Vòng bi lăn hình trụ một hàng: Khả năng chịu tải, chủng loại và lựa chọn

Vòng bi trụ một hàng là lựa chọn phù hợp khi trục quay phải chịu tải trọng hướng tâm lớn mà không tiêu tốn nhiều không gian dọc trục. Họ sử dụng một hàng con lăn hình trụ tiếp xúc thẳng hàng với mương, điều này mang lại cho chúng mức tải trọng hướng tâm cao và độ cứng cao so với các vòng bi có cùng kích thước. Sự cân bằng cũng rõ ràng như nhau: hầu hết các thiết kế đều chịu ít hoặc không chịu tải trọng trục và chúng ít cho phép xảy ra sai lệch. Nếu ứng dụng của bạn bị chi phối bởi lực hướng tâm — hộp số, động cơ điện, máy nghiền, băng tải hoặc máy bơm công nghiệp — vòng bi trụ một dãy thường là điểm khởi đầu hiệu quả nhất. Hướng dẫn này giải thích cách chế tạo chúng, cách chọn thiết kế sườn và khe hở phù hợp cũng như vị trí lắp của chúng so với vòng bi rãnh sâu.

Vòng bi lăn hình trụ một hàng là gì?

Vòng bi trụ một hàng là ổ trục hướng tâm có một hàng con lăn hình trụ ngắn được dẫn hướng giữa vòng trong và vòng ngoài. Các con lăn tiếp xúc với các rãnh lăn dọc theo một đường chứ không phải tại một điểm, do đó ổ trục có thể chịu tải trọng hướng tâm rất cao và chống lại độ lệch khi chịu tải. Thiết kế thường có thể tách rời: vòng trong có con lăn và vòng cách có thể được tháo ra khỏi vòng ngoài, giúp đơn giản hóa việc lắp đặt và kiểm tra. Các kích thước ranh giới tiêu chuẩn tuân theo ISO 15 và DIN 616, do đó, đường kính lỗ và đường kính ngoài nhất định có thể được hoán đổi giữa các nhà sản xuất khi thiết kế bên trong và cấp dung sai phù hợp.

Các bộ phận chính là vòng trong, vòng ngoài, con lăn hình trụ và vòng cách. Các vòng có thể có một hoặc hai gân (mặt bích) tùy theo thiết kế. Lồng giữ cho các con lăn cách đều nhau và ngăn chúng bị lệch. Bởi vì các con lăn có dạng hình trụ nên ổ trục chỉ cho phép dịch chuyển dọc trục một cách hạn chế trừ khi các gân được cấu hình để định vị trục. Cấu hình xương sườn đó là lý do chính khiến một số biến thể tồn tại.

Vòng bi lăn hình trụ một hàng mang tải như thế nào

Vòng bi lăn hình trụ một hàng chịu tải trọng hướng tâm cao vì tiếp xúc đường truyền sẽ lan truyền ứng suất trên một diện tích lớn hơn điểm tiếp xúc của ổ bi. Xếp hạng tải trọng tĩnh và động thường cao hơn 1,5 đến 3 lần so với ổ bi rãnh sâu có kích thước tương tự, tùy thuộc vào chuỗi và hình dạng bên trong. Độ cứng xuyên tâm cũng cao hơn, giúp duy trì vị trí trục trong lưới bánh răng và bộ truyền động chính xác.

Khả năng chịu tải dọc trục phụ thuộc gần như hoàn toàn vào thiết kế sườn. Bảng dưới đây tóm tắt các biến thể hàng đơn phổ biến và những gì mỗi biến thể có thể làm.

Việc chọn N hoặc NU là phổ biến khi trục phải chuyển động dọc trục, chẳng hạn như trong hộp số mà sự giãn nở nhiệt sẽ gây tải cho các ổ trục. NJ và NUP được sử dụng khi ổ trục cũng phải định vị trục theo trục nhưng tải trọng dọc trục vẫn phải ở mức vừa phải. Đối với tải trọng dọc trục thuần túy, ổ đỡ chặn hoặc ổ đỡ tiếp xúc góc thường là lựa chọn tốt hơn.

