Các loại ổ trượt (Journal bearing)

Ổ trượt (Journal Bearing) là một bộ phận quan trọng trong các thiết bị quay như tuabin, máy nén, bơm, hộp số... Nhiệm vụ chính của ổ trượt là đỡ trục, chịu lực và duy trì vị trí trục trong khi thiết bị quay.

Việc lựa chọn đúng loại ổ trượt ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ thiết bị, độ ồn định và hiệu suất vận hành.

Ổ trượt có loại trụ tròn hoặc loại chia 2 nửa. Hiện nay, hầu hết ổ trượt được thiết kế 2 nửa để dễ dàng tháo lắp bảo dưỡng. Thường thì toàn bộ tải của ổ trượt theo phương hướng xuống nên nửa ổ trên chỉ có tác dụng như nắp bảo vệ ổ trượt và chứa dầu.

Xem thêm:

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

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

Nguyên lý làm việc và dạng hư hỏng của ổ trục thủy động lực (Hydrodynamic Bearings): Phần 1

Các ổ trượt được phân loại như sau:

1.    Ổ trượt trụ tròn (plain Journal)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Plain	Đơn giản, chi phí thấp	Trung bình	Thấp	Một chiều	Thấp	Thấp

Plain bearing

Do có dạng trụ tròn nên khe hở giữa lỗ ổ trượt và ngõng trục đều nhau ở các phía. Khe hở thường là (1,5-2)/1000 đường kính ngõng trục.

Một trong những ưu điểm của ổ trượt trụ tròn là tính đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, nó có một số hạn chế, bao gồm khả năng chịu tải thấp hơn so với các loại ổ trượt khác và độ bền cao hơn.

Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí! Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về ổ trượt

2.    Ổ trượt trụ tròn có rãnh dầu theo chu vi bạc (circumferential grooved)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Circumferential Grooved	Rãnh tròn giúp bôi trơn	Thấp	Thấp	Một chiều	TB	TB

Là một biến thể của ổ trượt trụ tròn, có thêm các rãnh dầu được gia công xung quanh chu vi bạc. Rãnh dầu này chiếm nửa chiều dài miếng bạc. Cấu tạo này giúp nó làm mát tốt hơn nhưng khả năng chịu tải lại thấp hơn so với loại trên.

Rãnh dầu được thiết kế để giữ dầu bôi trơn bên trong và duy trì một lớp dầu mỏng giữa trục và ổ trượt. Nó cũng giúp tăng cường sự phân tán nhiệt và làm giảm nhiệt độ hoạt động của ổ trượt.

Việc sử dụng ổ trượt trụ tròn có rãnh dầu theo chu vi bạc có thể giúp tăng tuổi thọ của ổ trượt và giảm ma sát, làm tăng hiệu suất và giảm tiếng ồn.

Tuy nhiên, loại này cũng có một số hạn chế, bao gồm giá thành cao hơn so với các loại ổ trượt trụ tròn khác, đặc biệt là khi sản xuất với độ chính xác cao. Nó cũng yêu cầu một mức độ bảo trì cao hơn để đảm bảo rãnh dầu không bị tắc và ổ trượt hoạt động tốt.

3.    Ổ trượt có 2 rãnh để dầu đi vào ở mặt chia 2 nửa (two lobe)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Two-lobe	Hình ô van, giảm rung	Trung bình	Trung bình (TB)	Hai chiều	TB	TB

4.    Ổ trượt dạng elip hay dạng quả chanh (lemon bearing)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Lemon	Cải tiến two-lobe	Trung bình	Trung bình	Hai chiều	Tốt	TB

Cũng là loại bạc chia 2 nửa (bạn tưởng tượng hai lá kim loại mỏng, ở bề mặt chia 2 nửa, thì bạc tròn sẽ có dạng elip). Khe hở bạc theo phương ngang bằng 2 lần khe hở phương đứng. Loại ổ trượt này có thể cho phép trục quay theo 2 chiều.

5.    Ổ trượt 3 thùy (three lobe)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Three-lobe	Ba gờ lõm tạo vùng ổn định màng dầu, tăng khả năng tự cân bằng và giảm rung động	Trung bình	Trung bình	Hai chiều	Tốt	Trung

Loại này cũng ít gặp. Nó chịu được tải mức trung bình và cũng cho phép trục quay theo 2 chiều.

