Là các thành phần hỗ trợ cốt lõi trong máy móc quay, Inch series Deep Groove Balling Đóng một vai trò không thể thay thế trong các lĩnh vực quan trọng như hàng không vũ trụ, dụng cụ chính xác và thiết bị đặc biệt. So với vòng bi số liệu, vòng bi inch đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của các kịch bản công nghiệp cụ thể với hệ thống kích thước độc đáo và đặc điểm hiệu suất của chúng.

1. Vai trò và đặc điểm của vòng bi Groove sâu inch

Vòng bi số sâu của Deep Deep Groove là vòng bi cuộn được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước inch. Chúng bổ sung cho vòng bi số liệu chung và chiếm một vị trí quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp cụ thể và thiết bị truyền thống. Loại ổ trục này giữ lại các đặc điểm cơ bản của vòng bi bóng sâu, đồng thời thích ứng với các yêu cầu của hệ thống inch về chuỗi kích thước, sự phù hợp và chi tiết cấu trúc, cung cấp một giải pháp tiêu chuẩn hóa không thể thay thế cho thị trường Bắc Mỹ, bảo trì thiết bị hàng không và hàng không vũ trụ.

Hệ thống tiêu chuẩn kích thước tạo thành tính năng bên ngoài quan trọng nhất của vòng bi inch. Không giống như vòng bi số liệu, sử dụng milimet làm đơn vị cơ bản, vòng bi Hoàng gia sử dụng inch phân đoạn hoặc thập phân làm thông số kỹ thuật. Đường kính bên trong phổ biến nằm trong khoảng từ 1/8 inch (0,125 inch) đến 6 inch, với trình tự tiêu chuẩn có mức tăng 1/16 inch. Ví dụ, mô hình ổ trục R6 tương ứng với đường kính bên trong 0,375 inch (3/8 "), đường kính ngoài 0,875 inch và chiều rộng 0,281 inch. Hệ thống kích thước này tạo thành một thiết bị phù hợp tự nhiên với các thiết bị của trục.

Các tính năng thiết kế kết cấu phản ánh khả năng thích ứng của vòng bi Hoàng gia với các kịch bản ứng dụng cụ thể. Một vòng bi rãnh sâu tiêu biểu điển hình bao gồm bốn thành phần cốt lõi: vòng ngoài, vòng bên trong, một quả bóng thép và lồng, nhưng có sự khác biệt về chi tiết so với các sản phẩm số liệu tương tự: vòng ngoài thường không có rãnh giữ lại hoặc một rãnh lắp đặt để duy trì cường độ cấu trúc hoàn chỉnh hơn; Chiều cao xương sườn bên trong tương đối tăng 5-8% để cung cấp hướng dẫn trục tốt hơn; Số lượng bóng thép ít hơn 1-2 so với ổ trục cùng kích thước, nhưng đường kính được tăng 3-5% để bù cho sự khác biệt về công suất tải. Các tính năng thiết kế này cho phép vòng bi Imperial hoạt động tốt trong điều kiện tốc độ cao. Một số mô hình đặc biệt cũng sử dụng thiết kế bóng hai hàng (như loạt LL) để đạt được khả năng tải cao hơn trong một không gian hạn chế và đáp ứng các yêu cầu nhỏ gọn của máy móc kỹ thuật.

Quá trình xử lý vật liệu và nhiệt xác định hiệu suất của vòng bi Hoàng gia. Giới hạn năng lượng. Vòng bi Hoàng gia hàng không vũ trụ sử dụng công nghệ luyện không khử khí, các bao gồm oxit được kiểm soát ở DS ≤ 0,5 và tổng số lượng vùi phi kim loại là ≤ 0,05%, cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn độ tinh khiết của vòng bi thông thường. Về mặt xử lý nhiệt, vòng bi của đế quốc thường sử dụng quá trình làm nguội kép: quá trình làm nguội đầu tiên có được một ma trận martensitic hạt mịn (độ cứng 62-64HRC) và lần làm nguội thứ hai điều chỉnh hàm lượng austenite còn lại (được kiểm soát ở mức 5-8%), cải thiện độ ổn định của kích thước hơn 50%. Đối với môi trường ăn mòn, chuỗi Imperial đã phát triển trục thép không gỉ 440C, hàm lượng crom của ổ trục là 16-18%. Thông qua điều trị lão hóa đặc biệt, độ cứng được duy trì ở mức 58-60hRC, vừa chống ăn mòn và chống mòn.

Các đặc điểm của các ứng dụng công nghiệp cho thấy định vị thị trường của vòng bi Hoàng gia. Trong hệ thống công nghiệp Bắc Mỹ, vòng bi của Imperial vẫn là sự lựa chọn thống trị cho các thiết bị truyền thống. Ví dụ, các hệ thống truyền tải của máy móc nông nghiệp và phương tiện kỹ thuật thường áp dụng chuỗi Imperial. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, một số thiết kế di truyền của Boeing và Airbus vẫn sử dụng tiêu chuẩn ổ trục của Hoàng gia. Ví dụ, đường kính bên trong của vòng bi con lăn thon lớn được sử dụng trong thiết bị hạ cánh máy bay thường được tăng thêm 1/8 inch.

