1
PGS.TS. NGUYỄN ĐĂNG ĐIỆM Sửa chữa
máy xây dựng - xếp dỡ
và thiết kế xưởng
(Tái bản có sửa chữa và bổ sung)
PGS.TS. Nguyễn Đăng Điệm

ĐT: 9423346, 9423345 - Fax: 8224784
6C5.5 (6V)
MS 131/10-03
GTVT - 03
In cuốn, khổ 19x27cm, tại Công ty In Giao thông. Giấy chấp nhận đăng ký kế hoạch xuất
bản số 131/XB-QLXB ngày 29/1/2003. In xong và nộp lưu chiểu tháng năm 2006.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

3

LỜI NÓI ĐẦU
Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước, trong những năm qua nước ta đã thu hút
được nhiều vốn đầu tư của nước ngoài cho nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực xây dựng cơ
bản. Điều này càng làm cho số lượng và chủng loại máy xây dựng - xếp dỡ ở nước ta vốn đã
rất đa dạng, nay lại càng đa dạng hơn.
Một công việc không thể thiếu được trong quá trình điều hành và sử dụng máy cho công
tác thi công là công tác bảo dưỡng và sửa chữa máy. Xuất phát từ đó cần phải đưa ra những
cơ sở về lý thuyết và công nghệ cho công tác bảo dưỡng và sửa chữa máy.
Cuốn giáo trình
"Sửa chữa Máy xây dựng - xếp dỡ và Thiết kế xưởng" chính là mục
tiêu của ý tưởng trên.
Giáo trình gồm 5 chương:
Chương I: Những khái niệm cơ bản về quá trình làm việc của máy xây dựng - xếp dỡ, về
công tác bảo dưỡng và sửa chữa máy.


6. Phạm vi và đối tượng sử dụng giáo trình: Các bạn đọc thuộc chuyên ngành Máy xây
dựng – xếp dỡ, đặc biệt là những người trực tiếp làm công tác bảo dưỡng – Sửa chữa máy và
thiết kế xưởng cơ khí sửa chữa máy.
7. Ngành học, trường đào tạo: Chuyên ngành Máy xây dựng – Xếp dỡ, trường Đại học
Giao thông Vận tải.
8. Môn học cần học trước: Môn Cấu tạo và sử dụng MXD – Xếp dỡ
9. Nhà Xuất bản: Giao thông Vận tải Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

5
CHƯƠNGI
Những khái niệm cơ bản về quá trình làm việc của máy xây dựng - xếp dỡ, về công tác bảo
dưỡng và sửa chữa máy
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC ĐẦU TƯ TRANG BỊ MÁY XÂY DỰNG - XẾP DỠ
VÀ CÔNG TÁC SỬA CHỮA XE MÁY Ở NƯỚC TA
1.1.1. Nhận xét chung về tình hình đầu tư trang thiết bị
ở nước ta hiện nay, công tác xây dựng cơ sở hạ tầng đang phát triển với tốc độ khá nhanh.
Nhiều công trình trọng điểm của Nhà nước về các lĩnh vực xây dựng cơ bản như xây dựng giao
thông, xây dựng kiến trúc dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi v.v… đang được
đầu tư một cách đáng kể. Điều đó dẫn tới các phương tiện cơ giới thi công và các trang thiết bị
xếp dỡ tăng lên rất nhiều. Các máy móc thiết bị không những tăng nhanh về số lượng mà tăng
cả về chủng loại. Trong những năm gần đây, ngoài những máy xây dựng và xếp dỡ mang tính
thông dụng và truyền thống vẫn nhập từ Liên bang Nga, chúng ta còn đầu tư nhiều loại máy
móc từ các nước tư bản khác. Những máy móc này có nhiều tính ưu việt trong thi công như
tính gọn nhẹ, độ bền cao, độ tin cậy làm việc lớn, năng suất và chất lượng sản phẩm cao v.v…,
nhưng cũng có những khó khăn nhất định trong việc sử dụng và quản lý các loại máy móc thiết
bị đó. Điều này thể hiện rõ ở chỗ máy móc thi công và xếp dỡ của nước ta hiện nay rất đa

