XTmechanical Blog xin chào các bạn. Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về các phương pháp liên kết trên trục quay truyền động.

Các phương pháp liên kết trục quay truyền động điển hình có thể kể tới đó là: phương pháp gắn tải trực tiếp vào trục quay truyền động và phương pháp gắn tải qua khớp nối đàn hồi. Dù là áp dụng phương pháp nào đi nữa, thì ta cũng cần sử dụng đến các bộ phận truyền tải động lực như then, vòng kẹp cổ trục (có rãnh hở) hay khóa trục (mechal-lock) tại chỗ liên kết với trục truyền động.

Ngoài ra, ta cũng có thể dựa trên cách thức truyền tải động lực để phân loại các phương pháp liên kết này thành hai loại là: truyền tải động lực bằng liên kết then hoặc truyền tải động lực bằng liên kết ma sát.

Trong đó, liên kết then được sử dụng phổ biến nhất, tuy nhiên nó cũng tồn tại một số nhược điểm. Trong bài này, chúng tôi muốn trình cách giải quyết những nhược điểm đó bằng cách sử dụng khóa trục trong các bài toán thường gặp.

Hình 1. Ví dụ về truyền tải động lực bằng then và bằng khóa trục

 

MỤC LỤC

1. Cấu tạo truyền tải động lực bằng then
2. Nguyên lý và cấu tạo của truyền tải động lực bằng khóa trục
3. Phương pháp sử dụng khóa trục (cách lắp ghép và cách tháo gỡ)
4. Ví dụ về những vấn đề phát sinh khi sử dụng then
   1. Lệch pha khi lắp nhiều đĩa xích và puly định thời trên một trục dài
   2. Trục chịu tải trọng xung kích
5. Giải quyết những vấn đề khi dùng then bằng cách dùng khóa trục
   1. Xóa bỏ sự lệch pha khi lắp nhiều đĩa xích và puly định thời trên một trục dài
   2. Giải pháp cho vấn đề trục chịu tải trọng xung kích
6. Tổng kết

---

Nội dung của bài viết khá dài nên chúng tôi sẽ chia bài viết thành 2 phần. Ở bài viết ngày hôm nay - phần 1, chúng ta sẽ tìm hiểu các mục 1 - 3, các mục còn lại sẽ được giới thiệu ở phần 2 - bài viết tiếp theo.

1. Cấu tạo truyền tải động lực bằng then

Truyền tải động lực bằng then là một phương pháp đã được sử dụng từ lâu. Đặc biệt là các loại then bằng thường được dùng trong truyền tải động lực.

Các trục đầu ra của động cơ cảm ứng và hộp giảm tốc thường được gia công thêm bộ phận rãnh then, và thường chúng được thiết kế sao cho có thể dễ dàng lắp đặt đĩa xích, puly định thời, v.v.

Hình 2. Trục đầu ra của động cơ giảm tốc

Cơ chế truyền tải động lực bằng then là truyền tải lực cắt mặt ngang của then được lắp trong rãnh then ở mặt trục và mặt boss (mặt chi tiết còn lại). Kích thước của then bằng được sử dụng được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn JIS (Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản) tùy theo đường kính trục.

Do đó, như trong [Hình 3], diện tích mặt cắt ngang bằng "chiều dài then nhân với chiều rộng", vì vậy, ta tính được lực cắt mặt ngang từ mô men xoắn truyền tải, và xác định chiều dài của then. Ta cần tính toán thêm đại lượng này khi xác đinh kích thước trục đầu ra của động cơ và hộp giảm tốc. Khi thiết kế bộ phận liên kết, hãy cố gắng thiết kế sao cho việc truyền tải động lực sử dụng toàn bộ chiều dài của then. Các bạn có thể tính toán hoàn toàn tự động bằng công cụ tính toán then của chúng tôi tại đây.

Hình 3. Cắt mặt ngang của then

2. Nguyên lý và cấu tạo của truyền tải động lực bằng khóa trục

Khóa trục là phương pháp truyền tải động lực bằng liên kết ma sát.

Cấu tạo bên trong khóa trục được thể hiện trên [Hình 4], bằng cách siết chặt các bu lông được bố trí trên mặt tròn, nêm di chuyển và ép các vòng ở mặt vòng trong và mặt vòng ngoài vào trục và chi tiết tương ứng, tạo ra một lực ma sát lớn. Mô men xoắn truyền tải cho phép được liệt kê trong catalog cho từng kiểu máy, nên các bạn nhớ tham khảo khi thực hiện lựa chọn.

Hình 4. Cấu tạo của khóa trục

Ngoài ra, do chỉ cần gia công một lỗ tròn cho trục và chi tiết của bộ phận chèn khóa trục, nên thời gian gia công được giảm so với phương pháp liên kết then.

