Vòng Bi Tiếp Xúc Góc 1 Dãy

Vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy (Single Row Angular Contact Ball Bearings) là loại vòng bi có rãnh chạy trên vòng trong và vòng ngoài được chế tạo với một góc tiếp xúc nhất định.

Vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy

Thiết kế vòng bi

Vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy có các biến thể thiết kế. Dòng sản phẩm tiêu chuẩn bao gồm các vòng bi của series 718..-B, 70..-B(-2RS), 72..-B(-2RS), 73..-B(-2RS) và 74..-B. Các vòng bi này cũng có sẵn cho các ứng dụng khác nhau như:

• Vòng bi thiết kế cơ bản cho hệ thống ổ đỡ với ổ đỡ đơn
• Vòng bi đa năng để lắp đặt theo bộ theo kiểu song song, O hoặc X
• Vòng bi X-life

Vòng bi tiếp xúc góc một dãy cũng có sẵn với các kích thước, thiết kế và kích cỡ khác trong series khác.

Vòng bi thiết kế cơ bản cho hệ thống ổ đỡ và ổ đỡ đơn

• Truyền lực xiên so với mặt phẳng hướng kính
• Đối với vị trí ổ đỡ chỉ sử dụng một vòng bi

Vòng bi đa năng để lắp đặt theo bộ

Vòng bi 1 dãy được thiết kế để lắp đặt theo cặp (theo bộ) cạnh nhau trực tiếp, được sản xuất theo thiết kế đa năng. Các vòng bi này có thể được sử dụng theo cặp theo bất kỳ kiểu sắp xếp nào mà không cần miếng đệm điều chỉnh khe hở. Tùy thuộc vào thiết kế được chọn, cặp vòng bi được lắp sẽ có khe hở hướng trục cần thiết, không có khe hở hoặc được tải trước. Điều này giúp việc thiết kế hệ thống ổ đỡ và lắp đặt vòng bi dễ dàng hơn.

Suffixes (hậu tố): UA, UB, UO, UL, UM, UH

Vòng bi thiết kế đa năng được ký hiệu bằng hậu tố UA, UB, UO, UL, UM, UH. Nếu được lắp thành bộ thì sẽ tạo ra khe hở hướng trục được xác định hoặc tải trước hướng trục:

• UA = Bộ vòng bi với khe hở bên trong hướng trục nhỏ
• UB = Bộ vòng bi với khe hở bên trong hướng trục nhỏ hơn UA
• UO = Bộ vòng bi không có khe hở trong kiểu sắp xếp O hoặc X
• UL = Bộ vòng bi với tải trước nhẹ
• UM = Bộ vòng bi với tải trước vừa phải
• UH = Bộ vòng bi với tải trước cao

Lý do lắp đặt theo bộ

Vòng bi tiếp xúc góc một dãy được lắp thành bộ nếu như:

• Khả năng chịu tải của một vòng bi là không đủ (bộ vòng bi trong kiểu sắp xếp song song)
• Tải trọng hỗn hợp hoặc tải trọng hướng trục xảy ra theo cả hai hướng và hệ thống ổ đỡ phải có khe hở hướng trục được xác định (bộ vòng bi trong kiểu sắp xếp O hoặc X)

Các kiểu sắp xếp sau đây có thể thực hiện cho lắp đặt theo bộ

Kiểu sắp xếp song song: các đường tiếp xúc chạy song song với nhau. Lực hướng trục được phân bố đều trên cả hai vòng bi, nhưng chỉ có thể được chịu bởi bộ vòng bi từ một hướng. Để chịu lực hướng trục từ phía đối diện cũng như tải trọng hỗn hợp thì bộ vòng bi luôn được điều chỉnh dựa vào một vòng bi khác.

Kiểu sắp xếp O: đỉnh của các hình nón được tạo bởi các đường tiếp xúc hướng ra ngoài (chúng tách ra so với trục của vòng bi). Ở kiểu này, bộ vòng bi chịu lực hướng trục từ cả hai hướng nhưng mỗi lần chỉ chịu lực bằng một vòng bi. Do khoảng cách đỡ lớn, chúng tạo ra hệ thống ổ đỡ tương đối cứng và cũng thích hợp chịu các moment lật.

