Vòng bi là các thành phần máy bên trong rất quan trọng đối với các ứng dụng chuyển động. Chúng làm giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động bằng cách tạo cho bề mặt một thứ gì đó để lăn thay vì trượt. Vòng bi quay bao gồm các con lăn trơn hoặc quả bóng kim loại và bề mặt bên trong và bên ngoài (chủng tộc) mà con lăn hoặc quả bóng di chuyển. Những con lăn hoặc quả bóng mang chất mang tải và để cho trục quay tự do. Vòng bi thường gặp tải trọng hướng tâm và hướng trục. Tải trọng hướng tâm vuông góc với trục và tải trọng trục xảy ra song song với trục. Tùy thuộc vào ứng dụng, một số vòng bi phải chịu được cả hai tải cùng một lúc.
Sự khác biệt giữa vòng bi và vòng bi lăn là gì?
Bởi vì diện tích tiếp xúc giữa các quả bóng và các cuộc đua rất nhỏ, vòng bi xuất sắc trong tải trọng nhẹ đến trung bình. Các khu vực nhỏ tiếp xúc bề mặt cũng giảm thiểu nhiệt do ma sát, do đó vòng bi hoạt động tốt trong các ứng dụng tốc độ cao.
Ngược lại, vòng bi lăn có con lăn hình trụ. Chúng phổ biến trong các ứng dụng như con lăn băng tải vì các phần tử lăn của chúng tiếp xúc nhiều hơn với bề mặt của chúng - vì vậy xử lý tải trọng lớn hơn mà không bị biến dạng. Hình dạng của chúng cũng cho phép tải trọng lực vừa phải, vì trọng lượng được phân bổ trên các hình trụ thay vì hình cầu.
Vòng bi lăn kim là trái tim của những tín đồ cam như những người từ Osborn. Thiết kế nhỏ gọn mang tải cao.
Những loại ứng dụng sử dụng vòng bi lăn kim?
Vòng bi lăn kim hoạt động trong không gian chật hẹp - ví dụ, trong các ứng dụng ô tô như pít-tông cánh tay và truyền. Nói tóm lại, đây là những vòng bi lăn với các con lăn có chiều dài ít nhất gấp bốn lần đường kính con lăn. Diện tích bề mặt lớn của ổ trục kim cho phép chúng hỗ trợ tải trọng xuyên tâm cực cao. Thường là một cái lồng và chứa các con lăn kim. Cuộc đua bên ngoài đôi khi được gia công vào bên trong nhà ở. Vòng bi lăn kim có hai cách sắp xếp khác nhau - bố trí hướng tâm (trong đó các con lăn chạy song song với trục) và bố trí lực đẩy (trong đó các con lăn phẳng theo mô hình xuyên tâm và chạy vuông góc với trục).
Vòng bi lực đẩy là gì?
Vòng bi lăn lực đẩy truyền tải từ đường này sang đường kia để giải quyết tải trọng hướng tâm; khả năng tự sắp xếp của chúng làm cho chúng miễn nhiễm với các sai lệch trục và căn chỉnh trục. Vòng bi lực đẩy đi trong các ứng dụng với tải trọng trục chủ yếu và xử lý sai lệch trục. Những vòng bi này cũng hoạt động trên các trục tốc độ cao trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô.
Vòng bi lăn
Vòng bi lăn hình nón có các vòng tròn bên trong và bên ngoài thon với các con lăn thon giữa chúng - góc cạnh để các bề mặt của con lăn hội tụ tại trục của vòng bi. Những vòng bi này là loại vòng bi duy nhất có thể xử lý đồng thời một lượng lớn tải trọng trục và hướng tâm. Vòng bi côn một hàng chỉ hỗ trợ tải trọng trục cao từ một hướng.
Căn chỉnh là một yếu tố quan trọng trong quá trình cài đặt vòng bi quay. Đảm bảo căn chỉnh trục được kiểm tra có thể ngăn ngừa sự cố trước khi chúng bắt đầu.
Tuy nhiên, việc lắp đặt đặt một ổ trục côn chống lại tải trọng bổ sung thứ hai; điều này cho phép các vòng bi hỗ trợ tải trọng hướng tâm và hướng trục cao từ nhiều hướng. Thông báo khác: Vòng bi lăn hình nón chỉ có thể điều chỉnh độ lệch góc nhỏ của vòng trong so với vòng ngoài - nhiều nhất chỉ vài phút cung. Cũng như các vòng bi lăn khác, vòng bi lăn phải mang tải tối thiểu, đặc biệt là trong các ứng dụng tốc độ cao, nơi lực quán tính và ma sát có thể làm hỏng con lăn và mương nếu chúng tiếp xúc.
