Làm thế nào để khớp các thông số tải để tránh hỏng vòng bi sớm?
Độ bền của vòng bi tiếp xúc góc hai hàng trong các hệ thống truyền động cơ khí bắt đầu bằng việc khớp tải chính xác. Các vòng bi này được thiết kế để chịu được cả tải trọng kết hợp hướng tâm và hướng trục, nhưng tỷ lệ tải hướng trục và tải hướng tâm ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ sử dụng của chúng—tải hướng trục không được vượt quá 50% tải hướng tâm theo kinh nghiệm của ngành. Đối với các kịch bản truyền động hạng nặng, cần lựa chọn các mô hình kết cấu gia cố có nhiều bi thép hơn, trong khi các ứng dụng tốc độ cao tải nhẹ có thể ưu tiên thiết kế tiêu chuẩn để giảm tổn thất ma sát. Ngoài ra, việc phân tích mô-men xoắn lật là rất quan trọng: khi thiết bị chịu tải mô-men xoắn, khả năng chống biến dạng của ổ trục quyết định độ ổn định lâu dài, đó là lý do tại sao thiết kế hàng đôi được ưu tiên hơn hàng đơn vì độ cứng vượt trội của chúng.
Thiết kế góc tiếp xúc nào thích ứng với các điều kiện làm việc khác nhau?
Góc tiếp xúc là thông số cốt lõi ảnh hưởng đến hiệu suất ổ trục, với ba thông số kỹ thuật chung: 15° (loại C), 25° (loại AC) và 40° (loại B). Đối với truyền động cơ học tốc độ cao như trục động cơ, vòng bi loại C có góc tiếp xúc 15° là lý tưởng do hệ số ma sát nhỏ và tốc độ giới hạn cao hơn loại AC 1,2-1,5 lần. Vòng bi loại AC có khả năng chịu tải hướng tâm và hướng trục cân bằng góc tiếp xúc 25°, khiến chúng phù hợp với các hệ thống truyền động phức tạp có tải trọng thay đổi. Đối với các tình huống truyền động hạng nặng như cơ cấu cầu trục, vòng bi loại B có góc tiếp xúc 40° vượt trội về khả năng chịu tải dọc trục một hướng. Chìa khóa để lựa chọn nằm ở việc kết hợp góc tiếp xúc với hướng tải chính và yêu cầu tốc độ của hệ thống truyền động.
Tải trước có cần thiết để cải thiện độ bền ổ trục không?
Tải trước là một quá trình thiết yếu để kéo dài tuổi thọ của vòng bi tiếp xúc góc hai dãy trong các ứng dụng truyền động chính xác. Bằng cách loại bỏ khe hở bên trong, tải trước đảm bảo tiếp xúc chặt chẽ giữa bi thép và mương, giảm sự tập trung ứng suất cục bộ và cải thiện tính đồng nhất phân bổ lực. Điều này không chỉ giúp tăng cường độ cứng của hệ thống mà còn giảm độ rung và tiếng ồn khi vận hành, vốn là nguyên nhân chính gây hao mòn sớm. Tuy nhiên, cường độ tải trước yêu cầu phải kiểm soát chính xác: tải trước quá mức (ví dụ: độ nhiễu 0,016 mm) có thể làm giảm tuổi thọ sử dụng xuống 50%, trong khi tải trước không đủ (ví dụ: khe hở 0,008 mm) có thể làm giảm tuổi thọ 70%. Nói chung, hoạt động tốc độ cao yêu cầu tải trước nhẹ hơn, trong khi điều kiện tải nặng tốc độ thấp cần tải trước cao hơn, lý tưởng là vượt quá tải trọng làm việc dọc trục một chút.
Làm thế nào để lựa chọn giải pháp bôi trơn và làm kín?
Việc bôi trơn và làm kín thích hợp trực tiếp quyết định tuổi thọ hoạt động của vòng bi trong bộ truyền động cơ khí. Đối với phạm vi nhiệt độ từ -30oC đến 110oC, mỡ gốc lithium chống rỉ được sử dụng rộng rãi, đặc biệt đối với các vòng bi kín không cần bôi trơn thêm trong quá trình vận hành. Trong các tình huống truyền nhiệt độ cao hoặc tốc độ cao, bôi trơn bằng dầu được ưu tiên để tạo điều kiện tản nhiệt, với mức dầu được duy trì ở mức 1/2-2/3 của kính quan sát. Lựa chọn niêm phong nên xem xét các yếu tố môi trường: tấm che bụi không tiếp xúc phù hợp với môi trường sạch sẽ, trong khi gioăng cao su tiếp xúc giúp bảo vệ tốt hơn khỏi bụi và hơi ẩm trong điều kiện khắc nghiệt. Một lưu ý quan trọng là tránh trộn lẫn các loại chất bôi trơn khác nhau, vì điều này có thể gây ra phản ứng hóa học làm giảm hiệu suất bôi trơn.
Phương pháp lắp đặt nào đảm bảo sự ổn định lâu dài?
Việc lắp đặt đúng cách là điều kiện tiên quyết để đảm bảo độ bền của ổ trục, với ba cấu hình phổ biến cho vòng bi tiếp xúc góc hai dãy: sắp xếp tựa lưng, mặt đối mặt và song song. Việc lắp đặt giáp lưng (các đầu rộng hướng vào nhau) tăng cường độ cứng hướng tâm và hướng trục, khiến nó trở nên lý tưởng cho các hệ thống truyền động yêu cầu khả năng chống biến dạng cao. Việc lắp đặt trực diện (các đầu hẹp hướng vào nhau) giúp loại bỏ khe hở ban đầu thông qua quá trình nén vòng ngoài, thích hợp cho việc truyền động chính xác với yêu cầu độ cứng vừa phải. Bố trí song song (các đầu rộng cùng hướng) chia sẻ tải trọng dọc trục nhưng yêu cầu lắp đặt theo cặp ở cả hai đầu trục để ổn định trục. Ngoài ra, độ đồng trục lắp đặt phải được kiểm soát chặt chẽ—góc nghiêng quá mức có thể làm tăng thêm ứng suất và giảm tuổi thọ sử dụng.
Làm thế nào để khớp các cấp độ chính xác với yêu cầu truyền tải?
Lựa chọn cấp độ chính xác giúp cân bằng hiệu suất và độ bền mà không cần thông số kỹ thuật quá mức không cần thiết. Các cấp độ chính xác phổ biến nằm trong khoảng từ P0 (mục đích chung) đến P2 (siêu chính xác). Đối với truyền động cơ học thông thường, cấp P0 hoặc P6 là đủ, trong khi các hệ thống truyền động có độ chính xác cao như trục chính của máy công cụ yêu cầu cấp P5 hoặc cao hơn để giảm thiểu lỗi lệch tâm. Việc bỏ qua các yếu tố giãn nở nhiệt trong quá trình lựa chọn có thể dẫn đến suy giảm độ chính xác - sự phù hợp với nhiễu phải tính đến những thay đổi kích thước do nhiệt độ gây ra. Nguyên tắc chính là đáp ứng các yêu cầu truyền động cốt lõi mà không theo đuổi độ chính xác quá cao, điều này có thể làm tăng ma sát và giảm tuổi thọ sử dụng.