Kiểu sắp xếp X: các đỉnh của các hình chóp được tạo bởi các đường tiếp xúc hướng vào trong (chúng hội tụ so với trục của ổ đỡ). Các cụm ổ đỡ dạng này chịu được lực trục từ cả hai hướng nhưng mỗi lần chỉ với một ổ đỡ. Tuy nhiên, đế đỡ kiểu X < kiểu O, do đó các cụm ổ đỡ này không cứng bằng kiểu O và cũng kém thích hợp hơn để chịu các moment nghiêng.

Chất lượng cao cấp X-life

Nhiều kích thước thuộc các series 70..-B, 72..-B, 73..-B và 74..-B có sẵn dưới dạng ổ đỡ X-life. Các ổ đỡ này thể hiện hiệu suất cao hơn đáng kể so với ổ đỡ tiếp xúc góc bi một dãy tiêu chuẩn. Điều này đạt được, ví dụ, thông qua cấu trúc bên trong được cải tiến, chất lượng bề mặt cao hơn của các bề mặt tiếp xúc và thiết kế cage được tối ưu hóa, cũng như thông qua việc cải thiện chất lượng của thép và các thành phần lăn.

Lợi ích

Lợi ích của X-life dành cho khách hàng:

• Phân bố tải trọng thuận lợi hơn trong ổ đỡ, khả năng chịu tải trọng động của ổ đỡ cao hơn
• Chạy êm hơn
• Giảm ma sát và tiết kiệm năng lượng lơn
• Tạo ra ít nhiệt hơn trong ổ đỡ
• Cho phép đạt tốc độ cao hơn
• Giảm tiêu thụ chất bôi trơn do đó mà kéo dài thời gian bảo trì hơn
• Tuổi thọ hoạt động của ổ đỡ dài hơn
• Độ an toàn vận hành cao
• Thiết kế ổ đỡ nhỏ gọn, thân thiện với môi trường

Ngoài ra còn giảm chi phí vận hành, tăng thời gian hoạt động của máy và hậu tố XL

Lĩnh vực được ứng dụng

Phạm vi ứng dụng rộng rãi. Do các tính năng kỹ thuật đặc biệt, vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy X-life rất phù hợp cho các vị trí ổ đỡ trong:

• Máy nén khí
• Máy bơm chất lỏng và thủy lực
• Khung gầm và hộp số ô tô
• Hộp số công nghiệp
• Động cơ điện
• Quạt công nghiệp
• Máy công cụ
• Máy móc dệt may

Biểu tượng X-life cho thấy mật độ hiệu suất sản phẩm cao, nhờ đó mang lại lợi ích đặc biệt quan trọng cho khách hàng.

Khả năng chịu tải

Tải trọng hướng kính

Vòng bi tiếp xúc góc một dãy có thể chịu được lực hướng kính cao. Ngay cả tải trọng hoàn toàn hướng kính cũng có thể thực hiện được, nếu các vòng bi được điều chỉnh.

Tải trọng trục chỉ khả dụng trên một hướng

Do hình dạng và vị trí vai rãnh, tải trọng trục chỉ được truyền từ một hướng. Nếu cần những vòng bi tiếp xúc góc này chịu lực trục từ cả hai hướng, chúng được lắp đặt đối xứng với một vòng bi thứ hai.

Khả năng chịu tải trục của vòng bi tăng theo góc tiếp xúc

Góc tiếp xúc α là góc được bao bởi đường tiếp xúc và mặt phẳng hướng kính, tại đó tải trọng được truyền từ rãnh này sang rãnh khác. Khả năng chịu tải trục của vòng bi tăng theo giá trị của α.

Do đó, vòng bi tiếp xúc góc thích hợp hơn vòng bi rãnh sâu để chịu lực trục cao hơn. Nhờ góc tiếp xúc danh nghĩa α = 40°, vòng bi tiếp xúc góc một dãy có thể chịu được tải trọng trục cao trên một hướng.