Tùy chọn lồng và giới hạn tốc độ

Vật liệu và thiết kế của lồng đặt ra giới hạn tốc độ thực tế cũng như hình dạng bên trong của ổ trục. Lồng thép dập là lựa chọn tiêu chuẩn cho nhiệm vụ công nghiệp nói chung và mang lại sự cân bằng tốt về độ bền và chi phí. Vòng cách bằng đồng được gia công thích hợp cho tải trọng cao, nhiệt độ cao hoặc các ứng dụng có tải sốc vì chúng chống biến dạng và mài mòn. Vòng cách bằng polyamit (PA66) giúp giảm trọng lượng và ma sát trong các ứng dụng tốc độ cao, nhưng chúng bị hạn chế bởi khả năng tương thích nhiệt độ và chất bôi trơn. Lồng PEEK được sử dụng ở những nơi cần có khả năng kháng hóa chất và nhiệt độ cao.

Giới hạn tốc độ đối với vòng bi trụ một dãy thường thấp hơn so với vòng bi rãnh sâu có cùng kích thước vì tiếp xúc đường truyền tạo ra nhiều nhiệt hơn. Tuy nhiên, với sự bôi trơn bằng dầu, vòng cách chính xác và khe hở được kiểm soát, chúng có thể chạy ở tốc độ cao trong trục máy công cụ và động cơ tốc độ cao. Xếp hạng tốc độ danh mục chỉ là điểm khởi đầu; giới hạn thực tế phụ thuộc vào phương pháp bôi trơn, làm mát, tải và căn chỉnh. Theo nguyên tắc, bôi trơn bằng mỡ phù hợp với tốc độ vừa phải và các bố trí kín hoặc không cần bảo trì, trong khi dầu tuần hoàn hoặc bôi trơn bằng không khí được sử dụng cho tốc độ cao hoặc tải trọng cao.

Lắp đặt, lắp đặt và giải phóng mặt bằng bên trong

Độ hở và độ vừa khít chính xác là rất quan trọng vì vòng bi đũa hình trụ có độ hở bên trong ít hơn so với vòng bi có kích thước tương tự và nhạy cảm hơn với nhiễu. Đối với vòng trong quay dưới tải trọng hướng tâm thông thường, trục lắp bằng k5 hoặc m5 là phổ biến; tải nặng hơn hoặc tải sốc có thể yêu cầu n6. Các bộ phận lắp vỏ thường là H7 hoặc J7 cho vòng ngoài cố định, với K7 được sử dụng khi vòng ngoài phải được đặt chặt hơn. Đây chỉ là những giá trị bắt đầu. Sự phù hợp thực tế phụ thuộc vào hướng tải, nhiệt độ, vật liệu trục và liệu ổ trục được sử dụng ở vị trí cố định hay nổi.

Độ hở bên trong được chọn từ CN (bình thường), C3 (lớn hơn bình thường) hoặc C4 (lớn hơn C3). C3 thường được chỉ định cho các ứng dụng mà vòng trong nóng nhanh hơn vỏ, chẳng hạn như động cơ điện hoặc hộp số, vì sự giãn nở nhiệt tiêu tốn khe hở. Khe hở quá ít sẽ gây ra hiện tượng quá nhiệt và hỏng hóc sớm; khe hở quá lớn sẽ làm giảm khả năng chịu tải và có thể làm tăng độ rung. Đối với bố trí ổ trục nổi, khe hở và độ khít phải cho phép dịch chuyển dọc trục mà không bị vướng. của chúng tôi phần dữ liệu kỹ thuật cung cấp các bảng tham chiếu dung sai và độ khít giúp xác nhận lựa chọn cuối cùng.

Bôi trơn và bảo trì

Chất bôi trơn quyết định tuổi thọ hơn bất kỳ yếu tố bảo trì nào khác trong vòng bi trụ một dãy. Mỡ phù hợp với tốc độ vừa phải và bố trí kín hoặc che chắn, nhưng mỡ phải phù hợp với nhiệt độ và tải trọng vận hành. Dầu bôi trơn được ưu tiên sử dụng ở tốc độ cao, tải trọng cao hoặc nhiệt độ cao vì nó giúp loại bỏ nhiệt cũng như giảm ma sát. Trong hệ thống tuần hoàn dầu, tốc độ dòng chảy và độ sạch của dầu cũng quan trọng như độ nhớt. Một sai lầm phổ biến là đổ đầy dầu vào vỏ ổ trục; kết quả là khuấy trộn làm tăng nhiệt độ và có thể rút ngắn tuổi thọ dầu mỡ.

