Đừng đổ lỗi cho vòng bi

Dập kim loại chất lượng thấp bằng máy công cụ chất lượng cao có thể sẽ không thành công. Nhưng có bao nhiêu nhà khai thác, không biết về vật liệu cấp thấp, sẽ đổ lỗi cho công cụ máy móc ? Sự kiện này đóng vai trò như một lời nhắc nhở rằng ghim tội lỗi vào điều sai trái, trong bất kỳ kịch bản nào, đơn giản là không hữu ích. Nhưng như Chris Johnson, giám đốc điều hành của SMB Bearings giải thích, việc từ chối tương tự cũng diễn ra với vòng bi.

Khi vòng bi quay, một vòng thường chịu tải tại tất cả các điểm trong chu vi của nó. Tùy thuộc vào ứng dụng, đây có thể là vòng trong hoặc vòng ngoài. Trong trường hợp này, vòng trong sẽ có xu hướng xoay quanh trục hoặc vòng ngoài sẽ xoay bên trong vỏ và gây ra sự mài mòn cho cả vòng bi và trục hoặc vỏ.

Sự phù hợp
Trục hoặc vỏ phải được gia công với dung sai chính xác để đảm bảo phù hợp chặt chẽ để ngăn chặn điều này xảy ra. Một trục chặt hoặc phù hợp với vỏ cũng cần thiết khi có nhiều rung động – điều này ngăn rung động làm cho ổ trục di chuyển trong các giá đỡ của nó. Phù hợp chặt chẽ cũng thường được sử dụng để cung cấp hỗ trợ thêm cho vòng bên trong hoặc bên ngoài nếu ổ đỡ chịu tải rất nặng. Ngoài ra, chặt chẽ hơn phù hợp tiêu chuẩn được khuyến nghị khi cần xoay chính xác.

Khi sử dụng một khớp nối chặt chẽ, hành động ấn một vòng bi vào trục hoặc vào vỏ, sẽ làm phẳng bề mặt của trục hoặc vỏ bằng cách loại bỏ một lượng nhỏ kim loại bề mặt. Điều này có tác dụng làm cho trục nhỏ hơn một chút, hoặc vỏ lớn hơn một chút.

Bề mặt đất bị ảnh hưởng ít hơn bởi quá trình ép. Các bề mặt bị biến đổi – hoặc tiện – bị ảnh hưởng nhiều hơn vì bề mặt ban đầu cứng hơn. Một trục rỗng có thể được nén dễ dàng hơn, điều đó có nghĩa là sự phù hợp kết quả không chặt chẽ như với một trục rắn. Một vỏ mỏng sẽ được kéo dài dễ dàng hơn so với vỏ dày, do đó, vỏ phù hợp có thể lỏng hơn với vỏ mỏng. Tất cả các yếu tố này phải được xem xét bởi người sử dụng ổ trục trước khi quyết định dung sai của trục và vỏ.

Nếu cần lắp chặt, dung sai của trục hoặc vỏ phải được kiểm tra cẩn thận đối với khe hở bên trong của ổ trục. Ví dụ, độ khớp trục ‘nhiễu’ là nơi trục thực sự lớn hơn vòng trong ổ trục. Rất nhiều lực được yêu cầu để lắp ổ đỡ vào trục, kéo dài vòng trong xung quanh trục. Sự tăng nhẹ kích thước của vòng trong này làm giảm độ hở bên trong của ổ trục.

Nếu khe hở bên trong của vòng bi không đủ lớn để đối phó với sự giảm này, ổ trục có thể không thể xoay sau khi lắp và sẽ nhanh chóng hỏng. Trong những trường hợp này, một khoảng hở vòng bi trong lớn hơn – hoặc phát xuyên tâm – nên được chỉ định. Một sự phù hợp rất chặt chẽ trong một nhà ở có tác dụng tương tự.

Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến trục hoặc dung sai vỏ. Một trục có thể mở rộng hơn vòng mang vì vật liệu trục mở rộng hơn ở nhiệt độ cao. Điều này có thể xảy ra với trục nhôm và vòng bi bằng thép, do các tính chất vật liệu khác nhau. Nếu điều này xảy ra, độ hở bên trong sẽ giảm giống như với một trục giao thoa rất chặt. Nếu vỏ mở rộng hơn vòng ngoài của vòng bi, thì vỏ bọc trở nên lỏng hơn.

