XTmechanical Blog xin chào các bạn.

Tiếp nối bài viết trước, trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu những vấn đề khi sử dụng then và cách khắc phục khi dùng khóa trục qua nội dung dưới đây.

MỤC LỤC

1. 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
2. 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
3. Tổng kết

---

1. Ví dụ về những vấn đề phát sinh khi sử dụng then

Khi sử dụng then, sẽ phát sinh một số vấn đề hay sự cố. Trong phần dưới đây, chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn hai ví dụ tiêu biểu thường thấy.

1. 1.1 Lệch pha khi lắp nhiều đĩa xích và puly định thời trên một trục dài

Ví dụ đối với các băng chuyền rộng, như đã minh họa trên [Hình 1], có những trường hợp có cấu tạo gồm nhiều đĩa xích và puly định thời được lắp đặt trên trục truyền động dài.

Ngoài ra, như trường hợp xe nâng, có cần nâng gắn vào cả hai đầu của trục để nâng và hạ vật. Lúc này, nếu truyền tải động lực sử dụng toàn bộ then, thì trục truyền động sẽ có số rãnh then bằng số đĩa xích.

Với hình ảnh ở phía bên trái của [Hình 1], nếu chỉ xét mỗi phần trục, ta có được như [Hình 7] dưới đây.

Hình 7. Trục truyền động toàn bộ bằng liên kết then

Nếu bạn vẽ một bản vẽ cho trục này, tất cả các rãnh then sẽ được vẽ trên cùng một trục, tuy nhiên trong thực tế khi gia công thì chúng ta sẽ cần sử dụng phương pháp gia công như thế nào?

Gia công rãnh then trên trục thường được thực hiện bằng máy phay, nhưng tùy thuộc vào chiều dài của đế máy và khả năng gia công, vật (trong trường hợp này là trục) được kẹp chỉnh lại trước rồi mới thực hiện gia công.

Việc kẹp chỉnh có nghĩa là khi trục quay thì được kẹp lại, khiến cho xảy ra việc bị trượt lệch vị trí theo hướng vòng quanh rãnh then. Vì do người vận hành thực hiện thao tác kẹp, nên ta sẽ không thể nào triệt tiêu hoàn toàn độ lệch này.

Nếu cứ tiếp tục sử dụng như thế, với xích có gắn phụ kiện hoặc với dây đai răng, vị trí các phụ kiện sẽ không được căn chỉnh và sẽ không vận chuyển chính xác được. Ngoài ra, trong trường hợp xe nâng, pha của cần nâng bị lệch, do đó làm mất cân bằng phương ngang hoặc là phụ tải tập trung lệch về phía cần nâng còn lại.

1.2 Trục chịu tải trọng xung kích

Trong các máy cắt nghiền như máy nghiền hay máy hủy tài liệu, tải trọng xung kích được tạo ra trên trục truyền động do vật liệu nghiền không phải đồng đều.

Vì tác dụng lực lớn lặp đi lặp lại do tải trọng xung kích, rãnh then bị biến dạng và xảy ra hiện tượng lỏng lẻo (không khít) giữa then và rãnh then. Phần hở giữa then và rãnh then càng lớn, máy sẽ không thể chuyển động được đúng như thiết kế và sẽ không phát huy được hết các chức năng của máy. Ngoài ra, nếu trục bị biến dạng, sẽ không thể lấy trục ra khỏi các chi tiết máy trong quá trình bảo trì, dẫn đến không thể tháo rời trục.

2. Giải quyết những vấn đề khi dùng then bằng cách dùng khóa trục

Các vấn đề được đề cập đến trong phần trên có thể được giải quyết bằng cách sử dụng khóa trục.

1. 2.1 Xóa bỏ sự lệch pha khi lắp nhiều đĩa xích và puly định thời trên một trục dài

Trong trường hợp này, sự lệch pha phát sinh do các vấn đề trong quá trình gia công rãnh then. Đây là vấn đề luôn xảy ra khi vật được kẹp chỉnh lại trong quá trình gia công, vì vậy ta cần xử lý điều này ngay ở giai đoạn thiết kế.

Trong chỉ thị gia công cũng có phương pháp chỉ thị "gia công trên cùng một đường thẳng" hoặc "không làm lệch pha" nhưng trong trường hợp gia công theo chỉ thị này, cần phải sử dụng các máy đa chức năng hoặc máy gia công cỡ lớn, làm tốn thêm thời gian giao hàng và chi phí.

Trong những trường hợp như vậy, đĩa xích lấy làm chuẩn được cố định bằng một then và đĩa xích dẫn động được cố định bằng khóa trục.

