Trang chủ / Tin tức & Blog / Tin tức ngành / Vòng bi lăn tiếp xúc góc đôi hàng được sử dụng để làm gì?
Tin tức ngành

Vòng bi lăn tiếp xúc góc đôi hàng được sử dụng để làm gì?

Vòng bi lăn tiếp xúc góc hai dãy chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu xử lý đồng thời tải trọng hướng tâm cao, tải trọng trục đáng kể từ cả hai hướng và tải trọng mô men - tất cả đều nằm trong một bố trí ổ trục đơn, nhỏ gọn. Chúng là giải pháp kỹ thuật được lựa chọn bất cứ khi nào một trục hoặc cụm quay phải được đỡ chắc chắn tại một vị trí duy nhất mà không gặp sự phức tạp khi ghép hai vòng bi một dãy riêng biệt.

Trong thực tế, các vòng bi này xuất hiện trong trục máy công cụ, cổ trục máy cán, hộp số công nghiệp nặng, trục bơm và máy nén, hệ thống bước tua bin gió và bộ truyền động hàng không vũ trụ chính xác - bất cứ nơi nào kết hợp khả năng chịu tải, độ cứng dọc trục và độ chính xác khi vận hành chính xác phải cùng tồn tại trong một vị trí vòng bi duy nhất. Góc tiếp xúc của chúng thường nằm trong khoảng từ 25° đến 40° , với các góc cao hơn mang lại khả năng chịu tải dọc trục lớn hơn và các góc thấp hơn mang lại tốc độ và khả năng xuyên tâm cao hơn.

Hiểu thiết kế: Tại sao hai hàng tạo nên sự khác biệt

Để hiểu các ứng dụng, sẽ giúp hiểu được điều gì phân biệt loại ổ trục này về mặt cấu trúc. Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng bao gồm hai hàng con lăn - con lăn côn hoặc con lăn hình trụ có rãnh nghiêng - được bố trí theo cấu hình đối lập (quay lưng hoặc mặt đối mặt) trong một vòng ngoài duy nhất và thường là một cụm vòng trong duy nhất.

Sự sắp xếp đối lập này tạo ra hai đường tải hội tụ (mặt đối mặt / sắp xếp O) hoặc phân kỳ (bố trí đối lưng / sắp xếp X) so với trục ổ trục. Kết quả là một bộ phận vòng bi có thể:

  • Mang tải trọng hướng tâm mà ổ đỡ lực đẩy thuần túy không thể xử lý được
  • Chống lại lực dọc trục theo cả hướng trục dương và hướng âm
  • Chống lại mômen nghiêng (tải trọng uốn) có thể khiến vòng bi một hàng bị hỏng sớm
  • Cung cấp khả năng trải tải hiệu quả rộng hơn so với hai vòng bi riêng biệt ở cùng khoảng cách trục

Sự sắp xếp tựa lưng (X) mang lại khả năng chịu tải thời điểm vượt trội vì các đường tải trọng phân kỳ ra ngoài, tạo ra khoảng chịu lực ảo rộng hơn. Sự bố trí mặt đối mặt (O) có khả năng chịu được độ lệch trục và giãn nở nhiệt tốt hơn. Sự lựa chọn giữa các cấu hình này xác định sự phù hợp cho các môi trường ứng dụng cụ thể.

Trục máy công cụ: Ứng dụng chính xác

Một trong những ứng dụng phổ biến và đòi hỏi khắt khe nhất đối với vòng bi tiếp xúc góc hai hàng là trong trục máy công cụ - trục quay giữ và dẫn động các dụng cụ cắt hoặc phôi trong máy tiện, máy phay, máy mài và trung tâm gia công.

Trong bối cảnh này, ổ trục phải đồng thời đáp ứng các yêu cầu trái ngược nhau: nó phải đủ cứng để chống lại lực cắt (tạo ra cả tải trọng hướng tâm và hướng trục cộng với mômen uốn) trong khi chạy với độ chính xác đủ để tạo ra các bề mặt gia công trong phạm vi dung sai ở mức micromet. Vòng bi trục chính trong máy mài chính xác có thể được yêu cầu duy trì độ đảo hướng tâm dưới 1 micromet (0,001 mm) ở tốc độ hoạt động có thể vượt quá 15.000 vòng/phút.

Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng trong phạm vi góc tiếp xúc 15° đến 25° chiếm ưu thế ở tốc độ cao của ứng dụng này, trong khi vòng bi côn hai hàng có góc tiếp xúc 30° đến 40° phục vụ các trục quay có tải trọng nặng hơn, tốc độ thấp hơn thường thấy trong các trung tâm tiện nặng và máy móc nhàm chán. Ưu điểm chính trong cả hai trường hợp là một vị trí ổ trục duy nhất xử lý tất cả các hướng tải — đơn giản hóa thiết kế trục chính, giảm chiều dài vỏ và cải thiện khả năng quản lý nhiệt so với bố trí hai ổ trục.

Máy cán: Xử lý lực hướng tâm và hướng trục cực mạnh

Các máy cán được sử dụng trong sản xuất thép, nhôm và đồng phải chịu một số điều kiện tải kết hợp khắc nghiệt nhất trong máy móc công nghiệp. Các cuộn làm việc và các cuộn dự phòng trong máy cán nóng hoặc cán nguội chịu lực hướng tâm rất lớn từ áp suất cán - lực có thể đạt tới vài triệu Newton trong máy nghiền tấm nặng - đồng thời chịu lực dọc trục đáng kể từ đỉnh bên của cuộn và vật liệu được tạo hình.

Vòng bi côn bốn hàng (về cơ bản là hai dãy đôi được lắp ráp với nhau) là lựa chọn chủ yếu cho các vị trí cổ cuộn của máy cán nặng, nhưng vòng bi tiếp xúc góc hai hàng đóng vai trò quan trọng ở các vị trí trung gian, vị trí lực đẩy và hệ thống điều chỉnh của các nhà máy này. Khả năng điều chỉnh sự dịch chuyển dọc trục do tăng trưởng nhiệt trong khi vẫn mang toàn bộ tải trọng xuyên tâm khiến chúng đặc biệt phù hợp với các hệ thống định vị cuộn dự phòng, nơi cần có vị trí trục chính xác của cuộn.

Trong các ứng dụng cán nguội trong đó chất lượng hoàn thiện bề mặt là tối quan trọng, độ lệch thấp và độ cứng cao của vòng bi lăn tiếp xúc góc hai dãy góp phần trực tiếp vào tính nhất quán của khe hở cuộn - chuyển thành độ đồng đều của dải trên toàn bộ chiều rộng của sản phẩm cán.

Hộp số và hệ thống truyền động

Trong hộp số công nghiệp và hộp số hạng nặng, việc chia lưới bánh răng tạo ra đồng thời cả lực hướng tâm (vuông góc với trục) và lực dọc trục (dọc theo trục trục). Bánh răng xoắn ốc, bánh răng côn xoắn ốc và bánh răng trục vít đều tạo ra lực đẩy dọc trục phải được ổ trục hấp thụ. Vòng bi tiếp xúc góc hai dãy phù hợp lý tưởng với các vị trí trục này bởi vì chúng xử lý tải trọng tổng hợp trong một thiết bị nhỏ gọn duy nhất mà không cần ổ đỡ chặn riêng biệt bên cạnh ổ trục hướng tâm.

Trong hộp số xoắn điển hình, góc xoắn của răng tạo ra thành phần lực dọc trục tỷ lệ với lực tiếp tuyến nhân với tiếp tuyến của góc xoắn. Đối với góc xoắn 20° và lực tiếp tuyến 50 kN, lực dọc trục sẽ xấp xỉ 18 kN - một tải trọng đáng kể phải được phản ứng liên tục qua ổ trục vào vỏ. Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng ở vị trí trục này giúp loại bỏ sự cần thiết của vòng chặn riêng biệt hoặc vòng bi bổ sung, giảm cả số lượng bộ phận và vỏ tổng thể của hộp số.

Hộp số đẩy hàng hải, hộp số chính tuabin gió, bộ truyền động kéo đầu máy và hộp số máy trộn công nghiệp lớn đều là những ứng dụng trong đó vòng bi tiếp xúc góc hai hàng cung cấp chức năng xử lý tải kết hợp này tại các vị trí trục quan trọng đối với độ tin cậy của hệ thống.