nghiệp Nhà nước thực hiện công tác sửa chữa xe-máy, thì các doanh nghiệp tư nhân (thậm chí
các hợp tác xã, các trạm tư nhân) cũng đảm nhận việc sửa chữa và bảo dưỡng trang thiết bị.
Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các đơn vị thi công đưa xe-máy đi sửa chữa được dễ dàng
và linh hoạt, nhưng cũng có những tồn tại sau đây:
• ở nhiều cơ sở sửa chữa, các tiêu chuẩn kỹ thuật, các qui định về chất lượng sửa chữa, qui
trình qui phạm về sửa chữa không được ban hành, do vậy tại những nơi đó không có cơ sở để
đánh giá và kiểm tra chất lượng sửa chữa.
• Các trang thiết bị chuyên dùng và đặc biệt là các thiết bị đo, thiết bị kiểm tra còn thiếu,
cho nên các thông số về chất lượng sửa chữa chủ yếu được đánh giá theo kinh nghiệm. Điều
này dẫn tới có tình trạng xe-máy sau khi sửa chữa làm việc với độ tin cậy không cao, thậm chí
còn mất an toàn trong quá trình điều khiển máy.
b) Các nhà máy và các doanh nghiệp Nhà nước về công tác sửa chữa hiện nay được xây
dựng rải rác trong toàn quốc, chưa có một qui hoạch thống nhất, do vậy có tình trạng sau:
• Việc quản lý công tác sửa chữa còn phân tán cả về theo vùng lãnh thổ và theo các cơ
quan hành chính quản lý, do vậy việc liên kết (về khâu kỹ thuật và công nghệ) không thể thực
hiện được.
• Việc chuyên môn hóa các nhà máy sửa chữa cũng vì lý do trên mà ở nước ta hiện nay
vẫn không được chú ý đến, trong khi đó ở các nước tiên tiến việc chuyên môn hóa trong công
nghiệp (trong đó có lĩnh vực cơ khí sửa chữa) được ứng dụng rất phổ biến vì nó đưa lại hiệu
quả cao.
1.1.3. Đánh giá về tiềm năng và đặc điểm của các nhà máy sửa chữa
(các doanh nghiệp nhà nước) ở nước ta
• Về lực lượng và trình độ cán bộ, công nhân kỹ thuật ở các nhà máy cơ khí sửa chữa nhìn
chung là khá mạnh [3]. Số lượng cán bộ kỹ thuật và công nhân bậc cao trong các nhà máy
chiếm tỷ lệ khá cao. Các số liệu khảo sát cho thấy tỷ lệ cán bộ kỹ thuật so với tổng số công
nhân kỹ thuật chiếm 13% (theo định mức cần
13-15%). Tỷ lệ thợ bậc cao (từ bậc 5 trở lên) chiếm 20-25%. Bậc thợ bình quân đạt 3,8 (theo
qui định mức chỉ cần đạt 3,5).
• Kiến trúc xây dựng và bố trí mặt bằng sửa chữa ở các nhà máy được đánh giá rõ nét
thông qua các tài liệu [3], [5], cụ thể là: Trong số các nhà máy cơ khí sửa chữa hiện nay đang

Việc tổ chức và điều phối quá trình sửa chữa một xe - máy ở hầu hết các nhà máy cơ khí
sửa chữa ở nước ta hiện nay chủ yếu theo sơ đồ như trên hình 1.1.
Máy đưa vào sửa chữa
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

8

máy
Sửa chữa
động cơ
Sửa chữa
bộ công tác
Sửa chữa
gầm, cabin
Lắp ráp và chạy thử máy
Máy đã sửa chữa
Sửa chữa
hệ thống thuỷ
lực
Sửa chữa
hệ thống
nhiên liệu
Sửa chữa
hệ thống điện
Sửa chữa
các bộ phận đặc chủng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

9
do vậy hình thức sửa chữa cụm - tổng thành khó được áp dụng.
• Sự điều phối các công việc sửa chữa, phân bổ các tổ, các nhóm phụ trách các công đoạn
sửa chữa chưa theo hướng chuyên môn hóa. Qui trình qui phạm sửa chữa hầu như không được
chú ý tới trong quá trình sửa chữa.
Với hình thức điều hành quá trình sửa chữa trên đây sẽ nảy sinh những nhược điểm sau:
• Các tổ sản xuất (hoặc các phân xưởng) đảm nhận sửa chữa nhiều bộ phận máy và cụm
máy khác nhau, nên mức độ chuyên môn hóa không cao, dẫn tới năng suất và chất lượng sửa
chữa bị hạn chế.

