Vòng bi kim là loại vòng bi sử dụng con lăn hình kim để truyền tải lực, thường dùng khi cần tiết kiệm không gian và chịu tải xuyên tâm lớn.
Vòng Bi Kim Là Gì?
Vòng bi kim là một loại vòng bi lăn đặc biệt, sử dụng các con lăn hình trụ rất dài và mỏng, thường được gọi là "kim". Tỷ lệ chiều dài trên đường kính của các con lăn này thường từ 3:1 đến 10:1. Thiết kế độc đáo này giúp vòng bi kim chịu được tải trọng xuyên tâm cao trong không gian cực kỳ hạn chế, tối ưu hóa diện tích tiếp xúc giữa con lăn và các rãnh lăn.
- Nguồn gốc: Phát triển bởi SKF, thương hiệu hàng đầu thế giới về vòng bi.
- Chất liệu: Thép crom cacbon chịu lực, một số loại dùng thép không gỉ.
Đặc Điểm Nổi Bật Của Vòng Bi Kim
- Kích thước nhỏ gọn: Với đường kính con lăn nhỏ, vòng bi kim là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Khả năng chịu tải xuyên tâm cao: Chúng có thể xử lý tải trọng xuyên tâm lớn một cách hiệu quả, tuy nhiên, cần lưu ý rằng chúng không phù hợp với tải trọng dọc trục (tải hướng tâm).
- Giảm ma sát: Thiết kế con lăn kim giúp giảm thiểu ma sát đáng kể, đặc biệt ở tốc độ quay cao.
- Cấu tạo: Một vòng bi kim tiêu chuẩn thường bao gồm vòng trong, vòng ngoài, con lăn kim và lồng định vị (lồng con lăn) để giữ các con lăn đúng vị trí.
Cấu Tạo Vòng Bi Kim
Cấu tạo cơ bản gồm:
- Con lăn kim: Hình trụ dài, nhỏ – truyền lực chính.
- Lồng giữ (cage): Cố định, cách đều con lăn, giúp giảm ma sát.
- Vòng trong & vòng ngoài: Làm bằng thép cứng, định hướng chuyển động.
Ứng Dụng Phổ Biến Của Vòng Bi Kim
Vòng bi kim được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ những ưu điểm vượt trội:
- Ngành ô tô và xe máy: Phổ biến trong hộp số ô tô, xe máy, hệ thống lái.
- Động cơ và máy bơm: Đảm bảo hoạt động trơn tru trong các loại động cơ và máy bơm.
- Máy móc công nghiệp: Lý tưởng cho các máy móc công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao và kích thước nhỏ gọn.
Ưu điểm: Độ bền cao, tiết kiệm không gian, hiệu suất hoạt động tốt trong điều kiện tải trọng lớn.
Nhược điểm: Không chịu tải dọc trục tốt, yêu cầu bôi trơn thường xuyên để duy trì hiệu suất.
Phân Loại Vòng Bi Kim
Vòng bi kim có các loại như sau
| Loại vòng bi kim |
Đặc điểm |
Ứng dụng |
| Không có vòng trong |
Trục phải tôi cứng, tiết kiệm không gian |
Máy cắt, thiết bị cầm tay |
| Có vòng trong |
Dễ lắp ráp, phù hợp trục chưa mài chính xác |
Motor công nghiệp, hộp số |
| Có lồng giữ (cage only) |
Không có vòng trong/ngoài, tốc độ quay cao |
Trục cam, thiết bị quay nhỏ gọn |
| Vòng bi kim dập vỏ ngoài |
Vỏ mỏng, nhẹ, tiết kiệm chi phí |
Xe máy, máy khoan cầm tay |
| Tổ hợp needle + thrust |
Chịu được lực xuyên tâm và dọc trục |
Hộp số ô tô, máy ép, trục chéo |
| Loại vòng bi kim |
Đặc điểm |
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
- Vòng bi kim kiểu lồng
- Vòng bi kim gia công
- vòng bi kim tự lựa
- vòng bi kim kết hợp
Kiểu vòng bi kim lồng có tên tiếng anh là cụm con lăn kim và lồng, được cấu hình từ các cuộn hình kim và vòng cách lắp ráp với nhau, sẵn sàng để gắn vào máy móc. Vòng bi kim được sử dụng trong các ứng dụng mà trục trặc và trục trụ có thể đóng vai trò là khu vực, vòng bi kim kiểu lồng có thể được sử dụng để tạo ra các trục trục yêu cầu không gian xuyên tâm tối thiểu, hay nói cách khác là lắp đặt ở những nơi yêu cầu đường kính ngoài phải ở mức tối thiểu.
