Vòng bi góc - chính xác hơn được gọi là vòng bi tiếp xúc góc - là lựa chọn đầu tiên khi trục quay phải chịu được cả lực hướng tâm và lực dọc trục cùng một lúc. Đặc điểm nổi bật của chúng là góc tiếp xúc được thiết kế giữa các viên bi và rãnh lăn, thường là 15°, 25°, 30° hoặc 40°, cho phép ổ trục truyền tải dọc theo trục trục thay vì chỉ truyền qua trục. Đối với trục chính tốc độ cao, trục hộp số, máy bơm và bất kỳ rôto nào mang tải tổng hợp, loại ổ trục này cung cấp khả năng chịu lực dọc trục và độ cứng mà ổ bi rãnh sâu tiêu chuẩn không thể sánh được.
Vòng bi góc là gì?
Vòng bi tiếp xúc góc là vòng bi lăn chính xác được thiết kế để chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp thông qua một góc tiếp xúc xác định giữa các quả bóng và mương.
Các nhà sản xuất mài các rãnh mương của vòng trong và vòng ngoài với một vai cao hơn vai kia, để các viên bi chạm vào các vòng dọc theo một đường nghiêng chứ không phải qua mặt phẳng hướng tâm. Độ nghiêng đó - thường là 15°, 25°, 30° hoặc 40° - là yếu tố chuyển đổi một phần khả năng hướng tâm của ổ trục thành khả năng dọc trục.
- Góc tiếp xúc 15°: khả năng tốc độ cao nhất, khả năng trục vừa phải, điển hình của trục chính máy công cụ.
- Góc tiếp xúc 25°: cân bằng tốc độ và lực đẩy, một lựa chọn chung cho mục đích chung.
- Góc tiếp xúc 30°: công suất trục cao hơn, thường được sử dụng trong máy bơm và máy nén.
- Góc tiếp xúc 40°: khả năng chịu tải dọc trục tối đa, phù hợp với trục chịu tải nặng ở tốc độ vừa phải.
Vòng bi tiếp xúc góc dòng 7 của Kangtian Bearing Các vòng bi tiếp xúc góc này sử dụng các rãnh nghiêng để xử lý tải trọng dọc trục theo một hướng, yêu cầu thiết lập theo cặp hoặc hai hàng. Nhà cung cấp cung cấp sản xuất số lượng lớn và chứng nhận ISO, giúp cho việc so sánh các giải pháp tải trọng trục trở nên phù hợp. Xem sản phẩm → Bởi vì một hàng đơn chỉ có thể chịu được tải trọng dọc trục theo một hướng nên lực đẩy xen kẽ đòi hỏi phải có một cặp phù hợp hoặc thiết kế hai hàng. Đó là điểm khác biệt cơ bản về lắp đặt so với ổ trục rãnh sâu vốn chấp nhận lực đẩy nhẹ theo cả hai hướng trong một bộ phận nhỏ gọn.
Liên hệ góc và vòng bi rãnh sâu
Vòng bi rãnh sâu và vòng bi tiếp xúc góc khác nhau cơ bản về cách chúng quản lý tải trọng dọc trục và sự khác biệt đó quyết định loại ứng dụng của bạn cần.
Vòng bi rãnh sâu đơn giản, yên tĩnh và tiết kiệm. Nó có thể hấp thụ tải trọng trục vừa phải - gần bằng một nửa công suất hướng tâm chưa sử dụng - do độ sâu của các rãnh mương của nó. Nhưng khi lực dọc trục tăng lên, các quả bóng ép sang một bên vào vai rãnh, làm quá tải hình elip tiếp xúc và tạo ra nhiệt, mài mòn và tiếng ồn. Ổ trục tiếp xúc góc tránh điều này bằng cách hướng tải dọc theo đường nghiêng được thiết kế. Bảng dưới đây so sánh cả hai loại vòng bi có cùng kích thước lỗ và dòng.
| Tài sản | Vòng bi rãnh sâu | Vòng bi tiếp xúc góc |
|---|---|---|
| Góc tiếp xúc | 0° (tiếp xúc hướng tâm) | 15°, 25°, 30° hoặc 40° |
| Khả năng chịu tải dọc trục | Thấp đến trung bình, cả hai hướng | Cao theo một hướng; lên tới 70–120% định mức xuyên tâm ở 40° |
| Khả năng chịu tải xuyên tâm | Rất cao so với kích thước của nó | Thấp hơn một chút do tiếp xúc với mương hẹp hơn |
| Khả năng tốc độ | Trung bình đến cao | Rất cao, đặc biệt là ở 15° và có lồng nhẹ |
| Độ cứng | Thấp đến trung bình | Cao, được cải thiện hơn nữa bằng cách tải trước |
| Tải trọng trục hai chiều | Có, trong giới hạn | Hàng đơn: chỉ một hướng; cặp hoặc hàng đôi: cả hai hướng |
| gắn kết | Đơn giản, không cần tải trước | Thông thường một cặp phù hợp với tải trước được kiểm soát |
| Chi phí tương đối | Thấp | Cao hơn |
Nguyên tắc thực tế rất đơn giản: nếu phần lớn tải là tải hướng tâm và tải dọc trục nhỏ, không thường xuyên hoặc không liên tục, hãy sử dụng ổ bi rãnh sâu. Nếu tải trọng dọc trục liên tục, cao hoặc kết hợp với tốc độ cao và nhu cầu về độ cứng, ổ trục tiếp xúc góc là sự nâng cấp phù hợp.
