Nguyên lý làm việc
Then hoạt động theo nguyên lý chốt hãm cơ học: khi lắp vào rãnh chung giữa trục và moay-ơ, then tạo ra mặt tiếp xúc chịu lực cắt và lực ép bên hông. Mô-men xoắn từ trục truyền sang moay-ơ (hoặc ngược lại) thông qua các mặt bên của then — đây là bề mặt chịu tải chính, không phải mặt trên hay mặt dưới. Chính vì vậy, chất lượng gia công rãnh then và độ khít của mặt bên then có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tải và tuổi thọ mối ghép.
Mối ghép then về bản chất là mối ghép tháo được, cho phép tháo lắp nhiều lần mà không làm hỏng các chi tiết — lợi thế rõ ràng so với các phương pháp ghép cố định như hàn hay ép nóng.
Phân loại
Then được phân theo hình dạng mặt cắt và cách lắp ghép:
- Then bằng (Parallel key): mặt cắt ngang hình chữ nhật, lắp trong rãnh có đáy phẳng song song với tâm trục. Đây là loại phổ biến nhất trong thiết kế máy thông thường, dễ gia công và tiêu chuẩn hóa cao.
- Then vát (Taper key): mặt trên có độ nghiêng nhỏ, ghép bằng cách đóng chặt theo chiều dọc. Loại này tự hãm theo chiều dọc trục nhưng gây lệch tâm nhẹ, ngày nay ít dùng.
- Then bán nguyệt (Woodruff key): mặt dưới hình cung tròn, tự định vị trong rãnh cong tương ứng. Phù hợp trục côn, trục nhỏ chịu tải không lớn.
- Then hoa (Spline): nhiều then liền khối gia công trực tiếp trên trục, phân bố đều chu vi. Khả năng chịu tải cao hơn nhiều và cho phép dịch chuyển dọc trục, thường gặp trong hộp số, trục các đăng.
Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
Trong thực tế, sai lầm phổ biến nhất là chọn then theo đường kính trục nhưng bỏ qua chiều dài mối ghép — chiều dài rãnh then phải đủ để phân bố áp lực bên hông trong giới hạn cho phép của vật liệu moay-ơ, đặc biệt khi moay-ơ làm bằng gang hoặc nhôm.
Với tải va đập hoặc đảo chiều liên tục, mặt bên then dễ bị bào mòn tạo khe hở dần dần — khi đó tiếng gõ nhẹ khi đảo chiều là dấu hiệu cần kiểm tra sớm. Bôi mỡ chống gỉ vào rãnh then trước khi lắp vừa giúp lắp dễ hơn vừa ngăn ăn mòn điện hóa giữa các vật liệu khác nhau.
Khi thay thế, nên kiểm tra cả rãnh trên trục lẫn rãnh trên moay-ơ; rãnh bị mòn vẹt hoặc biến dạng mà chỉ thay then mới sẽ không phục hồi được độ chính xác mối ghép.