Hãy tưởng tượng một trục động cơ 30 mm có kích thước 29,993 mm tại ổ trục. Lỗ ổ trục có đường kính danh nghĩa là 30 mm, nhưng nếu không biết liệu ứng dụng cần lắp khe hở, khớp chuyển tiếp hay khớp cản, bạn không thể quyết định xem trục đó có thể sử dụng được hay không.
Kết luận rất đơn giản: độ lắp và dung sai của ổ trục phải được coi là một quyết định thiết kế chứ không phải là một suy nghĩ lại. Như một nhà sản xuất vòng bi chính xác , chúng tôi thấy nhiều hư hỏng sớm không phải do khiếm khuyết vật chất mà do lắp sai. Độ khít vừa vặn giữ cho vòng ở đúng vị trí, đảm bảo độ hở bên trong và giữ cho tiếng ồn khi vận hành ở mức thấp.
Vòng bi phù hợp và dung sai thực sự có ý nghĩa gì
Lắp ổ trục mô tả mối quan hệ giữa hai đường kính ăn khớp: lỗ ổ trục với trục và đường kính ngoài ổ trục với lỗ ổ trục. Dung sai xác định sự thay đổi có thể chấp nhận được của từng đường kính. Sự phù hợp là kết quả tổng hợp của những dung sai đó.
Nếu trục lớn hơn lỗ khoan thì khớp nối là khớp nối giao thoa. Nếu có một khoảng cách có thể đo lường được thì đó là độ hở phù hợp. Nếu hai đường kính có thể trùng nhau tùy theo số đo thực tế thì đó là sự phù hợp chuyển tiếp. Mỗi gia đình phù hợp phục vụ một mục đích khác nhau.
Gia đình phù hợp và chức năng điển hình của họ
Phù hợp với gia đình
Kết quả trên bề mặt giao phối
sử dụng điển hình
Giải phóng mặt bằng phù hợp
Vẫn còn một khe hở nhỏ giữa vòng bi và bộ phận giao phối
Vòng ngoài cố định với hướng tải cố định
Chuyển tiếp phù hợp
Có thể xảy ra khe hở nhỏ hoặc nhiễu nhỏ
Thiết bị thường xuyên được tháo rời và các bộ phận nhạy cảm với việc căn chỉnh
Giao thoa phù hợp
Vòng bi bị ép bởi trục hoặc vỏ
Tải vòng trong quay và các ứng dụng tải cao
Đối với trục quay, vòng trong bị lỏng trên trục có thể quay ngược lại trục, tạo ra vết rão và mòn. Đối với vòng ngoài cố định, việc lắp vỏ quá chặt có thể làm biến dạng vòng và làm giảm khe hở bên trong hiệu quả. Đây là lý do tại sao nhà sản xuất ổ trục, nhà thiết kế trục và đội bảo trì cần sử dụng cùng một ngôn ngữ.
Các cấp dung sai và tác dụng thực tế của chúng
Các lớp dung sai thường được viết là P0 (bình thường), P6, P5, P4 và P2. Con số càng thấp thì dung sai sản xuất càng chặt chẽ. Đối với nhiều động cơ, máy bơm, băng tải và hộp số thông thường, P0 có thể chấp nhận được. Đối với các khớp robot, trục đo và các ứng dụng tốc độ cao, P5 hoặc P4 mang lại độ đảo hướng tâm và tải trước nhất quán hơn. Trong vòng bi tiếp xúc góc hai hàng, dung sai chặt chẽ hơn cũng giúp phân bổ tải trọng đồng đều hơn giữa hai hàng.
Các thanh ngang so sánh độ rộng tương đối của dải chiều có thể chấp nhận được đối với bốn cấp dung sai chung. Loại thông thường là loại rộng nhất và vẫn đủ dùng cho nhiều loại vòng bi đa năng. P6 và P5 giảm băng tần một cách đáng kể và giúp vận hành êm hơn cũng như tải trước ổn định hơn. P4 thường được dành riêng cho trục chính xác, thiết bị đo lường và khớp nối robot. Trong sản xuất, các cấp dung sai chặt chẽ hơn đi kèm với chi phí mài cao hơn và việc chuẩn bị trục và vỏ cũng chặt chẽ hơn. Do đó, hãy chọn lớp phù hợp với ứng dụng thay vì chỉ đặt hàng lớp chính xác nhất hiện có.
Khi thông số kỹ thuật của máy chỉ liệt kê số vòng bi, nó sẽ bỏ qua cấp dung sai, độ khít và khoảng hở vận hành. Thông số kỹ thuật đầy đủ cũng phải nêu rõ dung sai của trục và dung sai của vỏ. Điều này đặc biệt quan trọng khi ổ trục phải chạy ở tốc độ cao hoặc mang tải trọng tổng hợp.
