Khe hở quá lớn có thể tạo độ rơ và làm giảm độ chính xác chuyển động. Khe hở quá nhỏ lại có thể tăng ma sát, ảnh hưởng đến bôi trơn và gây kẹt khi nhiệt độ thay đổi hoặc khiến chi tiết nhanh mòn. Bên cạnh sử dụng thước đo khe hở thì ta cần tính toán độ chính xác dựa vào dung sai kích thước, sai số hình học, độ nhám bề mặt, nhiệt độ, tải và đặc tính chuyển động của cơ cấu.
Khe hở quá nhỏ có thể làm cơ cấu kém ổn định
Khe hở là khoảng không giữa hai bề mặt lắp ghép khi các chi tiết chưa chịu lực ép. Với cặp lỗ – trục, khe hở có thể hiểu đơn giản là phần chênh lệch giữa đường kính lỗ và đường kính trục.
Tùy yêu cầu làm việc, mối ghép có thể là lắp có độ hở, lắp trung gian hoặc lắp có độ dôi. Trạng thái lắp không chỉ phụ thuộc vào một giá trị khe hở mà còn liên quan đến kích thước danh nghĩa và dung sai của từng chi tiết.
Ví dụ, một trục có đường kính gần sát với lỗ nhưng bị đảo hoặc có độ tròn không đạt. Khi khe hở tiếp tục giảm, hai bề mặt có thể tiếp xúc tại một số vị trí. Cơ cấu khi đó dễ phát sinh ma sát, rung hoặc chuyển động không đều.
Với các cơ cấu chuyển động liên tục, một khoảng hở nhất định còn giúp bù sai số gia công và biến dạng trong quá trình làm việc.
Nhiệt độ cũng có thể làm thay đổi khe hở. Khi máy hoạt động, trục và lỗ có thể giãn nở. Nếu khe hở ban đầu quá nhỏ, khoảng hở vận hành giảm xuống, làm tăng ma sát và nguy cơ kẹt.
Ở các trục quay, mức khe hở còn phải phù hợp với tốc độ quay, tải, nhiệt độ và điều kiện bôi trơn. Một khe hở phù hợp giúp dầu hoặc mỡ tạo lớp bôi trơn giữa các bề mặt thay vì để hai chi tiết tiếp xúc trực tiếp.
Khi dùng thước đo khe hở, bề mặt cần kiểm tra nên được làm sạch để tránh bụi, dầu hoặc mạt kim loại làm thay đổi cảm giác khi đưa lá đo vào khe. Người đo cũng cần tránh dùng lực quá mạnh vì có thể làm lá đo bị cong hoặc làm sai lệch kết quả.
Kích thước chi tiết đúng chưa chắc cơ cấu đã chính xác
Hai chi tiết có thể đạt kích thước nằm trong dung sai nhưng vẫn tạo ra chuyển động không chính xác nếu hình dạng hoặc vị trí tương quan không đạt yêu cầu.
Các sai số như độ tròn, độ trụ, độ thẳng, độ đồng tâm hoặc vị trí lỗ đều có thể ảnh hưởng đến chuyển động của cơ cấu. Độ nhám bề mặt cũng tác động đến ma sát và khả năng giữ chất bôi trơn.
Chẳng hạn, một trục có đường kính đạt yêu cầu nhưng bị cong nhẹ. Nếu lắp vào một lỗ có khe hở rất nhỏ, trục có thể cọ vào thành lỗ trong quá trình quay. Việc giảm thêm khe hở lúc này không làm trục quay chính xác hơn mà có thể làm tình trạng cọ sát rõ hơn.
Vì vậy, kiểm tra mối ghép chính xác không nên chỉ dừng ở việc đo đường kính hoặc khoảng hở. Kích thước, hình dạng và vị trí tương quan cần được đánh giá cùng nhau.
Khe hở lớn hơn đôi khi lại giúp máy chạy ổn định hơn
Một cơ cấu gồm nhiều chi tiết nối tiếp luôn có sai số tích lũy. Nếu tất cả mối ghép đều được thiết kế với khe hở cực nhỏ, sai lệch của từng chi tiết có thể cộng dồn và làm toàn bộ cơ cấu khó lắp ráp hoặc dễ kẹt.
Trong thiết kế, kỹ sư thường phân bổ dung sai theo chức năng của từng vị trí. Những vị trí cần định vị chính xác có thể sử dụng dung sai chặt hơn. Các vị trí cần chuyển động lại được bố trí khe hở phù hợp để cơ cấu có thể làm việc ổn định.
