Vòng bi trơn: kiểu dáng, chủng loại, sản xuất, mục đích, ưu nhược điểm

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

Máy phát điện, động cơ đốt trong, … sử dụng bạc đạn. Đây là những bộ phận có khả năng truyền mômen xoắn, đảm bảo sự hoạt động bình thường của các cơ cấu. Vòng bi có một thiết kế cụ thể. Điều này cung cấp một tập hợp các đặc tính kỹ thuật và hoạt động nhất định của bộ phận. Các đặc điểm của thiết kế vòng bi trơn, giống, ưu điểm và nhược điểm của chúng sẽ được thảo luận bên dưới.

Thông tin chung

Vòng bi trơn (GOST 3189-89) là loại lâu đời nhất của các bộ phận như vậy. Chúng được sử dụng như một phần tử của các bộ phận quay để truyền chuyển động tịnh tiến. Đây là thành phần chính của gối đỡ trục, đảm bảo quá trình quay của nó trong quá trình trượt chốt trên bề mặt của ổ trục.

Nổi bậtbộ phận nhận biết tải trọng hướng trục và hướng tâm đã được tác dụng lên trục. Hoạt động chính xác của thiết bị phụ thuộc vào chất lượng của thành phần cấu trúc này.

Có sự khác biệt đáng kể giữa ổ lăn và ổ trượt. Phương án đầu tiên trong số các phương án này được đặc trưng bởi sự hiện diện của thiết kế như vậy, đảm bảo phân phối tải trọng giữa nhiều phần tử lăn. Chúng được bao bọc trong cơ thể. Mặt khác, ổ trục trơn nhận biết tải trọng khi xảy ra trượt. Nhưng ở cả hai loại bộ phận, chỉ có thể đảm bảo hoạt động tốt khi bôi trơn tốt.

Xem xét sự khác biệt giữa ổ lăn và ổ trượt, điều đáng chú ý là giá thành của chúng có sự khác biệt đáng kể. Điều này là do mức độ tải trọng mà các bộ phận này có thể chịu được. Ví dụ, một ổ lăn có giá cao hơn vì nó có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn. Nó có thiết kế cao cấp hơn.

Vòng đeo tay tương đối rẻ. Đồng thời, nó được sử dụng trong nhiều ngành hoạt động của con người. Những kiểu thiết kế như vậy được sử dụng khi việc sử dụng ổ lăn là không thể hoặc không có lợi:

• Trong các sản phẩm mà trục hoạt động trong điều kiện tăng độ rung và sốc. Ví dụ, nó có thể là động cơ đốt trong, búa, máy cán, v.v.
• Trong thiết kế của trục đường kính lớn. Nó có thể là một hệ thống tuabin thủy điện, nhà máy cán, v.v.
• Trong các máy tốc độ cao như máy ly tâm.
• Trong các thiết bị có độ chính xác cao như giá đỡ máykính thiên văn, kính hiển vi, trục xoay máy công cụ và hơn thế nữa.
• Trong thiết bị gia dụng, máy móc và cơ chế tốc độ thấp, thiết bị hoạt động trong môi trường nước hoặc môi trường khắc nghiệt.
• Trong các thiết bị có trục nhỏ, chẳng hạn như đồng hồ, máy đo thời gian, v.v.

Thiết kế

Vòng bi trơn hoạt động như thế nào? Các yếu tố chính của thiết kế của nó là phần thân, trong đó có một bộ phận chèn đặc biệt. Quy trình sản xuất của họ được quy định bởi GOST.

Vỏ ổ trục tay áo có thể được tách hoặc rắn. Trong trường hợp đầu tiên, để kết nối đế và vỏ, nó được thực hiện bằng cách sử dụng bu lông, vít hoặc nêm. Nếu cơ thể là một mảnh, nó có thể là một mảnh hoặc hàn. Sự lựa chọn phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động. Giống đúc chịu được tải nặng.

Do lực bên tác động lên vỏ một mảnh, vỏ và đế được cung cấp các bề mặt phối hợp đặc biệt để kéo dài tuổi thọ của chúng.

Vỏ ổ trục trơn có thể điều chỉnh và không điều chỉnh khe hở. Hoạt động của cơ cấu được cung cấp bởi một hoặc nhiều nêm kiểu dầu. Trong vòng bi một mảnh, các lớp lót được làm ở dạng ống lót.

Trong các đơn vị hiện đại, vòng bi tương đối ngắn. Điều này làm giảm độ cứng của trục. Ngoài ra, các yêu cầu về thông quan khi hạ cánh cũng trở nên ít nghiêm ngặt hơn. Nó có thể được tối thiểu trong một vòng bi ngắn. Trong trường hợp này, không có nguy cơ kẹt, kẹt các bộ phận chuyển động của cơ cấu khilệch.