ổ trượt 3 lobes/tri-lobes

Ổ trượt 3 thùy (tri-lobes journal bearing)

Ổ trượt 4 lobes/Quad-lobes

6.    Ổ trượt 2 nửa bố trí lệch ngang (mặt ghép môi mè), (offset bearing)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Offset Bearing	Đặt tâm lệch, chống rung tốt	Cao	Cao	Một chiều	Rất tốt	Khó

Đây là loại bạc có khả năng mang tải cao hơn các loại trên. Tuy nhiên, nó chỉ cho phép trục quay theo 1 chiều.

Ổ trượt 2 nửa lắp cho hộp số tốc độ 10 nghìn vòng/phút.

Lưu ý, loại bạc này rất dễ lắp sai khi bạn úp nửa trên lên. Nếu lắp ngược sẽ gây ra rung cao. 

Vì vậy cần đánh dấu cẩn thận khi tháo lắp. Ngoài ra cũng cần lưu ý, khe hở của bạc được tính theo đường kính trong nhỏ nhất của bạc.

7.   Ổ trượt nhiều miếng bạc, lưng bạc có trụ xoay (tilting pad bearing)

Loại ổ trượt	Đặc điểm kỹ thuật	Khả năng chịu tải	Tốc độ quay	Chiều quay	Độ ổn định	Độ phức tạp
Tilting Pad	Bạc tự lựa, chia lực	Rất cao	Rất cao	Hai chiều	Rất tốt	TB

Đây là loại ổ trượt được sử dụng phổ biến nhất hiện nay cho các thiết bị tốc độ cao, tải lớn như bơm nhiều cấp, tuabin, máy nén. Cấu tạo của nó gồm nhiều miếng bạc bố trí vòng quanh ngõng trục.
Đặc tính quan trọng là khả năng tự lựa nhờ trụ xoay ở lưng các miếng bạc.

Ổ đỡ có 5 miếng bạc lưng có trụ xoay tự lựa (pivoted tilting pad/shoe journal bearing)

Tilting pad bearing

Đây là loại ổ trượt cho tuổi thọ cao nhờ vào các đặc điểm sau:

• Khả năng tự lựa.

• Nhiệt độ làm việc thấp. Lý do là miếng bạc bao gồm 2 lớp: lớp kim loại nền và lớp babit, nếu người ta sử dụng kim loại nền bằng loại dẫn nhiệt tốt như hợp kim đồng chẳng hạn, thì nó sẽ mang lại khả năng dẫn nhiệt rất tốt. Khi đó nhiệt sẽ được lấy ra khỏi màng dầu oil film (giữa bạc và trục) sẽ tốt hơn.

• Người ta đã chứng minh bề dày lớp babit bạc mỏng hơn giúp tăng tuổi thọ so với loại babit dày (lớp babit thường được phủ đều bề mặt bạc bằng phương pháp đúc ly tâm).

• Chiều dày màng dầu (oil film) rất quan trọng trong tính toán độ cứng vững của ổ trượt. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới oil film: số lượng miếng bạc, chiều tác dụng tải và chiều dài hướng trục của các miếng bạc.

Ở trên đã liệt kê các loại ổ trượt phổ biến nhất hiện nay, bảng sau đã liệt kê theo thứ tự tăng dần về mức độ hoạt động ổn định.

Bảng so sánh các loại ổ trượt tăng dần về khả năng chống hiện tượng xoáy cuộn trong dầu (oil whirl)

Hiện nay có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lựa chọn kiểu thiết kế bạc trượt phù hợp như:

•    Khoảng tốc độ vận hành (Shaft speed range).
•    Lượng mất đồng tâm trục cho phép (misalignment).
•    Tốc độ cộng hưởng liên quan đến độ cứng vững của bạc (critical speed).
•    Tải tác động lên cánh công tác của máy (load).
•    Nhiệt độ và độ nhớt của dầu bôi trơn (oil temperature/viscosity)
•    Độ cứng vững của nền móng máy (stiffness)
•    Lượng di trục cho phép (axial movement)
•    Kiểu bôi trơn và mức độ nhiễm bẫn dầu (lub oil type, contamination)
•    Mức rung động tối đa cho phép (vibration).

Ngày viết 18-03-2013, chỉnh sửa 9/3/2022.

 Tác giả: Kỹ sư Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com

---------------------------------------

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

Related Posts by Categories