2
, tấn v.v…
1.2.4. Tính không hỏng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

10
Tính không hỏng là tính chất của máy bảo toàn khả năng làm việc với một giá trị sản
lượng qui định mà không xảy ra hiện tượng máy hỏng đột xuất.
1.2.5. Tuổi thọ
Tuổi thọ là tính chất của máy, của bộ phận máy hoặc cụm máy bảo toàn khả năng làm việc
đến trạng thái giới hạn, tuy vậy trong quá trình làm việc cần có sự ngừng máy để bảo dưỡng kỹ
thuật và sửa chữa. Tuổi thọ được tính theo thời gian làm việc của máy (giờ - máy).
Trạng thái giới hạn của máy được xác định bằng triệu chứng là máy giảm khả năng khai
thác, giảm hiệu quả hoạt động hoặc vi phạm các yêu cầu về an toàn trong khi làm việc. Trong
thực tế khai thác, trạng thái giới hạn của máy được xác định thông qua giá trị biên của các
thông số khai thác.
1.2.6. Thời hạn phục vụ
Thời hạn phục vụ của máy là độ dài thời gian khai thác của máy (tính theo lịch) đến thời
điểm xuất hiện trạng thái giới hạn hoặc đến lúc thanh lý máy.
1.2.7. Tính hợp lý sửa chữa
Tính hợp lý sửa chữa của máy được thể hiện bằng tính thích ứng của nó đối với công tác
sửa chữa. Hay nói cách khác đó là thước đo hiệu quả của công tác sửa chữa đối với máy đang
xem xét. Trong thực tế, nếu máy không có tính hợp lý sửa chữa thì không nên tiến hành sửa
chữa.
1.3. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KẾT CẤU MÁY, VỀ ĐẶC TÍNH VẬN HÀNH
CỦA MÁY
1.3.1. Các thành phần cấu thành của máy
Người ta phân biệt hai nhóm thành phần cấu thành của máy như sau:
Nhóm thứ nhất: Các thành phần kết cấu
Nhóm thứ hai: Các thành phần phi kết cấu

(1.1)
Trong đó:
∑
ε
i
- Giá trị tổng cộng của tất cả các thành phần kết cấu i;
∑
j
G - Giá trị tổng cộng của tất cả các thành phần phi kết cấu j.
Việc đưa ra khái niệm về giá trị của máy cho phép phân tích được trạng thái chung của
máy trong quá trình vận hành và khai thác, theo dõi được sự thay đổi của trạng thái đó từ giai
đoạn đầu đến giai đoạn cuối của quá trình sử dụng máy.
Với khái niệm về giá trị của máy, tất cả các máy móc có thể chia ra 6 nhóm, các nhóm này
khác nhau bởi sự thay đổi các yếu tố cấu thành giá trị của máy.
Nhóm I: Là những máy có giá trị rất cao, có thể sử dụng trong suốt thời hạn phục vụ của
máy mà không cần bảo dưỡng kỹ thuật, cũng không cần sửa chữa (Hình 1.2a).
Nhóm II: Là những máy có giá trị cao, có thể sử dụng trong suốt thời hạn phục vụ của máy
không cần phải thay thế một thành phần kết cấu nào của máy, nhưng trong điều kiện có sửa
chữa định kỳ vì do các thông số lắp ráp và điều chỉnh bị thay đổi và có sự thay đổi hình dáng kích
thước của các thành phần kết cấu (Hình 1.2b)
Nhóm III: Là những máy có giá trị thấp hơn, có thể sử dụng trong suốt thời hạn phục vụ
của máy không cần phải thay thế một thành phần kết cấu nào của máy, nhưng trong điều kiện
không những có sửa chữa định kỳ mà còn có cả bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ (Hình 1.2c).
Nhóm IV: Là những máy có giá trị thấp hơn nữa, được sử dụng trong suốt thời hạn phục vụ
của máy với điều kiện phải tiến hành sửa chữa định kỳ kèm theo phải thay thế một số thành
phần kết cấu đồng thời phải tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ (Hình 1.2d).
Nhóm V: Là những máy có giá trị thấp hơn, chỉ được sử dụng trong suốt thời hạn phục vụ
với điều kiện phải tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ và sửa chữa định kỳ, kèm theo phải
thay thế một số các thành phần kết cấu của máy theo chu kỳ. Chu kỳ đó có thể trùng với chu
kỳ sửa chữa hoặc cũng có thể trùng với chu kỳ bảo dưỡng kỹ thuật. Đa số các máy móc thiết bị