Xem xét cách thức hoạt động của ổ trục trơn, cần lưu ý rằng các loại thiết kế ngắn có một số nhược điểm. Chúng hết dầu mỡ nhanh hơn. Nếu không được bổ sung kịp thời, cấu trúc sẽ bị lỗi. Nhưng chúng sẽ có khoảng cách nhỏ hơn. Trong các ổ trục ngắn, việc loại bỏ nhiệt từ các bề mặt cọ xát tốt hơn. Nếu chiều dài lớn, thiết kế tự căn chỉnh được sử dụng. Nó cho phép bạn loại bỏ các biến dạng khi chúng xuất hiện.

Bôi trơn kết cấu

Xem xét thiết kế của ổ trượt, cần lưu ý một trong những yếu tố quan trọng là bôi trơn. Như đã đề cập, nó bao gồm một thân và một tay áo. Phần hỗ trợ của trục được gọi là trunnion. Nó (cũng như hình dạng của bề mặt làm việc của kết cấu) có thể là hình nón, hình trụ hoặc phẳng. Nếu trunnion ở cuối trục, nó là mộng. Nếu nó nằm ở giữa, đó là cổ.

Thiết bị bôi trơn là một yếu tố thiết kế bắt buộc. Nó cung cấp dầu hoặc vật liệu khác có phẩm chất thích hợp vào khe hở được hình thành giữa trục và ống bọc. Bôi trơn cho phép cấu trúc quay với ít lực cản. Nếu hết vật liệu này, chi tiết sẽ bị hỏng do quá nhiệt do ma sát gây ra. Các bề mặt làm việc cũng sẽ bị phá hủy.

Chất bôi trơn có thể trông khác. Thông thường đây là những vật liệu phù hợp với độ nhớt cao. Trong quá trình hoạt động vòng bi nóng lên, lỏng hơn. Điều này giải thíchtrượt chất lượng cao của các yếu tố chuyển động.

Để tăng độ an toàn cho những thiết kế như vậy, các vòng bi công nghiệp bắt đầu được cung cấp một loại chất bôi trơn đặc biệt. Nó là một vật liệu xốp cứng. Đây là chất bôi trơn dạng bột có độ bền cao và chất lượng cao. Nó đảm bảo tuổi thọ lâu dài.

Đây là thiết kế hệ thống tự bôi trơn. Nó được làm bằng công nghệ luyện kim bột. Trong quá trình hoạt động của ổ trục, dầu được giải phóng từ vật liệu này. Ban đầu họ tẩm phần rắn. Khi hệ thống không hoạt động, nó sẽ nguội đi. Dầu được tái hấp thu. Bằng cách này, lượng dầu hao hụt được giữ ở mức tối thiểu. Điều này đặc biệt quan trọng khi vận hành vòng bi công nghiệp. Tải trọng đáng kể tác động lên chúng, do đó, các yêu cầu tăng lên được đặt ra đối với chất lượng của chất bôi trơn. Khi sử dụng hệ thống này, ổ trục được dán nhãn là tự bôi trơn.

Mẫu mã đa dạng

Xem xét việc phân loại ổ trượt trơn, có thể lưu ý rằng chúng khác nhau theo những cách khác nhau. Trước hết, các bộ phận được trình bày được phân biệt bởi các đặc điểm cấu trúc. Chúng có thể thu gọn và không thể thu gọn. Theo lĩnh vực ứng dụng, vòng bi có thể dùng trong nước và công nghiệp. Chúng khác nhau về kích thước, nguyên lý hoạt động và cách lắp đặt.

Ngoài ra, các vòng bi bán trên thị trường khác nhau về chất liệu của vỏ và ống lót. Như đã đề cập, thành phần chất bôi trơn bên trong hệ thống cũng khác nhau. Một phân loại khác làsự khác biệt về chi tiết theo nguyên tắc tải trọng cảm nhận. Theo đặc điểm này, ba loại ổ trượt chính được phân biệt:

• Cứng. Họ cảm nhận các lực dọc trục có hướng song song với trục trunnion. Những thiết kế như vậy thường được gọi là vòng bi đẩy.
• Hướng tâm. Các cấu trúc như vậy được thiết kế để hoạt động trong điều kiện tải trọng hướng tâm. Trong trường hợp này, tải trọng vuông góc tác động lên trục trunnion.
• Tiếp điểm góc. Loại công trình phổ biến. Chúng chịu cả tải hướng trục và tải trọng hướng tâm.

Tùy thuộc vào đặc điểm của các thiết bị được trình bày, phạm vi của chúng cũng được xác định.