Máy bơm và máy nén: Lực đẩy dọc trục khi vận hành liên tục

Máy bơm ly tâm và máy nén tạo ra lực đẩy dọc trục đáng kể trên trục bánh công tác do sự chênh lệch áp suất giữa bánh công tác. Trong máy bơm ly tâm một tầng, lực đẩy dọc trục thường được hấp thụ bởi ổ đỡ lực đẩy chuyên dụng ở đầu không dẫn động của trục. Đối với máy bơm nhiều tầng hoặc máy nén cao áp, lực đẩy dọc trục này có thể đạt tới hàng chục kilonewton và có thể đảo hướng trong một số điều kiện vận hành nhất định - làm cho vòng bi tiếp xúc góc hai hàng trở thành loại vòng bi thích hợp cho vị trí này.

Những ưu điểm chính trong ứng dụng máy bơm và máy nén bao gồm:

  • Khả năng chịu tải dọc trục hai chiều loại bỏ sự cần thiết của vòng chặn riêng biệt khi điều kiện vận hành máy bơm có thể tạo ra lực đẩy dọc trục đảo ngược (ví dụ: trong quá trình khởi động hoặc đảo ngược dòng chảy)
  • Độ cứng cao làm giảm độ lệch trục ở bánh công tác, cải thiện hiệu suất bịt kín và giảm mức độ rung có thể làm tăng tốc độ mài mòn của phốt
  • Vỏ trục nhỏ gọn giúp giảm chiều dài tổng thể của bơm, đơn giản hóa việc lắp đặt trong môi trường nhà máy xử lý bị giới hạn về không gian
  • Tuổi thọ dài khi vận hành liên tục khi được bôi trơn đúng cách — các thiết bị được bảo trì tốt trong các ứng dụng máy bơm thường xuyên đạt được Tuổi thọ dịch vụ L10 vượt quá 50.000 giờ

Hệ thống xoay và xoay tua bin gió

Tua bin gió đưa ra một loạt thách thức về ổ trục do sự kết hợp của tốc độ quay chậm, tải rất cao, hướng tải đảo ngược và nhu cầu sử dụng hàng thập kỷ không cần bảo trì. Vòng bi lăn tiếp xúc góc hai hàng được sử dụng rộng rãi trong hai hệ thống con tuabin gió quan trọng: ổ trục cánh cánh và ổ trục ngáp.

Vòng bi lưỡi dao

Mỗi cánh rôto được kết nối với trục thông qua một ổ trục cho phép cánh quay quanh trục dọc của nó, điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt để kiểm soát công suất đầu ra và bảo vệ tuabin khi có gió lớn. Vòng bi phải chịu toàn bộ trọng lượng của lưỡi dao (có thể vượt quá 20 tấn cho lưỡi dài hơn 60 mét ) dưới dạng tải hướng tâm/mômen đồng thời điều chỉnh lực đẩy khí động học dọc trục và cho phép xoay có kiểm soát để điều chỉnh bước.

Vòng bi xoay tiếp xúc góc hai dãy — về cơ bản là phiên bản có đường kính lớn (1,5 đến 3 mét) của nguyên lý tiếp xúc góc hai dãy — là giải pháp tiêu chuẩn cho ứng dụng này. Độ cứng mô men của chúng ngăn cản độ nghiêng của cánh khi chịu tải không đối xứng trong khi khả năng chịu lực dọc trục của chúng xử lý được lực đẩy của gió.

Vòng bi Nacelle Yaw

Vòng bi xoay kết nối vỏ bọc (vỏ chứa máy phát điện và hệ thống truyền động) với tháp, cho phép toàn bộ vỏ bọc quay và theo dõi các hướng gió thay đổi. Vòng bi có đường kính lớn này - thường Đường kính 2 đến 4 mét trên các tuabin quy mô tiện ích - phải hỗ trợ toàn bộ trọng lượng của cụm vỏ và rôto (thường là 100 tấn trở lên) đồng thời chống lại mômen lật do tải trọng gió và cho phép quay chậm, có kiểm soát được điều khiển bởi động cơ truyền động ngáp. Cấu hình tiếp xúc góc hai hàng cung cấp sự kết hợp cần thiết giữa khả năng chịu tải hướng tâm, hướng trục và mô men trong một cấu trúc vòng bi tích hợp duy nhất.

