc hơi, hòa tan nước, xy hóa, dẫn nhiệt tốt, không gây độc hại, không gây ô nhiễm Độ nhớt: * Độ nhớt tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng dầu mỡ bôi trơn Độ nhớt thuộc tính đặc trưng chất lỏng Đối với dầu dùng để bơi trơn độ nhớt tiêu việc lựa chọn Độ nhớt thực chất lực ma sát bên chất lỏng mà ta thường gọi nội ma sát Trong kỹ thuật phân biệt hai loại độ nhớt: Độ nhớt động lực độ nhớt động học a) Độ nhớt động lực học: + Độ nhớt động lực học lực xuất bề mặt hai lớp phẳng song song với dòng chảy chất lỏng có diện tích 1m2 cách 1m có vận tốc 1m/s + Gọi η độ nhớt động lực học, lực ma sát lớp dầu trượt là: Fms = η x S x V x h (Niutơn) (1) Trong đó: - S diện tích bề mặt trượt (m2) (mét vuông) - V vận tốc trượt (m/s) (mét giây) - h chiều dầy lớp dầu (m) (mét) Từ (1) ta có: η = η có thứ nguyên là: Nuitơn nhân với giây V(m/s) h mét vuông (N x s/m2) Đơn vị đo gọi poadơ (ký hiệu P) b) Độ nhớt động học: Độ nhớt động học tỷ số độ nhớt động lực học khối lượng riêng chất lỏng Độ nhớt động học thường ký hiệu Ta có: = Trong đó: - η: độ nhớt động lực học, - P: khối lượng riêng chất lỏng (VD: nước có khối lượng riêng 1000kg/m3, dầu nhớt có khối lượng riêng ≈ 900kg/m3) - : có thứ ngun m2/s (mét bình phương giây) Đơn vị hợp pháp gọi 104m2/s = cm2/s = stốc (St) từ ta có 10-2st = centistốc; Cst VD: Dầu cơng nghiệp có độ nhớt từ 17 ÷ 23 Cst lấy trung bình 20 nên gọi dầu cơng nghiệp 20 (Có thể tham khảo số khối lượng riêng chất lỏng nhiệt độ khác bảng sau) Chất lỏng Nước Nước biển Dầu mỡ vừa Dầu mỡ nặng Dầu hỏa Dầu bôi trơn Thủy ngân Khôi lượng riêng 1000 1020 ÷ 1030 860 ÷ 900 880 ÷ 900 790 ÷ 820 890 ÷ 920 13000 Nhiệt độ oC 4 15 15 25 15 c) Độ nhớt Engler ký hiệu Eo Ngoài độ nhớt động lực học động học, kỹ thuật hay dùng loại độ nhớt gọi độ nhớt Engler Độ nhớt Engler tỷ số quy ước dùng để so sánh thời gian chảy 200 cm dầu qua ống dầu có đường kính 2,8mm với thời gian chảy 200cm3 nước cất nhiệt độ 20oC qua ống dẫn có đường kính Độ nhớt Engler thường đo nhiệt độ 20oC, 50oC 100oC Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng dầu mỡ bôi trơn a) Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng độ nhớt dầu giảm, tức dầu loãng Dầu lỗng nội ma sát dầu giảm khả rò rỉ lớn lên Vì chọn dầu bơi trơn cần xem tính ổn định độ nhớt theo nhiệt độ Loại dầu có tính ổn định cao tốt Chỉ số ổn định i tính theo cơng thức: γ 50 C γt C o i= o - γ 50oC: tốc độ nhớt động học 50oC o - γtoC: tốc độ nhớt động học t C Khoảng cách 50oC đến toC lớn mà i ≈ loại dầu ổn định theo nhiết độ Với dầu bình thường nhiệt độ làm việc tốt < 100 ± oC, dầu khoáng làm việc tốt nhiệt độ < 50oC Nhiệt độ làm việc dầu cao, làm giảm thời gian phục vụ vùng chắn dầu, tăng khả bị ôxy hóa cho dầu, hóa già chi tiết khác tạo thành cặn bẩn b) Áp suất: - Áp suất tăng độ nhớt dầu tăng, khoảng áp suất từ ÷ 400 bar độ nhớt dầu khống thay đổi tuyến tính với áp suất Theo thực nghiệm: Trong đó: γ p = γo = (1 + Kp) + γ p: Độ nhớt áp suất p + γo: Độ nhớt áp suất khí + p: Áp suất + K : Hệ số thực nghiệm với dầu có: γ 50oC < 15 Cst → K = 0,002 γ 50oC > 15 Cst → K = 0,003 - Khi áp suất 400bar thay đổi độ nhớt khơng tuyến tính VD: Dầu khống * Khi áp suất tăng từ (0 ÷ 1500bar) độ nhớt tăng từ 15 ÷ 17 lần * Khi áp suất đến 2000bar độ nhớt tăng đến 1000 lần * Áp suất từ 15.000 ÷ 20.000bar dầu hóa rắn c) Ảnh hưởng khí: Khơng khí lẫn dầu có tác hại sau: Làm tăng tính đàn hồi dầu, dẫn đến giảm độ cứng (độ nhậy) truyền dẫn, gây nên trễ làm việc cấu, khả chống dao động Giảm hiệu suất bơm thủy lực, bơm dầu Làm gián đoạn dòng chảy, gián đoạn màng dầu bơi trơn, dẫn đến tăng độ mòn chi tiết, sinh nhiệt, tăng khả xy hóa dầu d) Ảnh hưởng độ bẩn: Làm gián đoạn màng dầu dẫn đến ảnh hưởng đến chế độ bôi trơn, nơi cần bôi trơn nhiệt độ tăng cao, độ mòn nhanh, giảm tuổi thọ chi tiết máy Trong đó: Tắc dòng chảy khe hẹp, khe tiết lưu, kẹt van phân phối, lượng dầu cung cấp không đủ cho bôi trơn Gây rung động hệ thống Làm tăng ma sát, cản trở chuyển động, mài mòn bề mặt, giảm độ xác chuyển động BÀI PHƯƠNG PHÁP – THIẾT BỊ BÔI TRƠN I- PHƯƠNG PHÁP THIẾT BỊ BÔI TRƠN BẰNG DẦU BÔI TRƠN Phương pháp bơi trơn: - Bơi trơn có nhiều cách, cách phải đảm bảo đủ lượng dầu, mỡ cho bề mặt ma sát cần bơi trơn - Có thể bơi trơn riêng rẽ vị trí, bơi trơn tập trung, bôi trơn định kỳ liên tục tùy theo tính chất, u cầu q trình làm việc - Việc phân loại phương pháp bơi trơn có nhiều cách, phân loại theo ma sát, theo tính chất bơi trơn, theo thời gian bơi trơn… Trong tài liệu ta đề cập đến số phương pháp hay sử dụng việc bôi trơn thiết bị DC sản xuất nhà máy xi măng Bút Sơn Một số phương pháp thiết bị bôi trơn 2.1 Phương pháp bôi trơn thủy tĩnh - Phương pháp dùng việc bôi trơn bạc máy nghiền bi, giảm tốc máy nghiền đứng - Nguyên tắc phương pháp dùng bơm dầu có áp lực cao để lấy trục bề mặt trượt để tạo máy dầu bôi trơn - Hệ thống bơi trơn thiết phải có thiết bị, phần tử sau: thùng chứa dầu, lọc dầu thơ tinh, bơm dầu có áp suất tương đối cao cao, van chiều, van tiết lưu, đồng hồ áp lực, van an toàn Sơ đồ hệ thống hình vẽ Nguyên lý hoạt động để bôi trơn thủy tĩnh sau: Thùng dầu: để chứa dầu trước bơm dầu hồi lưu về.