Phương trình đường cong mỏi tiếp xúc là cơ sở để tính toán ổ lăn theo tuổi thọ : = const. (15.7)
Thực nghiệm cho thấy đối với các ổ lăn thường gặp trong thực tế thì đường cong mỏi không có phần nằm ngang.
Trị số của Nc tỷ lệ tuyến tính với số vòng quay trong toàn bộ thời gian làm việc của trục ntb nên : = const. (15.8)
Chia cả hai vế cho 106 ta có: = const. (15.9) L là tuổi thọ của ổ tính theo triệu vòng quay. Được quy định trong TCVN 4173 - 85.
Từ quan hệ giữa ứng suất và tải trọng ta nhận được quan hệ : Pm’L = const. (15.10)
Trên cơ sở lý thuyết và thực nghiệm đã xây dựng được quan hệ dùng để xác định cho từng loại ổ tải trọng không đổi, ứng với tuổi thọ khi L = 1.
Với ổ đỡ, đỡ chặn khi vòng ngoài đứng yên, tải trọng này gọi là khả năng tải động cơ sở và được ký hiệu là C, trị số C được ghi trong lý lịch ổ.
- Do đó ta có : Pm’L = Cm’ hay L = (C/P)m’ ; C = PL1/m’, (15.11)
Trong đó P tính ra N ; m’ = 3 đối với ổ bi và m’ = 10/3 đối với ổ đũa.
- L = (C/P)m’ (15.12)
Là công thức dùng để xác định tuổi thọ tính ra triệu vòng quay khi biết C và P.
C = PL1/m’ (15.13)
Là công thức để xác định C khi biết trước P và L, biết C chúng ta sẽ chọn được ổ theo số liệu ghi trong lý lịch ổ.
*) Khả năng tải động được ghi trong lý lịch ổ là tải trọng không đổi tác dụng lên ổ trong một triệu vòng mà không làm xuất hiện dấu hiệu phá hỏng mỏi ở 90% số ổ được thí nghiệm.
Tuổi thọ tính ra giờ Lh được xác định theo tuổi thọ tính ra triệu vòng quay L bằng công thức : Lh = 106L/60n.(15.14)
Khả năng tải động cần đảm bảo điều kiện : C(cần thiết) C(lí lịch). 4 .Tải trọng động tương đương.
Trị số tải trọng động được ghi trong lý lịch các loại ổ được xác định trên cơ sở các kết quả thí nghiệm cho ổ chịu tải không đổi và chỉ chịu lực hướng tâm với ổ đỡ và đỡ chặn, chỉ là tải trọng dọc trục đối với ổ chặn và ổ chặn đỡ.
Thực tế ổ lăn khi làm việc thường chịu đồng thời cả lực hướng tâm và lực dọc trục. Điều kiện làm việc của ổ (đặc tính tải trọng, nhiệt độ, vòng nào quay…) cũng rất khác nhau.
Tất cả các yếu tố đó ảnh hưởng đến khả năng làm việc của ổ. Để đánh giá khả năng làm việc của ổ cần xác định được tải trọng động tương đương.
Đối với ổ đỡ và ổ đỡ chặn, tải trọng động tương đương là tải trọng hướng tâm không đổi. Đối với ổ chặn và chặn đỡ, tải trọng động tương đương là tải trọng dọc trục không đổi tại tâm.
Như vậy việc tính toán tải trọng động tương là tải trọng quy ước. Dưới tác dụng của tải trọng này ổ có vòng trong quay sẽ đạt được tuổi thọ bằng tuổi thọ của ổ đạt được trong điều kiện chịu tải thực tế.
Kể đến yếu tố ảnh hởng của điều kiện làm việc ta có tải trọng động tơng đơng dùng để chọn ổ bi đỡ có chịu lực dọc trục, ổ bi đỡ chặn, ổ đũa côn đỡ chặn:
Pr = ( XVFr + YFa ) KaKt (15.15)
trong đó V - hệ số quay (V=1 khi vòng trong của ổ quay, V=1,2 khi vòng ngoài quay); Ka- hệ số an toàn, kể đến ảnh hởng của đặc tính tải trọng đến tuổi thọ của ổ ; Kt hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ, đối với ổ làm bằng thép OLCr15 hệ số Kt phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của ổ, cụ thể nh sau:
0C < 125 125 150 175 200 250 Kt 1 1,05 1,1 1,17 1,25 1,4 Đối với ổ đũa trụ ngắn, tải trọng động tơng đơng:
Pr = VFrKaKt (15.16) Với ổ chặn đỡ
Pa=(XFr + YFa)KaKt (15.17) đối với ổ chặn
Pa=FaKaKt . (15.18)
Khi ổ chịu tải trọng thay đổi theo bậc thì phải thay P trong công thức (15.13) bằng tải trọng tơng đơng PE xác định theo (4.2.12). (Chương đụ̣ bờ̀n chi tiờ́t máy). Trong trờng hợp ổ lăn lấy a = 1; QE= PE, Qi=Pi, tỷ số của số các chu trình thay bằng tỷ số vòng quay của ổ tính ra triệu vòng, bởi vậy:
E m' k im' i k i
1 1
P = ∑(P L ) /∑L , (15.19) trong đó Li - số triệu vòng quay của ổ khi chịu tải trọng Pi ;
k i i 1
L
∑= - tổng số triệu vòng quay của ổ trong toàn bộ thời gian làm việc; m'-xem chú thích của công thức (15.13).
Trong các ổ đỡ chặn khi chịu lực hớng tâm sẽ phát sinh thành phần lực dọc trục phụ Sr =ΣFiar (xem hình 15 - 6, a). Lực dọc trục phụ này có xu hớng đẩy các vòng ổ di chuyển tơng đối với nhau theo dọc trục. Các gờ tỳ của trục và vỏ sẽ cản các di chuyển này. Trị số của lực Sr phụ thuộc loại ổ, góc tiếp xúc α, điều kiện lắp ráp và điều chỉnh ổ. Khi không có khe hở và độ dôi hớng tâm, đối với ổ đũa côn
Sr= 0,83eFr . (15.20)
Đối với ổ bi đỡ chặn
Sr= e'Fr , (15.21)
trong đó e'= e - khi góc tiếp xúc α ≥ 180; e' đợc xác định theo đồ thị trên hình 15- 7 khi α<180
Hình 15.9. Đồ thị xác định hệ số e' đối với ổ bi đỡ chặn.
Khi xác định tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ đỡ chặn, ngoài lực dọc trục, phải kể đến thành phần lực dọc trục phụ Sr. Chúng ta xem xét cách xác định lực Fa có trong công thức (15.15) và dùng để chọn e, X và Y trên các phơng án đặc trng nhất của việc bố trí các ổ đỡ chặn (hình 17-8).
e, 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35
0 0,2 0,4 0,6 0,8 Fr/cg α=180
α=150 α=120
Ký hiệu ΣS là tổng các lực dọc trục tác dụng lên ổ cần tính, bao gồm cả
thành phần Sr. Nếu Sr trong ổ cần tính thoả mãn điều kiện ΣS ≤ Sr thì lấy Fa = Sr. NÕu ΣS > Sr th× lÊy Fa = ΣS .