Cấu tạo vòng bi

Cấu tạo vòng bi, Vòng bi là một thành phần quan trọng trong nhiều hệ thống cơ khí và máy móc hiện đại. Nó được sử dụng để giảm ma sát và hỗ trợ trục xoay, cho phép các bộ phận di chuyển một cách mượt mà và hiệu quả. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo của vòng bi, hãy cùng tìm hiểu về các thành phần chính và cấu trúc của nó.

1. Vòng ngoài (Outer Ring): Vòng ngoài là một trong hai vòng đệm chủ yếu của vòng bi. Nó có hình dạng tròn và làm nhiệm vụ chịu tải từ bên ngoài và cung cấp một bề mặt tiếp xúc cho bi và vòng trong.
2. Vòng trong (Inner Ring): Vòng trong là thành phần còn lại của vòng bi. Nó có đường kính nhỏ hơn vòng ngoài và có chức năng tương tự, nhưng chịu tải từ phía trong của vòng bi.
3. Bi (Rolling Elements): Bi là các cầu nhỏ có hình dạng tròn hoặc hình lăn. Chúng được đặt giữa vòng ngoài và vòng trong, và chịu trọng lượng và lực đẩy. Bi giúp giảm ma sát và cho phép vòng bi xoay một cách mượt mà.
4. Gai (Cage): Gai là thành phần giữ các bi ở khoảng cách nhất định và tránh chúng va chạm với nhau. Nó thường có hình dạng của một khung sắt hoặc nhựa và giữ các bi cố định trong một mô hình cụ thể.
5. Ranh giữ bi (Ball Retainer): Một số loại vòng bi có ranh giữ bi để giữ các bi trong vòng bi, đảm bảo chúng không trượt ra khỏi vòng bi trong quá trình lắp đặt hoặc bảo trì.
6. Cầu chịu tải (Load Bearing): Cấu trúc của vòng bi được thiết kế để chịu tải từ các hướng khác nhau, bao gồm tải trọng trục (radial load) và tải trọng trục (thrust load). Các thành phần của vòng bi làm việc cùng nhau để chịu tải và chuyển động một cách hiệu quả.

Cấu tạo của vòng bi có thể khác nhau tùy thuộc vào loại và ứng dụng cụ thể. Các loại vòng bi phổ biến bao gồm vòng bi cầu, vòng bi lăn, vòng bi tang trống, vòng bi tiếp xúc góc, và nhiều loại khác.

Qua cấu tạo phức tạp và khéo léo này, vòng bi đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ma sát, truyền động mượt mà và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận máy móc. Hiểu về cấu tạo của vòng bi sẽ giúp chúng ta chọn lựa và sử dụng chúng một cách hiệu quả trong các ứng dụng cơ khí và công nghiệp.

Cấu tạo của vòng bi gồm các thành phần sau

Trong hình ảnh trên thì con lăn của vòng bi là các hạt tròn hình cầu. Nên có thể gọi đó là vòng bi cầu bởi các hạt con lăn có hình hình cầu (hay còn gọi là hạt bi). Máy móc càng ngày càng phát triển nên có nhiều loại vòng bi khác nhau được thiết kế nhằm ứng dụng trong các mục đích khác nhau về loại tải và sức tải, chịu được lực hướng kính, lực dọc trục hoặc cả hai…Vì vậy có nhiều chủng loại vòng bi khác được phát minh ra từ Vòng bi cầu cơ bản.

Khái niệm vòng bi và cách phân loại các loại vòng bi

Như vậy cấu tạo chủ chốt của vòng bi chính là con lăn. (Hay còn gọi là Hạt bi) Cấu tạo của hạt bi có hình thù khác nhau sẽ ứng dụng mục đích khác nhau về sức tải của vòng bi.

Vòng bi có cấu tạo con lăn (hạt bi) hình cầu Hay còn gọi là vòng bi cầu là vòng bi phổ biến nhất hiện nay bởi tính thông dụng vì có thể chịu được cả lực hướng hướng kính và lực dọc trục và do thiết kế linh hoạt cũng như sự tiện lợi. Tuy nhiên điểm yếu của vòng bi cầu là sức tải. Vòng bi cầu chỉ chịu được tải nhẹ, cho nên khó được ứng dụng vào các công việc đòi hỏi sức tải lớn do dễ bị biến dạng khi quá tải. Do vậy các hãng sản xuất vòng bi đã phát minh ra các dạng vòng bi có hạt bi khác đi so với hình cầu nhằm tối ưu hóa sức tải của hạt bi. Do vậy chúng ta mới thấy có nhiều dạng hình thù của hạt bi không phải là hình tròn.

Như vậy cấu tạo của hạt bi được bố trí khác nhau, và có hình thù khác nhau, sẽ quyết định sức tải của vòng bi nhằm phù hợp với nhu cầu tải trọng của máy móc. Do đó tên gọi các chủng loại vòng bi này sẽ khác nhau dựa vào hình thù, cấu tạo của hạt bi.

Cấu tạo của con lăn sẽ quyết định đến sức tải của Vòng bi, và phân loại vòng bi sẽ gọi theo hình thù của hạt bi. Trong ví dụ minh họa trên, Con lăn hình côn sẽ gọi là Vòng bi Côn, tương tự con lăn hình tang trống sẽ gọi là Vòng bi Tang trống…

Như vậy qua các dẫn chứng minh họa trên chúng ta đã hiểu cơ bản cách gọi tên Vòng bi dựa vào yếu tố nào. Cũng như cấu tạo của vòng bi gồm những bộ phận gì. Và đâu là bộ phận quyết định đến sức chịu tải của vòng bi.