Khả năng chịu tải của bộ ổ trục

Trong các bảng sản phẩm, giá trị tải trọng cơ bản động và tĩnh C_r và C_0r luôn đề cập đến vòng bi đơn. Nếu hai vòng bi có cùng kích thước và kiểu thiết kế được bố trí cạnh nhau ngay lập tức theo kiểu O hoặc X thì các điều sau đây sẽ áp dụng cho các cặp vòng bi.

• C_r = 1,625 · C_{r single bearing}
• C_0r = 2 · C_{0r single bearing}

Bù trừ lệch hướng góc

Khả năng điều chỉnh góc của vòng bi rất hạn chế

Vòng bi tiếp xúc góc một dãy không phù hợp để bù các góc lệch. Ngoài ra, độ lệch còn gây ra nội lực trong ổ trục, điều này không chỉ dẫn đến nhiệt độ cao hơn mà còn làm giảm tuổi thọ định mức của ổ trục.

Vòng bi tiếp xúc góc được bố trí theo bộ

Sự lệch góc giữa các ổ trục bi rãnh nghiêng được lắp thành cụm dẫn đến – đặc biệt với khe hở bên trong nhỏ và kiểu sắp xếp O – tải trọng tăng lên trên các bi và cage vì độ lệch góc được hỗ trợ dưới sự hạn chế giữa các bi và rãnh lăn. Ngược lại, điều này có thể có tác động tiêu cực đến tuổi thọ hoạt động của vòng bi. Ngoài ra, cần lưu ý rằng tiếng ồn khi vận hành sẽ tăng lên do các vòng ổ trục bị lệch.

Bôi trơn

Vòng bi được bôi trơn không cần bảo trì

Vòng bi tiếp xúc góc được bịt kín cả hai mặt được bôi trơn bằng mỡ chất lượng cao và không cần bôi trơn lại.

Vòng bi không bôi trơn phải được bôi trơn

Vòng bi hở và vòng bi có vòng đệm một bên không được bôi trơn. Những vòng bi này phải được bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ.

Khả năng tương thích với lồng nhựa

Khi sử dụng vòng bi có vòng cách bằng nhựa, phải đảm bảo tính tương thích giữa chất bôi trơn và vật liệu vòng cách nếu sử dụng dầu tổng hợp, mỡ bôi trơn có gốc dầu tổng hợp hoặc chất bôi trơn có chứa tỷ lệ phụ gia EP cao.

Quan sát chu kỳ thay dầu

Dầu cũ và các chất phụ gia trong dầu có thể làm giảm tuổi thọ vận hành của nhựa ở nhiệt độ cao. Do đó, khoảng thời gian thay dầu quy định phải được tuân thủ nghiêm ngặt.

Sealing (Đóng kín)

Đóng kín bằng phớt tiếp xúc 2RS

Vòng bi có hậu tố 2RS có phớt chặn ở cả hai bên. Do khả năng bịt kín tốt nên chúng thích hợp sử dụng trong môi trường bụi bặm, ô nhiễm hoặc ẩm ướt.

Vòng bi mở

Trong trường hợp ổ trục không bịt kín, việc bịt kín vị trí ổ trục phải được công trình lân cận thực hiện. Hệ thống bịt kín phải ngăn chặn một cách đáng tin cậy:

• Độ ẩm và chất gây ô nhiễm xâm nhập vào ổ trục
• Sự thoát ra của chất bôi trơn từ ổ trục

Tốc độ

Tốc độ giới hạn n_G

Là tốc độ động học cho phép của ổ trục. Ngay cả trong điều kiện lắp đặt và vận hành thuận lợi, giá trị này không được vượt quá nếu không tham khảo ý kiến trước.

Các giá trị đưa ra trong bảng sản phẩm có giá trị để bôi trơn bằng dầu trong trường hợp ổ trục không có phớt hoặc tấm chắn và để bôi trơn bằng mỡ trong đó các vòng bi được cung cấp bằng mỡ và có phớt hoặc tấm chắn.

Giá trị bôi trơn bằng mỡ

Để bôi trơn bằng mỡ, cho phép 75% giá trị nêu trong bảng sản phẩm trong từng trường hợp.

