Vòng bi rãnh sâu là gì?

Chính xác thì vòng bi rãnh sâu là gì

Cái tên này xuất phát trực tiếp từ hình dạng của đường đua. Trong ổ trục hướng tâm trơn, rãnh nông và chỉ chịu được tải trọng đẩy thẳng qua trục. Trong ổ bi rãnh sâu, bán kính rãnh chỉ được cắt lớn hơn quả bóng một chút, thường trong khoảng vài phần trăm, do đó quả bóng không bao giờ có chỗ để leo ra khỏi rãnh ngay cả khi trục đẩy sang một bên. Quyết định hình học duy nhất đó là lý do tại sao vòng bi rãnh sâu trở thành lựa chọn mặc định trên hầu hết mọi loại máy, từ động cơ máy xay sinh tố trong nhà bếp đến hộp số băng tải.

Khi mọi người tìm kiếm ổ bi hoặc ổ bi mà không biết tên kỹ thuật, hầu như họ luôn mô tả chính xác bộ phận này. Đây là hình ảnh đầu tiên của hầu hết các kỹ sư vì nó xuất hiện trên nhiều trang danh mục, nhiều bản vẽ OEM hơn và nhiều danh sách bộ phận thay thế hơn bất kỳ dòng ổ lăn nào khác.

Các bộ phận bên trong vòng bi rãnh sâu

Mỗi ổ bi rãnh sâu, dù nhỏ hay lớn, đều được chế tạo từ năm bộ phận chức năng giống nhau. Hiểu từng cái giúp việc đọc biểu đồ kích thước vòng bi hoặc biểu đồ kích thước vòng bi sau này dễ dàng hơn nhiều vì mọi kích thước trên biểu đồ đó đều ánh xạ tới một trong các thành phần này.

• 01
  Vòng trong Nhấn vào trục và mang rãnh mương bên trong. Đường kính lỗ khoan của nó là số đầu tiên trong bất kỳ biểu đồ kích thước vòng bi nào.
• 02
  Vòng ngoài Nằm trong lỗ khoan của vỏ và mang rãnh mương bên ngoài. Đường kính ngoài của nó, cùng với lỗ khoan, xác định mặt cắt ngang của ổ trục.
• 03
  Bổ sung bóng Một vòng gồm các quả bóng thép cứng, thường có từ 8 đến 10 quả có lỗ khoan nhỏ hoặc trung bình, lăn giữa hai mương và chịu tải vật lý.
• 04
  Lồng hoặc vật giữ Giữ các quả bóng cách đều nhau xung quanh đường đua để chúng không chạm vào nhau, điều này sẽ tạo ra ma sát trượt và mài mòn nhanh.
• 05
  Bịt kín hoặc che chắn Một nắp tùy chọn được ép hoặc cố định vào vòng ngoài giúp giữ chất bôi trơn và bụi bẩn bên trong. Các phiên bản mở, được che chắn và bịt kín đều có chung hình dạng bên trong.

Lưu ý: thuật ngữ ổ bi thường được sử dụng một cách lỏng lẻo để mô tả toàn bộ cụm lắp ráp, trong khi bản thân ổ bi thường chỉ đề cập đến bộ phận bi thép rời được bán riêng để sửa chữa hoặc bôi trơn lại.

Vòng bi rãnh sâu chịu tải như thế nào

Vòng bi rãnh sâu hoạt động dựa trên nguyên lý tiếp xúc điểm. Mỗi quả bóng thép chạm vào mương bên trong tại một điểm và mương ngoài tại một điểm, và tải trọng đi qua hai miếng tiếp xúc nhỏ đó thay vì đi qua một đường đầy đủ như trong ổ lăn. Điểm tiếp xúc giữ cho lực cản lăn ở mức thấp, đó là lý do tại sao vòng bi rãnh sâu quay tự do hơn hầu hết các dòng vòng bi khác có cùng kích thước.

Do rãnh mương sâu trên cả hai vòng nên đường nối hai điểm tiếp xúc không thẳng hoàn toàn qua tâm quả bóng, nó nằm ở một góc nhỏ, thường được coi là khoảng 0 độ khi đứng yên nhưng dịch chuyển nhẹ dưới tải trọng trục. Góc tiếp xúc thay đổi đó là yếu tố cho phép một ổ bi rãnh sâu một hàng chống lại lực đẩy từ một trong hai hướng mà không cần ổ trục thứ hai đối diện. Vòng bi côn hoặc ổ trục tiếp xúc góc cần được ghép nối để xử lý lực đẩy hai chiều. Vòng bi một dãy có rãnh sâu thực hiện chức năng này một mình, một bộ phận, với một mức giá.

Vòng bi rãnh sâu một hàng so với hàng đôi

Hầu hết ý nghĩa của ổ bi rãnh sâu mà mọi người hay nói đến là ổ bi rãnh sâu một hàng, đây là cấu hình phổ biến hơn cho đến nay. Phiên bản hàng đôi tăng gấp đôi số bóng bổ sung trong một ổ trục rộng hơn, giúp tăng khả năng xuyên tâm mà không cần xếp chồng hai vòng bi một hàng riêng biệt lên trục. Bảng dưới đây sắp xếp hai cấu hình cạnh nhau.

Trong thực tế, vòng bi một hàng rãnh sâu đáp ứng hơn chín trong số mười ứng dụng công nghiệp, bởi vì hầu hết các trục không cần thêm biên hướng tâm mà thiết kế hai hàng cung cấp. Vòng bi hai hàng được dành riêng cho các trường hợp không gian dọc theo trục bị hạn chế nhưng tải trọng hướng tâm cao bất thường.

Tại sao Vòng bi rãnh sâu là sự lựa chọn mặc định

Hãy hỏi bất kỳ kỹ sư vòng bi nào về vòng bi rãnh sâu tốt để làm gì và câu trả lời hầu như luôn giống nhau: mọi thứ đều không phải là trường hợp cực đoan. Chúng không phải là loại ổ trục có tải trọng cao nhất hiện có và cũng không phải là loại ổ trục nhanh nhất hiện có, nhưng chúng là loại ổ trục tốt nhất dung hòa được giữa tải trọng, tốc độ, chi phí và tính đơn giản, đó chính xác là lý do tại sao khối lượng sản xuất toàn cầu cho loại ổ trục đơn này vượt xa mọi dòng ổ trục khác cộng lại.

Vòng bi cầu rãnh sâu mở, được che chắn và bịt kín

Vòng bi rãnh sâu có thể được cung cấp nhiều cấp độ bảo vệ khác nhau và các chữ cái hậu tố sau số kích thước cho bạn biết bạn đang sử dụng loại nào. Điều này cũng quan trọng như kích thước thô khi bạn lắp ổ bi thay thế vào máy.

Biểu đồ và kích thước vòng bi rãnh sâu

Mỗi ổ bi rãnh sâu được mô tả bằng ba phép đo lõi: đường kính lỗ khoan, đường kính ngoài và chiều rộng. Ba con số này cùng nhau tạo nên biểu đồ kích thước vòng bi xuất hiện trên mọi bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Bảng bên dưới là biểu đồ kích thước vòng bi tiêu chuẩn cho chuỗi số liệu phổ biến nhất, bao gồm 60 dòng ánh sáng phụ, 62 ánh sáng và 63 dòng trung bình.

Các số liệu trên là các giá trị cấp danh mục đại diện được sử dụng để so sánh chung. Luôn xác nhận kích thước ổ trục và kích thước ổ trục chính xác so với bảng dữ liệu hiện tại của nhà sản xuất trước khi đặt hàng, vì mức tải trọng thay đổi đôi chút giữa các tiêu chuẩn sản xuất.

Cách đọc ký hiệu vòng bi

Một mã chẳng hạn như 6205-2RS-C3 gói các kích cỡ ổ trục và tùy chọn vào một chuỗi. Việc tách nó ra sẽ giúp cho toàn bộ biểu đồ kích thước ổ trục trở nên dễ sử dụng hơn trong tương lai.

Vật liệu Used to Build a Deep Groove Ball Bearing

Các vòng và bi trong ổ bi rãnh sâu tiêu chuẩn được làm từ thép chịu lực hợp kim crôm, phổ biến nhất là loại GCr15, được tôi cứng đến khoảng 60 đến 64 HRC. Độ cứng đó cho phép miếng vá tiếp xúc với quả bóng nhỏ có thể xử lý các chu kỳ căng thẳng lặp đi lặp lại mà không bị biến dạng. Vòng cách thường được làm bằng thép dập cho các vòng bi có lỗ khoan nhỏ hơn và bằng đồng gia công hoặc polyme được chế tạo cho các vòng bi có tốc độ lớn hơn hoặc cao hơn.