Lựa chọn của Nhà sản xuất

Xem xét các đặc điểm thiết kế của ổ trượt trơn, cần lưu ý rằng nó có thể khác một chút tùy thuộc vào cách tiếp cận sản xuất. Chúng được làm từ các vật liệu khác nhau. Phạm vi và tuổi thọ của sản phẩm phụ thuộc vào điều này.

Ngày nay, một trong những nhà sản xuất nội địa lớn nhất của các bộ phận được giới thiệu là Nhà máy Vòng bi Đồng bằng Tambov. Các công nghệ hiện đại nhất để sản xuất các cấu trúc lưỡng kim được sử dụng ở đây. Công ty chuyên sản xuất ổ trục trơn cho động cơ máy kéo, ô tô, đầu máy diesel, máy gặt đập liên hợp, tàu thủy, cũng như cho máy nén khí của các ngành công nghiệp lớn. Sản phẩm được sản xuất trên thiết bị hiện đại của các công ty nổi tiếng nước ngoài.

Các sản phẩm của nhà máy được sử dụng trong động cơ của các loại xe như vậyquỹ:

• KHÍ.
• M-412.
• VAZ.
• ZAZ.
• YAMZ.
• ZIL.

Ngoài ra còn có nhiều lựa chọn vòng bi cho động cơ máy kéo. Ống lót trục khuỷu có kích thước:

• Chiều rộng - 14-102 mm.
• Đường kính - 24-135 mm.
• Độ dày - 1,5-6,1 mm.

Tích cực hợp tác với các nhà sản xuất nhiều loại xe và đơn vị khác nhau, nhà máy Tambov không ngừng cải tiến các thiết kế ổ trục. Điều này cho phép chúng tôi đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng.

Ngoài ra, nhà sản xuất trên thị trường nội địa có nhiều lựa chọn vòng bi trơn từ các nhà sản xuất khác, ví dụ như Daido Metal Rus LLC, Zollern Company, v.v. Sự cạnh tranh trên thị trường dẫn đến việc cải tiến liên tục thiết kế, khuyến khích việc sử dụng các vật liệu, công nghệ mới trong quá trình sản xuất vòng bi.

Ưu và nhược điểm

Có một số ưu điểm và nhược điểm của ổ trục trơn. Các đặc điểm tích cực của thiết kế bao gồm:

• Cấu tạo đơn giản nên giá thành của loại phụ tùng này tương đối thấp. Đối với các máy có tải nhẹ và tốc độ thấp, ổ trục được làm ở dạng ống bọc đơn giản.
• Độ bền trong quá trình vận hành. Vòng bi trơn được sử dụng ngay cả trong các ổ đĩa tốc độ cao. Đồng thời, thiết kế của chúng khá đáng tin cậy, cho phép hoạt động của một bộ phận như vậy trong thời gian dài.
• Có khả năng chấp nhận và chịu tải trọng động lớn. Thiết kế không sợ va đập, rung lắc. Điều này là do diện tích bề mặt làm việc lớn, chịu tải trọng. Lớp dầu nhờn có tác dụng giảm chấn. Nó nằm giữa lớp lót và trục, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của sản phẩm.
• Vòng bi tạo ra tiếng ồn thấp trong quá trình hoạt động. Ở bất kỳ tốc độ nào, hệ thống hoạt động gần như im lặng.
• Kích thước xuyên tâm tương đối nhỏ.
• Khi sử dụng các cơ cấu chia nhỏ, nó có thể được lắp đặt trên các trục có hình dạng phức tạp, ví dụ như trục khuỷu. Trong trường hợp này, không cần thiết phải tháo rời bánh răng, ròng rọc và các bộ phận khác đặt trên các trục khác.

Thiết kế của ổ trục trơn cũng có những nhược điểm nhất định:

• Trong quá trình vận hành, hệ thống được giám sát liên tục. Điều này là do sự cần thiết phải có sự hiện diện của chất bôi trơn trong thiết kế. Nếu không, hệ thống có thể quá nóng. Nếu chất bôi trơn ngừng chảy đến các phần tử cọ xát, nó sẽ bị vỡ.
• Kích thước trục khá lớn. Điều này là cần thiết để tăng diện tích làm việc của bề mặt làm việc của kết cấu. Cô ấy chịu tải.
• Trong thời gian khởi động bị mất điện đáng kể do ma sát. Điều này có thể xảy ra khi sử dụng chất bôi trơn kém chất lượng hoặc không phù hợp.
• Chi phí vận hành tương đối cao. Điều này là do sự cần thiết phải áp dụng một lượng lớn chất bôi trơn. Các thiết bị cũng được dừng để làm sạch và làm mát.các hệ thống. Điều này dẫn đến thời gian ngừng hoạt động của thiết bị.
• Hệ thống trong thời gian khởi động có ảnh hưởng đến sự mài mòn của bề mặt thân trục. Điều này đặc biệt đáng chú ý khi sử dụng chất bôi trơn kém chất lượng.

