Các loại, mục đích và tên gọi của vòng bi

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Các thiết kế của vòng bi ngày nay được sử dụng rất tích cực trong các lĩnh vực sản xuất hiện đại khác nhau, bởi vì nó là một bộ phận hoàn toàn không thể thiếu được ngày nay sử dụng chủ yếu trong nhiều loại cơ cấu và cụm lắp ráp. Ngày nay, chúng có mặt ở khắp mọi nơi, từ các thiết bị gia dụng thu nhỏ đến các máy móc khổng lồ được sử dụng trong các thiết bị sản xuất công nghiệp.

Không một doanh nghiệp hiện đại nào, khu liên hợp công nghiệp hoặc hiệp hội sản xuất nào không thể sử dụng một số chỉ định nhất định của vòng bi và bản thân các sản phẩm, đồng thời có tuổi thọ hạn chế, và lý do duy nhất cho hiện tượng này là chúng đơn giản không có bất kỳ - một thay thế cụ thể. Về vấn đề này, tính liên tục và hoạt động của công việc của các doanh nghiệp khác nhau, và do đó hiệu quả kinh tế của chúng phụ thuộc trực tiếp vào việc các sản phẩm đó được giao kịp thời như thế nào và trong trường hợp hao mòn.

Lịch sử

Không phải ai cũng hiểu câu ngạn ngữ cũ rằng mọi thứ đều mớichỉ đơn giản là một cái cũ bị lãng quên từ lâu. Câu nói bất hủ này khá phù hợp với hầu hết mọi công nghệ hiện đại, và đặc biệt, điều này áp dụng cho vòng bi, mặc dù thực tế là kể từ khi các ký hiệu vòng bi đầu tiên xuất hiện, một con đường tiến hóa lớn đã trôi qua và ban đầu các sản phẩm như vậy trông khác xa với như ngày nay chúng được nhiều người đại diện.

Nếu bạn đi sâu vào lịch sử, thì bạn nên bắt đầu từ năm 3500 trước Công nguyên, khi những cư dân của Ai Cập cổ đại sử dụng, mặc dù khá thô sơ, nhưng đồng thời vòng bi lực đẩy cực kỳ hiệu quả, tuy nhiên, vào thời điểm đó những quả bóng đã chưa được sử dụng. Khoảng năm 700 trước Công nguyên. Người Celt đã biết rất rõ và sử dụng khá tích cực các sản phẩm mà ở thời đại chúng ta được gọi là ổ trục là thiết bị cán hình trụ.

Bước tiếp theo là năm 330 trước Công nguyên, trong đó một trong những kỹ sư nổi tiếng nhất của Hy Lạp cổ đại, Diad, đã có thể tạo ra một cỗ máy bao vây chính thức, một trong những yếu tố chính của nó là những vòng bi khá thô sơ. Cỗ máy này là một chiếc ram lớn chính thức, có thể dễ dàng di chuyển với sự trợ giúp của các thanh dẫn con lăn. Đây là cách nguyên lý được chỉ ra trong thực tế, mang bất kỳ ổ bi nào, tức là ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn, nhờ đó máy có thể dễ dàng thực hiện các nhiệm vụ được giao, sử dụng ít lực hơn.

Năm 1490, Leonardo da Vinci đã phát minh ra bản vẽ ổ lăn đầu tiên trên thế giới. Điều đáng chú ý là phát minh này đã gây ra một cảm giác thực sự trong giới chuyên gia, nhưng trên thực tế, theo thời gian, nhiều người nhận ra rằng tại thời điểm đó đơn giản là không có ứng dụng thực tế nào cho một sản phẩm như vậy.

Năm 1794, bằng sáng chế đầu tiên của ổ lăn, một thiết bị tương tự của một thiết bị hiện đại, đã diễn ra. Thật không may, việc sử dụng mẫu này trong thực tế cũng không được thực hiện, bởi vì để thực hiện đầy đủ ý tưởng này, cần phải có các khả năng kỹ thuật khác, vì việc sử dụng đánh bóng thủ công không cho phép đạt được kết quả thích hợp.

Năm 1839, một nhà khoa học người Mỹ tên là Isaac Babbitt phát minh ra một loại hợp kim chuyên dụng mà các quả bóng bắt đầu được sản xuất, sau này nó bao gồm một ổ lăn chính thức. Hợp kim này bao gồm đồng, antimon, chì và thiếc.