Khóa trục là loại liên kết ma sát, nên không cố định vị trí pha như liên kết then. Hình bên phải trong [Hình 1] thể hiển phương pháp lắp đặt bằng khóa trục.

Còn trong trường hợp này, trục sẽ được lắp giống như [Hình 8] dưới đây.

Hình 8. Trục truyền động khi sử dụng khóa trục

Ngoại trừ đĩa xích lấy làm chuẩn là dùng liên kết then, thì ở các đĩa xích khác sử dụng khóa trục. Do đó, chỉ có một rãnh then duy nhất được gia công trên trục.

1. 2.2 Giải pháp cho vấn đề trục chịu tải trọng xung kích

Như đã đề cập ở trên, khi dùng liên kết then, nếu liên tục chịu tác dụng của tải trọng lớn chẳng hạn như tải trọng xung kích, sẽ gây ra biến dạng rãnh then hoặc làm hư hỏng vật liệu then. Trong trường hợp này, có thể thực hiện phương pháp tôi luyện rãnh then để làm tăng độ cứng bề mặt.

Ngoại trừ trục truyền động và hộp giảm tốc có trục đầu ra rỗng chỉ có thể sử dụng liên kết then, thì với trục đặc và bộ phận liên kết của cơ cấu chấp hành ta có thể sử dụng khóa trục thay cho then để giải quyết vấn đề của bài toán. Hơn nữa, vì mô men xoắn truyền tải cho phép của khóa trục là xác định, nên nó cũng đóng vai trò là bộ giới hạn mô men xoắn để ngăn ngừa quá tải.

Hình 9. Phương pháp liên kết với trục đầu ra hộp giảm tốc

3. Tổng kết

Ở bài viết hôm nay, chúng ta đã xem xét các phương pháp truyền tải động lực của trục truyền động, từ những vấn đề phát sinh khi sử dụng then, như lệch vị trí pha và biến dạng của rãnh then do tải trọng xung kích, ta đi đến kết luận sử dụng khóa trục để giải quyết các vấn đề.

Then là một phương tiện truyền tải động lực nhỏ gọn và đơn giản, nhưng vì truyền tải động lực bằng lực mặt cắt ngang giữa rãnh then và then, làm cho phụ tải tập trung ở đó. Vì thế, nếu chịu tác dụng của tải trọng lớn như tải trọng xung kích, sẽ dễ gây ra biến dạng ở rãnh then.

Ngoài ra, khi gia công rãnh then trên trục dài, ta có thể coi như không thể làm khớp vị trí pha.

Để giải quyết các vấn đề khi dùng liên kết then ta cần thay thế sử dụng khóa trục.

Vì khóa trục truyền tải động lực bằng liên kết ma sát, nên không yêu cầu gia công như rãnh then ở phía trục. Nhờ đó, sẽ không phát sinh việc biến dạng rãnh then và việc khớp vị trí pha có thể được thực hiện tự do. Tuy nhiên, nếu mọi chỗ đều sử dụng khóa trục, ta sẽ không biết điểm chuẩn ở đâu, vì vậy sẽ tốt hơn nếu ta sử dụng một liên kết then ở bộ phận lấy làm chuẩn.

Tổng kết lại, các bạn cần lưu ý những vấn đề sau khi sử dụng then, đó là:

• Khi gia công rãnh then trên trục dài, sẽ xảy ra hiện tượng lệch pha.*
• Khi chịu tác động lặp đi lặp lại của tải trọng xung kích, làm biến dạng rãnh then, khiến trục không thể tháo rời được.

* Khi gia công bằng máy phay, việc kẹp vật, ở đây là trục, một lần là không đủ.

Ngược lại, ta có thể kể ra những ưu điểm khi sử dụng khóa trục như sau:

• Vì là liên kết ma sát nên vị trí pha với trục có thể được điều chỉnh ở bất kỳ vị trí nào.
• Có thể giảm chi phí gia công vì không yêu cầu gia công rãnh then trên trục.
• Khi phụ tải tác dụng vượt quá mô men xoắn truyền tải cho phép, nó sẽ trượt, vì vậy nó có thể đóng vai trò là bộ giới hạn mô men xoắn.
• Khoảng hở ghép nối là bằng không, vì thế cho phép xác định vị trí chính xác.

Cả then và khóa trục đều có những ưu điểm và nhược điểm của riêng chúng. Vì thế, các bạn hãy lựa chọn sao cho phù hợp với mục đích thiết kế nhé. Hẹn gặp lại ở các bài viết sau.

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 1)