Ứng dụng hàng không vũ trụ và quốc phòng

Trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, trọng lượng, độ tin cậy và mật độ hiệu suất là điều quan trọng nhất — và vòng bi tiếp xúc góc hai hàng đáp ứng được cả ba điều này. Việc sử dụng chúng bao gồm các phụ kiện động cơ máy bay, bộ truyền động điều khiển chuyến bay, điểm xoay thiết bị hạ cánh, các bộ phận đầu cánh quạt máy bay trực thăng và hệ thống chống rung của hệ thống dẫn đường tên lửa.

Hộp số phụ kiện động cơ máy bay, dẫn động bơm thủy lực, bơm nhiên liệu, máy phát điện và bơm hút dầu từ lõi động cơ, chủ yếu dựa vào vòng bi tiếp xúc góc hai hàng trên trục bánh răng của chúng. Những vòng bi này phải hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt - từ -54°C khi di chuyển ở độ cao lớn đến hơn 150°C trong môi trường dầu hộp số - trong khi xử lý toàn bộ phạm vi tải lưới bánh răng kết hợp.

Trong các cơ cấu truyền động điều khiển chuyến bay, trong đó sự truyền động bề mặt tạo ra tải trọng trục hai chiều trên cụm vít bi và thanh truyền động, vòng bi tiếp xúc góc hai hàng cung cấp độ cứng trục cần thiết để giảm thiểu lỗi vị trí bề mặt điều khiển khi chịu tải - một yêu cầu quan trọng về an toàn trong hệ thống điều khiển chuyến bay chính.

Thiết bị khai thác và xây dựng

Thiết bị xây dựng và khai thác mỏ hạng nặng hoạt động trong điều kiện sốc và quá tải nghiêm trọng có thể nhanh chóng phá hủy các loại vòng bi nhẹ hơn. Vòng bi côn tiếp xúc góc hai hàng được sử dụng rộng rãi trong các môi trường này vì sự tiếp xúc đường thẳng của chúng giữa các con lăn côn và mương mang lại khả năng chịu tải sốc cao hơn đáng kể so với vòng bi có kích thước tương đương .

Các ứng dụng cụ thể bao gồm:

  • Trục bánh xe trên xe tải chở hàng và máy xúc: Ổ trục bánh xe phải chịu trọng lượng của xe dưới dạng tải hướng tâm, lực vào cua dưới dạng tải mô men và lực phanh/lực kéo dưới dạng tải dọc trục - tình huống tải trọng kết hợp cổ điển mà vòng bi tiếp xúc góc hai hàng xử lý trong một đơn vị
  • Hộp số hành tinh truyền động cuối cùng: Các vị trí của bánh răng hành tinh và bánh răng hành tinh chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp cao từ lưới bánh răng hành tinh, đòi hỏi các vòng bi có định mức tải trọng tổng hợp cao
  • Vòng bi trục chính của máy nghiền: Máy nghiền hàm và máy nghiền hình nón tạo ra tải trọng hướng tâm lệch tâm, cường độ cao với các bộ phận hướng trục đồng thời trên ổ trục chính, yêu cầu cấu hình hai hàng chắc chắn được định mức cho tải va đập nặng
  • Khớp xoay giàn khoan và hệ truyền động đỉnh: Các bộ phận khoan quay phải chịu đồng thời trọng lượng của dây khoan (tải trọng trục), phản lực mômen khoan (tải mô men) và lực hình thành bên (tải trọng hướng tâm)

Ứng dụng ô tô và xe thương mại

Trong kỹ thuật ô tô, vòng bi tiếp xúc góc hai hàng là loại vòng bi tiêu chuẩn cho trục bánh trước trên ô tô khách và xe thương mại hạng nhẹ. Ổ trục bánh trước phải đồng thời hỗ trợ trọng lượng xe (hướng tâm), lực vào cua (trục và mômen) và lực phanh (trục) - tất cả đều quay ở tốc độ tương ứng với việc lái xe trên đường cao tốc và duy trì toàn bộ thời gian sử dụng của xe mà không cần thay thế.