Tiếp theo, đã có một bước đột phá thực sự trong các thiết kế mang âm thanh về mặt kỹ thuật và tất nhiên là phần lớn trong số chúng đã được cấp bằng sáng chế. Năm 1853, Phillip Moritz Fischer thiết kế chiếc xe đạp có bàn đạp đầu tiên trong lịch sử, các cơ cấu của chúng chứa một ổ lăn chuyên dụng.

Sự kiện thực sự có ý nghĩa cuối cùng để phát động việc phân phối và sử dụng rộng rãi những sản phẩm như vậy là việc Friedrich Fischer tạo ra vào năm 1883 một chiếc máy mà các viên bi mài làm bằng thép cứng được thực hiện vào năm 1883. Đồng thời, điều đáng chú ý là chiếc máy nàycho phép đạt được mức độ mài cao như vậy, điều mà trước đây đơn giản là không thể đạt được. Do sự ra đời của chiếc máy này, nhà máy sản xuất vòng bi Scheinfurt nổi tiếng thế giới đã xuất hiện và trong tương lai, các sản phẩm tương tự đã bắt đầu được sử dụng ở hầu hết mọi nơi.

Kể từ đó, công nghệ liên tục được cải tiến với tốc độ chóng mặt - thiết bị chính xác hơn đã được mua, số mang bắt đầu được dán và một số tiêu chuẩn sản xuất nhất định đã được phát triển. Cuối cùng, chúng tôi thấy một sản phẩm quen thuộc với nhiều người, nếu không có sản phẩm đó thì hầu như không thể tưởng tượng được sản xuất hiện đại ngày nay.

Phổ biến và thông dụng nhất trong thời đại chúng ta có thể gọi là vòng bi trơn và vòng bi lăn, vì vậy trong bài viết này chúng ta sẽ phân tích công dụng của chúng.

Vòng bi lăn

Nguyên tắc cơ bản của vòng bi này là ứng dụng của lực ma sát lăn. Một sản phẩm như vậy có thiết kế, được tạo thành từ hai vòng kim loại có rãnh, giữa các con lăn, kim hoặc bi được đặt cố định bên trong dải phân cách đặt giữa các vòng. Điều đáng chú ý là bạn có thể tìm thấy nhiều hơn một số ổ trục, có khả năng không có lồng trong thiết kế của nó.

Sự khác biệt của chúng là gì?

Vòng bi lăn hiện đại thường được phân loại theo một số đặc điểm chính:

• Loại cơ thể được sử dụng để đảm bảo lăn giống nhau - con lăn / kim hoặc ổ bi;
• Loại tải có thể -tuyến tính, lực đẩy, hướng tâm, tiếp xúc góc và vít bóng.
• Tổng số phần tử được sử dụng, từ một hàng đến nhiều hàng.
• Khả năng cung cấp sự bù đắp cho sự thiếu căn chỉnh của ống bọc và trục trong thiết kế - không tự căn chỉnh và tự căn chỉnh.

Lợi ích

Có một số ưu điểm giúp phân biệt các loại vòng bi này. GOST thiết lập các tiêu chuẩn khá nghiêm ngặt để sản xuất các sản phẩm như vậy, tuân thủ các tiêu chuẩn đó sẽ mang lại những lợi ích sau:

• CDA cuối cùng cao, được đảm bảo bằng cách đạt được tổn thất tối thiểu do ma sát.
• Đôi khi, và trong một số trường hợp, mô-men xoắn ma sát giảm đi hàng chục lần so với ổ trục trơn.
• Việc hoàn toàn không có nhu cầu sử dụng kim loại màu đắt tiền, nếu không có vòng bi trơn sẽ không thể được sử dụng hiệu quả, điều này có ảnh hưởng rất tích cực đến chi phí ban đầu và do đó, giá cuối cùng mà vòng bi có. Đồng thời, GOST chỉ ra rõ ràng các yêu cầu đối với quá trình sản xuất của họ, vì vậy bạn không phải lo lắng rằng với số tiền ít hơn, bạn sẽ nhận được một sản phẩm kém chất lượng hơn.
• Khả năng sản xuất vòng bi với hầu hết mọi kích thước mà bạn quan tâm về phía trục, do đó phạm vi ứng dụng của chúng được mở rộng đáng kể.
• Hiệu suất tuyệt vời và bảo trì thấp kết hợp với tương đốidễ thay thế.
• Mức tiêu thụ dầu nhờn cuối cùng thấp.
• Chi phí tương đối thấp, là hệ quả của việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm như vậy quá nhiều, cũng như lượng nguyên liệu được sử dụng.
• Khả năng thay thế cho nhau khá cao, điều này cũng có ảnh hưởng tích cực đến sự đơn giản tổng thể và tốc độ sửa chữa của các thiết bị và máy móc khác nhau.

