Vòng bi nói chung là những bộ phận có thể chuyển động xoay tròn hoặc tuyến tính mà gây ít ma sát, giảm sức tải giúp cho máy móc vận hành dễ dàng, hiệu quả và năng suất. Với mỗi loại khác nhau lại có những cách phân loại vòng bi khác nhau. Cùng tìm hiểu Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại vòng bi trong bài viết dưới đây.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại vòng bi
Vòng bi là gì?
Vòng bi hay còn được gọi là ổ bi, ổ lăn, bạc đạn, là một chi tiết quan trọng của máy móc, vòng bi được thiết kế ra để giúp giảm ma sát, chịu tải.
Cấu tạo vòng bi
Về cơ bản vòng bi được cấu tạo bởi 4 bộ phận chính sau:
- Vòng trong (inner ring)
- Vòng ngoài (outer ring)
- Con lăn (Ballroller)
- Vòng cách (Cagelretainer)
Vòng cách:
- Thường làm bằng thép cứng, thép hợp kim.
- Giúp giữ cho các con lăn một khoảng cách cố định, cố định vị trí giữa các con lăn, đảm bảo sự di chuyển của con lăn và giảm số lượng con lăn.
Vòng trong và vòng ngoài:
- Kết cấu thường có rãnh, vòng trong lắp với trục, vòng ngoài lắp với ổ trục (vỏ, thân, …)
Con lăn:
- Con lăn có thể là bi hoặc con lăn, lăn trên rãnh lăn, rãnh lăn có tác dụng giảm ứng suất tiếp xúc của con lăn, hạn chế sự tiếp xúc dọc trục của con lăn.
- Vật liệu của con lăn phụ thuộc vào tải trọng tác động, nhưng thành phần điển hình chủ yếu là thép cacbon có chứa một lượng nhất định crom và mangan.
Chức năng của vòng bi
Vòng bi có chức năng đỡ trục tâm, trục truyền động và các chi tiết quay, đảm bảo chuyển động quay và đỡ tải trọng tác dụng lên các chi tiết trên.
Nguyên lý hoạt động của vòng bi
Vòng bi nói chung là những bộ phận có thể chuyển động xoay tròn hoặc tuyến tính mà gây ít ma sát, giảm sức tải giúp cho máy móc vận hành dễ dàng, hiệu quả và năng suất. Tuy vậy, những chiếc vòng bi của chúng ta có cấu trúc khá đơn giản: những viên bi(bạc đạn) được đặt bên trong(hoặc ngoài) của một bề mặt kim loại nhẵn để có thể lăn trên đó. Những viên bi hay ổ lăn bản thân cũng đã có khả năng tải trọng. Và nhiệm vụ của vòng bi là giảm thiểu sức nặng đáng kể của tải trọng đến mức tối đa để có thể phục vụ công việc.
Tuy nhiên, không phải tất cả các loại tải trọng mà vòng bi gánh chịu đều giống nhau. Có hai loại vòng bi có lực tải trọng khác nhau đó là radial load (tải trọng hướng kính) và axial hay thrust load (tải trọng hướng trục). Những chiếc vòng bi giúp cho trục hoặc khung có khả năng chuyển động tự do trong một trục quay. Tải trọng mà vòng bi chịu đựng sẽ theo hai hướng cơ bản. Tải trọng hướng kính sẽ hoạt động góc bên phải ổ trục (trục quay của vòng bi) mà ta có thể thấy trong những con ròng rọc. Tải trọng hướng trục thì hoạt động song song với ổ trục quay, ghế đẩu có xoay là một ví dụ.
Rất nhiều vòng bi thiên về đảm nhận cả hai loại tải trọng: hướng kính và hướng trục. Ví dụ, ở lốp xe ô tô, chịu một tải trọng hướng kính khi mà xe chạy trên đường thẳng: bánh xe lăn trên một trụ xoay với áp lực của khối lượng xe và người ngồi trên xe. Tuy nhiên, khi ô tô bẻ lái một góc vòng cung, đó lại là ví dụ của tải trọng hướng trục bởi bánh xe lúc này không còn chuyển động đơn thuần hướng tâm mà góc ngoặt đã buộc cho trọng lượng áp lực lên dọc theo vòng bi.