Chú ý những dấu hiệu hư hỏng này trong quá trình bảo trì:

• Sự đổi màu hoặc sơn bóng trên các con lăn, cho thấy quá nhiệt hoặc hỏng chất bôi trơn.
• Các vết ố hoặc trầy xước trên mương thường do màng dầu không đủ trong quá trình khởi động hoặc tải trọng cao.
• Vết bẩn giả là các dấu cách đều nhau, thường gặp ở các thiết bị chạy không tải có độ rung.
• Vòng cách bị mòn hoặc gãy, thường liên quan đến việc căn chỉnh kém, tốc độ cao hoặc bôi trơn không đủ.
• Các vết mòn dọc trục trên các gân, cho thấy ổ trục đang chịu tải trọng dọc trục nhiều hơn mức thiết kế của gân cho phép.

Kiểm tra bề mặt tiếp xúc của lồng và sườn ở mỗi lần đại tu lớn. Nếu ổ trục có thể tháo rời được, hãy tháo vòng trong và kiểm tra đường lăn xem có bị mòn không đều không. Thay ổ trục nếu khe hở đã vượt quá giới hạn của nhà sản xuất hoặc nếu bất kỳ con lăn nào có biểu hiện rỗ hoặc nứt vỡ.

Vòng bi lăn hình trụ một dãy so với vòng bi rãnh sâu

Vòng bi trụ một hàng giành chiến thắng về khả năng chịu tải hướng tâm và độ cứng, trong khi vòng bi rãnh sâu giành chiến thắng về khả năng chịu tải dọc trục, tốc độ và khả năng chịu sai lệch. Nếu ứng dụng kết hợp tải trọng hướng tâm nặng với tải trọng dọc trục vừa phải thì ổ lăn hình trụ cộng với ổ trục định vị riêng biệt thường là cách bố trí tốt nhất. Nếu tải trọng hướng kính vừa phải và trục cũng phải chịu tải trọng dọc trục theo cả hai hướng thì ổ bi rãnh sâu thường đơn giản và tiết kiệm hơn.

Đối với tải trọng hướng tâm nhẹ hơn, vòng bi rãnh sâu dòng 62 của chúng tôi là giải pháp thay thế nhỏ gọn với khả năng hướng trục vừa phải.

Các nhà cung cấp vòng bi rãnh sâu dòng 62 Vòng bi và vòng bi thép của thương hiệu TTBC và HMD được làm bằng GCr15 và các vật liệu khác nhau cũng có thể được sử dụng theo nhu cầu thực tế của khách hàng; Cái lồng thường là ma... Xem sản phẩm →

Đối với tải trọng hướng tâm nặng hơn ở dạng ổ bi, dòng 63 cung cấp mức tải trọng cao hơn trong cùng kích thước lỗ khoan. Đây không phải là giải pháp thay thế cho vòng bi trụ ở các vị trí chịu tải hướng tâm cao, nhưng chúng thường là lựa chọn phù hợp cho trục quạt, bộ giảm tốc nhỏ và máy móc thông thường khi chi phí và tính đơn giản là quan trọng.

Vòng bi rãnh sâu dòng 63 cho máy móc tổng hợp Caoer-load ball bearings in the same bore size, suited to fan shafts, small reducers, and general machinery where cost and simplicity matter. Xem sản phẩm →

Danh sách kiểm tra ứng dụng và lựa chọn

Vòng bi lăn hình trụ một hàng thường gặp trong hộp số công nghiệp, động cơ điện, máy nghiền, băng tải, máy bơm, máy nén, trục máy công cụ và máy giấy. Chúng đặc biệt hữu ích khi trục phải được định vị hướng tâm với độ cứng cao và nơi mà sự tăng trưởng nhiệt phải được điều chỉnh bằng vị trí ổ trục nổi. Chúng ít phù hợp hơn cho các ứng dụng có độ lệch trục đáng kể hoặc nơi tải trọng dọc trục chiếm ưu thế.