13

Hình 1.2. Các thành phần cấu thành giá trị của máy
và sự thay đổi của chúng trong quá trình máy hoạt động
a) Máy thuộc nhóm I, b) Máy thuộc nhóm II, c) Máy thuộc nhóm III,
d) Máy thuộc nhóm IV, e) Máy thuộc nhóm V.
Δ
t
1
,
Δ
t
2
,
Δ
t
3
- Các chu kỳ sửa chữa máy;
Δ
t
1,1
,
Δ
t
1.2
, ,
Δ
t
3.2

14
Sự đánh giá định lượng rất quan trọng đối với mức độ hoàn thiện kết cấu và công nghệ của
máy còn được đặc trưng bởi các hệ số sau đây:
a) Hệ số bền (F
b
)
Hệ số bền (F
b
) được xác định bằng tỷ số giữa giá trị tổng cộng của các thành phần kết cấu ban
đầu của máy so với giá trị tổng hợp ∑n
i
ε
i
của những thành phần ấy.

∑
∑
ε
ε
=
ii
i
b
n
F
(1.2)
Trong đó:
n
i
- Số lần thay thế các thành phần kết cấu trong suốt thời hạn phục vụ của máy;

Gn
G
F
(1.3)
Trong đó:
G
j
- Giá trị của thành phần phi kết cấu thứ j được xử lý phục hồi trong BDKT và sửa chữa
máy;
n
j
- Số lần BDKT và sửa chữa máy trong suốt thời hạn phục vụ của nó.
Hệ số ổn định điều chỉnh của đa số máy hiện nay thường có giá trị rất nhỏ. Ví dụ như đối
với máy kéo, hệ số này chỉ nhỏ hơn hoặc bằng 0,01.
c) Hệ số tuổi thọ (F
tt
)
Hệ số tuổi thọ F
tt
cho ta sự đánh giá tổng hợp đối với một chiếc máy dựa trên giá trị của tất
cả các thành phần kết cấu và phi kết cấu của máy trong suốt thời hạn phục vụ. Hệ số này biểu
thị tỷ lệ khối lượng và mức độ lặp lại công việc thay thế các thành phần kết cấu và việc xử lý
phục hồi các thành phần phi kết cấu. Hệ số tuổi thọ F
tt
được xác định theo biểu thức sau:
∑∑
+ε
=
jjii
m

Đối với người sử dụng máy thì một điều rất quan trọng là trong quá trình BDKT và sửa máy
cũng như khi thay thế các chi tiết bị hỏng ít phát sinh những công việc phụ trợ, tức là họ gặp những
máy có chi phí nhỏ nhất về vật tư, về năng lượng và công lao động cho việc tháo dỡ các chi tiết
phải thay thế và việc tẩy bỏ những thành phần phi kết cấu cần xử lý (ví dụ như tẩy rửa cặn bẩn của
chất bôi trơn ra khỏi các rãnh, các lỗ hoặc các bề mặt phức tạp của các thành phần kết cấu).
Xuất phát từ các chi phí phát sinh liên quan tới khối lượng những công việc phụ trợ (tháo,
rửa v.v…) trong quá trình BDKT, sửa chữa hoặc thay thế các thành phần kết cấu của máy, ta đi
đến sự đánh giá định lượng về tính hợp lý sửa chữa của máy thông qua hệ số về tính hợp lý sửa
chữa.
d) Hệ số về tính hợp lý sửa chữa (F
sc
)
Hệ số về tính hợp lý sửa chữa F
sc
được xác định bằng tỷ số giữa tổng chi phí trung bình về
công lao động, năng lượng và vật tư cần thiết cho việc thay thế và phục hồi các thành phần kết cấu
so với tổng chi phí có kể đến chi phí phát sinh liên quan đến các công việc phụ trợ như công lao
động, năng lượng và vật tư cho việc tháo máy, tẩy rửa, lắp ráp, điều chỉnh và phục hồi các thành
phần phi kết cấu, tức là:
∑∑
∑
+
=
tbtb
tb
sc
gC
C
F
(1.5)