Đặc điểm của bi kim vòng được lồng
- Tiết diện ngang thấp nhất trong số các ổ lăn
Trong các ứng dụng có ít không gian, vòng bi kim kiểu lồng cung cấp một giải pháp đáp ứng được không gian hẹp.
- Khả năng chịu tải cao
Do có số lượng lớn các trục lăn, vòng bi kim kiểu lồng có khả năng chịu tải cao.
- Độ cứng cao
Do có số lượng lớn các con lăn đường kính nhỏ, nên cvòng bi kim kiểu lồng có độ cứng cao.
Vòng bi kim SKF với các vòng gia công máy được làm bằng thép chịu lực crom cacbon. SKF cung cấp các loại vòng bi này có hoặc không có mặt bích ở vòng ngoài, với nhiều loại và kích cỡ khác nhau. SKF cũng cung cấp chúng có hoặc không có vòng trong.
Đặc điểm của vòng bi kim gia công
- Tiết diện ngang thấp
Trong các ứng dụng có ít không gian lắp đặt, ổ lăn kim mang đến một giải pháp rất nhỏ gọn
- Khả năng chịu tải cao
Mặc dù có chiều cao tiết diện thấp nhưng chúng có khả năng chịu tải cao.
- Thiết kế có thể tách rời
Khả năng tách rời các vòng trong và bên ngoài một cách riêng biệt cho phép kiểm tra bảo trì dễ dàng.
- Độ cứng cao
Do có số lượng lớn các con lăn đường kính nhỏ, ổ lăn kim với các vòng gia công có độ cứng cao
- Hỗ trợ chuyển vị dọc trục
Ổ lăn kim với các vòng được gia công có thể hỗ trợ chuyển vị dọc trục. Khi sử dụng mương trên trục, khoảng cách dịch chuyển không bị giới hạn bởi ổ trục.
Vòng Bi Kim Tự Lựa (Alignment Needle Roller Bearings)
Vòng bi lăn kim tự lựa có tên tiếng anh là Alignment needle roller bearings. Nó có vòng ngoài với bề mặt ngoài hình cầu (lồi). Hai vòng đệm bằng polyme có bề mặt bên trong hình cầu (lõm) được bọc trong ống bọc thép dạng tấm và được lắp trên vòng ngoài.
Đặc điểm của vòng bi kim tự lựa
- Điều chỉnh độ lệch tĩnh
Vòng bi lăn kim tự lựa có thể tự điều chỉnh độ lệch tĩnh lên đến 3°.
- Tiết diện thấp
Trong các ứng dụng có ít không gian hơn, vòng bi kim tự lựa cung cấp một giải pháp kết cấu nhỏ gọn.
- Khả năng chịu tải cao
Do có số lượng lớn các con lăn, vòng bi kim tự lựa có khả năng chịu tải cao.
Vòng bi lăn kim kết hợp bao gồm một ổ lăn kim hướng tâm kết hợp với một ổ chặn. Chúng có thể chứa cả tải trọng hướng tâm và hướng trục. Chúng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng mà các kiểu bố trí vòng bi định vị khác chiếm quá nhiều không gian hoặc khi tải trọng dọc trục quá nặng, tốc độ quá cao hoặc chất bôi trơn không đủ để bố trí với vòng đệm lực đẩy đơn giản.
Phân loại vòng bi kim kết hợp
Vòng bi kim kết hợp sẽ có 3 dạng cơ bản sau:
- Vòng bi kim kết hợp vòng bi tiếp xúc góc
- Vòng bi kim kết hợp vòng bi chà
- Vòng bi kim kết hợp vòng bi đũa chặn
Vòng bi kim kết hợp vòng bi tiếp xúc góc
- Vòng bi kim kết hợp vòng bi tiếp xúc góc bao gồm một vòng bi kim hướng tâm và một vòng bi tiếp xúc góc
- Chịu được tải trọng hướng tâm nặng tác dụng lên ổ lăn kim
- Chịu được tải trọng hướng trục nhẹ tác dụng lên ổ bi tiếp xúc góc
- Là vòng bi tiết diện thấp
- Có thể hoạt động ở tốc độ cao
- Có thể tháo rời, nghĩa là vòng trong có thể được gắn riêng biệt với vòng ngoài và bộ phận trục và cách ống vòng
- Có thể bôi trơn bằng mỡ hoặc dầu, tùy thuộc vào ứng dụng. Trong trường hợp bôi trơn bằng mỡ, cả ổ lăn kim và ổ bi tiếp xúc góc phải được đổ đầy cùng một loại chất bôi trơn trước khi lắp.
Vòng bi kim kết hợp vòng bi cầu (bi cầu)
- Cấu hình bao gồm một vòng bi kim hướng tâm và một vòng bi chà
- Có khả năng chịu tải theo chiều dọc theo một hướng
- Có thể được lắp đặt theo chiều ngang trong các ứng dụng với các trục ngắn và các thay đổi về chiều dài do giãn nở nhiệt là tương đối nhỏ. Tải trước điều này giúp ngăn chặn các bi cầu trượt nếu một trong các vòng bi không tải được. Tải trước cũng cải thiện hiệu suất của ổ bi chặn đồng thời giảm tiếng ồn.
Vòng bi kim kết hợp vòng bi chà (bi đũa)
- Cấu hình bao gồm một vòng bi kim hướng tâm kết hợp một vòng bi đũa
- Có thể chứa tải dọc theo một hướng
- Chỉ có thể định vị theo một hướng
- Có thể lắp giáp lưng đối với các loại lùn ngắn và khi các thay đổi về chiều dài do giãn nở nhiệt là tương đối nhỏ
Đối với các loại sắp xếp này, SKF khuyên bạn nên lắp trước các ổ đĩa chà bằng vòng đệm Belleville (lò xo cốc). Tải trước đàn hồi phục này giúp ngăn chặn các bi cầu bị trượt nếu một trong các ổ đĩa không chịu được tải. Tải trước cũng cải thiện hiệu suất của ổ bi chặn đồng thời giảm tiếng ồn.
Nguồn: skf.com
Tán Lục Giác (435)
Tán Hàn - Weldnut (33)
Tán Keo - Lock Nut (162)
Tán Khía - Flange Nut (49)
Tán Bầu (33)
Tán Khóa (30)
Tán Cánh Chuồn (16)
Tán Cài (6)
Tán Vuông (11)
Vú Mỡ (Nipple Grease) (30)
Nut-With Knurled Heads (24)
Quick-Lock Nuts (16)
Blocks for Adjusting Bolts (207)
Threaded Stopper Blocks (52)
Bearing Lock Nuts (78)
Con Lăn Bi Loại Ép Chặt (24)
Con Lăn Bi Loại Thân Lục Giác (22)
Con Lăn Bi Loại Thân Tròn (5)
Con Lăn Bi Loại Đế Mặt Bích (4)
Con Lăn Bi Loại Đinh Tán Đầu Tròn (4)
Con Lăn Bi Loại Vít Cấy (12)
Con Lăn Bi Loại Đẩy Bi Có Ren (3)
Con Lăn Bi Loại Đẩy Bi Không Ren (3)
Ball Rollers Press (1)
Ball Plungers Roller (10)
Press Fit Plungers Roller (6)
Kéo Cắt Đa Năng 