Vòng bi rãnh sâus for Light Axial Loads Vòng bi rãnh sâu của nhà sản xuất này phù hợp với các ứng dụng có tải trọng dọc trục nhỏ hoặc không liên tục, như đã thảo luận trong phần so sánh. Quá trình sản xuất bao gồm nhiều loại vòng đệm và vật liệu khác nhau, khiến nó trở thành phương án dự phòng đáng tin cậy cho các tình huống tải trọng kết hợp. Xem sản phẩm → Để hiểu bạn có thể đẩy ổ trục có rãnh sâu bao xa trước khi nó trở thành điểm yếu, lưu ý kỹ thuật của chúng tôi về ổ bi rãnh sâu chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp giải thích chi tiết các giới hạn tải.
Sắp xếp hàng đơn, hàng đôi và lắp đặt
Bởi vì ổ trục tiếp xúc góc một hàng chỉ chịu được tải trọng dọc trục theo một hướng nên việc bố trí lắp đặt không phải là một chi tiết - bản thân nó là thiết kế.
Sắp xếp quay lại (DB)
Hai vòng bi được lắp sao cho đường tải của chúng hướng ra xa nhau. Điều này tạo ra tâm tải hiệu dụng rộng nhất và độ cứng mô men cao nhất, khiến DB trở thành sự sắp xếp ưu tiên cho trục chính máy công cụ và bàn quay chính xác.
Sắp xếp mặt đối mặt (DF)
Các đường tải hướng về nhau. Sự sắp xếp nhỏ gọn này có thể chịu được độ lệch nhỏ và thường được sử dụng khi không gian chật hẹp, mặc dù độ cứng mô men của nó thấp hơn DB.
Sắp xếp song song (DT)
Cả hai vòng bi đều chịu tải dọc trục theo cùng một hướng. Việc lắp song song được sử dụng khi lực đẩy một chiều cực kỳ nặng và hai vòng bi phải chia sẻ tải, chẳng hạn như trong các bộ bánh răng xoắn ốc lớn và máy bơm áp suất cao.
Tải trước
Tải trước is the deliberate insertion of internal load to remove clearance and raise stiffness. Light preload suits high-speed running; heavy preload increases rigidity but also raises friction and temperature. The correct preload class should always be chosen with the manufacturer's data, not by trial.
Các ứng dụng điển hình cho vòng bi tiếp xúc góc
Vòng bi tiếp xúc góc cung cấp năng lượng cho mọi máy móc cần tốc độ, lực đẩy và độ cứng cùng một lúc, từ trục xoay chính xác đến trục bánh xe ô tô.
- Trục máy công cụ, trong đó độ cứng và độ chính xác rất quan trọng ở tốc độ 10.000–40.000 vòng/phút.
- Động cơ điện tốc độ cao và trục động cơ kéo EV.
- Máy bơm ly tâm và cánh quạt máy nén chịu lực đẩy bánh công tác lớn.
- Trục hộp số và bộ truyền bánh răng hành tinh, thường được bố trí theo cặp song song.
- Các khớp nối robot công nghiệp và bàn quay không yêu cầu phản ứng ngược và độ cứng cao.
- Trục bánh xe ô tô, thường có hai vòng bi tiếp xúc góc đối diện nhau.
- Máy ly tâm, trục dệt và máy in có thời gian chạy liên tục dài.
Danh sách này không đầy đủ. Bất kỳ cụm quay nào phải chịu tải trọng trục xác định khi chạy ở tốc độ sẽ được hưởng lợi từ thiết kế tiếp điểm góc.
Cách chọn vòng bi tiếp xúc góc phù hợp
Lựa chọn vòng bi là một quy trình gồm sáu bước bắt đầu bằng phổ tải trọng thực tế, bởi vì mọi quyết định tiếp theo đều phụ thuộc vào tỷ lệ giữa lực hướng tâm và lực dọc trục.
- Tính tải trọng động tương đương. Kết hợp lực hướng tâm và lực dọc trục bằng hệ số X và Y của ổ trục, sau đó so sánh kết quả với tuổi thọ L10 cần thiết trong số giờ vận hành.
- Cố định góc tiếp xúc. Chọn 15° hoặc 25° khi ưu tiên tốc độ; chọn 30° hoặc 40° khi lực đẩy chiếm ưu thế.
- Quyết định hàng đơn, hàng đôi hoặc cặp phù hợp. Lực đẩy hai chiều và độ cứng của trục chính thường chỉ ra một cặp khớp nhau.