Trường hợp tại chỗ
Vòng bi được chế tạo với dung sai rất gần và khi xảy ra sự cố lắp, vì SMB đã có kinh nghiệm với chính khách hàng của mình, thường thì dung sai trục hoặc vỏ là sai. Chúng tôi đã trả lại vòng bi cho nhà máy một số lần để kiểm tra, chỉ để thấy rằng chúng nằm trong dung sai.

Các nhà sản xuất vòng bi sử dụng đồng hồ đo không khí để kiểm tra kích thước vòng bi. Đây là chính xác đến một nửa của một phần nghìn milimet hoặc tốt hơn. Nếu trục hoặc nhà sản xuất vỏ không có thiết bị đo có cùng độ chính xác, kích thước trục hoặc vỏ có thể kém chính xác hơn kích thước vòng bi và các vấn đề có thể sẽ xảy ra.

Trục và dung sai nhà ở cũng kiểm soát độ tròn. Độ tròn của vòng mang được kiểm soát chặt chẽ. Nếu ổ trục được lắp vào trục hoặc vỏ ngoài vòng, vòng bi có thể bị biến dạng khỏi trạng thái Vòng tròn ban đầu của nó và giả định độ tròn kém của trục hoặc vỏ được chế tạo kém. Một vòng bi dựa vào độ tròn tốt để chạy yên tĩnh, vì vậy, khi điều này xảy ra, vòng bi trở nên ồn ào. Độ tròn của trục hoặc vỏ thậm chí còn quan trọng hơn đối với vòng bi tiết diện mỏng, vì các vòng mỏng hơn bị biến dạng dễ dàng hơn nhiều.

Tất cả điều này chứng tỏ rằng dung sai trục và vỏ rất quan trọng đối với hiệu suất mang. Nếu khách hàng nhận thức được ảnh hưởng của dung sai trục và vỏ đối với hiệu suất của ổ trục, họ sẽ nỗ lực nhiều hơn để đảm bảo rằng các dung sai này là chính xác ngay từ đầu. Khi xảy ra sự cố, họ nên xem xét chính xác trục kiểm tra và kích thước vỏ, vật liệu và mức độ rung trước khi đổ lỗi cho ổ trục.

Các vấn đề đo lường
Hãy tưởng tượng kịch bản sau đây: một kỹ sư thiết kế đang phát triển một công cụ năng lượng mới. Họ quyết định kích thước và dung sai của trục và vỏ và gửi đơn đặt hàng cho 500 vòng bi cho phù hợp với các kích thước này. Vòng bi đến và được lắp đặt vào công cụ năng lượng mới – và kỹ sư thiết kế có hy vọng cao rằng sản phẩm này sẽ được tung ra thị trường trong vòng một năm. Tuy nhiên, những hy vọng này sẽ sớm bị phá vỡ khi các thử nghiệm thử nghiệm của sản phẩm không thành công. Doanh nghiệp kết luận rằng các vòng bi đã gây ra sự thất bại. Kỹ sư thiết kế viết một email mạnh mẽ cho nhà cung cấp vòng bi. Bức thư giải thích rằng hàng loạt vòng bi là không tốt và họ không hài lòng với sự chậm trễ trong việc đưa sản phẩm này ra thị trường !

Nhà cung cấp vòng bi gửi đơn khiếu nại đến nhà sản xuất vòng bi và trả lại vòng bi để kiểm tra. Nhà máy kiểm tra kích thước vòng bi bằng thiết bị đo có độ chính xác cao và báo cáo rằng vòng bi nằm trong phạm vi dung sai. Khi nhận được báo cáo dung sai, khách hàng kiểm tra lại dung sai của trục và vỏ và thấy rằng chúng không nằm trong đặc điểm kỹ thuật. Vấn đề sau đó được khắc phục nhưng vài tuần đã bị lãng phí.