2. Nguyên tắc làm việc và tính chất cơ học

Hành vi cơ học và nguyên tắc làm việc của vòng bi Groove Deep Series Inch dựa trên lý thuyết cơ bản về vòng bi lăn, nhưng hệ thống kích thước đặc biệt và thiết kế cấu trúc của chúng cung cấp cho chúng các đặc điểm hiệu suất độc đáo. Hiểu các tính chất cơ học này là rất quan trọng đối với việc lựa chọn và phát triển chính xác tiềm năng của vòng bi inch. Từ cơ học tiếp xúc đến động học, từ phân phối tải đến cơ chế thất bại, nguyên tắc làm việc của vòng bi Groove sâu là một hệ thống phức tạp của khớp nối trường đa vật lý.

Các đặc điểm động học xác định giới hạn tốc độ của vòng bi inch. Khi ổ trục quay, các thành phần có trạng thái chuyển động phức tạp: quả bóng thép tồn tại cùng lúc với lồng duy trì khoảng cách giữa các quả bóng trong quá trình xoay (xung quanh trục của chính nó) và cách mạng (xung quanh trục ổ trục). Sự phối hợp động học của ổ trục đế quốc được phản ánh trong các điều sau đây: Thiết kế lồng hướng dẫn vòng bên trong làm cho tốc độ vòng quay bóng ω_Cage = ω_Shaft × D/(D D), trong đó D là đường kính bóng và D là đường kính cao độ (cả hai inch). Do tỷ lệ (d/d) của vòng bi Hoàng gia thường là 0,25-0,3 (lớn hơn một chút so với số liệu 0,22-0,25), tốc độ tới hạn của nó bị ảnh hưởng đáng kể hơn bởi lực ly tâm và hệ số hiệu chỉnh đơn vị Imperial phải được giới thiệu trong quá trình tính toán: ). Điều này giải thích lý do tại sao tốc độ giới hạn của cùng kích thước ổ trục đế quốc thường thấp hơn 5-10% so với ổ trục, nhưng trong ứng dụng thực tế, độ thanh thải lớn hơn bù cho một phần của việc mất tốc độ.

Luật phân phối tải phản ánh các đặc tính chịu tải của vòng bi Hoàng gia. Dưới hành động của tải trọng xuyên tâm FR, không phải tất cả các quả bóng thép đều chia sẻ tải trọng như nhau, nhưng tạo thành một khu vực chịu tải là 120-150 °. Do ổ trục của Hoàng gia có độ thanh thải lớn hơn (độ thanh thải cấp CN là khoảng 0,001 inch), góc phân phối tải của nó rộng hơn 10-15 ° so với vòng bi số liệu và lực tiếp xúc tối đa Q_Max = 4,37 × FR/Z (Z là số lượng bóng thép). Khi chịu tải trọng kết hợp (FR FA), khả năng chịu tải trọng của ổ trục của đế quốc là tương đối nổi bật vì mặt bích cao của nó. Mức độ tăng (khoảng 5-8%) có thể chịu được thành phần trục lớn hơn. Công thức đế quốc được sử dụng để tính toán tải trọng theo trục: fa_max = 0,6 × z × d^2 × sinα, trong đó α là góc tiếp xúc (khoảng 5-10 ° đối với vòng bi bóng rãnh sâu). Thực hành đã chỉ ra rằng tuổi thọ của ổ trục L4549 của Imperial (đường kính bên trong 1-1/2 inch) dưới tải trọng trục tinh khiết cao hơn 20-25% so với ổ trục 6306 số liệu, giúp nó thuận lợi trong các ứng dụng lực đẩy.

Các tham số hiệu suất động là chìa khóa để đánh giá điều kiện làm việc của vòng bi Hoàng gia. Giá trị RMS của tốc độ rung động (inch/giây) là một chỉ số chất lượng quan trọng của chuỗi Imperial. Giá trị rung của vòng bi ABEC7 chất lượng cao được kiểm soát ở mức 0,05- trong phạm vi 0,12in/s, nó chặt chẽ hơn 20% so với ổ trục P5 số liệu. Một tham số quan trọng khác là đặc tính độ cứng. Độ cứng xuyên tâm của ổ trục là K_R = 1000 × Z × D × COSα (LB/IN) và độ cứng của trục là K_A = 800 × Z × D × Sinα (LB/in). Do số lượng bóng thép trong vòng bi của Imperial thường nhỏ hơn (ít hơn 1-2), độ cứng của chúng thấp hơn 5-10% so với vòng bi số liệu có cùng kích thước, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến bù khi chọn thiết bị chính xác. Phân tích phương thức cho thấy tần số tự nhiên bậc nhất của ổ trục R8 (đường kính bên trong 1/2 inch) là khoảng 3500-4000Hz, thấp hơn 15% so với số lượng số liệu 6201 và điện trở va chạm tương đối tốt hơn.