Vòng bi tiếp xúc góc: Nguyên tắc kết cấu, đặc điểm chịu lực và tiêu chí lựa chọn chính

Vòng bi tiếp xúc góc: Nguyên tắc kết cấu, đặc điểm chịu lực và tiêu chí lựa chọn chính

Là thành phần cốt lõi trong hệ thống truyền động cơ học, vòng bi tiếp xúc góc vượt trội trong việc cân bằng tốc độ quay và hiệu suất chịu tải nhờ thiết kế cấu trúc độc đáo và được sử dụng rộng rãi trong các tình huống như trục quay máy công cụ, động cơ và dụng cụ chính xác. Cốt lõi của cấu trúc của chúng nằm ở thiết kế phối hợp của vòng trong, vòng ngoài, bi thép và lồng: mương của vòng ngoài nghiêng một góc cụ thể và các điểm tiếp xúc giữa các bi thép và mương của vòng trong và vòng ngoài tạo thành một "góc tiếp xúc". Góc này (thường là 15°, 20°, 25°) xác định trực tiếp đặc tính chịu lực của ổ trục và các tình huống áp dụng. Lồng có nhiệm vụ hướng dẫn phân phối đồng đều các quả bóng thép, giảm ma sát và mài mòn, đồng thời đảm bảo sự ổn định khi vận hành.

Về đặc tính chịu lực, ưu điểm cốt lõi của vòng bi tiếp xúc góc là khả năng chịu đồng thời cả tải trọng hướng tâm và tải trọng trục. Khi ổ trục chịu tác dụng của lực hướng tâm, góc tiếp xúc sẽ tạo ra lực thành phần dọc trục, lực này phải được bù bằng cách lắp đặt theo cặp (chẳng hạn như kết hợp quay lưng hoặc mặt đối mặt) để tránh ứng suất tăng thêm bên trong ổ trục. Góc tiếp xúc lớn hơn mang lại khả năng chịu tải dọc trục mạnh hơn; ví dụ, vòng bi có góc tiếp xúc 25° phù hợp hơn với điều kiện làm việc trong đó tải trọng dọc trục chiếm tỷ lệ cao, trong khi vòng bi có góc tiếp xúc 15° có lợi thế lớn hơn trong các tình huống tải trọng nhẹ, tốc độ cao vì chúng có thể giảm nhiệt độ vận hành tăng lên một cách hiệu quả và kéo dài tuổi thọ sử dụng.

Ba yếu tố chính cần được tập trung vào trong quá trình lựa chọn: thứ nhất, lớp chính xác. Trong phạm vi từ P0 đến P4, độ chính xác cao hơn sẽ phù hợp hơn với các tình huống đòi hỏi độ ổn định vận hành cao, chẳng hạn như trục chính của máy công cụ, vì nó có thể giảm độ rung và tiếng ồn. Thứ hai, việc lựa chọn góc tiếp xúc. Dựa trên tỷ lệ giữa tải trọng dọc trục và tải trọng hướng tâm, góc tiếp xúc nhỏ hơn được chọn cho tải trọng trục nhẹ và góc tiếp xúc lớn hơn được chọn cho tải trọng trục nặng. Thứ ba, phương pháp cài đặt. Việc lắp đặt quay lưng (với các cạnh rộng của các vòng ngoài hướng vào nhau) phù hợp để chịu được mô men lật, trong khi lắp đặt trực diện (với các cạnh hẹp của các vòng ngoài hướng vào nhau) phù hợp để tăng cường độ cứng của hệ thống và việc lựa chọn phải được xác định dựa trên điều kiện làm việc thực tế. Việc nắm vững các điểm cốt lõi này một cách hợp lý giúp vòng bi tiếp xúc góc phát huy hết hiệu suất và đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định.