Chuyển đến nội dung chính

Nguyên lý làm việc và dạng hư hỏng của ổ trục thủy động lực (Hydrodynamic Bearings): Phần mở đầu

Thanh Sơn biên dịch từ Kingsbury, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com

PHẦN MỞ ĐẦU: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Trong mỗi giây đang diễn ra hàng ngày, tất cả các máy móc trên khắp thế giới đang hoạt động, để cung cấp các sản phẩm phục vụ nhu cầu của chúng ta. Những máy này đang được đỡ tốt bởi những ổ trục. Nếu một máy bị ngừng, thì những áp lực trong việc khắc phục sự cố là rất lớn. Bài viết sẽ cung cấp những kiến thức nền tảng về ổ trục thiết kế kiểu thủy động lực và các dạng hư hỏng thường gặp.

Xem thêm:

Ổ trục Integral squeeze film damper (ISFD) là gì, nó hoạt động như thế nào?

GIỚI THIỆU

Ổ trục có tác dụng đỡ trục quay có thể phân ra thành 4 loại cơ bản:

1-         Ổ lăn (roller bearing) – tải được đỡ trên các bi cầu và bi đũa.

2-         Ổ trục thủy tĩnh (hydrostatic bearing) – tải được đỡ bởi lưu chất cao áp.

3-      Ổ trục thủy động lực (hydrodynamic bearing) – tải được đỡ bởi màng dầu bôi trơn (oil film).

4-         Ổ trục từ tính (Magnetic bearing) – tải được đỡ bởi từ trường.

Trong bài viết này, chủ yếu nói về loại ổ trục thủy động lực, các miếng bạc (pad/shoe) có thiết kế có trụ xoay tự lựa (pivot).

LỊCH SỬ Ổ TRỤC THỦY ĐỘNG LỰC 

Trong những năm cuối thập kỷ 1880, có nhiều cuộc thử nghiệm về cách bôi trơn cho bề mặt bạc của ổ trục. Ý tưởng về việc “nổi” (floating) tải trên một màng dầu được nhóm của Beauchamp Tower thử nghiệm và công trình lý thuyết của Osborne Reynolds.

1.      Ổ BẠC CHẶN CÓ TRỤ XOAY TỰ LỰA (pivoted shoe thrust bearings)


ỨNG DỤNG ĐẦU TIÊN

 Năm 1912, Albert Kingsbury ký hợp đồng với công ty Pennsylvania Water and Power để ứng dụng thiết kế của ông vào nhà máy thủy điện ở Holtwood. Việc sử dụng ổ lăn đòi hỏi thời gian ngừng máy lớn hơn (nhiều lần trong năm) cho việc kiểm tra, sửa chữa và thay mới.

Loại ổ chặn thủy động lực, lưng các miếng bạc (shoe) có trụ xoay tự lựa, đã được lắp đặt cho tổ máy số 5 vào ngày 22 tháng 6 năm 1912.

Khi khởi động tổ máy ở 12.000 KW, bạc chặn bị phá hủy. Khi phân tích các nguyên nhân hư hỏng, tập trung vào vấn đề dung sai chế tạo và được khắc phục gấp theo yều cầu để đưa máy vào hoạt động.

Thiết kế ổ chặn của Albert Kingsbury

Sau khi sửa chữa đĩa chặn hợp lý và lắp đặt lại ổ chặn mới, máy đã chạy liên tục ở điều kiện tốt. Như là sự đền đáp xứng đáng cho người thiết kế ra nó, một ổ chặn đã chạy 75 năm với sự mài mòn không đáng kể ở tải 220 tấn, được thiết kế bởi ASME vào 27 tháng 6 năm 1987, đây được xem là cột mốc lịch sử của kỹ thuật cơ khí thế giới.

2.   Ổ BẠC ĐỠ (JOURNAL BEARING)

Ổ đỡ thủy động lực dạng trụ là loại ổ trục thủy động lực cơ bản nhất. Nó có bề mặt lỗ trong hình trụ với các rãnh bôi trơn theo phương dọc trục. Loại ổ này cho khả năng chịu tải cao, thiết kế dạng kết khối đơn giản, cho phép trục quay theo cả hai chiều và dễ dàng sản xuất. Tuy nhiên, khi mà tốc độ thiết kế của máy móc càng tăng, thì loại ổ đỡ này có những hạn chế, đó là hiện tượng dầu xoáy cuộn (oil whirl). Dầu xoáy cuộn là không mong muốn, vì biên độ rung động, lực và chu kỳ ứng suất cao tác động lên trục, lên ổ đỡ và máy.