Làm thế nào để chọn đúng chất bôi trơn cho ổ trục quay?
Bôi trơn vòng bi với các bộ phận lăn có dạng dầu hoặc mỡ; dầu mỡ thường tồn tại lâu hơn, nhờ các chất làm đặc duy trì một lớp giữa mương và các phần tử lăn. Mỡ với phụ gia cực áp cũng kéo dài tuổi thọ dưới các lực cao hơn. Mặc dù vậy, dầu là phổ biến hơn cho vòng bi mở hoặc những người chịu mô-men xoắn thấp hoặc tốc độ cao. Độ nhớt thấp hơn của dầu tạo ra lực cản ít hơn dầu mỡ khi các con lăn di chuyển qua chất bôi trơn.
Chế độ phân phối dầu, vòng / phút ứng dụng và nhiệt độ, và các chất gây ô nhiễm môi trường tiềm ẩn cho biết loại dầu nào phù hợp nhất. Case in point: Nhiệt độ hoạt động cho biết độ nhớt của dầu sẽ hoạt động trong một ứng dụng nhất định. Dầu quá dày làm tăng mô-men xoắn cần thiết để làm cho vòng bi quay quay; dầu quá mỏng sẽ không duy trì lớp bảo vệ cần thiết để ngăn chặn sự tiếp xúc kim loại trên kim loại.
Ứng dụng cho vòng bi quay
Vòng bi rất nhiều trong thiết kế công nghiệp và tiêu dùng. Ví dụ, vòng bi rãnh sâu thường đi vào trong động cơ điện cỡ nhỏ đến trung bình vì chúng có thể chứa cả tốc độ cao và tải trọng hướng tâm và hướng trục. Mặt khác, vòng bi tự sắp xếp, hoạt động tốt trong quạt. Những vòng bi này có hai hàng bóng với một đường đua chung ở vòng ngoài. Thiết kế này cho phép căn chỉnh góc trong khi vẫn duy trì độ chính xác khi chạy. Nhắc nhở duy nhất là chúng là một trong những vòng bi khó cài đặt chính xác nhất.
Vòng bi lăn hình cầu như thế này từ Rexnord cung cấp bù lệch góc, ma sát thấp, nhiệt độ chạy mát và khả năng chịu tải cao.
Vòng bi lăn hình nón cần sự hỗ trợ cho tải trọng trục và hướng tâm - như trong một trung tâm lốp xe mang trọng lượng xe và tải trọng trục liên quan đến góc. Những vòng bi này cũng phổ biến trong các hộp số nơi chúng gắn với ổ đỡ thứ hai cùng loại theo hướng mặt đối mặt hoặc quay trở lại. Chúng cung cấp hỗ trợ trục cứng để giảm thiểu độ lệch. Điều này làm giảm độ lệch trục giảm thiểu tối đa phản ứng ngược của bánh răng. Vòng bi côn cũng có ưu điểm là nhẹ nhưng hiệu quả, ngay cả khi duy trì khả năng tốc độ tổng thể tốt. Trong các ứng dụng mà vòng bi gắn theo chiều dọc, chúng thường gắn vào thiết lập trực diện. Trong các ứng dụng ngang, chúng gắn kết trở lại.
Lưu ý bên về vòng bi trơn
Vòng bi trơn là tay áo hình trụ với một loạt các yếu tố thiết kế để phục vụ cho các ứng dụng cụ thể. Một số vòng bi trơn đi vào các ứng dụng yêu cầu tấm trượt cho các nét thẳng. Các vòng bi trơn khác làm công việc tương tự như vòng bi lực đẩy dựa trên con lăn, nhưng sử dụng các miếng đệm được sắp xếp trong một vòng tròn xung quanh xi lanh. Các miếng đệm tạo ra các vùng dầu hình nêm để tránh tiếp xúc cứng với đĩa xoay hỗ trợ lực đẩy của ứng dụng.
Đổi mới vật liệu đã làm cho vòng bi bằng nhựa trở nên hữu ích hơn bao giờ hết, mặc dù vòng bi của tất cả các loại đều nhẹ và nhỏ gọn và có thể mang tải trọng đáng kể.
Việc sử dụng ngày càng nhiều vòng bi nhựa trơn và các tiêu chuẩn công nghiệp ngày càng nghiêm ngặt có nghĩa là những vòng bi này thường phải đáp ứng các tiêu chuẩn của FDA, RoHS và các tiêu chuẩn khác. Một số thậm chí đáp ứng các tiêu chuẩn 10/2011 / EC của EU, tổ chức các quy trình sản xuất vật liệu theo các tiêu chí nhất định.