Trong các kết cấu cơ khí và hầu hết các loại máy móc, để nâng đỡ, định vị và giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động thì người ta thường sử dụng ổ bi (ổ lăn) hoặc bạc lót. Hiện nay, người ta lựa chọn ổ lăn cho một số mối lắp có chuyển động tương đối, tuy nhiên vai trò của bạc lót vẫn vô cùng quan trọng.
Vậy Bạc lót là gì? Bạc lót có công dụng ra sao và có bao nhiêu loại bạc lót. Hãy cùng Blog CongNgheHCV tìm hiểu về bạc lót nhé!
Bạc lót - Chi tiết máy điển hình - Quy trình Gia công Chi Tiết Máy Dạng Bạc
Link tải về file word bài viết này tại đây
Bạc lót là gì?
Bạc lót là bộ phận trực tiếp đỡ trục, là nơi chịu tác dụng của các lực trên trục và chịu ma sát với trục cán.
Bạc lót là một trong các chi tiết máy dạng bạc, đây là một chi tiết điển hình mà ngành công nghệ chế tạo máy nghiên cứu, thiết kế, gia công.
Trên hình đã mô tả bạc lót trên trục để bạn hiểu rõ hơn về vai trò của chi tiết bạc trong kết cấu của chi tiết trục.
Bạc lót cũng là một bộ phận rất quan trọng vì nó giúp xác định vị trí trục cán trong máy và quay quanh một trục tâm đã định.
Công dụng của bạc lót là gì?
Bạc lót dùng để nâng đỡ và định vị bộ phận chuyển động, khi đó bạc lót sẽ chịu các tải trọng hướng tâm và dọc trục. Chúng ta cần chú ý điều này khi chế tạo, gia công chi tiết dạng bạc để đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật đối với chi tiết dạng bạc nói chung, với bạc lót nói riêng.
Bạc lót giúp giảm ma sát mài mòn giữa các chi tiết chuyển động. Bạc lót sẽ cung cấp sự tiếp xúc trượt (với trường hợp dùng bạc trượt) hay sự tiếp xúc lăn tròn (khi dùng bạc lăn hay bạc chống ma sát) giữa các chi tiết chuyển động của mối lắp cơ khí.
Xem thêm: Vai trò của phần việc Lắp ráp trong công nghệ chế tạo máy
Bạc lót cung cấp bề mặt chịu mài mòn mà dễ dàng có thể thay thế. Bằng cách giảm ma sát, bạc lót cũng làm giảm sự hao mòn; nó còn cung cấp bề mặt chịu mài mòn có thể thay thế, giúp tiết kiệm hơn so với việc thay mới các chi tiết của máy. Thay vì việc phải thay thế chi tiết trục gây tốn kém, ta tháo bạc lót đã bị mòn và thế vào đó một Bạc lót mới, như thế hiệu quả hơn nhiều.
Trong nhiều trường hợp, chẳng hạn khi không thể sử dụng ổ bi, thì bạc lót là một phương án hữu ích và hiệu quả.
Có mấy loại bạc lót?
Các loại bạc lót được phân loại theo nhiều cách khác nhau, dưới đây là một số cách phân loại Bạc thường gặp.
Phân loại Bạc theo cấu tạo
Theo cách phân loại này, Bạc gồm 2 loại là bạc lót nguyên và bạc lót hai nửa.
Phân loại Bạc theo chức năng chịu lực
Theo cách phân loại này, Bạc lót gồm 3 loại chính:
- Bạc lót chỉ chịu lực hướng tâm (bạc lót không có gờ).
- Bạc lót chịu lực hướng tâm và lực dọc trục 1 phía (bạc lót có 1 gờ)
- Bạc lót chịu lực hướng tâm và lực dọc trục 2 phía (bạc lót có 2 gờ)
Phân loại Bạc theo khả năng giảm ma sát
Theo cách phân loại này, Bạc lót gồm 2 loại là bạc trượt và bạc chống ma sát (bạc lăn).
Khi chọn mua Bạc lót, ta cần quan tâm đến ưu, nhược điểm của bạc trượt.
Với loại Bạc trượt: Chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, có thể sản xuất hàng loạt, hoạt động ổn định, kết cấu vững chắc, dễ lắp ráp thay thế.
Ngoài ra, Bạc trượt có lực ma sát cao, cần phải bôi trơn liên tục (vì không được bao bọc bởi màng dầu bôi trơn).