Chèn vật liệu

Vòng bi trượt khác nhau ở một số chất lượng cụ thể. Vật liệu chịu lực trơn phải đáp ứng một số yêu cầu. Họ phải:

• Có khả năng chống mài mòn và có khả năng chống sôi cao khi được bôi trơn không đúng cách. Điều này đặc biệt đáng chú ý trong giai đoạn khởi động, tăng tốc và giảm tốc.
• Có khả năng chống gãy giòn do va đập. Ngoài ra, vật liệu phải có khả năng chống mỏi cao.
• Có ma sát thấp.
• Có độ dẫn nhiệt cao.
• Được đặc trưng bởi hệ số giãn nở thấp khi nhiệt độ tăng.

Ống lót là bộ phận thay thế của ổ trục trơn. Nó phải được làm bằng vật liệu bền, chất lượng cao. Nó là lớp lót bị mòn trong thiết kế nhanh nhất. Chúng đảm nhận tải trọng chính. Nếu phần thân bị mòn, việc thay thế và phục hồi nó sẽ tốn kém hơn nhiều lần. Do đó, các yêu cầu gia tăng được đưa ra đối với chất lượng của nó.

Bề mặt của trunnion càng cứng thì cơ chế càng đáng tin cậy. Do đó, phần này của ổ trục thường được làm cứng hoặc cứng hơn. Vật liệu chèn có thể là kim loại hoặc phi kim loại. Trong một danh mục riêng biệt, kim loại-gốmống lót.

Các loại vật liệu kim loại là đồng, babbit, hợp kim nhôm, kẽm, gang chống ma sát đặc biệt. Việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào ứng dụng của vòng bi, các tính năng hoạt động của nó.

Chèn kim loại

Vòng bi trượt có thể được làm từ nhiều kim loại và hợp kim khác nhau. Vật liệu chịu lực trơn đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn. Các kim loại sau có thể được sử dụng để làm ống lót:

• Đồng. Loại lót này được sử dụng cho tải nặng, cũng như tốc độ trung bình. Hợp kim đồng thiếc có hiệu quả chống ma sát cao nhất trong nhóm này. Nếu kim loại này được kết hợp với nhôm hoặc chì, trunnion sẽ nhanh chóng bị mòn. Do đó, các hợp kim như vậy chỉ được gắn trên các loại cứng của phần ổ trục của trục. Hợp kim của đồng và chì được sử dụng nếu tải xung kích tác động lên cấu trúc.
• Babbit hợp kim. Nó được làm từ thiếc hoặc chì. Vật liệu này được sử dụng để sản xuất ống lót trong các kết cấu quan trọng hoạt động trong điều kiện chịu tải nặng hoặc vừa phải. Đây là một trong những kim loại chống ma sát tốt nhất, vì nó có khả năng chống va đập, nó hoạt động hoàn hảo trong nút thắt của nó. Nhưng sức mạnh của nó là thấp. Do đó, babbitt được đổ một lớp mỏng trên đế vững chắc của ống lót làm bằng gang, thép hoặc đồng.
• Gang. Các loại vật liệu chống ma sát được sử dụng. Chúng thích hợp để sử dụng trong các cơ chế tốc độ thấp, tốc độ thấp.

Gốm sứ kim loại

Phần ổ trục thay thếtrượt có thể được làm bằng cermet. Vật liệu này được tạo ra trong quá trình ép và nung kết đồng và sắt ở dạng bột. Than chì, chì hoặc thiếc được thêm vào thành phần.

Đây là một vật liệu xốp được bão hòa trước với bơ tan chảy. Điều này cho phép hệ thống hoạt động trong thời gian dài mà không cần thay dầu nhớt. Lớp lót kim loại gốm được sử dụng trong các máy tốc độ thấp, ở những nơi khó bôi trơn.

Tai nghe không kim loại

Ống lót có thể được làm từ vật liệu phi kim loại. Đối với điều này, nhựa chống ma sát đặc biệt được sử dụng. Nhựa và cao su dát mỏng cũng có thể được sử dụng cho mục đích này. Các loại lớp lót như vậy có khả năng chống se lại, không cần đến các hợp chất bôi trơn. Chúng hoạt động tốt trong các nút. Phạm vi của các vòng bi này là cụ thể. Vì hệ thống thực tế có thể được bôi trơn bằng nước, điều này cho phép ổ trục được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và một số ngành công nghiệp khác.