Đối với vòng bi tiếp xúc góc hai dãy thuộc dòng 32 và 33, góc tiếp xúc và đường dẫn tải bị ảnh hưởng bởi độ khít. Việc lắp trục chặt hơn có thể làm tăng tải trước hiệu quả và làm cho ổ trục chạy ấm hơn dự kiến. Đó là lý do tại sao chúng tôi thảo luận về điều kiện lắp đặt đầy đủ trước khi đề xuất một loạt sản phẩm cụ thể.
Lắp trục và lắp vỏ: Bắt đầu từ tải
Hướng của tải là điều đầu tiên cần kiểm tra. Nếu vòng trong quay cùng với trục và hướng tải cố định thì vòng trong cần có khớp chặn. Nếu tải quay cùng với vòng ngoài thì vòng ngoài phải được giữ chặt hơn trong vỏ. Điểm khởi đầu chung cho vòng bi vừa và nhỏ là khớp trục k5 hoặc k6 với khớp gối H7.
Tải nặng hơn và mô-men xoắn cao hơn yêu cầu m6 hoặc n6. Cấp dung sai chính xác thay đổi theo đường kính trục, do đó, độ khít phù hợp với trục 20 mm sẽ không tự động chính xác đối với trục 50 mm. Biểu đồ bên dưới hiển thị thang đo độ siết tương đối cho các ký hiệu lắp trục thông thường.
Các cột này hiển thị thang đo độ siết tương đối cho bốn ký hiệu lắp trục phổ biến được sử dụng với vòng bi. J6 fit là loại khớp chuyển tiếp có thể được lắp ráp với áp suất nhẹ trong nhiều trường hợp. Kiểu lắp k6 gây nhiễu ánh sáng và thường gặp ở trục động cơ điện. Bộ lắp m6 mang lại khả năng can thiệp mạnh hơn cho tải quay vừa phải. N6 fit lại chặt chẽ hơn và chỉ nên được chọn khi ứng dụng yêu cầu rõ ràng. Các giá trị nhiễu chính xác phụ thuộc vào đường kính trục thực tế và cấp dung sai, vì vậy hãy luôn kiểm tra bảng dung sai tiêu chuẩn để biết kích thước cụ thể.
Sự khởi đầu điển hình phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp thông thường
ứng dụng
Trục phù hợp
Nhà ở phù hợp
Tại sao nó hoạt động
Động cơ điện
k5 hoặc k6
H7
Tải vòng trong quay với mức tăng nhiệt độ vừa phải
Hộp số nhỏ
m6
H7
Mô-men xoắn cao hơn và tải dao động
Quạt hoặc máy bơm
k6
H7
Tốc độ vừa phải và hướng tải ổn định
Ròng rọc băng tải
m6
J7
Tải trọng xuyên tâm lớn và cần kiểm soát căn chỉnh
Những điểm bắt đầu này phải luôn được kiểm tra dựa trên tải thực tế, vật liệu vỏ và nhiệt độ vận hành. Vỏ nhôm nở ra khác với gang và vỏ có thành mỏng sẽ dễ biến dạng hơn khi bị can thiệp. Quyết định cuối cùng phải dựa trên sự phù hợp hiệu quả trong việc lắp ráp hoàn chỉnh.
Giải phóng mặt bằng nội bộ: Những thay đổi sau khi lắp đặt
Khoảng hở bên trong là khoảng cách giữa các con lăn và rãnh lăn trước khi lắp. Ổ trục có khe hở C3 có nhiều không gian bên trong hơn ổ trục có khe hở thông thường, trong khi C2 có ít không gian bên trong hơn. Gắn thay đổi giải phóng mặt bằng. Khi vòng trong được ép vào trục, nó sẽ giãn ra và sự giãn nở đó sẽ làm giảm không gian dành cho bi hoặc con lăn.
Do đó, việc giải phóng mặt bằng danh mục chỉ là điểm khởi đầu. Khoảng hở hiệu quả sau khi lắp đặt là yếu tố ảnh hưởng đến tiếng ồn, nhiệt độ và tuổi thọ mỏi. Sự lắp khít trông có vẻ chấp nhận được trên giấy tờ vẫn có thể gây ra hiện tượng ổ trục chạy nóng nếu sự can thiệp tiêu tốn quá nhiều khe hở bên trong.