Các loại Vòng bi – Bạc đạn, Tính năng và Công dụng

Trong tất cả các loại máy móc, thiết bị…Cần sử chuyển động của 1 chi tiết thì đều có sử dụng vòng bi (bearing). Có nhiều loại vòng bi khác nhau được thiết kế nhằm chịu được lực hướng kính, lực dọc trục hoặc cả hai. Các loại vòng bi khác nhau được ứng dụng trong các mục đích khác nhau về loại tải và sức tải:

Vòng bi cầu SKF Explorer – Bạc đạn cầu, ổ bi cầu SKF

Vòng bi cầu (Ball Bearings) được thiết kế để sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, vòng bi cầu SKF thế hệ Explorer có khả năng chịu tải hướng kính và tải dọc trục ở tốc độ làm việc cao hoặc/và liên tục thay đổi. Ngoài ra, vòng bi thế hệ Explorer còn có độ tin cậy rất cao, yêu cầu bảo trì thấp nếu được sử dụng đúng yêu cầu và lắp đặt đúng phương pháp.

Vòng bi cầu SKF Explorer là kết quả nghiên cứu phát triển của SKF, với rãnh lăn và vòng cách được thiết kế mới. Các cải tiến này kết hợp cùng việc sử dụng thép hợp kim cho vòng bi có độ tinh khiết cao hơn và công nghệ chế tạo mới đã nâng cao khả năng làm việc và cấp chính xác của vòng bi cầu SKF thế hệ Explorer. Với cấp chính xác cao hơn, vòng bi cầu Explorer sẽ làm việc êm hơn so với các thế hệ trước đây.

Vòng bi tang trống SKF – Bạc đạn tang trống, ổ bi tang trống 2 dãy tự lựa SKF

Vòng bi tang trống (Spherical roller bearings) là loại vòng bi có các viên bi hình tang trống. Thiết kế đặc biệt giúp nó được ứng dụng trong ngành công nghiệp siêu nặng như dầu mỏ, công nghiệp than, vận tải hạng nặng, thiết bị xây dựng…vv

Vòng bi tang trống SKF Explorer có khả năng chịu tải trọng hướng kính và tải trọng dọc trục cực cao trong những ứng dụng có độ lệch trục hoặc trục bị võng. Vòng bi tang trống SKF Explorer có các cải tiến đáng kể ở các thông số vận hành chủ yếu. Các vòng bi này rất tiên tiến, có thể có độ bền cao gấp nhiều lần so với các sản phẩm cạng tranh trong các điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Vòng bi tang trống SKF Explorer hiện nay đã được nâng cấp để có khả năng làm việc cao hơn, bao gồm việc sử dụng thép chất lượng cao và quy trình nhiệt luyện cải tiến. Sự kết hợp giữa việc sử dụng mác thép có độ tinh khiết và đồng nhất cao sử dụng cho vòng bi SKF thế hệ Explorer với quy trình nhiệt luyện hơn cải tiến cho Vòng bi tang trống SKF Explorer có tuổi thọ làm việc cao hơn, đặc biệt trong những điều kiện, môi trường làm việc khó khăn như môi trường nhiễm bẩn hay bôi trơn thiếu.

Vòng bi côn SKF – Bạc đạn côn, Ổ bi côn SKF

Vòng bi côn SKF (Tapered roller bearings) Là vòng bi có con lăn (hạt bi) hình côn, Vòng bi côn SKF là loại vòng bi có khả năng chịu tải cao và tốc độ cao rất thông dụng trong các ứng dụng có tải trọng cả 2 hướng: Dọc Trục và Vuông góc với Trục. Ngoài ra nó cũng có thể chịu tải hướng kính rất tốt. Đặc biệt Vòng bi côn SKF còn chịu được tải lớn hơn nữa nhờ được tăng cường thêm nhiều bi lăn (rollers) có kích thước lớn.
Vòng bi côn thường được lắp thành đôi giông như vòng bi đỡ chặn. Vòng trong (cone) và vòng ngoài (cup) được thiết kế tách rời và độc lập hoàn toàn. Nhờ đó khi ráp vòng bi vào máy, ta có thể gắn độc lập vòng trong và vòng ngoài.

Vòng bi đỡ tự lựa SKF – Bạc đạn đỡ tự lựa, Ổ bi đỡ tự lựa SKF

Vòng bi đỡ tự lựa (Self-aligning ball bearings) đã được SKF phát minh. Thông thường có hai dãy bi và có rãnh lăn hình cầu ở vòng ngoài. Vì vậy chúng có khả năng chịu được độ lệch góc giữa trục và gối đỡ. Chúng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng lệch trục hoặc trục bị võng. Hơn nữa, có ma sát thấp nhất so với các loại ổ lăn khác, cho phép hoạt động nguội hơn ngay cả ở vận tốc cao. SKF sản xuất theo nhiều thiết kế bao gồm:

·         Vòng bi đỡ tự lựa không có nắp che theo thiết kế cơ bản

·         Vòng bi đỡ tự lựa có phớt

·         Vòng bi đỡ tự lựa có vòng trong kéo dài

Theo thiết kế cơ bản có lỗ trụ, ở một số dãy kích thước thông dụng vòng bi còn có lỗ côn (độ côn 1:12). Những loại lớn dải 130 và 139 được phát triển cho các ứng dụng đặc biệt trong nhà máy giấy, có thể dùng cho các ứng dụng chịu quá tải nặng và yêu cầu ma sát thấp thích.