Ở tốc độ 3.600 vòng/phút, ổ trục động cơ có thể chạy bình thường trong nhiều năm, sau đó hỏng trong vòng vài tuần do ai đó lắp ổ trục mở trong môi trường bụi bặm hoặc chọn sai khe hở bên trong. Vòng bi rãnh sâu là thiết kế vòng bi lăn được sử dụng rộng rãi nhất, nhưng vẻ ngoài đơn giản của nó ẩn chứa một danh sách dài các thông số kỹ thuật quyết định tuổi thọ sử dụng. Bài viết này giải thích ổ trục là gì, nó hoạt động như thế nào, nó có thể mang tải trọng gì, cách chọn trong số các biến thể của nó và nơi nó hoạt động tốt nhất.
Nói tóm lại, ổ bi rãnh sâu là lựa chọn phù hợp khi tải trọng chủ yếu là hướng tâm, tải trọng trục vừa phải, tốc độ nằm trong giới hạn ổ trục và vỏ có thể được gia công thành một bệ hình trụ đơn giản. Nếu những điều kiện đó được đáp ứng, nó sẽ mang lại độ ma sát thấp, mức bảo trì thấp và tuổi thọ đáng tin cậy. Nếu không, một trong những biến thể chuyên biệt được mô tả sau này thường có thể giải quyết được vấn đề.
Các thành phần cơ bản là vòng trong, vòng ngoài, bộ bóng, lồng và đôi khi là vòng đệm hoặc tấm chắn. Mương trên mỗi vòng là một rãnh liên tục có bán kính lớn hơn bán kính quả bóng một chút. Độ sâu của rãnh này là điểm phân biệt ổ bi rãnh sâu với ổ bi hướng tâm rãnh nông; hình dạng sâu hơn mang lại cho nó khả năng xuyên tâm cao hơn so với kích thước của nó và khả năng chịu tải trọng trục từ một trong hai hướng.
Vòng bi rãnh sâu hiện có các dòng hệ mét ISO như 62 và 63, ở kích thước inch và có thiết kế bên trong chuyên dụng. Vòng bi 6204 có lỗ khoan 20 mm, đường kính ngoài 47 mm và chiều rộng 14 mm. Vòng bi 6311 có lỗ khoan 55 mm, đường kính ngoài 120 mm và chiều rộng 29 mm. Các kích thước này được tiêu chuẩn hóa nhưng các chi tiết bên trong không giống nhau giữa các nhà sản xuất.
Dưới tải trọng hướng tâm, tải trọng được truyền qua các con lăn trong vùng chịu tải. Bề mặt tiếp xúc giữa mỗi quả bóng và mương sâu tạo thành một hình elip, giúp phân tán ứng suất tiếp xúc và cho phép khả năng chịu tải tương đối cao. Vì các quả bóng lăn chứ không trượt nên mômen ma sát thấp, đó là lý do tại sao ổ trục hoạt động tốt trong máy móc tốc độ cao.
Dưới tải trọng dọc trục, quả bóng tiếp xúc với một bên của mương vòng trong và phía đối diện của mương vòng ngoài. Điều này tạo ra một góc tiếp xúc nhỏ cho phép tải lực đẩy theo một trong hai hướng. Do đó, ổ trục có thể chịu được tải trọng hướng tâm và tải trọng trục kết hợp cùng một lúc. Tuy nhiên, tải trọng hướng trục thuần túy cao hơn khoảng một phần tư định mức hướng tâm động thường được xử lý tốt hơn bằng ổ bi chặn.
Công suất của ổ bi rãnh sâu được mô tả bằng tải trọng động cơ bản định mức C và tải trọng tĩnh cơ bản định mức C0. Ví dụ, ổ trục 6311 tiêu chuẩn có định mức tải động khoảng 55 kN và định mức tải tĩnh khoảng 35 kN. Các giá trị này giả định mương sạch, bôi trơn chính xác và căn chỉnh thích hợp. Tuổi thọ sử dụng thực tế phụ thuộc vào tải trọng P tương đương, kết hợp các thành phần hướng tâm và hướng trục theo phương pháp tính toán danh mục.
