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.
Cách thức làm việc 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.
Các loại vòng bi cơ bản và đặc điểm
Có vô vàn các loại vòng bi lớn nhỏ khác nhau được thiết kế với tải trọng hướng kính, tải trọng hướng trục, hoặc kết hợp cả hai. Bởi bì nhiều ứng dụng kĩ thuật khác nhau yêu cầu những chiếc vòng bi phải có thiết kế để vận hành những dạng tải trọng đặc thù với khối lượng khác nhau. Sự khác biệt của vòng bi gắn liền với loại tải trọng và khả năng vận hành trọng lượng của từng loại.
1. 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.
2. 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.
582479656dd32.jpg)
3. 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.
4. 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.
5. 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,…
Tham khảo: Thomasnet.com