Với nỗ lực ngăn chặn và loại bỏ hiện tượng dầu xoáy cuộn, đã có những kết quả nghiên cứu bước đầu với nhiều loại ổ đỡ với kiểu thiết kế hình học khác nhau, bằng cách sửa đổi các hình dạng của lỗ trong của ổ đỡ. Lỗ trong của ổ đỡ với nhiều hình dạng khác nhau: kiểu trái chanh (lemon), kiểu “đập áp lực” (pressure dam), dạng thùy (lobed) và rất nhiều dạng ổ đỡ khác. Khái niệm về miếng bạc đỡ có lưng trụ xoay tự lựa (pivoted shoe) được áp dụng lần đầu tiên cho loại ổ đỡ (journal bearing) cách đây 85 năm. Các thử nghiệm và ứng dụng mở rộng đã chứng minh loại ổ đỡ có nhiều miếng bạc (tilting pad) có lưng bạc kiểu trụ xoay tự lựa hiệu quả nhất trong việc loại bỏ hiện tượng dầu xoáy cuộn.

Các loại ổ đỡ trượt, so sánh về khả năng tải, chiều quay, khử hiện tượng oil whirl và hấp thụ chấn động
kiểu ổ đỡ tilting pad (5 miếng pad), lưng có trụ xoay tự lựa là tốt nhất để tránh hiện tượng oil whirl.

ỨNG DỤNG

Lịch sử phát triển đã chứng minh loại ổ trục thủy động lực với lưng các miếng bạc có trụ xoay tự lựa mang lại lợi ích lớn. Ổ trục ngày càng nhỏ hơn, rẻ hơn, yêu cầu bảo trì ít, tuổi thọ kéo dài hơn và hiệu quả hơn. Màng dầu (oil film) cũng tạo ra nhiều lợi ích trong khả năng hấp thụ chấn động (shock) và cho phép giảm các chấn động như một thông số thiết kế để kiểm soát rung động. Với những lợi ích to lớn đó, cho phép thiết kế để sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng khác nhau. Quả thực, với phát minh này, đã tạo ra khả năng phát triển các máy và tàu thủy công nghệ cao như ngày hôm nay.

CÁC ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Nhà máy thủy điện                           Tuabin thủy lực

Tua bin hơi                                        Tuabin khí

Bơm hút bùn                                     Bơm nước nồi hơi

Quạt tốc độ cao                                Máy nén ly tâm

Mô tơ điện                                         Bơm giếng sâu

Bơm dầu                                            Bơm nước làm mát

Thiết bị tinh chế bột giấy                Máy tua bin nén khí

Thiết bị gia nhiệt không khí.          Máy nghiền đá

Máy ép đùn

 CÁC ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH TÀU BIỂN

Ngõng trục chân vịt tàu                   Trục chân vịt tàu

Cụm tuabin phát điện                      Hộp giảm tốc chính

Ly hợp                                                Bơm các loại

Quạt                                                    Máy phụ trợ




Hình 3: Ổ trục tổ hợp đỡ - chặn thủy động lực có trụ xoay tự lựa


Hết phần 1

Xem tiếp phần 1

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1 sai

Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance)

Toàn bộ file điện tử powerpoint này: TPM P-1.ppt 1382K TPM P-2.ppt 336K TPM P-3.ppt 2697K Link download http://www.mediafire.com/?upl33otz5orx0e1

Một số thiết bị chưng cất

Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp cần rất nhiều hoá chất có độ tinh khiết cao. Chưng cất  ( distillation ) là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt đo. Chưng cất = Gia nhiệt + Ngưng tụ Ta có thể phân biệt chưng cất ra thành quy trình một lần như trong phòng thí nghiệm để tách một hóa chất tinh khiết ra khỏi một hỗn hợp, và chưng cất liên tục, như trong các tháp chưng cất trong công nghiệp.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Thiết bị chưng cất  Trong nhiều trường hợp có một tỷ lệ nhất định của hỗn hợp hai chất lỏng mà không thể tiếp tục tách bằng phương pháp chưng cất được nữa. Các hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp đẳng phí. Nếu muốn tăng nồng độ của cồn phải dùng đến các phương pháp tinh cất đặc biệt khác. Có thể sử dụng các loại tháp chưng cất