Giới hạn tốc độ thường được đưa ra dưới dạng tốc độ tham chiếu và tốc độ giới hạn. Tốc độ tham chiếu là tốc độ có thể được duy trì trong điều kiện cân bằng nhiệt thông thường; tốc độ giới hạn là tốc độ tối đa trước khi vòng cách và chất bôi trơn trở nên không ổn định. Vòng bi kín có vòng đệm cao su tiếp xúc thường có giới hạn tốc độ thấp hơn vòng bi mở vì lực cản của vòng đệm tạo ra nhiệt và hạn chế chuyển động của dầu mỡ. Khi tốc độ là quan trọng, vòng bi cần có lồng có độ ma sát thấp, bi có độ chính xác cao và độ hở bên trong chính xác.
Sự cân bằng giữa công suất, tốc độ, khả năng bảo vệ và sự tiện lợi khi lắp đặt giải thích tại sao có rất nhiều biến thể ổ bi rãnh sâu tồn tại. Các tùy chọn phổ biến nhất là mở, được che chắn, bịt kín, có vòng kẹp, có khe làm đầy và với hình học ma sát thấp tốc độ cao.
| Biến thể | Đặc điểm cấu trúc chính | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| Vòng bi mở | Không có lá chắn hoặc con dấu; tốc độ cao nhất với dầu bôi trơn | Hộp số, máy công cụ |
| Được che chắn (2Z) | Lá chắn kim loại; ma sát thấp và loại bỏ hạt tốt | Động cơ điện, máy bơm |
| Bịt kín (2RS) | Con dấu cao su liên hệ; giữ dầu mỡ bên trong, ô nhiễm ra ngoài | Băng tải, thiết bị nông nghiệp |
| Vòng chụp | Rãnh và vòng trên vòng ngoài; vị trí nhà ở đơn giản | Động cơ thiết bị, cụm lắp ráp nhỏ gọn |
| Làm đầy khe cắm | Nhiều quả bóng hơn qua một khe; công suất xuyên tâm cao hơn | Tải trọng xuyên tâm nặng với tải trọng trục thấp |
| Ma sát thấp tốc độ cao | Tối ưu hóa mương, lồng và mỡ; mô-men xoắn thấp hơn | Động cơ trục chính, thiết bị quay tốc độ cao |
Đối với các cụm lắp ráp nhỏ gọn trong đó vòng ngoài phải được đặt dọc trục, vòng bi rãnh sâu có rãnh chặn và vòng chặn giúp giảm chiều dài vỏ và tránh vai đỡ riêng biệt. Ví dụ, ổ bi rãnh sâu có rãnh chặn và vòng chặn này thường được sử dụng trong động cơ điện nhỏ và vỏ quạt.
Khi công suất xuyên tâm là ưu tiên hàng đầu và tải trọng dọc trục được xác định là thấp, ổ bi rãnh sâu có các khe nạp cho phép nạp nhiều bi hơn vào cùng một đường bao. Vòng bi rãnh sâu có rãnh làm đầy làm tăng khả năng xuyên tâm nhưng làm giảm khả năng hướng trục, do đó chúng chỉ được chỉ định khi tải trọng lực đẩy bị hạn chế.
Đối với máy tốc độ cao, hình học bên trong và chất lượng lồng quan trọng hơn các kích thước cơ bản. Vòng bi cầu rãnh sâu mô-men xoắn thấp tốc độ cao được thiết kế để giảm sinh nhiệt và là giải pháp thiết thực khi vòng bi mở tiêu chuẩn chạy quá nóng.
Hầu hết các vòng bi rãnh sâu đều được làm bằng thép crom cacbon cao có độ cứng khoảng 60 đến 62 HRC. Đối với môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn, có thể sử dụng thép không gỉ hoặc bề mặt được xử lý đặc biệt. Lồng giữ các quả bóng cách đều nhau và ngăn chặn sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại. Vòng cách bằng thép dập chắc chắn và tiết kiệm, vòng cách bằng polyamit chạy êm và vòng cách được gia công bằng đồng thau được ưa chuộng cho tốc độ cao và tải nặng.
Các con dấu và tấm chắn phải được chọn cùng với chất bôi trơn. Phớt tiếp xúc bằng mỡ lithium có thể chịu được phạm vi nhiệt độ rộng nhưng lại gây thêm lực cản. Thiết kế mô-men xoắn ma sát thấp có thể sử dụng mỡ đặc biệt và môi bịt kín được sửa đổi. Quá nhiều dầu mỡ trong ổ trục bịt kín có thể khiến nhiệt độ tăng nhanh; quá ít dầu mỡ sẽ rút ngắn tuổi thọ bôi trơn. Thông số kỹ thuật của nhà sản xuất là điểm khởi đầu tốt nhất cho bất kỳ ứng dụng nào.
