Vòng Bi Cầu

VÒNG BI CẦU LÀ GÌ ?

Ổ bi cầu là loại ổ phổ biến nhất, được sử dụng trong nhiều máy móc công nghiệp, có tính đơn giản và dễ lắp đặt. Vòng bi cầu có thể hoạt động ở tốc độ cao, hỗ trợ tải trọng hướng tâm rất tốt, nhưng hỗ trợ tải trọng dọc trục thấp. Các ổ bi cầu thường được bôi trơn trước và làm kín bằng phớt ở cả hai bên, do đó cho phép vận hành nhanh chóng và an toàn. Ổ bi dễ bị hư hỏng và giảm tuổi thọ nếu lắp đặt lệch tâm hoặc chịu tải trọng hướng trục ngoài ý muốn.

CẤU TẠO VÒNG BI CẦU

Vòng trong và vòng ngoài: Một số ổ trục sẽ bao gồm một vòng ngoài được gắn vào vỏ và một vòng trong được gắn vào trục. Bên cạnh đó, phụ thuộc vào mỗi loại vòng bi, mặt trong của ổ bi có thể bao gồm rãnh cầu hoặc trụ côn.

Con lăn: Mỗi loại ổ bi khác nhau sẽ có các con lăn tương ứng nằm bên trong. Trong đó, một số con lăn thông dụng là con lăn cầu, con lăn trụ, con lăn côn, con lăn kim,...

Vòng cách (vòng rế): Vòng cách có tác dụng ngăn con lăn dịch chuyển ở khoảng cách chính xác trong các rãnh. Thông thường sẽ có 3 loại chính bao gồm thép, đồng và nhựa. Mỗi loại vật liệu đều có những đặc điểm khác nhau, tùy vào điều kiện môi trường làm việc mà người dùng có thể lựa chọn loại phù hợp.

Phớt chắn: Bên trong một số vòng bi cầu đặc biệt còn được lắp đặt thêm phốt chắn mỡ và phốt chắn bụi để phục vụ cho những ứng dụng cần thiết. Tùy thuộc vào công việc, các phớt chắn này có thể được làm từ sắt hoặc nhựa.

VÒNG BI CẦU ĐƯỢC LÀM TỪ VẬT LIỆU GÌ?

Vòng trong và vòng ngoài :

Áp suất tại khu vực tiếp xúc lăn tạo ra sự mỏi trong các vòng của ổ trục khi ổ trục hoạt động. Để tránh việc bị hỏng vòng bi, vòng trong và vòng ngoài phải được làm từ thép tôi luyện.

Thép tiêu chuẩn cho vòng bi và vòng đệm là 100Cr6, một loại thép chứa khoảng 1% cacbon và 1,5% crôm. Tùy theo yêu cầu cụ thể, có thể sử dụng thép không gỉ hoặc thép nhiệt độ cao.

Con lăn :

Được dùng để truyền tải giữa vòng trong và vòng ngoài. Thông thường, thép dùng để làm con lăn giống với thép dùng làm vòng bi. Ngoài ra con lăn có thể được làm từ ceramic.

Vòng rế :

• Vòng rế dập khuôn kim loại: Có trọng lượng nhẹ và chịu được nhiệt độ cao

• Vòng rế gia công bằng máy: Được làm từ đồng hoặc thép hoặc hợp kim nhẹ

• Vòng rế polymer: Được làm bằng polyamide 66 (PA66), polyamide 46 (PA46) hoặc đôi khi là polyetheretherketone (PEEK) hoặc các vật liệu polyme khác. Nhờ khả năng trượt tốt, vòng rế này tạo ra ít ma sát do đó cho phép quay với tốc độ cao. Trong điều kiện bôi trơn kém, các vòng rế này giúp giảm nguy cơ bị kẹt vì chúng có thể hoạt động trong một thời gian với lượng bôi trơn bị hạn chế.

VÒNG BI CẦU RÃNH SÂU MỘT DÃY ĐƯỢC ỨNG DỤNG Ở ĐÂU

Vòng bi cầu được sử dụng trong hầu hết các máy móc, thiết bị có chuyển động quay như xe ô tô, xe máy, xe đạp, ván trượt, động cơ điện, ổ đĩa DVD, máy in, các dây chuyền chế biến thực phẩm, nước giải khát và dược phẩm...

SỰ KHÁC BIỆT GIỮA BI CẦU VÀ BI ĐŨA

Bi cầu và bi đũa khác nhau ở cách chúng tiếp xúc với rãnh :

Bi cầu tiếp xúc điểm với rãnh. Diện tích tiếp xúc nhỏ cung cấp ma sát lăn thấp, cho phép vòng bi để phù hợp với tốc độ cao nhưng khả năng chịu tải dọc trục của chúng bị hạn chế.

Bi đũa tạo đường tiếp xúc với rãnh. Vì diện tích tiếp xúc lớn hơn và do đó ma sát cao hơn, ổ lăn có thể chịu tải nặng hơn, nhưng tốc độ thấp hơn so với một ổ bi cùng kích thước.