Giới thiệu về Tua bin khí (Gas Turbine)

Turbine khí, còn được gọi là tuốc bin khí  (Gas Turbine) , là một loại động cơ nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học thông qua quá trình đốt cháy khí và chuyển động quay turbine. Một máy phát điện Generator kéo bởi một tuốc bin khí. Đây là tổ hợp của máy nén khí + tuốc bin khí + máy phát điện. Không khí được hút vào và nén lên áp suất cao nhờ một máy nén. Nhiên liệu cùng với không khí này sẽ được đưa vào buồng đốt để đốt cháy. Khí cháy sau khi ra khỏi buồng đốt sẽ được đưa vào quay turbine. Vì thế nên mới gọi là turbine khí. Năng lượng cơ học của turbine một phần sẽ được đưa về quay máy nén, một phần khác đưa ra quay tải ngoài, như cách quạt, máy phát điện... Đa số các turbine khí có một trục, một đầu là máy nén, một đầu là turbine. Đầu phía turbine sẽ được nối với máy phát điện trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. Riêng mẫu turbine khí dưới đây có 3 trục. Trục hạ áp gồm máy nén hạ áp và turbine hạ áp. Trục cao áp gồm máy nén cao áp và turbine cao áp. Trục th

Các website nhà sản xuất cung cấp thiết bị động và phụ tùng

Bơm A.R Wilfley ABS ACD Cryo ACE ACME Dynamics Aermotor Afton Albany Aldo Barbera Alfa Laval All Flavor (AFEC) AllegenyBradford (Topline) All Pumps Allweiler Alpha Flo-Systems American Stainless American-Marsh Ampco AMT Ansimag Apex APV Argal Armstrong Aturia Aurora A.Y.McDonald BBC Electro Beckett Bell & Gossett BJM Blackmer Bombas Itur Brinkmann BSM Buffalo Burks Caffini Calama Calpeda Camac Caprari Carver Casals Caster CDR CEF Chempump(Teikoku) Clark Corcoran Cornell Corporacion EG Crane DAB Danner Davey David Brown-Union Dean Desm

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để đảm bảo khả năng ti

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răng (w

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và xử lý nhiệt

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Điều cần thiết là chọn vật liệu và xử lý nhiệt thích hợp phù hợp với ứng dụng dự kiến ​​của bánh răng. Vì các bánh răng được ứng dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như máy móc công nghiệp, thiết bị điện/điện tử, đồ gia dụng và đồ chơi, và bao gồm nhiều loại vật liệu, nên chúng tôi muốn giới thiệu các vật liệu điển hình và phương pháp xử lý nhiệt của chúng. Hộp số 1. Các loại vật liệu chế tạo bánh răng a) S45C (Thép cacbon dùng cho kết cấu máy): S45C là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất, chứa lượng carbon vừa phải ( 0,45% ). S45C dễ kiếm được và được sử dụng trong sản xuất bánh răng trụ thẳng, bánh răng xoắn, thanh răng, bánh răng côn và bánh răng trục vít bánh vít . Xử lý nhiệt và độ cứng đạt được: nhiệt luyện độ cứng Không < 194HB Nhiệt luyện bằng cách nung nóng, làm nguội nhanh (dầu hoặc nước) và ram thép, còn gọi là quá trìnhT

Sổ tay tiếng anh kỹ thuật [pdf]

Giới thiệu nội dung cuốn sách "Sổ tay tiếng anh kỹ thuật"  Nhu cầu học tiếng anh trong các nghành kỹ thuật ngày càng tăng trong những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu đó, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này. Nội dung cuốn sách bao gồm Phần mở đầu, phần thuật ngữ và phần số liệu. - Phần mở đầu nhóm tác giả giới thiệu lối phiên âm quốc tế mới nhất - Phần các thuật ngữ được phân loại theo từng chủ đề bao quát trong nghành cơ khí, từ vẽ kỹ thuật đến nguyên lý máy… - Phần số liệu gồm các hình vẽ, các bảng tiêu chuẩn… Link tải: Tại đây  hoặc tại đây ----- Xin chào bạn! Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi.  Nguyễn Thanh Sơn

Nghe Podcast Bảo Dưỡng Cơ Khí