Một quy trình lựa chọn đơn giản sẽ tránh được lỗi phổ biến khi chỉ đặt hàng theo kích thước lỗ khoan và sê-ri:
Thực hiện theo các bước này sẽ giúp lựa chọn cuối cùng phù hợp với điều kiện làm việc thực tế thay vì hình ảnh danh mục.
Động cơ điện phân số mã lực sử dụng ổ bi rãnh sâu vì chạy êm; động cơ công nghiệp lớn sử dụng chúng vì chúng có thể xử lý lực đẩy dọc trục vừa phải từ các bánh răng xoắn ốc. Con lăn băng tải, bộ căng đai, quạt, máy bơm và hộp số nhỏ là những ứng dụng điển hình. Trong ô tô, ổ trục hỗ trợ trục máy phát điện, máy bơm nước, trục hộp số tay và ròng rọc chạy không tải.
Máy móc nông nghiệp thường sử dụng ổ bi rãnh sâu bên trong vỏ gắn để chống sốc và bụi vừa phải. Bởi vì cùng một kích thước cơ bản có thể được sản xuất với các khe hở, vòng cách, vòng đệm và hình dạng bên trong khác nhau nên nhà sản xuất động cơ và nhà sản xuất máy bơm đều có thể sử dụng ổ trục 6205 trong khi nhận được trạng thái vận hành hoàn toàn khác nhau. Đó là lý do tại sao tính nhất quán trong sản xuất lại quan trọng.
Việc lắp đặt chỉ nên tác dụng lực lên vòng có khớp nối. Nếu trục bị chặt và vỏ không chặt, hãy ấn vào vòng trong. Nếu vỏ kín, hãy ấn vào vòng ngoài. Không bao giờ truyền lực lắp qua các viên bi vì điều này có thể làm lõm các rãnh và tạo ra tiếng ồn hoặc hỏng sớm.
Trong quá trình hoạt động, những thay đổi về nhiệt độ, tiếng ồn hoặc độ rung là những dấu hiệu đầu tiên của sự cố. Nhiệt độ tăng đột ngột thường cho thấy sự cố bôi trơn, tải trước quá mức hoặc lượng mỡ bôi trơn không chính xác. Tiếng ồn tăng lên có thể đồng nghĩa với việc bị nhiễm bẩn, nhiễm mặn hoặc mệt mỏi. Vòng bi hở thường cần được bôi trơn lại theo lịch trình, trong khi vòng bi kín thường được bôi trơn suốt đời.
Sự cố ổ bi rãnh sâu hiếm khi chỉ do loại thép gây ra; nó thường được gây ra bởi hình dạng của mương, độ tròn của quả bóng, chất lượng của lồng hoặc tính nhất quán của lớp bịt kín. Một nhà cung cấp có dây chuyền sản xuất hiện đại và thiết bị kiểm tra hoàn chỉnh có thể giữ các thông số này trong giới hạn chặt chẽ trên các lô sản xuất lớn. Chứng nhận ISO/TS 16949 cho thấy hệ thống chất lượng hướng tới chuỗi cung ứng ô tô và thiết bị kiểm tra đầy đủ cung cấp dữ liệu về kích thước, tiếng ồn và độ rung cho từng lô.
Công ty TNHH Vòng bi D&M Ninh Ba sản xuất vòng bi rãnh sâu mang nhãn hiệu D&M và LUMAN, được hỗ trợ bởi cơ sở sản xuất rộng 20.000 mét vuông và hoạt động kiểm tra tự động. Khi yêu cầu là hàng nghìn vòng bi giống hệt nhau có độ ồn và độ vừa vặn ổn định, nhà sản xuất kiểm soát cả quy trình vật liệu và lắp ráp sẽ là đối tác tốt hơn so với nhà phân phối chỉ bán lại hộp. Để khám phá các kích thước và cấu hình hiện có, hãy bắt đầu với dòng sản phẩm vòng bi rãnh sâu của công ty.
Bản quyền © Ningbo Demy (D&M) Bearings Co., Ltd. Đã đăng ký Bản quyền.
Các nhà sản xuất vòng bi công nghiệp OEM/ODM
Search
Language