Ứng dụng của các loại vòng bi
Ứng dụng của vòng bi “bạc đạn” trong máy móc công nghiệp
Đặc điểm nổi bật khi sử dụng vòng bi công nghiệp là khả năng chịu lực, chịu tải cao, có thể chịu lực và chịu lực từ nhiều hướng khác nhau. Thường được sử dụng cho các loại máy như máy nén khí, máy gia công công nghiệp, máy hỗ trợ xây dựng kim loại. Và đặc biệt không thể thiếu trong ngành sản xuất ô tô. Bên cạnh đó, các thiết bị vận chuyển, nâng hạ luôn cần có sự góp mặt của các loại vòng bi công nghiệp.
Các ứng dụng của vòng bi “bạc đạn” trong y tế
Tưởng chừng vòng bi chỉ có thể ứng dụng trong công nghiệp nhưng lĩnh vực y tế cũng có sự đóng góp không nhỏ của loại vòng bi này. Do việc sản xuất thuốc đòi hỏi sự chuyển động liên tục, hiệu quả và nhanh chóng nên việc sử dụng ổ bi giúp cho quá trình truyền tải được ổn định và liên tục trong chuỗi hoạt động.
Trong lĩnh vực y tế, vòng bi công nghiệp thường được sử dụng trong hệ thống băng tải để sản xuất thuốc. Ngoài ra, nó cũng được tìm thấy trong các thiết bị như máy quét MRI và các thiết bị bán dẫn vì khả năng sử dụng tốt trong môi trường từ tính như chăm sóc y tế.
Ứng dụng của vòng bi trong giải trí và thể thao
Nếu bạn đã từng đến phòng tập thể dục, bạn sẽ ngạc nhiên rằng vòng bi được sử dụng cho hầu hết các thiết bị bạn sử dụng trong phòng tập thể dục. Vì vòng bi có thể làm giảm ma sát lớn giữa các bộ phận chuyển động quay. Nếu không có ổ trục, hoạt động của các loại máy này khá nặng nhọc vì lực ma sát trực tiếp hoặc gián tiếp làm giảm tài nguyên của máy.
Ứng dụng vòng bi trong cuộc sống hàng ngày
Trong cuộc sống hàng ngày, ổ bi có mặt trong các thiết bị như quạt, máy bơm nước, máy khoan,… Vì có khả năng định vị trục và quay các chi tiết, giúp các chi tiết kết dính với nhau. nên nâng cao năng suất công việc, giảm chi phí sửa chữa các thiết bị điện dân dụng trong nhà.
Phân loại vòng bi
Để phân loại vòng bi, người ta có thể sử dụng theo 5 cách phân loại, cụ thể:
Phân loại vòng bi theo hình dạng con lăn
- Bi
- Đũa trụ ngắn, đũa trụ dài
- Đũa côn
- Đũa hình trống đối xứng hoặc không đối xứng
- Đũa kim
- Đũa xoắn
Theo khả năng chịu tải trọng
- Ổ đỡ: Chỉ chịu tải trọng hướng tâm và một phần lực dọc trục (ổ bi đỡ), hoặc chỉ chịu được tải trọng hướng tâm (ổ đũa trụ ngắn).
- Ổ đỡ chặn: Chịu tốt cả tải trọng hướng tâm và lực dọc trục (ổ bi đỡ chặn, ổ đũa côn đỡ chặn)
- Ổ chặn đỡ: Chủ yếu chịu tải trọng dọc trục, đồng thời một phần tải trọng hướng tâm
- Ổ chặn: Chỉ chịu tải trọng dọc trục
Theo số dãy con lăn
- Ổ một dãy
- Ổ hai dãy
- Ổ bốn dãy
Phân loại vòng bi theo kích thước ổ
- Ổ siêu nhẹ
- Ổ đặc biệt nhẹ
- Ổ nhẹ
- Ổ nhẹ rộng
- Ổ trung
- Ổ trung rộng
- Ổ nặng
Theo khả năng tự lựa
- Có khả năng tự lựa.