tật ở trong máy xảy ra rất chậm và hầu như không ảnh hưởng tức thời đến khả năng làm việc
của máy. Quá trình thay đổi các thông số kỹ thuật của máy được coi là sự việc bình thường và
tự nhiên. Tuy vậy, trong một số điều kiện làm việc của máy, các khuyết tật xuất hiện và phát
triển nhanh, các trị số định lượng của chúng chỉ sau một thời gian ngắn đã đạt tới giá trị giới
hạn và khả năng làm việc của máy bị giảm một cách nhanh chóng, thậm chí dẫn đến tình trạng
máy bị ngừng hoạt động đột ngột. Như vậy đối với người sử dụng, một điều rất quan trọng là
cần đánh giá chất lượng máy theo tính ổn định của nó đối với sự hoạt động bình thường và lâu
dài theo các thông số kỹ thuật đã định. Sự đánh giá đó được thể hiện thông qua độ tin cậy của
máy.
• Độ tin cậy của máy chính là tính chất của máy thực hiện và hoàn thành được chức năng
đã định bảo đảm các thông số vận hành với giới hạn sai số cho phép trong quãng thời gian yêu
cầu hoặc sản lượng khai thác yêu cầu.
Độ tin cậy của máy cũng được xác định bằng tính hoàn thiện của kết cấu, bằng công nghệ
chế tạo và phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện vận hành. Đối với các máy đã được sửa chữa,
độ tin cậy của máy phụ thuộc cơ bản vào chất lượng sửa chữa và điều kiện vận hành.
Một số thông số được đặt ra để đánh giá độ tin cậy của máy: Sản lượng khai thác của máy
đến khi máy hỏng, xác suất về tính không hỏng của máy, cường độ hỏng hóc, hệ số sử dụng kỹ
thuật, hệ số sẵn sàng v.v…
• Sản lượng khai thác của máy đến khi máy hỏng là trị số sản lượng trung bình của máy
được tính từ khi đưa máy vào khai thác sau khi sửa chữa đến lần máy bị hỏng tiếp theo (hay
nói cách khác là sản lượng máy khai thác được giữa các lần máy hỏng).
• Xác suất về tính không hỏng của máy là xác suất trong quãng thời gian định trước hoặc
bởi một giá trị sản lượng định trước, máy làm việc không có hỏng hóc.
N
m
)A(P =
(1.6)
Trong đó:
P(A) - Xác suất xuất hiện sự kiện hỏng hóc A trong quãng thời gian khảo sát;
m - Tần suất xuất hiện sự kiện hỏng hóc A trong số lần tiến hành thí nghiệm khảo sát;

kt
là tỷ số giữa thời gian làm việc tổng cộng của máy T
lv
tính
đến khi máy hỏng so với tổng thời gian làm việc và thời gian chi phí cho việc bảo dưỡng kỹ
thuật T
bd
và sửa chữa máy T
sc
trong một giai đoạn vận hành:

scbdlv
lv
kt
TTT
T
K
++
=
(1.8)
• Hệ số sẵn sàng kỹ thuật K
ss
của máy được xác định theo biểu thức sau:
sclv
lv
ss
TT
T
K
+