Tốc độ tham chiếu

n_ϑr được sử dụng để tính toán n_ϑ

Định mức tốc độ nhiệt n_ϑr không phải là giới hạn tốc độ dành cho ứng dụng mà là giá trị phụ được tính toán để xác định tốc độ vận hành an toàn nhiệt n_ϑ.

Vòng bi có phớt tiếp xúc

Đối với vòng bi có phớt tiếp xúc, không có định mức tốc độ nào được xác định theo DIN ISO 15312:2004. Do đó, chỉ có tốc độ giới hạn được đưa ra trong bảng sản phẩm của các loại vòng bi này.

Bộ vòng bi thiết kế phổ quát

Cặp vòng bi thường hoạt động ở tốc độ thấp hơn vòng bi đơn. Vòng bi tiếp xúc góc có thiết kế phổ quát có thể được sử dụng theo bố trí X, O hoặc song song. Tốc độ vận hành an toàn về nhiệt của cặp ổ trục khi đó sẽ thấp hơn khoảng 20% so với tốc độ vận hành cho phép được tính toán của ổ trục đơn.

Noise (Tiếng ồn)

Chỉ số tiếng ồn Schaeffler (SGI) đã được phát triển như một tính năng mới để so sánh mức độ tiếng ồn của các loại và dòng vòng bi khác nhau. Kết quả là lần đầu tiên việc đánh giá tiếng òn của ổ lăn có thể được thực hiện.

Chỉ số tiếng ồn Schaeffler

Giá trị SGI dựa trên mức độ ồn tối đa cho phép của ổ trục theo tiêu chuẩn nội bộ, được tính toán dựa trên ISO 15242. Để có thể so sánh các loại và dòng ổ trục khác nhau, giá trị SGI được vẽ dựa trên giá trị cơ bản tải trọng tĩnh C₀.

Điều này cho phép so sánh trực tiếp giữa các vòng bi có cùng khả năng chịu tải. Giá trị giới hạn trên được đưa ra trong mỗi sơ đồ. Điều này có nghĩa là độ ồn trung bình của vòng bi thấp hơn mức được minh họa trong sơ đồ.

Chỉ số tiếng ồn Schaeffler là đặc tính hiệu suất bổ sung trong việc lựa chọn vòng bi cho các ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn. Sự phù hợp cụ thể của ổ trục cho một ứng dụng chẳng hạn như về không gian lắp đặt, khả năng chịu tải hoặc giới hạn tốc độ phải được kiểm tra độc lập với điều này.

Phạm vi nhiệt độ

Giới hạn giá trị

Nhiệt độ hoạt động của vòng bi được giới hạn bởi:

• Độ ổn định kích thước của vòng bi và các con lăn
• Cages (lồng)
• Chất bôi trơn
• Seals

Nhiệt độ hoạt động có thể của vòng bi tiếp xúc góc một dãy

Phạm vi nhiệt độ cho phép

Cages (Lồng)

Các lồng đặc làm từ đồng thau và PA66 cũng như các lồng thép tấm được sử dụng làm tiêu chuẩn.

Vòng cách tiêu chuẩn và thiết kế vòng cách bổ sung cho vòng bi tiếp xúc góc một dãy được làm từ đồng thau, polyamit hoặc thép. Các lồng khác có sẵn theo thỏa thuận. Tuy nhiên, với các vòng cách như vậy, sự phù hợp với tốc độ và nhiệt độ cao cũng như mức tải trọng cơ bản có thể khác với các giá trị của vòng bi có vòng cách tiêu chuẩn.

Đối với nhiệt độ cao liên tục và các ứng dụng có điều kiện vận hành khó khăn nên sử dụng vòng bi có vòng cách bằng đồng thau hoặc thép tấm. Nếu có bất kỳ điều gì không chắc chắn về sự phù hợp của lồng, vui lòng tham khảo ý kiến của Schaeffler.