Biểu đồ đường cho thấy mức giảm điển hình của khe hở xuyên tâm bên trong ổ trục khi vòng trong được lắp trên trục thép đặc. Khi độ vừa khít tăng lên, vòng trong sẽ mở rộng và đường kính mương trở nên lớn hơn. Đối với một trục thép đặc, một nguyên tắc nhỏ hữu ích là khoảng 70% lực cản hiệu quả chuyển thành tổn thất khe hở. Đây là lý do tại sao khe hở C3 có vẻ bình thường có thể biến mất sau khi lắp nếu khớp trục quá chặt. Khe hở được gắn, chứ không phải khe hở trong danh mục, là yếu tố quyết định nhiệt độ vận hành và hành vi tiếng ồn. Luôn ước tính tình trạng lắp đặt trước khi quyết định xem C2, bình thường hay C3 là điểm bắt đầu phù hợp.
Đối với vòng bi tiếp xúc góc hai dãy, việc lựa chọn độ khít cũng ảnh hưởng đến góc tiếp xúc và tải trước. Việc lắp nặng hơn có thể làm cho tải trước hiệu quả cao hơn dự định. Đây là lý do tại sao, ví dụ, dòng 52 và 53 nên được chọn có lưu ý đến tình trạng trục và vỏ hoàn chỉnh. Thực hành lắp đúng cách được mô tả trong hướng dẫn lắp đặt ổ trục .
Nếu ứng dụng chạy nóng, việc giãn nở trục có thể làm giảm độ hở hơn nữa. Trong trường hợp đó, có thể cần loại khoảng hở lớn hơn hoặc độ vừa vặn nhẹ hơn một chút. Luôn so sánh phạm vi nhiệt độ vận hành ổ trục với vật liệu vỏ và chiều dài trục.
Lựa chọn phù hợp trong các dự án thực tế và mua sắm
Khi khách hàng gửi cho chúng tôi bản vẽ trục, trước tiên chúng tôi xem xét ba điều: đường kính danh nghĩa, cấp dung sai và hướng tải dự kiến. Vòng bi rãnh sâu đơn giản trong máy bơm có thể hoạt động hoàn hảo với trục k6 và vỏ H7. Một ứng dụng chính xác với ổ bi tiếp xúc góc hai dãy có thể cần dung sai trục chặt hơn và tải trước được kiểm soát cẩn thận.
Các nhóm mua sắm cũng nên suy nghĩ về việc đo lường. Nếu nhà cung cấp không thể xác nhận đường kính trục tại mặt tựa ổ trục thực tế thì cấp dung sai ổ trục tốt nhất không thể cứu được cụm lắp ráp. Yêu cầu báo cáo kiểm tra, đồng thời kiểm tra lỗ khoan và đường kính ngoài sau khi nhận vòng bi nếu ứng dụng này quan trọng.
Biểu đồ radar này ánh xạ sự đánh đổi thông thường giữa ba họ phù hợp trong so sánh năm trục. Khoảng hở phù hợp với điểm số về tính dễ lắp ráp và thuận tiện cho dịch vụ nhưng cung cấp khả năng bảo mật tải hạn chế và kiểm soát độ lệch. Transition phù hợp với sự cân bằng thuận tiện và ổn định và thường được lựa chọn cho các thiết bị thường xuyên tháo rời. Các biện pháp can thiệp mang lại khả năng bảo mật tải mạnh nhất và kiểm soát hết dòng, nhưng chúng khiến việc lắp ráp trở nên khắt khe hơn và tạo ra nhiều rủi ro hơn nếu ứng dụng chạy nóng. Hình dạng của mỗi đa giác là một lời nhắc nhở rằng không có hình dạng nào phù hợp nhất trên toàn cầu. Lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào việc ưu tiên của bạn là sự thuận tiện trong sản xuất, độ chính xác khi vận hành hay khả năng thay thế các bộ phận nhanh chóng.
Mỗi quyết định phù hợp đều tạo ra sự cân bằng khác nhau giữa sự thuận tiện khi lắp ráp và độ ổn định lâu dài. Đối với các thiết bị đa năng, vòng bi rãnh sâu mang lại giải pháp tiết kiệm và đáng tin cậy khi kiểm soát được độ khít. Để có độ cứng cao hơn và tải trọng kết hợp, ổ bi tiếp xúc góc hai hàng thường là điểm khởi đầu tốt hơn.
Quy tắc cuối cùng rất đơn giản: xác định độ vừa vặn của bạn trước khi chọn số vòng bi và đo khe hở được lắp trước khi bạn đánh giá hiệu suất của vòng bi. Dung sai không phải là giấy tờ. Chúng là cầu nối giữa thiết kế ổ trục tốt và một cỗ máy đáng tin cậy.