Q
C
b
sc
k
, % (1.10)
Trong đó:
ỏ
k
- Độ hao mòn vật lý của máy (hoặc cụm máy) tính bằng phần trăm theo giá trị hiện tại
của nó;
C
sc
- Giá thành dự toán sửa chữa máy, tính bằng đồng;
Q
b
- Giá trị của máy tại thời điểm xác định độ hao mòn vật lý (khi xác định giá trị Q
b
cần
phải kể đến sự ảnh hưởng của việc ra đời các loại máy mới có kết cấu hoàn thiện hơn), tính
bằng đồng.
Δ
- Trị số ước lượng tương đối của độ hao mòn dư thêm. Trị số này được xác định từ kinh
nghiệm sửa chữa các loại máy tương tự, tính bằng %.
Cần nhớ rằng thông số Q
b
biểu thị sự ảnh hưởng của tiến bộ kỹ thuật đến giá trị tái tạo của
máy. Điều này rất quan trọng khi đánh giá độ hao mòn vật lý của máy, vì vấn đề đặt ra là có
nên sửa chữa những máy đang khai thác hay không, hay là hiệu quả hơn là nên thay máy mới.
Rõ ràng rằng, khi mức đo ỏ

- Mức đo độ hao mòn vô hình, được biểu thị bằng tỷ lệ % so với giá trị ban đầu của
máy;
Q - Giá trị ban đầu của máy, tính bằng đồng;
Q
b
- Giá trị hiện tại của máy đã bị giảm so với giá trị ban đầu do sự ra đời của máy mới rẻ
hơn và hoàn thiện hơn, tính bằng đồng.
Độ hao mòn chung của máy được biểu thị:
α
c
= 100 - (100 - α
k
) (100 - α
m
), % (1.12)
Trong đó:
α
c
- Độ hao mòn chung của máy tính theo tỷ lệ % so với giá trị ban đầu của nó;
Tích (100 - α
k
) (100 - α
m
) cho ta giá trị còn lại của máy tính theo tỷ lệ % so với giá trị ban
đầu của nó.
1.4. Ma sát và sự mài mòn chi tiết máy
Đặc điểm của kết cấu máy là độ bền của các chi tiết khác nhau và bộ phận khác nhau sẽ
không bằng nhau, do vậy thời hạn sử dụng máy được xác định bằng tiềm năng (khả năng chịu
tải) của những phần tử chóng mòn nhất.
Mỗi máy bất kỳ, trong suốt thời hạn phục vụ đều đòi hỏi phải được tiến hành nhiều lần

f- Hệ số ma sát, phụ thuộc vào chất lượng bề mặt tiếp xúc và tính chất của vật liệu;
Về sau, các công trình nghiên cứu của Culông (năm 1748) đã phát triển thêm các kết luận
cơ bản về thuyết cơ học của ma sát như sau:
1- Lực ma sát tỷ lệ thuận với lực pháp tuyến (lực tác dụng vuông góc với bề mặt tiếp xúc).
2- Lực ma sát không phụ thuộc vào kích thước của bề mặt tiếp xúc.
3- Lực ma sát không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động tương đối của các vật tiếp xúc.
4- Lực ma sát phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và trạng thái các bề mặt tiếp xúc.
Để xác định lực ma sát, ông đã đưa ra một công thức có kể đến độ bám của các bề mặt:
F
ms
= A + fN (1.14)
Trong đó:
A - Trị số kể đến trở lực do tính bám của các bề mặt tiếp xúc, N;
N - Lực pháp tuyến, N;
f- Hệ số ma sát.
Thuyết cơ học đã giải thích nguyên
nhân của việc xuất hiện ma sát do độ
nhám của bề mặt tiếp xúc, các bề mặt này
có các gờ và các rãnh nhấp nhô như hình
vẽ 1.3, nhưng thuyết đó không giải thích
được tại sao đối với những bề mặt rất
nhẵn, ma sát vẫn tăng mạnh và tại sao khi
tăng áp lực tác dụng thì lực ma sát không
tăng một cách liên tục.
2. Thuyết phân tử về ma sát
Thuyết này xuất hiện từ cuối thế kỷ thứ
XVIII và sau đó nhà vật lý người Anh Tomlyxon đã phát triển lên trong các công trình nghiên cứu
của mình. Thuyết này giải thích hiện tượng ma sát dựa trên lực tác dụng phân tử xuất hiện giữa các
bề mặt.
Viện sỹ thông tấn thuộc Viện Hàm lâm khoa học Liên Xô (cũ) B.V Đeriagin (năm 1934)