KÍ HIỆU CÁC LOẠI VÒNG BI CẦU

PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI VÒNG BI CẦU THÔNG DỤNG

	Vòng bi cầu rãnh sâu 1 dãy là loại vòng bi được ứng dụng rộng rãi. Ngoài tải trọng hướng tâm, tải trọng dọc trục có thể được áp dụng theo cả 2 hướng. Nhờ lực mô men xoắn thấp, vòng bi này thích hợp cho các ứng dụng liên quan tới tốc độ quay cao và yêu cầu mất năng thấp.		Vòng bi cầu tiếp xúc góc 2 dãy là sự kết hợp giữa 2 vòng bi cầu tiếp xúc góc 1 dãy được lắp đối lưng nhưng chỉ có một vòng trong và một vòng ngoài. Vòng bi này có thể chịu tải dọc trục theo cả 2 hướng.
	Vòng bi cầu tiếp xúc 4 điểm có thể chịu tải dọc trục theo cả 2 hướng. Từng viên bi tiếp xúc một góc 35 độ với mỗi vòng. Chỉ cần một loại vòng bi này có thể thay thế cặp bi cầu tiếp xúc góc lắp đối mặt hoặc đối lưng.		Loại vòng bi này có thể chịu được cả tải trọng dọc trục và hướng tâm theo 1 hướng. Từng viên bi có thể có góc tiếp xúc bao gồm: 15°, 25°, 30° và 40°. Góc tiếp xúc càng lớn thì chịu tải càng cao. Thế nhưng góc tiếp xúc bé thì có thể quay với tốc độ cao hơn. Loại vòng bi này thường được gắn thành cặp với nhau.
	Vòng trong của loại này có 2 rãnh và vòng ngoài có 1 rãnh hình cầu có tâm cong trùng với trục của vòng bi. Nhờ đó sự lệch góc nhỏ của trục gây ra bởi máy hoặc lắp đặt sai sẽ được tự động sửa lại.		Thông thường, vòng bi cặp là sự kết hợp của cặp vòng bi tiếp xúc góc hoặc cặp vòng bi đũa côn. Có thể kể đến các kiểu lắp như : Lắp đối mặt ( vòng ngoài đối mặt nhau ) (loại DF); Lắp đối lưng (loại DB); Lắp 2 mặt trước chung một hướng (loại DT). Loại DF và DB được dùng để chịu cả 2 lực hướng tâm và dọc trục theo cả 2 hướng.

Ứng dụng của vòng bi cầu trong cuộc sống

Vòng bi cầu, nhờ vào những đặc tính vượt trội như khả năng chịu tải tốt, tốc độ cao và độ bền, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Thiết bị điện tử và máy móc: Đảm bảo hoạt động trơn tru trong các thiết bị như máy in, quạt máy, máy khoan, và robot công nghiệp.
• Phương tiện giao thông: Được sử dụng trong động cơ, hệ thống lái của xe máy, tàu hỏa, máy bay, và tàu thủy.
• Ngành công nghiệp: Ứng dụng trong máy móc công nghiệp thực phẩm, dệt may, giấy, và xây dựng.

Lý do vòng bi cầu được sử dụng rộng rãi

• Khả năng chịu tải tốt: Vòng bi cầu có thể chịu được cả tải trọng hướng tâm và hướng trục, đáp ứng được nhiều yêu cầu khác nhau trong các ứng dụng.
• Ma sát thấp: Giúp giảm tiêu hao năng lượng và tăng tuổi thọ của thiết bị, đảm bảo hoạt động hiệu quả.
• Tốc độ cao: Có thể hoạt động ở tốc độ cao mà không gây ra tiếng ồn hoặc độ rung, duy trì sự ổn định của thiết bị.
• Kích thước nhỏ gọn: Dễ dàng lắp đặt và thay thế, phù hợp với nhiều thiết kế máy móc khác nhau.
• Độ bền cao: Vòng bi cầu được làm từ vật liệu chất lượng cao, chịu được các điều kiện làm việc khắc nghiệt, đảm bảo độ bền lâu dài.

Vòng bi cầu có thể chịu tải trọng và tốc độ như thế nào?

Vòng bi cầu (ball bearing) là loại vòng bi phổ biến, với khả năng chịu tải và tốc độ tùy thuộc vào thiết kế cụ thể, bao gồm kích thước, vật liệu và loại vòng bi cầu. Dưới đây là một số đặc điểm chung:

Khả năng chịu tải

• Tải trọng hướng tâm:

Vòng bi cầu có khả năng chịu tải hướng tâm cao, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tải trọng vừa phải.

• Tải trọng hướng trục:

Có khả năng chịu tải hướng trục ở một hoặc hai hướng, nhưng không lớn bằng tải trọng hướng tâm.

• Tải trọng hỗn hợp:

Với thiết kế phù hợp, như vòng bi cầu tiếp xúc góc, nó có thể chịu tải trọng hỗn hợp (cả hướng tâm và trục).

2. Khả năng tốc độ

Vòng bi cầu có khả năng làm việc ở tốc độ rất cao nhờ thiết kế tối ưu hóa lực ma sát thấp.

Tốc độ tối đa phụ thuộc vào:

• Loại vòng bi: Ví dụ, vòng bi cầu tiếp xúc góc thường hỗ trợ tốc độ cao hơn vòng bi cầu rãnh sâu.
• Loại vật liệu: Vòng bi làm từ thép cứng hoặc gốm thường có khả năng hoạt động ở tốc độ cao hơn.
• Dầu bôi trơn: Sử dụng mỡ hoặc dầu bôi trơn phù hợp giúp giảm ma sát và nhiệt độ.