Cách thiết kế này còn liên quan đến chi phí gia công. Dung sai càng chặt, yêu cầu đối với máy gia công, chất lượng thước đo khe hở càng cao. Không phải vị trí nào trong một cụm máy cũng cần đạt cùng một cấp chính xác.
Khe hở không cố định trong suốt vòng đời máy
Sử dụng thước đo độ hở khi lắp đặt máy chỉ phản ánh trạng thái tại thời điểm kiểm tra.
Sau thời gian vận hành, ma sát và tải có thể làm bề mặt tiếp xúc bị mòn. Vật liệu mất đi khiến khe hở tăng dần, đặc biệt ở các vùng chịu tải lớn.
Với khớp quay và khớp trượt, khe hở tăng có thể tạo ra độ rơ, rung động hoặc tiếng ồn. Nếu mức mòn không đồng đều, chỉ đo tại một vị trí có thể bỏ sót vùng đã xuống cấp.
Do đó, khi kiểm tra một cơ cấu đã vận hành lâu ngày, nên đo tại nhiều vị trí và đối chiếu với kích thước ban đầu hoặc giới hạn cho phép. Thước đo khe hở có thể được sử dụng để kiểm tra nhanh khoảng hở giữa các bề mặt, đặc biệt tại những vị trí cần xác định mức mòn hoặc độ rơ trong quá trình bảo trì
Thước đo khe hở dùng để kiểm tra những gì?
Thước đo khe hở, còn gọi là thước lá đo khe hở, thường gồm nhiều lá kim loại có chiều dày khác nhau. Dụng cụ được sử dụng để xác định nhanh khoảng cách giữa hai bề mặt mà các phương pháp đo kích thước thông thường khó tiếp cận.
Khi kiểm tra, người dùng chọn lá có chiều dày phù hợp và đưa vào vị trí cần đo. Nếu lá đi vào quá dễ, có thể thử lá dày hơn; nếu không thể đưa vào, chọn lá mỏng hơn. Giá trị cuối cùng được xác định dựa trên lá có chiều dày phù hợp với khe hở cần kiểm tra.</span>
Thước đo khe hở thường được sử dụng để kiểm tra khe van, khe giữa các chi tiết máy, khe lắp ghép, khoảng hở trong cơ cấu chuyển động và một số vị trí cần kiểm tra nhanh trong bảo trì. Với các chi tiết yêu cầu dung sai rất chặt, kết quả từ thước lá nên được kết hợp với phương pháp đo phù hợp khác để đánh giá đầy đủ kích thước và sai số hình học.
Khe hở bao nhiêu là phù hợp ?
Không có một giá trị khe hở chung cho mọi loại máy.
Cơ cấu chuyển động tự do cần đủ khoảng hở để tránh kẹt khi nhiệt độ và tải thay đổi. Cơ cấu định vị lại cần hạn chế độ rơ nên có thể yêu cầu khe hở nhỏ hơn. Với mối ghép cần giữ cố định hai chi tiết, lắp trung gian hoặc lắp có độ dôi có thể phù hợp hơn so với việc tiếp tục giảm khe hở.
Mức khe hở cần được xác định từ chức năng của mối ghép và điều kiện làm việc, thay vì chỉ dựa vào mục tiêu đạt kích thước càng sát càng tốt.
Lực đo, nhiệt độ của chi tiết, độ sạch bề mặt và vị trí đặt dụng cụ đều ảnh hưởng đến kết quả. Với các chi tiết chính xác, người đo còn phải kiểm soát biến dạng do lực đo và sự thay đổi kích thước theo nhiệt độ.
Một thước đo khe hở có độ phân giải rất nhỏ nhưng được sử dụng trên chi tiết chưa ổn định về nhiệt hoặc có sai số hình học lớn vẫn có thể cho kết quả không phản ánh đúng trạng thái của mối ghép.
Vì vậy, khi sử dụng Thước căn lá đo khe hở, cần xác định rõ đang cần kiểm tra kích thước, độ rơ hay khả năng chuyển động của cơ cấu.
Trong thiết kế cơ khí chính xác, mục tiêu không phải là đưa khe hở về mức nhỏ nhất có thể mà là xác định khoảng khe hở tối ưu cho chức năng và điều kiện vận hành. Một mối ghép tốt là mối ghép vừa đủ chính xác, vừa đảm bảo khả năng lắp ráp, chuyển động và độ ổn định trong suốt thời gian sử dụng.