;
t
S
N
P =
- áp lực đơn vị, N/m
2
.
Tuy vậy thuyết phân tử về ma sát cũng không giải thích được một số hiện tượng thực tế
như sự phỏ huỷ cơ học của bề mặt ma sát, sự xâm thực tương hỗ và hiện tượng bám của các bề
mặt tiếp xúc.
3. Thuyết cơ học - phân tử về ma sát
Bằng kết quả nghiên cứu của mình, giáo sư I.V.Craghenxki (năm 1946) đã kết luận rằng
ma sát có nguồn gốc hai mặt và có thể giải thích là: sự xuất hiện của ma sát một mặt do sự xâm
thực tương hỗ của các gờ nhấp nhô riêng biệt trên bề mặt, mặt khác do sự tác dụng của các lực
kéo phân tử của hai vật (Hình 1.3b).
Khi bề mặt có độ nhấp nhô lớn thì yếu tố cơ học đóng vai trò chính, còn sau khi đã làm
trơn bề mặt rồi thì nguyên nhân của ma sát lại do yếu tố phân tử.
Để xác định lực ma sát I.V.Craghenxki đã đưa ra biểu thức:
F
ms
- F
pt
+ F
co
= αS
t
+ βP (1.16)
Trong đó:
F

rất nhiều nếu giữa những bề mặt tiếp xúc đó xuất hiện một lớp vật liệu bôi trơn.
Phụ thuộc vào các điều kiện bôi trơn, trong kỹ thuật tồn tại các dạng ma sát sau:
1. Ma sát khô - là ma sát xuất hiện trong trường hợp khi các bề mặt tiếp xúc không bị phân
cách bởi lớp màng bôi trơn mà tiếp xúc trực tiếp với nhau. Sự mài mòn của các chi tiết máy
trong trường hợp ma sát khô xảy ra nhanh.
2. Ma sát hạn chế - là ma sát xuất hiện khi các bề mặt được phân cách bởi một lớp màng
bôi trơn rất mỏng (bề dày nhỏ hơn 0,1 μm). Lớp màng mỏng này dễ bị cắt đứt và ma sát dễ bị
chuyển sang dạng ma sát nửa khô.
3. Ma sát nửa khô - là ma sát được đặc trưng bởi sự cắt đứt gián đoạn tương đối liên tục
của lớp màng bôi trơn, lúc đó phần bề mặt ma sát sẽ tiếp xúc với nhau trong điều kiện không
có bôi trơn. Dạng ma sát này thường gặp khi máy bắt đầu chuyển động và khi ngừng máy.
4. Ma sát nửa ướt - là ma sát thường xuất hiện khi các bề mặt ma sát được phân cách bởi
lớp bôi trơn không hoàn toàn (một phần nhỏ bề mặt ma sát vẫn tiếp xúc với nhau). Dạng ma
sát này thường gặp trong quá trình làm việc của các trục chịu tải lớn mà có số vòng quay
không cao hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao. Độ mòn của các chi tiết máy trong ma sát nửa ướt
sẽ nhỏ hơn trong ma sát nửa khô.
5. Ma sát ướt - là ma sát xuất hiện khi các bề mặt ma sát được phân cách nhau hoàn toàn
bằng một lớp vật liệu bôi trơn và chúng không bao giờ tiếp xúc trực tiếp với nhau, trong trường
hợp này độ mài mòn sẽ xảy ra chậm nhất.
1.4.3. Các dạng mài mòn chi tiết
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ma sát được phân chia thành các loại như: cơ học, lý -
hóa và điện. Các dạng mài mòn khác nhau cũng phụ thuộc vào những hiện tượng khác nhau
của các yếu tố ma sát.
Sự mài mòn là quá trình phá hủy dần vật liệu của chi tiết máy, quá trình này xảy ra do ma
sát hoặc do sự tiếp xúc của các thành phần máy móc với môi trường bên ngoài đồng thời kèm
theo sự thay đổi tính chất của nó (độ cứng, độ dẻo, kết cấu, thành phần hóa học v.v…).
Độ mòn chính là kết quả của sự mài mòn diễn ra dưới dạng thay đổi kích thước và các
thông số khác của chi tiết máy hoặc của các thành phần máy móc.
Sự phân loại mài mòn được M.M.Khrusốp thể hiện trong 3 dạng sau: Cơ học, cơ - phân tử
và sự ăn mòn do hiện tượng gỉ - cơ học.