Vòng bi rãnh sâu được sử dụng để làm gì

Câu trả lời trung thực cho việc sử dụng vòng bi rãnh sâu để làm gì là hầu hết mọi thứ đều quay. Bởi vì thiết kế xử lý tải trọng hướng tâm, lực đẩy vừa phải theo cả hai hướng và tốc độ cao, tất cả trong một bộ phận nhỏ gọn và rẻ tiền, nên nó trở thành thiết bị hỗ trợ luân phiên phù hợp cho hầu hết mọi ngành chế tạo máy móc.

Cách chọn vòng bi rãnh sâu phù hợp

1. Xác nhận kích thước trục và vỏ

   Đo đường kính trục để biết kích thước lỗ khoan và lỗ khoan vỏ để biết đường kính ngoài, sau đó tham chiếu chéo với biểu đồ kích thước vòng bi để đưa vào danh sách rút gọn các số bộ phận ứng cử viên.

2. Tính toán tải trọng hướng tâm và hướng trục

   Cộng các lực thực tế mà ổ trục sẽ thấy khi hoạt động, bao gồm bất kỳ lực căng đai hoặc lực lưới bánh răng nào, không chỉ trọng lượng tĩnh của cụm quay.

3. Kiểm tra tốc độ cần thiết

   So sánh vòng tua máy vận hành của bạn với cột tốc độ giới hạn của biểu đồ kích thước ổ bi, sau đó áp dụng giới hạn an toàn cho tuổi thọ dầu mỡ và nhiệt độ môi trường.

4. Chọn loại niêm phong

   Chỉ chọn vòng bi hở nếu bạn có hệ thống bôi trơn được kiểm soát, nếu không hãy chọn 2RS hoặc ZZ dựa trên đặc điểm bụi, độ ẩm và tốc độ của môi trường.

5. Chọn lớp giải phóng mặt bằng

   Khoảng hở tiêu chuẩn phù hợp với hầu hết các công việc có mục đích chung, trong khi khoảng hở C3 thường dùng cho động cơ điện chạy nóng và cần thêm không gian bên trong.

6. Xác nhận mức dung sai

   Dung sai ABEC hoặc ISO P0 phù hợp với máy móc thông thường, trong khi trục chính xác và thiết bị tốc độ cao cần P6 hoặc chặt hơn.

Lắp đặt và bảo trì vòng bi rãnh sâu

Các chế độ lỗi phổ biến

Nơi tìm nguồn vòng bi rãnh sâu

Kích thước nhất quán, loại thép đã được xác minh và xử lý nhiệt ổn định cũng quan trọng như các con số được in trên biểu đồ kích thước vòng bi. Một nhà cung cấp vận hành các dây chuyền rèn, tiện, xử lý nhiệt và mài riêng có thể giữ mức dung sai và tải trọng ổn định hơn nhiều so với một công ty thương mại chỉ đóng gói lại vòng bi từ các nguồn hỗn hợp.

Câu hỏi thường gặp về vòng bi rãnh sâu

Phiên bản ngắn

Vòng bi rãnh sâu là thiết bị cần thiết hàng ngày của máy móc quay. Rãnh mương sâu của nó cho phép một bộ phận nhỏ gọn, giá cả phải chăng mang tải trọng hướng tâm, tải trọng hướng trục theo cả hai hướng và tốc độ quay cao cùng một lúc, đó là lý do tại sao nó xuất hiện trong nhiều thiết kế hơn bất kỳ loại ổ trục nào khác. Cho dù bạn đang đọc biểu đồ kích thước vòng bi để khớp với một bộ phận thay thế, so sánh các tùy chọn hàng đơn và hàng đôi hay tìm nguồn cung ứng sản xuất số lượng lớn từ một nhà sản xuất như Ninh Ba Zhenhai Hualei Bearing Co., Ltd., thì nguyên tắc cơ bản tương tự vẫn đúng, độ sâu rãnh là đặc điểm và mọi thứ khác về vòng bi đều tuân theo nó.