Sử dụng danh sách kiểm tra này khi chọn ổ trục cho thiết kế mới hoặc ổ trục thay thế:

• Xác định độ lớn và hướng của tải trọng hướng tâm, bao gồm cả tải va đập và chu kỳ hoạt động.
• Xác nhận xem ổ trục có phải định vị trục theo trục hay cho phép nổi hay không. Chọn N, NU, NJ hoặc NUP tương ứng.
• Tính toán tuổi thọ cần thiết và so sánh nó với định mức tải động ở tốc độ thực tế.
• Kiểm tra giới hạn tốc độ cho lồng đã chọn, phương pháp bôi trơn và khe hở.
• Chỉ định các khớp nối trục và vỏ dựa trên tải trọng, nhiệt độ và vòng quay.
• Chọn khe hở CN, C3 hoặc C4 sau khi ước tính mức tăng nhiệt và độ nhiễu phù hợp.
• Xác minh nguồn cung cấp dầu bôi trơn, độ sạch của dầu và khả năng tiếp cận bảo trì.
• Xem xét dung sai độ lệch và xem xét các giải pháp thay thế tự căn chỉnh nếu độ lệch trục cao.

Yuyao Kangtian Bearing Co., Ltd. đã sản xuất vòng bi ở Yuyao, Ninh Ba, từ năm 1993. Công ty vận hành hai nhà máy thuộc sở hữu hoàn toàn trên một địa điểm rộng 31.000 m2 và sản xuất khoảng 30 triệu bộ vòng bi mỗi năm. Sản phẩm cốt lõi của nó là vòng bi rãnh sâu thuộc các dòng 60, 62, 63, 67, 68, 69, MR, mặt bích, inch và không tiêu chuẩn, cùng với các bộ phận gia công CNC. Đối với các dự án cần vòng bi trụ một hàng, nhóm kỹ thuật có thể xem xét trường hợp tải và đề xuất xem giải pháp thay thế vòng bi rãnh sâu hay giải pháp tùy chỉnh phù hợp hơn. Gửi bản vẽ và chu trình nhiệm vụ của bạn thông qua chúng tôi trang dịch vụ .

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa vòng bi trụ N, NU, NJ và NUP là gì?

Vòng bi N và NU cho phép dịch chuyển dọc trục theo cả hai hướng, khiến chúng phù hợp với các vị trí nổi. Vòng bi NJ định vị trục theo một hướng và vòng bi NUP định vị trục theo cả hai hướng. Sự khác biệt là cách sắp xếp các gân ở vòng trong và vòng ngoài.

Vòng bi trụ một hàng có chịu được tải trọng trục không?

Chỉ tải trọng trục hạn chế và chỉ trong các thiết kế có gân như NJ hoặc NUP. Hướng tải chính là xuyên tâm. Đối với tải trọng dọc trục liên tục, hãy sử dụng ổ đỡ chặn hoặc ổ đỡ tiếp xúc góc.

Tại sao vòng bi lăn hình trụ có thể tách rời?

Vòng trong, con lăn và lồng có thể được tách ra khỏi vòng ngoài. Điều này giúp cho việc lắp đặt trở nên dễ dàng hơn, cho phép kiểm tra đường đi của con lăn và đơn giản hóa việc thay thế trong không gian hạn chế.

Tốc độ tối đa của vòng bi lăn hình trụ một dãy là bao nhiêu?

Nó phụ thuộc vào vật liệu lồng, bôi trơn, khe hở và tải trọng. Bôi trơn bằng mỡ phù hợp với tốc độ vừa phải, trong khi bôi trơn bằng dầu hoặc bôi trơn bằng không khí hỗ trợ tốc độ cao hơn. Luôn kiểm tra xếp hạng tốc độ của nhà sản xuất để biết số bộ phận chính xác.

Nên chọn thông quan CN hay C3?

Chọn CN cho điều kiện hoạt động bình thường với nhiệt độ tăng vừa phải. Chọn C3 khi vòng trong chạy nóng hơn vỏ hoặc khi các khớp bị nhiễu làm giảm độ hở bên trong. C4 được sử dụng cho các ứng dụng có độ dốc nhiệt cao hoặc tốc độ cao.