Tuy nhiên, vì được ghép ép bằng một lực mạnh, nếu độ dày của mặt chi tiết mỏng, nó sẽ bị biến dạng đàn hồi, làm giảm lực ma sát và sẽ không thể phát huy được các tính năng quy định (mô men xoắn truyền tải). Kích thước độ dày tối thiểu cho các vật liệu điển hình được liệt kê trong catalog, vì vậy các bạn hãy kiểm tra tham khảo khi thiết kế.

Các bạn có thể xem một số thông số trong [Hình 5] dưới đây.

Hình 5. Độ dày tối thiểu của mặt chi tiết

Với thép dẻo (SS400, S10C) có ứng suất chảy dẻo (giới hạn chảy) thấp, nếu độ dày vòng trục moay ơ (hub) không được làm dày thì lực sẽ thoát ra ngoài và không thể đạt được lực ma sát cần thiết để ghép ép. Thép cứng (chẳng hạn như S55C) có ứng suất chảy cao, do đó vẫn có thể thu được đủ lực ma sát ngay cả khi độ dày mỏng.

3. Phương pháp sử dụng khóa trục (cách lắp ghép và cách tháo gỡ)

Như đã thấy trên [Hình 4], ở khóa trục thì vòng trong và vòng ngoài được ghép nối với nhau bằng các bu lông khóa.

Khi lắp đặt, ta lắp ghép trục với chi tiết trong trạng thái các bu lông khóa đang được nới lỏng. Tại thời điểm này, hãy đảm bảo rằng không có trọng tải nào tác dụng lên đĩa xích hoặc puly ở phía chi tiết.

Sau khi lắp ghép xong, vặn siết các bu lông khóa theo phương đối xứng lần lượt theo thứ tự. Nếu như bạn siết chặt các bu lông cùng một lúc, sẽ làm xấu sự cân bằng và sẽ không thể lắp chặt các bộ phận một cách chính xác. Vì thế, các bạn nên vặn các bu lông chặt dần tuần tự theo vòng, khoảng 3 – 4 lần đến khi chặt hẳn.

Khi tháo dỡ, trước tiên hãy nới lỏng lực căng trên đĩa xích và puly.

Tuy ta có thể nới lỏng các bu lông khóa trong khi vẫn có lực căng tác dụng, nhưng như vậy sẽ không thể nới lỏng khớp nối của bộ phận nêm bên trong khóa trục. Hãy nới lỏng các bu lông khóa trong trạng thái các bộ phận như đĩa xích không chịu tác dụng của lực căng. Không có thứ tự nới lỏng, vì vậy các bạn có thể nới lỏng bu lông theo thứ tự nào cũng đươc.

Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, ngay cả khi đã nới lỏng các bu lông, ta cũng chưa thể gỡ phần ghép nối giữa trục và chi tiết. Đây là trạng thái mà phần nêm của khóa trục vẫn đang hoạt động và chỉ mới có các bu lông khóa được nới lỏng ra. Ở đây, chúng ta sẽ cần phải tháo khớp nối của bộ phận nêm.

Như có thể thấy trong [Hình 6], có 4 lỗ vít (ở khóa trục loại nhỏ thì chỉ có 2 lỗ vít) nằm xen kẽ giữa các bu lông khóa. Các lỗ vít này là lỗ có sẵn ren, vì vậy ta chỉ cần tháo bu lông khóa bên cạnh lỗ vít và lắp vào.

Hình 6. Các bu lông khóa và lỗ vít dùng để tháo khóa trục.

Khi ta vặn vào đồng đều các bu lông được lắp vào lỗ vít, cho đến khi cảm thấy tiếng xung kích “Cậc!”, thì tức là phần khớp nối của nêm đã được tách rời. Chú ý như đã đề cập ở trên, nếu vẫn còn lực căng tác dụng, nêm sẽ vẫn chịu lực tác động và ta sẽ không thể nào tách rời khớp nối ra được.

Ngoài ra, ta cũng cần chú ý không vặn quá chặt các bu lông trong các lỗ vít khi tháo dỡ để tránh làm hỏng khóa trục.

Qua phần một của bài viết, chúng ta đã được tìm hiểu về nguyên lý và phương pháp sử dụng của khóa trục. Ở phần 2 -  bài viết tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu những vấn đề khi sử dụng then và cách khắc phục khi dùng khóa trục, các bạn hãy chờ đón nhé.

Xin chào và hẹn gặp lại!

Tác giả: Đinh Văn Hòa

Nguồn: https://jp.meviy.misumi-ec.com/info/ja/archives/35644/

 

Từ khóa liên quan: TRUYỀN TẢI ĐỘNG LỰC TRÊN TRỤC QUAY TRUYỀN ĐỘNG – GIẢI QUYẾT NHỮNG HẠN CHẾ CỦA LIÊN KẾT THEN BẰNG KHÓA TRỤC (Phần 2)