Giải phóng mặt bằng nội bộ

Khe hở trong dọc trục, lực dự ứng lực và lực ứng lực của bộ ổ lăn có ổ trục vạn năng bố trí O hoặc X

• Có hiệu lực đối với các bộ vòng bi có bố trí O hoặc X

Các giá trị khe hở trong dọc trục, lực dự ứng lực và lực dự ứng lực của ổ lăn có thiết kế phổ dụng. Các giá trị về khe hở dọc trục có hiệu lực đối với các bộ ổ trục không được lắp theo bố trí O hoặc X, không chịu tải trọng và lực đo (không bị biến dạng đàn hồi).

Dung sai cho khe hở bên trong dọc trục và tải trước

Kích thước, dung sai

• Kích thước tiêu chuẩn

Kích thước chính của vòng bi tiếp xúc góc của thiết kế cơ bản tương ứng với DIN 628-1:2008 và ISO 12044:2014.

• Kích thước chamfer

Kích thước giới hạn cho kích thước mặt vát tương ứng với DIN 620-6:2004.

• Dung sai

Dung sai cho độ chính xác kích thước và độ chính xác khi vận hành của vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy tương ứng với cấp dung sai bình thường theo ISO 492:2014.

• Dung sai đối với ổ lăn có thiết kế phổ dụng

Ngoài cấp dung sai thông thường (không có hậu tố dung sai), vòng bi tiếp xúc góc có thiết kế phổ biến UA, UB, UO và UL cũng có sẵn theo thỏa thuận ở cấp dung sai 5. Trong một số trường hợp thì ở cấp dung sai 6 theo liên kết ISO 429. Khi đó hậu tố dung sai cho các ổ lăn có thể có thiết kế phổ biến ở cấp dung sai 5 là:

• P5-UA, P5-UB, P5-UO, P5-UL

Suffixes (Hậu tố)

Để biết thêm về hậu tố bạn có thể truy cập website: http://www.schaeffler.de/std/1B69.

Cấu trúc ký hiệu ổ trục

Đo kích thước

Tải tối thiểu

Để tránh hư hỏng do trượt, cần có tải trọng hướng tâm tối thiểu P > C_0r/100

Thiết kế bố trí ổ trục

Hỗ trợ vòng bi trên toàn bộ chu vi và chiều rộng của chúng

Để cho phép tận dụng tối đa khả năng chịu tải của vòng bi, do đó cũng đạt được tuổi thọ định mức cần thiết. Các vòng bi phải được đỡ chắc chắn và đồng đều bằng các bề mặt tiếp xúc trên toàn bộ chu vi của chúng và trên toàn bộ chiều rộng của rãnh.

Hỗ trợ có thể được cung cấp bằng bề mặt bệ đỡ hình trụ. Bề mặt tiếp xúc và bệ đỡ không được bị gián đoạn bởi các rãnh, lỗ hoặc các hốc khác. Độ chính xác của các bộ phận giao phối phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

Vị trí hướng kính của vòng bi – khuyến nghị lắp đặt

Để có vị trí xuyên tâm an toàn, cần phải lắp chặt

Ngoài việc đỡ các vòng một cách thích hợp, các vòng bi cũng phải được đặt chắc chắn theo hướng xuyên tâm, để tránh hiện tượng trượt các vòng bi trên các bộ phận tiếp xúc chịu tải. Điều này thường đạt được bằng cách lắp khít chặt giữa các vòng ổ trục và các bộ phận tiếp xúc.

Nếu các vòng không được cố định đầy đủ hoặc chính xác điều này có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho vòng bi và các bộ phận máy lân cận. Các yếu tố ảnh hưởng: điều kiện quay, độ lớn của tải trọng, khe hở bên trong, điều kiện nhiệt độ, thiết kế của các bộ phận tiếp giáp và các phương pháp lắp đặt vào tháo dỡ phải xem xét khi lựa chọn các bộ phận lắp.

Nếu xảy ra tải trọng kiể va đập, cần phải lắp chặt (khớp chuyển tiếp hoặc lắp cản trở) để ngăn chặn các còng bị lỏng ra ở bất kỳ điểm nào.

Định vị dọc trục của ổ lăn – phương pháp định vị

Nguồn: Single row angular contact ball bearings content | Schaeffler medias