Ưu, nhược điểm của Bạc Chống Ma sát ra sao?
Dùng loại bạc này, lực ma sát thấp, vị trí tiếp xúc được bao bọc bởi màng dầu bôi trơn nên đỡ tốn công bôi trơn, đa năng vì có nhiều loại thiết kế, là người sử dụng chỉ việc chọn theo tiêu chuẩn rất thuận tiện.
So với bạc trượt, bạc chống ma sát làm việc ồn hơn, giá thành cao hơn, kém bền chắc hơn, choán chỗ hơn.
Đặc điểm chung của bạc lót
Trong quá trình làm việc, bạc lót là chi tiết phải chịu nhiều lực tác động (lực ma sát, lực hướng tâm và lực dọc trục), đồng thời hiệu suất làm việc và tính tiết kiệm chi phí về kinh tế tài chính khi dùng cũng là yếu tố quan trọng để tính toán sử dụng vật liệu chế tạo bạc lót sao cho phù hợp.
Yêu cầu vật liệu chế tạo bạc lót
Với vai trò quan trọng của bạc lót trong mối ghép cơ khí, người ta phải tìm kiếm các vật liệu khác nhau nhằm đem đến hiệu quả sao cho bạc lót đảm bảo kỹ thuật tốt nhất như:
- Đảm bảo hệ số ma sát tiêu chuẩn;
- Vật liệu phải có sức chịu mài mòn tốt, có độ bền cao;
- Khi dùng cần có độ dính nhất định;
- Có độ dẫn nhiệt đảm bảo;
- Dễ dàng tạo thành các lớp màng dầu để bôi trơn cho bạc lót trong quá trình làm việc của mối ghép dùng bạc.
Từ những yêu cầu về vật liệu để chế tạo bạc lót, Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những những loại vật liệu thông thường để chế tạo Bạc hiện nay.
Một số vật liệu chế tạo bạc lót
Babit
Babit là gì?
Babit là hợp kim có thành phần chủ yếu là thiếc hoặc chì, tạo thành một nền mềm, có xen lẫn hạt rắn antimon, đồng, niken hoặc cadimi…
Babit là loại vật liệu giảm ma sát, giảm mòn và chống dính rất tốt. Tuy nhiên, vì có cơ tính thấp cho nên babit chỉ dùng để tráng thành 1 lớp mỏng khoảng vài phần mười của mm lên bạc lót có độ bền cao hơn như đồng thanh, thép, gang, …
Có thể hiểu, Babit chỉ là lớp phủ lên chi tiết bạc khác. Trong gia công bạc, ta gia công tiện và các nguyên công khác nữa, xong rồi mới phủ Babit lên trên, hi vọng giúp bạn hiểu rõ hơn về kết cấu của chi tiết bạc.
Hợp kim nhôm
Khi dùng vật liệu là Hợp kim Nhôm, bạc có hệ số ma sát cũng khá thấp, dẫn nhiệt và chịu mòn tốt, nhưng khi làm việc với vận tốc cao thì khả năng chống xước kém, hệ số giãn nở nhiệt của hợp kim nhôm lớn.
Hợp kim kẽm
Hợp kim kẽm có tính ma sát tương đối tốt, nguyên liệu dễ kiếm, chế tạo đơn giản và giá thành rẻ nên được dùng rộng rãi để chế tạo bạc. Tuy nhiên hợp kim kẽm có nhược điểm là chịu mòn không được tốt, do đó đòi hỏi chế tạo chính xác cao và độ nhẵn bề mặt cao, ngoài ra hệ số nở dài lớn, nhiệt độ lớn nhất cho phép là 80 oC.
Đồng thanh
Vật liệu làm Bạc lót có thể là Đồng thanh. Đồng thanh làm việc tốt trong áp suất cao và vận tốc trung bình. Tuy nhiên vì có nhiều thiếc nên giá thành cao nên việc sử dụng Vật liệu làm Bạc lót là Đồng thanh cũng hạn chế. Bạc lót làm bằng đồng thanh gây mòn ngõng trục nhiều hơn so với lót ổ tráng babit.
Gốm kim loại
Gốm kim loại được chế tạo bằng cách nung và ép bột đồng (Cu) hoặc bột sắt (Fe) dưới nhiệt độ, áp suất lớn (1000, 700 Mpa), gốm có nhiều lỗ rỗng chứa dầu, khi làm việc dầu ra bôi trơn bề mặt bạc lót và ngõng trục, Bạc làm từ vật liệu Gốm kim loại dùng khi vận tốc cỡ 2 m/s và áp suất 4 MPa đến 5,5 MPa.
