Hướng dẫn cơ bản để lựa chọn vỏ vòng bi

Vòng bi hiện đại là các bộ phận được thiết kế cao, là kết quả cuối cùng của nghiên cứu sâu rộng về vật liệu và hình học vòng bi, nhưng hiệu suất cuối cùng của chúng phụ thuộc rất nhiều vào cách chúng được hỗ trợ trong nhiệm vụ – nói cách khác, cách chúng được đặt. Trong bài viết này, David Oliver, Giám đốc phát triển kênh và nền tảng cho vòng bi tại SKF mô tả các loại vỏ vòng bi khác nhau và các ứng dụng của chúng, cũng như các tiêu chí thiết kế quan trọng như lựa chọn con dấu và bôi trơn.

Vỏ vòng bi là các cụm lắp ráp được thiết kế để giúp dễ dàng lắp đặt vòng bi và trục, đồng thời bảo vệ vòng bi, kéo dài tuổi thọ hoạt động và đơn giản hóa việc bảo trì.

Vỏ có sẵn trong nhiều kích cỡ, và thường rơi vào năm loại tiêu chuẩn: vỏ khối tách rời (hoặc gối), vỏ khối plummer không phân chia, vỏ mặt bích, vỏ bọc và vỏ hai đầu . Những sản phẩm này có thể được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu nhiệm vụ cụ thể như tải trọng, tốc độ và điều kiện môi trường vận hành.

Thiết kế  vỏ không tiêu chuẩn cũng có thể được cung cấp cho các yêu cầu cụ thể của khách hàng: ví dụ: trong đó chiều cao trung tâm trục đặc biệt, bố trí niêm phong bất thường hoặc vật liệu xây dựng không chuẩn có thể được chỉ định.

Nếu dễ lắp đặt và bảo trì là những cân nhắc chính, thì vỏ khối tách rời là một lựa chọn tuyệt vời vì chúng không chỉ chứa các trục được lắp ráp sẵn, mà còn đơn giản hóa việc kiểm tra vòng bi và bảo trì vì trục không cần phải tháo rời. Các đơn vị này được thiết kế để tự điều chỉnh vòng bi , vòng bi tang trống và vòng bi xuyến CARB . Vỏ khối plummer không phân chia được ưa thích khi có tải nặng tác động theo hướng khác với hướng lên bề mặt hỗ trợ. Chúng cũng được sử dụng khi vỏ phải được gắn từ đầu trục.

Vỏ mặt bích cung cấp một giải pháp cho các ứng dụng không có khung song song với trục. Chúng có sẵn ở các định dạng hình bầu dục, hình tròn và hình vuông phù hợp với các loại ổ trục tương tự như các loại vỏ của khối plummer. Trong khi đó, vỏ bọc , thường được sử dụng để duy trì độ căng trong các ứng dụng băng chuyền và được gắn vào khung dẫn hướng.

Vỏ hai vòng bi có các vòng bi chịu lực nội tại, cho phép các vòng bi, bạc đạn cứng, như vòng bi cầu, vòng bi tiếp xúc góc và vòng bi trụ được cung cấp. Vỏ hai vòng bi thường được sử dụng trong các ứng dụng có tải trọng nhô ra.

Gang xám, gang graphit hình cầu và thép đúc là những vật liệu xây dựng phổ biến nhất cho vỏ vòng bi. Gang xám được sử dụng phổ biến nhất và đủ cho phần lớn các ứng dụng, mang đến sự kết hợp giữa cường độ cao, giảm xóc tốt và dẫn nhiệt tốt. Gang graphit hình cầu dễ uốn hơn và do đó cung cấp độ bền và độ bền cao hơn, có khả năng xử lý các vật nặng gần gấp đôi so với gang xám. Khi có mối đe dọa ăn mòn, vỏ ổ trục có thể được cung cấp bằng vật liệu composite, bằng thép không gỉ hoặc gang tráng và thép đúc.

Lựa chọn phớt chặn phù hợp sẽ phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động. Những phớt này có sẵn trong một loạt các thiết kế, phổ biến nhất là phớt chặn trục xuyên tâm. Tuy nhiên, đối với môi trường cực kỳ ô nhiễm hoặc ẩm ướt, có thể cần phải sử dụng một phớt được thiết kế bao gồm mê cung ba hoặc thậm chí bốn giai đoạn kết hợp với vòng chữ V bên trong để có thêm hiệu quả bịt kín và tẩy mỡ hiệu quả.