Các bộ phận vòng bi trục bánh xe hiện đại (HBU — Bộ vòng bi trung tâm thế hệ 1, 2 và 3) tích hợp vòng bi tiếp xúc góc hai hàng với mặt bích trục bánh xe, vòng cảm biến ABS và đôi khi là giao diện khớp CV thành một cụm kín duy nhất, không cần bảo trì. Các thiết bị này được thiết kế cho tuổi thọ sử dụng từ 200.000 km trở lên và được thiết kế để hoạt động mà không cần bất kỳ dịch vụ bôi trơn nào trong suốt thời gian hoạt động của chúng.

Trong các phương tiện thương mại hạng nặng - xe tải, xe buýt và thiết bị xây dựng - vòng bi bánh xe tiếp xúc góc hai hàng dựa trên con lăn hình côn vẫn phổ biến, đặc biệt ở các vị trí trục dẫn động, nơi tải trọng hướng tâm, trục và mô men kết hợp nghiêm trọng hơn so với các điều kiện xe khách thông thường. Các bộ phận này yêu cầu kiểm tra định kỳ và điều chỉnh lại tải trước, không giống như các bộ phận ô tô kín.

So sánh Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng với các loại vòng bi thay thế

Việc chọn loại vòng bi phù hợp đòi hỏi phải hiểu rõ so sánh vòng bi tiếp xúc góc hai hàng với các lựa chọn thay thế đối với yêu cầu về tốc độ và tải trọng của một ứng dụng nhất định.

Bảng 1: So sánh các loại ổ trục cho các ứng dụng chịu tải kết hợp
Loại ổ trục Khả năng chịu tải xuyên tâm Tải trọng trục (Cả hai hướng) Khả năng chịu tải thời điểm Khả năng tốc độ Ứng dụng điển hình
Liên hệ góc đôi hàng (Bóng) Cao Cao Tốt Rất cao Trục máy công cụ, trục bánh xe
Con lăn côn đôi hàng Rất cao Rất cao Tuyệt vời Trung bình Máy cán, hộp số, trục nặng
Bóng rãnh sâu một hàng Trung bình Thấp Nghèo Rất cao Động cơ điện, giá đỡ trục đèn
Con lăn hình trụ (Hàng đơn) Rất cao Không có (trục tự do) Nghèo Cao Cao-speed spindles, floating shaft positions
Con lăn hình cầu Rất cao Trung bình (both directions) Trung bình (self-aligning) Trung bình Bộ truyền động băng tải, quạt, trục lệch
Liên hệ góc hàng đơn được ghép nối Cao Cao Tốt to Excellent Cao Trục xoay nơi cần điều chỉnh tải trước

Điểm khác biệt chính của ổ trục tiếp xúc góc hai hàng là nó chịu được cả ba loại tải trọng — hướng tâm, hướng trục hai chiều và mômen — trong một đơn vị có vỏ bọc trục nhỏ gọn. Trong trường hợp ổ lăn hình trụ yêu cầu ổ đỡ lực đẩy bổ sung bên cạnh nó và khi hai ổ trục tiếp xúc góc một hàng yêu cầu cài đặt tải trước cẩn thận và không gian trục bổ sung, thì đơn vị hàng đôi đạt được hiệu suất tải kết hợp tương đương hoặc vượt trội với ít bộ phận hơn và lắp đặt đơn giản hơn.

Khả năng tải và lựa chọn: Những cân nhắc kỹ thuật chính

Khi chọn vòng bi tiếp xúc góc hai hàng cho một ứng dụng cụ thể, các kỹ sư sẽ đánh giá một số thông số phụ thuộc lẫn nhau để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất sử dụng phù hợp.

Lựa chọn góc tiếp xúc

Góc tiếp xúc là thông số thiết kế cơ bản nhất. Góc tiếp xúc tiêu chuẩn cho vòng bi tiếp xúc góc hai dãy thường là 25°, 30° hoặc 40° . Góc 25° cung cấp khả năng tốc độ cao hơn và độ cứng dọc trục thấp hơn — thích hợp cho trục chính máy công cụ có tốc độ cao nhưng tải trọng dọc trục vừa phải. Góc 40° cung cấp khả năng chịu tải dọc trục cao hơn và độ cứng cao hơn với chi phí giảm tốc độ — thích hợp cho các ứng dụng quay chậm chịu tải nặng như hệ thống định vị máy cán.