sát.
1. Sự ảnh hưởng của áp lực đơn vị
Qua nghiên cứu người ta đưa ra kết luận như sau: Cùng với mức tăng của áp lực đơn vị, độ
mòn chi tiết máy cũng tăng.
• Trong điều kiện gần như ma sát khô, cường độ mài mòn tăng theo qui luật đường thẳng
so với mức tăng của áp lực đơn vị.
p.c
d
t
dh
=
(1.17)
Trong đó:
c- Hệ số phụ thuộc vào tính chất của kim loại và khả năng chịu dập của bề mặt chi tiết
máy;
p - áp lực đơn vị tác dụng lên bề mặt ma sát.
• Trong điều kiện ma sát nửa ướt và ma sát ướt, mức tăng áp lực đơn vị cũng làm tăng độ
mài mòn, nhưng quan hệ này không theo qui luật đường thẳng với các lý do sau:
- Do màng bôi trơn bị cắt đứt liên tục.
- Do nhiệt độ chất bôi trơn tăng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

24
- Do độ nhớt chất bôi trơn giảm.
Sự thay đổi áp lực đơn vị sẽ ảnh hưởng tới
kích thước bề mặt tiếp xúc, tới độ sâu của lớp
kim loại tham gia trực tiếp vào quá trình ma
sát và tới cường độ biến dạng của kim loại. Từ
đó suy ra rằng nếu áp lực đơn vị đạt tới trị số
giới hạn thì sẽ xảy ra sự thay đổi về chất của


Hình 1.4. Quan hệ giữa độ mài mòn
của thép cácbon trong điều kiện
ma sát trượt và độ cứng của nó
i - Độ mài mòn; HB - Độ cứng Brinel.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

25
Các loại thép hợp kim có thành phần các nguyên tố niken, crôm, mănggan, môlipden và
vônfram sẽ có độ bền mòn cao hơn, bởi vì các thành phần này cùng với cácbon sẽ tạo thành
các hợp chất hóa học có độ cứng cao.
4. Sự ảnh hưởng của chất lượng bề mặt ma sát
Chất lượng bề mặt ở đây được hiểu là tập hợp của các thông số hình học và các tính chất
vật lý của lớp bề mặt vật liệu chế tạo ra chi tiết.
Các thông số hình học được đặc trưng bởi: Độ nhấp nhô, độ lượn sóng, độ nhám. Có tính
chất vật lý thì được xác định bởi cấu trúc, độ cứng, chiều sâu lớp kim loại hóa cứng, ứng suất
dư, độ bền chịu nhiệt, khả năng tác dụng với dầu bôi trơn, sự tác dụng hóa học với axít v.v…
Hình vẽ 1.6 cho ta biết rõ các loại bề mặt chi tiết.
Kết quả của thực nghiệm nghiên cứu cho thấy rằng bề mặt có độ nhám càng thấp (độ nhẵn
càng cao) thì quá trình mài mòn xảy ra càng chậm.
5. ảnh hưởng của tốc độ di chuyển các bề mặt ma sát
Trong điều kiện ma sát khô, độ mài mòn của chi tiết tỷ lệ với quãng đường ma sát, có
nghĩa là cùng trong một thời gian, chi tiết có tốc độ trượt lớn hơn sẽ dịch chuyển được một
quãng đường dài hơn dẫn tới có độ mòn lớn hơn.
Trong điều kiện ma sát ướt, nếu tốc độ trượt của các bề mặt càng lớn, lớp màng bôi trơn
càng tồn tại tốt hơn, do vậy độ mòn của các bề mặt sẽ giảm.
Tốc độ dịch chuyển của các bề mặt tiếp xúc có ảnh hưởng tới trạng thái của các bề mặt đó,
bởi vì tốc độ đó luôn luôn có mối quan hệ với cường độ của quá trình tản nhiệt và mức độ đốt
nóng chi tiết.
Trong thực tế tồn tại một tốc độ dịch chuyển tới hạn của các bề mặt ma sát. Giá trị tới hạn