Nhược điểm

Đồng thời, không thể không nói rằng ngay cả việc chỉ định các loại vòng bi nhập khẩu loại này cũng có những nhược điểm nhất định, cụ thể là:

• Phạm vi ứng dụng tương đối nhỏ. Trong phần lớn các trường hợp, nếu chúng ta tháo rời các ký hiệu của vòng bi, việc giải mã các đặc tính của chúng cho thấy rõ ràng chúng hoàn toàn không phù hợp để sử dụng trong các thiết bị hoạt động ở tốc độ cực cao và chịu tải trọng rung và sốc cao, vì tất cả những điều này không phải tuân theo những sản phẩm như vậy.
• Thay vì khối lượng và kích thước lớn theo hướng xuyên tâm.
• Không thể tạo vòng bi hoàn toàn im lặng do lỗi hình dạng.
• Việc lắp đặt các loại ổ trục khá phức tạp.
• Bạn cần phải cực kỳ cẩn thận để lắp đặt các sản phẩm đó một cách chính xác nhất có thể, bằng chứng là các chỉ định vòng bi. Việc giải mã các tham số chính và ví dụ thực tế về việc sử dụng chúng cho thấy rằng ngay cả những sai sót nhỏ cuối cùng cũng có thể dẫn đến sự cố của toàn bộ nút.
• BTrong quá trình sản xuất các lô vòng bi nhỏ với kích thước không theo tiêu chuẩn, giá thành của chúng tăng lên khá nhiều.

Vòng bi trơn

Ký hiệu vòng bi theo GOST chỉ ra rằng thiết bị trượt là một vỏ có lỗ, bên trong có một bộ bôi trơn và một ống lót chuyên dụng làm bằng vật liệu chống ma sát. Chuyển động quay của trục được thực hiện do khe hở được cung cấp giữa nó và lỗ. Thực tế là cần đặc biệt chú ý đến việc tính toán khe hở này, vì nếu không sẽ không thể đảm bảo hoạt động thực sự hiệu quả của sản phẩm này. Đó là lý do tại sao việc chỉ định vòng bi SKF và logo của các nhà sản xuất lớn nhất thế giới khác, ít nhất, cho phép bạn chắc chắn rằng các đặc tính của chúng tương ứng với các sản phẩm cấp cao và sẽ không để bạn nghi ngờ về hiệu quả của các sản phẩm được sử dụng.

Ma sát trượt trong các sản phẩm như vậy được chia thành nhiều loại chính:

• Ranh giới. Chất bôi trơn bao phủ sản phẩm bằng một lớp màng mỏng, trong khi ổ trục tiếp xúc hoàn toàn với trục, hoặc chỉ đơn giản là ảnh hưởng đến các khu vực trên một khoảng cách xa.
• Chất lỏng. Do bôi một lớp chất bôi trơn đủ lỏng, nên loại bỏ sự tiếp xúc liên tục trực tiếp của bề mặt ổ trục và ổ trục. Liên hệ như vậy có thể hoàn toàn vắng mặt hoặc không liên tục ở một số khu vực nhất định.
• Khí. Do sự hiện diện của một lớp khí giữa sản phẩm và trục,khả năng tiếp xúc trực tiếp của họ.
• Khô. Về nguyên tắc, dầu bôi trơn không được sử dụng, trong khi các trục bao phủ hoàn toàn đường kính của vòng bi hoặc chúng nằm trên các đoạn có chiều dài đáng kể.

Tùy thuộc vào loại sản phẩm được sử dụng, có thể sử dụng chất bôi trơn dạng mỡ, lỏng, khí hoặc rắn.

Phân loại

Việc phân loại các sản phẩm đó được thực hiện tùy thuộc vào các đặc điểm sau:

• Hình dạng lỗ - một bề mặt hoặc nhiều bề mặt; có hoặc không có bù trừ; có hoặc không có bề mặt bù đắp.
• Hướng của tải trọng - tiếp xúc trục, xuyên tâm hoặc góc.
• Số lượng van dầu được sử dụng là một hoặc hai hoặc nhiều hơn.
• Thiết kế - có thể tháo rời, một mảnh hoặc lắp sẵn.
• Điều chỉnh - khả năng điều chỉnh hoặc không.