Tải trước và độ cứng

Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng thường được cung cấp một tải trước bên trong xác định - một lực nén nhẹ tác dụng lên các phần tử lăn giúp loại bỏ tất cả khe hở bên trong và tăng độ cứng của ổ trục. Các mức tải trước được phân loại là nhẹ (C), trung bình (CA) hoặc nặng (CB), với tải trước nặng hơn làm tăng độ cứng nhưng cũng làm tăng khả năng sinh nhiệt và giảm khả năng tốc độ. Đối với trục chính của máy công cụ, tải trước trung bình là phổ biến nhất , cung cấp độ cứng cần thiết cho độ chính xác về kích thước mà không tích tụ nhiệt quá mức ở tốc độ vận hành.

Xếp hạng tải động và tuổi thọ L10

Việc lựa chọn ổ trục cho một ứng dụng cụ thể bắt đầu bằng việc tính toán tải trọng động tương đương P của ổ trục từ lực hướng tâm thực tế Fr và lực dọc trục Fa, sử dụng công thức P = X·Fr Y·Fa, trong đó X và Y là hệ số tải phụ thuộc vào góc tiếp xúc và tỷ lệ Fa/Fr. Sau đó, tải tương đương này được sử dụng với xếp hạng tải trọng động C của ổ trục để tính tuổi thọ sử dụng L10 - tuổi thọ (tính bằng triệu vòng quay hoặc số giờ vận hành) mà 90% tổng số vòng bi giống hệt nhau sẽ đạt được hoặc vượt quá.

Đối với hầu hết các ứng dụng công nghiệp, tối thiểu Tuổi thọ L10 từ 20.000 đến 50.000 giờ được nhắm mục tiêu vào điều kiện hoạt động; các ứng dụng quan trọng như cổ cuộn của nhà máy thép và thiết bị phát điện thường nhắm đến tuổi thọ L10 vượt quá 100.000 giờ, thúc đẩy việc lựa chọn vòng bi hai hàng có đường kính lớn, công suất cao với giới hạn an toàn rộng rãi theo định mức tải động.

Yêu cầu bôi trơn trên các ứng dụng

Phương pháp bôi trơn và lựa chọn chất bôi trơn cho vòng bi tiếp xúc góc hai hàng phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ, tải trọng, nhiệt độ và khả năng tiếp cận bảo trì của ứng dụng. Ba phương pháp bôi trơn chính là:

  • Bôi trơn bằng mỡ (vòng bi kín hoặc được che chắn): Được sử dụng trong trục bánh xe ô tô, hộp số công nghiệp nói chung và nhiều ứng dụng máy bơm. Các thiết bị kín suốt đời được đổ đầy dầu mỡ chất lượng cao và không cần bảo trì. Mỡ bôi trơn phù hợp lên đến khoảng 70–80% tốc độ giới hạn của ổ trục .
  • Dầu bôi trơn tuần hoàn: Được sử dụng trong các trục máy công cụ, hộp số tốc độ cao và các ứng dụng máy cán trong đó việc loại bỏ nhiệt là rất quan trọng. Dầu được lưu thông qua vỏ ổ trục, mang đi nhiệt sinh ra do ma sát và cung cấp dầu bôi trơn mới liên tục. Độ nhớt của dầu được chọn dựa trên tốc độ vòng bi và tải trọng - thường là ISO VG 32 đến VG 68 cho các ứng dụng trục chính và VG 68 đến VG 220 cho hộp số công nghiệp nặng.
  • Bôi trơn bằng dầu khí (sương dầu): Được sử dụng trong các trục máy công cụ tốc độ rất cao trong đó việc giảm thiểu ma sát là điều tối quan trọng. Những giọt dầu siêu nhỏ được khí nén mang theo cung cấp lượng dầu bôi trơn vừa đủ để tránh mài mòn trong khi tạo ra nhiệt tối thiểu. Phương pháp này có thể cho phép hoạt động ở tăng tốc tới định mức tốc độ tối đa của vòng bi hoặc cao hơn khi kết hợp với thiết kế ổ trục phù hợp.