Nếu các thành phần khác không được sản xuất với cùng độ chính xác như vòng bi, vòng bi sẽ không hoạt động đầy đủ trong sản phẩm cuối cùng. Khi vòng bi chắc chắn bị hỏng, không có lỗi của nhà sản xuất vòng bi, đó chỉ có thể là bản chất của con người để đổ lỗi cho vòng bi.

Một kỹ sư thiết kế phải xác định cẩn thận dung sai của kích thước trục và vỏ. Dung sai của mỗi loại phải chặt chẽ như dung sai của ổ trục. Rốt cuộc, ngay cả những vòng bi nhất quán và chính xác nhất cũng sẽ không thể chống lại các trục không nhất quán có biến thể rộng.

Nhà máy ổ trục có thể đưa ra hướng dẫn về dung sai trục và vỏ. Kỹ sư thiết kế phải có khả năng cung cấp các thông tin liên quan như tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục, mang vòng quay, tốc độ quay trong vòng / phút, vòng mang được tải tại tất cả các điểm, nhiệt độ lắp đặt và vận hành, trục và vật liệu vỏ (quay hoặc tiếp đất ), trục rắn hoặc rỗng và độ dày của vỏ. Thông tin này cho phép các kỹ sư nhà máy ổ trục đề xuất dung sai trục và vỏ cho hiệu suất tốt nhất.

Sau đó, kỹ sư thiết kế sẽ cần kiểm tra chính xác dung sai của trục và vỏ để đảm bảo chúng là đặc điểm kỹ thuật. Điều này nên được thực hiện với các thiết bị đo chính xác nhất: đồng hồ đo không khí, đồng hồ đo vòng hoặc đồng hồ đo cắm. Mặc dù không phải tất cả các doanh nghiệp sẽ có máy đo không khí trong tay, việc thuê ngoài kiểm tra bộ phận này cho bên thứ ba có thể trả cổ tức trong thời gian dài – đặc biệt là nó đảm bảo vòng bi là một kết hợp hoàn hảo cho công cụ.

Loại bỏ lỗi của con người
Máy đo không khí là một hệ thống đo lường không tiếp xúc, độ phân giải cao, sử dụng máy bay phản lực để cung cấp các phép đo kích thước nhanh và chính xác. Nó có khả năng thích ứng cao để đo vòng bi và kích thước trục, để đảm bảo cả hai đều được chế tạo ở mức dung sai chính xác. Các nhà cung cấp trục và nhà ở có thể đã sử dụng thiết bị này trong kiểm soát chất lượng, nhưng cần kiểm tra xem các phép đo đã thu được như thế nào.

Điểm mấu chốt là các kỹ sư phải chọn phương pháp đo lường của họ một cách cẩn thận. Họ nên đặt càng nhiều càng tốt vào dung sai của trục và vỏ và độ tròn khi chúng mang dung sai và độ tròn của vòng bi . Nếu có sự cố xảy ra và có vẻ như đã xảy ra lỗi ở vòng bi, SMB luôn vui mừng khi nhà máy kiểm tra lại dung sai cho phép nhưng nó có thể tiết kiệm thời gian nếu việc kiểm tra cũng được thực hiện trên các thành phần và biến số khác trong hệ thống có thể đã góp phần vào sự thất bại.

Điều đó không có nghĩa là nó không bao giờ là lỗi của nhà sản xuất vòng bi. Như với tất cả các thị trường sản phẩm, một số vòng bi không được sản xuất theo tiêu chuẩn sản xuất cao. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là chọn thương hiệu mang một cách cẩn thận. Vòng bi EZO từ Nhật Bản là một lựa chọn tốt, vì nhà sản xuất này thực sự hiểu tất cả các khía cạnh của dung sai, từ độ lệch trung bình đến độ lệch vòng ngoài .

Nếu các kỹ sư có cách tiếp cận toàn diện hơn để mang lại hiệu suất khi thử nghiệm sản phẩm, họ nên tiết kiệm thời gian và công sức quý báu, đặc biệt là nếu các thử nghiệm không được lên kế hoạch. Việc sử dụng các phương pháp đo cải tiến có thể tiết kiệm thời gian nếu không sẽ bị lãng phí khi quay trở lại và sắp xếp lại vòng bi trong trường hợp các thành phần khác bị lỗi.