Lợi ích

Nếu chúng ta nói về những ưu điểm chính của các sản phẩm như vậy, có một số trong số chúng:

• Có thể có rất nhiều ứng dụng do vòng bi có thể hoạt động bình thường ngay cả khi chịu tải chấn động và sốc cao hoặc ở tốc độ đủ cao.
• Khá tiết kiệm nếu sử dụng trục đường kính lớn.
• Có thể sử dụng như một ổ trục chia.
• Khả năng cung cấp điều chỉnh khoảng cách, có thểtrục của trục được đặt với độ chính xác tối đa.

Flaws

Đồng thời, tất nhiên, những sản phẩm như vậy có một số nhược điểm:

• Trái ngược với cách chỉ định ổ lăn được chỉ định, đây không phải là hiệu quả cao nhất, vì có tổn thất ma sát khá đáng kể.
• Không có cơ hội hoạt động bình thường nếu không được bôi trơn thường xuyên.
• Độ mòn của thân và sản phẩm không đều.
• Giá thành tương đối cao do nhu cầu sử dụng kim loại màu thường xuyên trong quá trình sản xuất.
• Cường độ lao động lớn trong sản xuất.

Đánh dấu

Tất cả các sản phẩm được sản xuất tại Nga phải được nhà sản xuất đánh dấu không hỏng hóc và ký hiệu vòng bi được thiết lập theo GOST. Dấu hiệu của bất kỳ vòng bi hiện đại nào bao gồm bảy chữ số của ký hiệu chính, cũng như một số ký hiệu bổ sung nằm ở bên trái hoặc bên phải của ký hiệu chính. Đồng thời, cần lưu ý thực tế là ký hiệu bổ sung ở bên trái phải luôn được ngăn cách với nhãn chính bằng dấu gạch nối, trong khi bên phải là ký hiệu chữ cái của vòng bi. Trong trường hợp này, các dấu hiệu trong mọi trường hợp chỉ nên được đọc từ trái sang phải.

Các dấu hiệu bên trái, bao gồm ký hiệu của vòng bi trong bản vẽ, có nội dung sau:

• mômen ma sát;
• danh mục sản phẩm;
• lớp chính xác;
• nhóm thanh thải xuyên tâm.

Nội dung sau được biểu thị ở bên phải:

• thay đổi mang tính xây dựng;
• vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất các bộ phận này;
• chất bôi trơn;
• nhiệt độ ngày lễ;
• yêu cầu cơ bản để đảm bảo độ rung nhất định.

Đường kính

Nếu chúng ta đang nói về việc chỉ định đường kính, kích thước của đường kính đó không quá 10 mm, thì giá trị của đường kính danh nghĩa sẽ được xem xét, và ngoại lệ duy nhất ở đây là vòng bi có lỗ khoan với đường kính trong phạm vi 0,6-2,5 mm, việc chỉ định được thực hiện theo số phân số. Trong các tình huống khác, nếu đường kính có giá trị phân số, thì trong trường hợp này, ký hiệu sẽ được làm tròn đến số nguyên gần nhất, trong khi số “5” được đặt ở vị trí thứ hai trong ký hiệu của sản phẩm này.

Vòng bi có đường kính lỗ 10, 12, 15 hoặc 17 mm có các số 00, 01, 02 hoặc 03 tương ứng trong ký hiệu đường kính của chúng. Nếu đây là lỗ có kích thước nằm trong khoảng từ 10 đến 19 mm, nhưng không có trong danh sách trên, thì trong trường hợp này, sản phẩm được chỉ định bằng số gần nhất so với ở trên và số “9” được đặt ở vị trí thứ ba của dấu.

Nếu đường kính của lỗ là 22, 28, 32 hoặc 500 mm, thì các giá trị phân số được chỉ định. Ví dụ: một sản phẩm có đường kính 22 mm có thể có ký hiệu "602/22".

Nếu đường kính của lỗ có số nguyên hoặc số thập phân không phải là bội của năm, thì trongTrong trường hợp này, chúng được chỉ định là thương số được làm tròn thành số nguyên để chia đường kính hiện tại cho 5. Trong trường hợp này, ký hiệu chính của các sản phẩm đó bao gồm số “9” ở vị trí thứ ba.

Đường kính trong của vòng bi có lỗ khoan lớn hơn 500 mm có ký hiệu hoàn toàn giống với giá trị được chỉ định của đường kính lỗ khoan được tính bằng milimét.

Trong số những thứ khác, chuỗi kích thước của ổ trục được chỉ định, bao gồm sự kết hợp của chuỗi chiều rộng và đường kính để xác định kích thước chính xác.