Trục dẫn hướng là gì? Ứng dụng thực tế trong cơ khí

Trục dẫn hướng là một thành phần cơ khí quan trọng giúp định hướng chuyển động tuyến tính trong máy móc công nghiệp. Dựa trên cấp dung sai và độ cứng bề mặt, trục tuyến tính được phân loại để phù hợp với nhiều môi trường làm việc khác nhau. Hiểu rõ ứng dụng trục dẫn hướng kỹ thuật sẽ giúp lựa chọn đúng loại trục cho từng mục đích sử dụng cụ thể.

Phân loại ứng dụng của trục dẫn hướng trong thiết kế kỹ thuật

Để áp dụng hiệu quả, cần hiểu rõ từng cấp dung sai của trục dẫn hướng.

Trục dẫn hướng tuyến tính được phân loại theo cấp dung sai như sau: g6, h8 và f8; hoặc phân loại theo độ cứng bề mặt thành:

• Trục cứng (đã được tôi cao tần, độ cứng bề mặt HRC > 58)
• Trục mềm (không qua xử lý nhiệt, độ cứng bề mặt khoảng HRC 25)

Hình 1. Các loại trục dẫn hướng

Từng cấp dung sai sẽ phù hợp với các điều kiện kỹ thuật cụ thể dưới đây.

Ứng dụng theo cấp dung sai của trục dẫn hướng

Trục dung sai G6

Là loại có cấp dung sai cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng có chuyển động trượt với ổ trục tuyến tính, yêu cầu độ chính xác cao. Trục cần chọn loại đã tôi cao tần (trục cứng), trong khi bi thép bên trong ổ trượt phải có độ cứng lớn hơn 58 HRC. Đặc biệt khi dùng trục dẫn hướng tự chế từ thép S45C, cần xử lý nhiệt đầy đủ để tránh hiện tượng mài mòn thành rãnh trên bề mặt.

Tiếp theo là cấp dung sai trung bình, phù hợp với các ứng dụng tiết kiệm chi phí.

Trục dung sai H8

Là cấp dung sai trung bình, khi kết hợp với ổ trượt tuyến tính có thể tạo ra độ hở, nhưng lại có giá thành hợp lý. Thường được dùng trong các cơ cấu trượt có yêu cầu truyền động không quá cao, nơi không cần độ chính xác tuyệt đối của trục dẫn hướng.

Với những yêu cầu thấp hơn nữa, trục dung sai f8 là lựa chọn phù hợp.

Trục dung sai F8

Là loại có cấp dung sai thấp, chủ yếu dùng với bạc lót tự bôi trơn (bushing). Nếu dùng nhiều bạc lót đồng thời mà khe hở giữa trục và bạc quá nhỏ, dễ gây hiện tượng kẹt trục dẫn hướng trong quá trình vận hành.

Sau khi hiểu về cấp dung sai, ta cần phân biệt rõ ứng dụng giữa trục cứng và trục mềm.

Ứng dụng trục cứng và trục mềm

• Trục cứng: Đã được tôi cao tần với độ cứng HRC > 58, thích hợp cho các vị trí có chuyển động trượt tuyến tính, trục quay hoặc các vị trí có ma sát trượt. Khi sử dụng làm trục dẫn hướng trong hệ thống cơ khí yêu cầu độ bền cao, cần bôi trơn thường xuyên để kéo dài tuổi thọ.
• Trục mềm: Chủ yếu dùng làm trụ đỡ hoặc các ứng dụng ít chuyển động, nơi không đòi hỏi khả năng chịu mài mòn cao như ở trục dẫn hướng chính.

Tiếp theo, ta sẽ tìm hiểu các phương pháp lắp đặt hiệu quả cho trục dẫn hướng.

Các phương pháp lắp đặt trục dẫn hướng

Lắp cố định

Dùng bulông, vòng kẹp hoặc các bộ phận định vị khác để cố định trục vào khung máy. Phù hợp với các ứng dụng cần giữ vị trí ổn định và chắc chắn, đặc biệt trong lắp đặt trục dẫn hướng cố định.
Khi trục cần linh hoạt hơn, ta có thể áp dụng phương pháp lắp nổi.

Lắp nổi

Trục được lắp vào các cơ cấu trượt như ổ trượt tuyến tính, cho phép chuyển động tự do trong giới hạn nhất định nhằm bù sai lệch do giãn nở nhiệt hoặc biến dạng cơ học. Cách này giúp trục dẫn hướng tránh bị căng thẳng khi lắp sai lệch.

Lắp hỗ trợ

Sử dụng ray trượt hoặc cụm trượt để hỗ trợ và dẫn hướng trục, phù hợp với các ứng dụng cần độ chính xác cao trong chuyển động tuyến tính và chống cong trục dẫn hướng. Trong một số trường hợp đặc biệt, ta cần đến khả năng điều chỉnh vị trí trục.

Lắp điều chỉnh

Dùng đai ốc điều chỉnh, vòng đệm để tinh chỉnh vị trí trục, đáp ứng yêu cầu cao về lắp ráp chính xác hoặc điều chỉnh biên độ chuyển động của trục dẫn hướng.

Lưu ý khi lắp đặt trục dẫn hướng

• Đảm bảo kích thước lắp và dung sai giữa trục và các linh kiện khác phải đúng tiêu chuẩn để chuyển động tuyến tính trơn tru.
• Tránh tác động va đập hoặc xoắn vặn quá mức trong quá trình lắp đặt để không làm giảm tuổi thọ và độ chính xác của trục.
• Đặt đúng hướng và vị trí của ổ trục, đảm bảo hoạt động dẫn hướng và nâng đỡ hiệu quả.
• Giữ sạch bề mặt trục trong suốt quá trình lắp, đồng thời sử dụng dầu bôi trơn hoặc mỡ phù hợp để giảm ma sát và mài mòn, kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Kết luận

Trục dẫn hướng đóng vai trò cốt lõi trong các hệ thống chuyển động tuyến tính, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tuổi thọ của thiết bị. Việc lựa chọn đúng loại trục, đúng cấp dung sai và phương pháp lắp đặt sẽ giúp hệ thống vận hành ổn định và bền bỉ. Ngoài ra, cần đặc biệt chú ý đến các yếu tố như tải trọng, môi trường làm việc và chế độ bôi trơn để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Sự hiểu biết đúng đắn về ứng dụng trục dẫn hướng kỹ thuật sẽ là nền tảng quan trọng trong thiết kế và bảo trì hệ thống cơ khí hiện đại

Nguồn: Theo ZKH