Nhựa hoặc chất dẻo
Nhựa hoặc chất dẻo cũng được nghiên cứu chọn làm Bạc, Nhựa hoặc chất dẻo có hệ số ma sát thấp, độ bền mòn cao (gấp 56 lần đồng thanh) nhưng hệ số dẫn nhiệt thấp (nhỏ hơn khoảng 300 lần đến 500 lần so với Bạc làm từ vật liệu kim loại).
Tại Việt Nam, các nguyên liệu chủ yếu dùng làm bạc lót như babit thiếc, babit chì, babit nhôm, gang… Tuy nhiên, ứng dụng nhiều nhất vẫn là hợp kim đồng làm bạc lót từ babit thiếc vì nó có nhiều ưu điểm hơn do độ chịu mài mòn tốt và độ nhám nhất định cùng hệ số nở dài lớn.
Công nghệ gia công bạc lót
Phôi để gia công bạc lót
Phương pháp tạo phôi để chế tạo bạc lót hợp lý nhất là phôi đúc, bởi nó cho một số ưu điểm đặc biệt quan trọng mà các phương pháp khác không có được, đó là:
- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo.
- Sản xuất linh hoạt, đồng loạt nên giá thành rẻ.
- Giá thành tạo khuôn rẻ.
- Phôi có cơ tính tốt.
Yêu cầu khi gia công bạc lót
Ngoài những yêu cầu về độ đồng tâm thì những loại bạc lót dùng làm gối đỡ chịu mài mòn như đồng thanh, thiếc bạc đồng, bạc batic cần phải đáp ứng yêu cầu về dung sai đường kính bạc phía trong và ngoài, độ nhẵn bề mặt.
Quy trình gia công bạc lót (chi tiết máy dạng bạc)
Gia công bạc lót được thực hiện thông qua 4 bước chính:
Bước 1: Máy cắt sẽ cắt phôi về một dạng thô phù hợp. Dạng thô này phải có kích thước lớn hơn so với thành phẩm cuối cùng.
Bước 2: Phôi được xử lý nhiệt ở khoảng 1550 độ F (khoảng 843 độ C) trong vài giờ. Sau đó được làm mát trong dầu nhằm để tăng độ cứng.
Bước 3: Tiếp tục xử lý nhiệt lần 2 cho phôi ở nhiệt độ khoảng 300 độ F (khoảng 149 độ C) để tránh hiện tượng giòn gãy của phôi.
Bước 4: Để phôi nguội trong môi trường không khí nhằm đảm bảo độ cứng và dẻo dai của phôi. Sử dụng máy công cụ để gia công thô và tinh cho bạc. Thông thường, bề mặt trụ trong và trụ ngoài của bạc lót được gia công thô trên các máy tiện hoặc máy phay, gia công tinh trên các máy tiện.
Tiêu chuẩn bạc lót sau gia công
Sau khi gia công, Bạc lót cần đạt được một số tiêu chuẩn về chất lượng bề mặt và yêu cầu kỹ thuật như sau:
- Độ cứng chịu mòn phải đạt từ (20 ÷ 30) HB
- Độ nhám bề mặt Ra ≤ 1,25 (đối với mặt trụ ngoài và mặt trụ trong)
- Độ nhám bề mặt Ra ≤ 2,50 (đối với mặt phẳng tiếp giáp, mặt vai chịu lực đẩy chiều trục và mặt đầu ở bạc lót có vai)
- Chiều dày các loại bạc lót đối với từng loại nằm trong khoảng:
+ Chiều dày vỏ thép từ 1,47 ÷ 2,80 mm
+ Chiều dày lớp hợp kim chịu mòn từ 0,25 ÷ 0,50 mm
Sai lệch chiều dày lớp hợp kim chịu mòn không được vượt quá 0,15 mm, sai lệch chiều dày của toàn bộ bạc lót không được vượt quá 0,05 mm
Hi vọng rằng, với những chia sẻ trên, Các bạn có góc nhìn tổng quát về Bạc lót, một chi tiết máy điển hình và góp phần thực hiện quy trình gia công chi tiết máy dạng Bạc thành công. Đây cũng là những cơ sở quan trọng để lựa chọn Bạc lót trong công nghệ chế tạo máy.