Cân nhắc về lắp đặt và lắp đặt

Việc lắp đặt đúng là rất quan trọng để đạt được tuổi thọ định mức của vòng bi tiếp xúc góc hai dãy. Lắp đặt kém - đặc biệt là dung sai lắp không chính xác, tải trước không đủ hoặc lắp sai - là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra hỏng hóc sớm trong quá trình sử dụng.

Các yêu cầu cài đặt chính bao gồm:

  • Sự phù hợp của trục và vỏ: Vòng trong thường yêu cầu phải có một khớp chặn trên trục để tránh hiện tượng rão dưới tải quay - độ nhiễu tiêu chuẩn đối với tải trung bình là xấp xỉ 0 đến 0,013 mm cho trục có đường kính lên tới 100 mm. Vòng ngoài lắp vào vỏ thường là khớp giao thoa ánh sáng hoặc khớp chuyển tiếp.
  • Ứng dụng lực gắn: Lực chỉ được tác dụng lên vòng được lắp (vòng trong để lắp trục), không được truyền qua các con lăn, điều này sẽ làm hỏng các rãnh lăn và các con lăn trong quá trình lắp đặt.
  • Gắn nhiệt cho vòng bi lớn hơn: Vòng bi có đường kính lỗ trên khoảng 80 mm thường được làm nóng đến 80–100°C trước khi lắp để mở rộng lỗ và cho phép lắp trượt trên trục, tránh nhu cầu lực dọc trục cao có thể làm hỏng các bộ phận của ổ trục.
  • Xác minh tải trước: Sau khi lắp, phải xác minh tải trước bằng cách đo mômen trục hoặc độ cứng của ổ trục so với thông số kỹ thuật của ổ trục để xác nhận hình dạng bên trong là chính xác và không bị thay đổi trong quá trình lắp đặt.

Dấu hiệu hao mòn và các chỉ số hết tuổi thọ

Trong dịch vụ, vòng bi lăn tiếp xúc góc hai dãy cung cấp một số chỉ báo có thể phát hiện được khi chúng sắp hết thời gian sử dụng hoặc gặp điều kiện hoạt động bất thường. Việc giám sát tình trạng của các vòng bi này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng mà thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​gây tốn kém.

  • Độ rung tăng cao: Phân tích độ rung bằng gia tốc kế có thể phát hiện các khuyết tật vòng bi - khuyết tật vòng trong xuất hiện ở tần số chuyển động bóng bên trong (BPFI), khuyết tật vòng ngoài tại BPFO và khuyết tật phần tử lăn tại BSF. A tăng 3–6 dB trong năng lượng dải tần ổ trục thường báo hiệu sự bắt đầu của hiện tượng mỏi bề mặt.
  • Tăng nhiệt độ hoạt động: Nhiệt độ tăng liên tục từ 10–15°C so với mức cơ bản đã thiết lập (được đo ở bề mặt bên ngoài vỏ ổ trục) là một chỉ báo đáng tin cậy về sự xuống cấp của chất bôi trơn, quá tải hoặc hư hỏng do mỏi sớm.
  • Tăng trưởng kích thước của vị trí trục: Trong các ứng dụng máy công cụ chính xác, độ lệch kích thước trong các bộ phận được gia công có thể biểu thị tổn thất trước tải của ổ trục hoặc độ mòn của mương khiến độ lệch trục tăng lên dưới lực cắt.
  • Chất bôi trơn bị nhiễm bẩn hoặc bị sẫm màu: Trong các ổ trục được bôi trơn bằng mỡ, hàm lượng hạt kim loại hoặc màu sẫm trong mỡ (có thể phát hiện được trong quá trình kiểm tra định kỳ) cho thấy hiện tượng mỏi bề mặt hoặc mài mòn đang xảy ra bên trong ổ trục.

Việc thay thế theo kế hoạch ở hoặc trước tuổi thọ L10 đã tính toán — kết hợp với giám sát tình trạng thường xuyên — là chiến lược bảo trì hiệu quả nhất về mặt chi phí cho vòng bi tiếp xúc góc hai hàng trong các ứng dụng quan trọng trong đó chi phí cho thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch vượt quá đáng kể chi phí của chính vòng bi.