- Không có khả năng tự lựa.
Các loại vòng bi phổ biến hiện nay
Hiện nay trên thị trường đang có rất nhiều những loại khác nhau đáp ứng nhu cầu sử dụng với nhiều loại máy móc và trong đó nổi bật là“ 4 loại vòng bi phổ biến nhất”.
Với mỗi loại bạc đạn sẽ có những kích thước, thiết kế và tải trọng khác nhau.Bởi vậy mà để vận hành thật tốt chúng ta cần hiểu về đặc điểm và phân loại vòng bi này.
Ổ bi (Ball bearing)
Ổ bi là loại bạc đạn thông dụng nhất vì có thể chịu được cả lực hướng hướng kính và lực dọc trục. Điểm yếu của ổ bi là sức tải. Bạc đạn ổ bi 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. Tuy nhiên, ổ bi vẫn luôn là loại vòng bi được sử dụng nhiều nhất, xuất hiện trong giày trượt, ván trượt, xe đạp, thậm chí ổ đĩa máy vi tính do thiết kế linh hoạt cũng như sự tiện lợi.
Ổ đũa (Roller bearing)
Ổ đũa được thiết kế để chịu được tải trọng hướng kính lớn ở tốc độ cao. Con lăn có dạng hình trụ, giúp phân bố tải trọng trên một diện tích lớn hơn ổ bi, cho phép ổ đũa có sức tải lớn hơn nhiều so với ổ bi. Tuy nhiên, thiết kế của ổ đũa chỉ thích hợp đối với lực hướng kính, không thể ứng dụng trong các công việc đòi hỏi sức tải dọc trục. Ngoài ra, ổ kim (một dạng của ổ đũa) rất phù hợp trong các công việc có không gian hạn chế, do có đường kính con lăn nhỏ, tiết kiệm diện tích.
Ổ bi chặn (Ball thrust bearing)
Loại ổ bi này được thiết kế chủ yếu hướng đến các ứng dụng đòi hỏi sức tải thấp và yêu cầu chịu được lực dọc trục. Có các kiểu thiết kế chặn lực dọc trục ở một hướng và hai hướng cũng như với bệ đỡ để điều chỉnh độ lệch hướng kính. Vòng bi được chế tạo rời để dễ lắp đặt. Bao gồm: Loại một chiều, loại hai chiều có bệ đỡ.
Ổ côn (Tapered roller bearing)
Ổ côn được thiết kế để chịu tải trọng hỗn hợp. Có tỷ số giữa khả năng chịu tải và kích thước tiết diện cắt lớn, cho ta kết cấu có tính kinh tế cao. Một vài kiểu thiết kế có khả năng chịu độ lệch trục và có tuổi thọ làm việc cao và độ tin cậy lớn. Bao gồm nhiều loại nhỏ như loại một dãy, loại một dãy ghép cặp đôi, loại hai dãy, loại bốn dãy.Ổ côn thường được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, và nhất là trong công nghiệp ô tô.
Các vòng bi được thiết kế đặc biệt
Ngoài những loại vòng bi tiêu chuẩn trên, các nhà sản xuất còn tạo ra các vòng bi sử dụng riêng cho một loại ngành nghề, ứng dụng đặc biệt nào đó. Hai đại diện cho loại vòng bi này là vòng bi điện từ và vòng bi cỡ lớn. Điểm mạnh của vòng bi điện từ là không có phần động, nên được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị yêu cầu tốc độ cao. vòng bi cỡ lớn thường được tìm thấy ở các máy móc, công trình lớn như động cơ tàu thủy, đu quay,…
Địa chỉ mua vòng bi CNC uy tín chất lượng
VÒNG BI MÁY CNC DUY LONG
- Sđt tư vấn : 0985112712
- Email : thietbicokhiduylong@gmail.com
- Địa chỉ: 924B, Kim Giang, Thanh Trì, Hà Nội
- Hotline: 098 511 2712
Trên đây là một số chia sẻ Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại vòng bi. Mong rằng bài viết hữu ích cho bạn.
Xem thêm >>