Vỏ vòng bi thường được cung cấp dưới dạng thiết bị độc lập, yêu cầu khách hàng chỉ định riêng tất cả các thành phần bổ sung. Vì đây có thể là một nhiệm vụ tốn thời gian, các nhà sản xuất cung cấp các bộ hoặc vòng bi lắp ráp hoàn chỉnh gối đỡ SKF, bao gồm vỏ, vòng bi, vòng đệm, cảm biến và vòng định vị cần thiết để tạo ra một hệ thống ổ trục làm việc.

Ví dụ, các bộ dụng cụ do SKF cung cấp có chứa các bộ phận phù hợp trước để đáp ứng nhu cầu cụ thể của khách hàng, đảm bảo dễ dàng lắp đặt, độ tin cậy và tuổi thọ dài. Được cung cấp theo cách này, bộ dụng cụ nhà ở cũng giúp khách hàng giảm bớt rất nhiều nỗ lực thiết kế.

Sau khi cài đặt ổ trục được vận hành và chạy, việc xem xét quan trọng nhất là bôi trơn. Mỡ là chất bôi trơn được sử dụng rộng rãi nhất cho vòng bi lăn và phải phù hợp với nhu cầu cụ thể của ứng dụng và điều kiện vận hành; ví dụ nhiệt độ cao, tốc độ cao hoặc sản xuất thực phẩm.

Nó cũng quan trọng để xem xét phương pháp phân phối dầu nhờn. Trong trường hợp các điểm bôi trơn khó hoặc nguy hiểm khi truy cập, ví dụ, hệ thống bôi trơn tự động ( ví dụ SKF HỆ THỐNG 24 ) cung cấp một giải pháp an toàn và đáng tin cậy. Đây là các hộp mực mỡ điều khiển bằng thời gian, khí hoặc điện cơ được lắp vào điểm bôi trơn vỏ ổ trục, phân phối dầu bôi trơn với số lượng chính xác trong các khoảng thời gian đã chọn.

Một nhiệm vụ quan trọng hơn nữa là giám sát hiệu suất của ổ trục trong nhiệm vụ. Điều này có thể đạt được thông qua kiểm tra trực quan thường xuyên hoặc thông qua một hệ thống giám sát tình trạng, điều này đặc biệt phù hợp với các cài đặt quan trọng. Thông số được theo dõi phổ biến nhất là độ rung, với điều kiện ổ trục được xác định bằng cách phân tích các biến thể trong chữ ký rung của nó. Nhiệt độ vòng bi là một thông số đo quan trọng khác, như là kiểm tra định kỳ tình trạng dầu bôi trơn bằng cách sử dụng bộ kiểm tra được thiết kế có mục đích.

Nghiên cứu điển hình
Một ví dụ đặc biệt minh họa về thiết kế và xây dựng nhà ở tốt có thể được tìm thấy tại khu mỏ khai thác Torr Works của Aggregate Industries gần Shepton Mallet ở Somerset. Tập đoàn công nghiệp sử dụng máy nghiền đá Pennsylvania tại địa điểm này để phá vỡ khoảng sáu triệu tấn đá vôi mỗi năm. Mỗi máy nghiền kết hợp một loạt các búa được gắn dọc theo trục rôto trung tâm để giảm đá vôi xuống kích thước yêu cầu – một quá trình đặc biệt đòi hỏi về ổ trục, phớt và cơ cấu truyền động do lượng bụi phát sinh.

Các vỏ ổ trục trước đây không thể đối phó, với bụi xâm nhập vào vòng đệm và làm nhiễm bẩn chất bôi trơn ổ trục. Vấn đề đã trở nên trầm trọng hơn bởi chất lượng kém của các vật đúc vỏ ổ trục hiện có, đã được chứng minh là xốp, cho phép dầu rò rỉ từ chúng. Giải pháp duy nhất là tân trang lại hoàn toàn vỏ ổ trục và các bộ phận liên quan của chúng.

Làm việc với nhà phân phối và các kỹ sư chuyên ngành, SKF đặt ra nhiệm vụ cung cấp giải pháp thiết kế tùy chỉnh cho phép vỏ ổ trục thay thế và lắp ráp trục được sản xuất ngoài công trường để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động tại mỏ đá.

SKF cung cấp vỏ mới, mỗi vỏ nặng 500kg và được kiểm tra đầy đủ về độ xốp, cùng với vòng bi SKF thay thế và tay áo bộ chuyển đổi có kích thước tùy chỉnh; những điều này là cần thiết bởi vì việc gia công cần thiết để tân trang trục cánh quạt đã làm giảm đường kính hiệu quả của nó. Ngoài ra, SKF đã thiết kế một cách sắp xếp mới các con dấu mê cung và vòng chữ V để tăng cường bảo vệ chống lại sự xâm nhập của bụi.