(2) Bầu lọc dầu thô tinh Bơm dầu: để bơm dầu từ thùng chứa lên hệ thống Van chiều để dầu theo chiều Van tiết lưu: điều chỉnh lực lượng dầu vào bề mặt cần bôi trơn Đồng hồ đo áp suất dầu bơm vào bề mặt cần bôi trơn Van an toàn: áp suất cao đường ống kẹt cân đối lưu lượng giảm bơm van tiết lưu, van mở để dầu hồi bớt thùng Bề mặt trượt tĩnh Bề mặt trượt động 10 Đường hồi lưu dầu sau qua bề mặt cần bôi trơn Nguyên lý làm việc: Dầu từ thùng dầu bơm dầu bơm qua van chiều 4, van tiết lưu đến vùng chứa dầu bề mặt trượt tĩnh Dầu có áp suất cao nâng bề mặt trượt động lên độ cao “h” (chiều dày máy dầu) Khi bề mặt động chuyển động, dầu bề mặt ngồi theo đường hồi lưu 10 trở thùng chứa Quá trình làm việc liên tục diễn dừng hoạt động thiết bị Ở máy nghiền xi măng máy nghiền bi có bạc đỡ đóng vai trò bề mặt trượt tĩnh, bạc gắn liền với vỏ máy nghiền đầu đóng vai trò bề mặt động Máy nghiền quay sau bơm dầu hoạt động nâng toàn máy nghiền lên khỏi bạc trượt 2.2 Phương pháp bôi trơn động thủy động: - Phương pháp dùng thiết bị có cổ trục quay nhanh gốc đỡ ổ trượt Thiết bị cho phương pháp đơn giản, cần có dòng dầu liên tục điền đầy khe hở hình nêm chi tiết trượt - Để có lượng dầu liên tục vào khe hở hình nêm dùng bơm dầu, dầu chảy tự từ cao, cách vung dầu, vòng vớt dầu gáo múc dầu trục ga lê lò - Để có bơi trơn thủy động hồn tồn tức tạo ma sát ướt hoàn toàn khe hở trục bạc đỡ phải thỏa mãn điều kiện: hmin ≥ k(Rz1+Rz2) Trong đó: Rz1; Rz2 : chiều cao nhấp nhơ trung bình mặt trục bạc K: hệ số an tồn tính đến sai số hình dạng, k=1,5 hmin : chiều dày nhỏ mày dấu, thông thường h = 0,002mm (2m) - Nguyên lý bôi trơn thủy động sau: Xét cặp ma sát gồm bạc trục hình vẽ: Bạc có đường kính D, trục có đường kính d, ta có = D – d + Khi chưa quay tác động tải trọng trọng lượng thân trục, trục cà bạc trực tiếp tiếp xúc với điểm A + Khi trục quay dầu bị dần vào khe hở hình nêm trục bạc, trục quay đến tốc độ dầu bị nén chặt vào khe hẹp nâng cổ trục lên, tách rời với bạc Giữa cổ trục bạc có màng dầu ngăn cách hình vẽ Ma sát cổ trục bạc lúc hoàn toàn ma sát ướt - Điều kiện để hình thành màng dầu bơi trơn ma sát ướt là: * Phải có khe hở hình nêm * Dầu có độ nhớt định liên tục chảy vào khe hở * Vận tốc chi tiết, bề mặt động phải đủ lớn 2.3 Bôi trơn trục lăn đỡ lò quay - Việc bơi trơn trục galê lò dựa ngun lý này, nhiên khơng đạt ma sát ướt mà dạng ma sát nửa ướt tốc độ quay lăn chậm - Kết cấu gối đỡ ga lê lò gồm có bạc đỡ góc độ khoảng 1/3 chu vi, để tạo khe hở hình nêm bạc vát mép góc nhỏ Dầu cung cấp liên tục gáo múc dầu lắp đầu trục, trục quay gáo qua phễu gốc đỡ có chứa dầu, múc dầu đổ lên máng phía phân chiều dài trục 2.4 Bôi trơn ngâm dầu: - Phần lớn hộp giảm tốc thường bôi trơn ổ lăn, bánh biện pháp ngâm dầu Vỏ hộp giảm tốc vừa trục đỡ bánh vừa cácte chứa dầu - Các ổ lăn lắp vỏ hộp bánh ngâm phần cácte dầu, quay tự bơi trơn cho vung tóe làm dầu bắn lên vỏ hộp chảy vào ổ lăn cao so với mức dầu, ổ lăn thấp thường ngập từ 1/4 - 1/3 đường kính cácte dầu 2.5 Bơi trơn phương pháp tóe dầu: Để bơi trơn cho bánh ổ lăn trường hợp tốc độ quay nhanh, đổ nhiều dầu để đảm bảo việc bơi trơn sinh nhiệt dầu q cao, đổ dầu việc bơi trơn thực cách cho dầu vung tóe lên bám vào bề mặt cần bôi trơn Để thực việc người ta lắp thêm vòng vớt dầu đĩa, quay dầu bám vào vòng đĩa văng bắn lên vỏ hộp theo đường dẫn vào ổ lăn bàm vào bề mặt bôi trơn 2.6 Bôi trơn dầu nhỏ giọt: Dùng bình dầu đặt cao nơi cần bơi trơn có van tiết lưu, lượng mỡ nhỏ để dầu chảy qua giọt nhỏ vào bề mặt cần bơi trơn Có thể dùng dầu cho thấm qua sợi bấc, dầu đọng thành giọt nhỏ vào vị trí cần bơi trơn cách đặn theo thời gian 2.7 Bơm phun dầu: Trong trường hợp lưu lượng bơi trơn cần lớn diện tích cần bơi trơn rộng người ta dùng bơm dầu bơm phun vào bề mặt cần bôi trơn sương mù II- PHƯƠNG PHÁP THIẾT BỊ BÔI TRƠN BẰNG MỠ So với bơi trơn dầu phương pháp thiết bị bôi trơn mỡ đơn gian nhiều, bơi trơn mỡ lại phổ biến dùng rộng rãi cơng nghiệp nói chung nhà máy xi măng Bút Sơn nói riêng Mỡ thường để dùng bôi trơn ổ lăn cố định, chi tiết quay có lắp ổ lăn trục có tải trọng nhẹ, trung bình nhiều có tải trọng nặng nói chung có vận tốc chậm trung bình 1500 v/p Mốt số mơtơ có tốc độ 30000v/p dùng mỡ để bơi trơn Bơi trơn mỡ có hai hình thức: Bơi trơn riêng rẽ bôi trơn tập trung + Bôi trơn riêng rẽ bôi trơn cho ổ vị trí theo hướng dẫn nhà sản xuất, thường bơi trơn định kỳ Hình thức tháo lắp làm mỡ cũ, thay mỡ mới, bơm bổ sung bơm tay qua vú mỡ bên gốc + Bơi trơn tập trung: hình thức bôi trơn cách cung cấp mỡ bôi trơn vào đường ống chung, đường ống chung có nhánh nhỏ đến vị trí cần bơi trơn Mỡ cung cấp vào đường ống nhờ bơm mỡ tự động Để hiểu rõ phương pháp bôi trơn tập trung, ta xét hệ thông bôi trơn giàn ghi làm nguội Clinker theo sơ đồ hình vẽ sau đây: 10 ... 30000v/p dùng mỡ để bơi trơn Bơi trơn mỡ có hai hình thức: Bơi trơn riêng rẽ bôi trơn tập trung + Bôi trơn riêng rẽ bôi trơn cho ổ vị trí theo hướng dẫn nhà sản xuất, thường bơi trơn định kỳ Hình thức... DẦU BƠI TRƠN Phương pháp bơi trơn: - Bơi trơn có nhiều cách, cách phải đảm bảo đủ lượng dầu, mỡ cho bề mặt ma sát cần bơi trơn - Có thể bơi trơn riêng rẽ vị trí, bơi trơn tập trung, bôi trơn định... phương pháp bơi trơn có nhiều cách, phân loại theo ma sát, theo tính chất bôi trơn, theo thời gian bôi trơn Trong tài liệu ta đề cập đến số phương pháp hay sử dụng việc bôi trơn thiết bị DC