- Chọn cấp độ chính xác. Máy móc thông thường có thể sử dụng dung sai thông thường (ABEC-1/P0), trong khi trục xoay và robot cần P5 hoặc cao hơn để kiểm soát độ đảo.
- Chọn chất liệu lồng. Lồng bằng đồng thau hoặc phenolic được gia công chạy nhanh hơn; lồng thép và polyamit tiết kiệm cho công việc tiêu chuẩn trong công nghiệp.
- Xác định bôi trơn và làm kín. Mỡ phù hợp với hầu hết các ứng dụng; cần phải tuần hoàn dầu hoặc bôi trơn bằng không khí trên giới hạn tốc độ có thể bôi trơn.
Nếu tính toán tải trọng cho thấy lực dọc trục nhỏ và không thường xuyên thì ổ trục rãnh sâu dòng 6200 thường đáp ứng được nhiệm vụ với chi phí thấp hơn. Trong trường hợp đó, thiết kế rãnh sâu đơn giản vẫn là lựa chọn thiết thực.
Vòng bi rãnh sâu dòng 62 với các tùy chọn linh hoạt Dòng 62 mang đến sự lựa chọn tiết kiệm chi phí khi lực dọc trục nhỏ, như đã lưu ý trong phần trước. Với nhiều loại vòng đệm, khe hở và cấp độ chính xác khác nhau, những vòng bi này phục vụ các ngành công nghiệp khác nhau và có thể được điều chỉnh theo yêu cầu tải trọng của bạn. Xem sản phẩm → Để biết bảng kích thước, dung sai lắp đặt và hướng dẫn kiểm tra, hãy tham khảo ý kiến của chúng tôi thư viện dữ liệu kỹ thuật trước khi hoàn thiện bản vẽ của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Vòng bi tiếp xúc góc có thể chịu được tải trọng hướng tâm không?
Đúng. Mỗi ổ bi tiếp xúc góc đều chịu tải hướng tâm và khả năng hướng tâm của nó phụ thuộc vào góc tiếp xúc và phần bù bi. Vòng bi một dãy 7000 xử lý bộ phận hướng tâm cao đồng thời mang một phần tải trọng dọc trục; đây là lý do tại sao nó thay thế vòng bi rãnh sâu trong trục chính có độ cứng cao.
Sự khác biệt giữa tiếp điểm góc và ổ bi rãnh sâu là gì?
Hình học của đường đua. Vòng bi rãnh sâu có các rãnh đối xứng và góc tiếp xúc danh nghĩa 0°, mang lại khả năng chịu lực đẩy khiêm tốn theo cả hai hướng. Vòng bi tiếp xúc góc có góc tiếp xúc xiên giúp tăng khả năng chịu lực dọc trục theo một hướng và cải thiện độ cứng, nhưng lại phải yêu cầu lắp ghép đôi để tạo lực đẩy hai chiều.
Tại sao phải sử dụng vòng bi tiếp xúc góc theo cặp?
Bởi vì một hàng chỉ có thể đẩy lùi theo một hướng trục. Không có ổ trục đối diện, trục chuyển động tự do dưới lực đẩy ngược. Việc lắp hai vòng bi đối lưng nhau, mặt đối mặt hoặc song song sẽ che hướng đó, tạo ra tải trước và làm tăng đáng kể độ cứng của hệ thống trục.
Tôi nên chọn góc tiếp xúc nào để vận hành tốc độ cao?
Một góc 15° hoặc 20°. Các góc nhỏ hơn tạo ra lực tải trước dọc trục ít hơn và giảm ma sát quay ở tốc độ, giữ nhiệt độ và tổn thất điện năng ở mức thấp hơn. Nếu bạn cần cả tốc độ cao và lực đẩy đáng kể, hãy xem xét cặp hybrid hoặc hệ thống bôi trơn dầu-khí.
Vòng bi cầu rãnh sâu có thể thay thế vòng bi tiếp xúc góc được không?
Thường thì không. Đối với các trục chịu tải nhẹ với lực dọc trục thấp và tốc độ vừa phải, ổ trục rãnh sâu hoạt động tốt. Nhưng để có lực đẩy cao hơn, độ chính xác trục chính tốt hơn, độ lệch thấp hơn và chạy ở tốc độ cao ổn định, ổ trục tiếp xúc góc là câu trả lời được thiết kế. Việc trang bị thêm mà không tính toán lại tải trọng và tốc độ nhìn chung sẽ rút ngắn tuổi thọ ổ trục.
Vòng bi góc giải quyết sự kết hợp giữa tải trọng hướng tâm, tải trọng trục, tốc độ và độ cứng mà không có ổ lăn nào khác xử lý hiệu quả ở dạng một hàng. Bắt đầu từ phổ tải thực tế của máy, chọn góc tiếp xúc và cách sắp xếp một cách có chủ ý, đồng thời chỉ định mức tải trước chính xác khi độ chính xác là vấn đề quan trọng. Xử lý các thông số đó và vòng bi tiếp xúc góc sẽ mang lại tuổi thọ lâu dài, có thể dự đoán được ngay cả trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Liên hệ với chúng tôi