CƠ KHÍ.NET

Vòng bi

Còn gọi là: bạc đạn, ổ lăn, bearing

Vòng bi là chi tiết máy tiêu chuẩn đỡ trục quay bằng các con lăn (bi cầu, bi đũa, bi côn) giữa hai vành, giảm ma sát và chịu tải hướng kính hoặc dọc trục. Chọn vòng bi dựa trên tải trọng, tốc độ, tuổi thọ tính toán và điều kiện bôi trơn.

Phân loại

Vòng bi được phân loại theo hai tiêu chí chính: hình dạng phần tử lăn và hướng chịu tải.

Theo phần tử lăn: bi cầu (ball bearing) tiếp xúc điểm, ma sát thấp, phù hợp tốc độ cao và tải nhẹ đến trung bình; bi đũa trụ (cylindrical roller) tiếp xúc đường, khả năng chịu tải hướng kính vượt trội hơn bi cầu cùng cỡ; bi đũa côn (tapered roller) chịu đồng thời tải hướng kính lẫn dọc trục, thường dùng theo cặp đối xứng; bi đũa kim (needle roller) mặt cắt ngang nhỏ, thích hợp không gian hạn chế; bi cầu tiếp xúc góc chịu lực dọc trục tốt ở một chiều xác định.

Theo hướng chịu tải: vòng bi đỡ (radial) chịu chủ yếu tải hướng kính; vòng bi chặn (thrust) chịu tải dọc trục; vòng bi đỡ-chặn kết hợp cả hai.

Ngoài ra, vòng bi tự lựa (self-aligning) dung sai được sai lệch góc giữa trục và gối đỡ — lựa chọn ưu tiên khi độ đồng trục khó đảm bảo trong thực tế lắp ráp.

Ứng dụng thực tế

Trong máy công cụ, vòng bi chặn và bi tiếp xúc góc chịu lực cắt dọc trục tại trục chính. Cơ cấu vít me bi — bộ phận dẫn động tịnh tiến chính xác — kết hợp với vòng bi tiếp xúc góc lắp ghép trước (preloaded) để triệt tiêu khe hở và tăng độ cứng vững.

Trên các đường truyền động có khớp nối trục, vòng bi tại hai đầu thường cần dung sai tải dọc trục phát sinh do sai lệch lắp ghép hoặc giãn nhiệt — lúc này một đầu dùng vòng bi cố định, đầu còn lại dùng vòng bi tự do (floating) cho phép dịch chuyển dọc trục.

Trong động cơ điện, bơm, hộp số và các thiết bị quay tốc độ cao, hệ số tốc độ (tích số đường kính và vòng quay) là ràng buộc chọn loại bi quan trọng hơn bất kỳ thông số đơn lẻ nào.

Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng

Tuổi thọ tính toán theo tiêu chuẩn ISO chỉ là ước lượng thống kê — điều kiện bôi trơn, độ sạch của môi trường và chất lượng lắp ghép tác động trực tiếp đến tuổi thọ thực tế, đôi khi mạnh hơn bản thân tải trọng.

Lắp ghép sai dung sai — quá chặt gây ứng suất vành trong, quá lỏng gây trượt vành ngoài — là nguyên nhân hỏng bi phổ biến hơn quá tải thuần túy. Cần tra bảng dung sai lắp ghép theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất cho từng chế độ tải.

Bôi trơn bằng mỡ phù hợp ứng dụng kín hoặc bảo trì ít; bôi trơn bằng dầu cần cho tốc độ cao hoặc khi cần tản nhiệt. Lượng mỡ nạp thừa gây phát nhiệt tương tự thiếu bôi trơn — cần tuân thủ hướng dẫn nạp của nhà sản xuất.

Chuyên mục gốc: Thiết kế & chế tạo máy

Thuật ngữ liên quan

Bài viết nhắc đến Vòng bi