Tải trọng động và tĩnh của vòng bi

Khả năng tải trọng động

Áp lực của tải trọng lên vòng bi lên bi lăn và đường ray gây ra sự hao mòn rất lớn. Sự hao mòn này, hoặc sự mệt mỏi, gây nên gỉ và kết vảy lên bề mặt vùng chịu tải trọng, thứ sẽ khiến năng suất ngày kém đi bao gồm các hiện tượng rung lắc và chuyển động kém mượt mà. Khả năng tải trọng di động, là loại tải trọng bền bỉ với mọi kích thước đối với bề mặt tải trọng của vòng bi, 90% một mẫu vòng bi sẽ hoạt động với chu kì được định sẵn mà không có sự mệt mỏi.

Khả năng tải trọng di động có thể dựa trên một chu kì tuổi thọ khoảng 50km hoặc 100km, và việc chú ý đến khoảng cách sử dụng tối đa của vòng bi là rất quan trọng.

Khả năng tải trọng tĩnh

Khả năng tải trọng tĩnh, C0, được định nghĩa là loại tải trọng hoặc chuyển động ở đó sự biến dạng xảy ra sớm lên bi lăn và đường ray tương đương 0.0001 lần đường kính bi lăn. Sự biến dạng này có thể gây ra bởi tải trọng quá lớn hoặc bởi sự va chạm. Sự biến dạng của bề mặt vòng bi ảnh hưởng đến sự mượt mà trong vận hành và có thể giảm tuổi thọ vòng bi.

Một mức độ an toàn cho việc tính toán mức tải trọng tĩnh hợp lý được khuyến nghị, phụ thuộc vào loại ứng dụng, hoặc mức độ dao động, va chạm:

Trong đó:

– S0 là mức độ an toàn của tải trọng tĩnh

– C0 là khả năng tải trọng tĩnh

– F0max là tải trọng tối đa

Tải trọng tương đương 

Rất hiếm có một ứng dụng nào sinh ra một loại tải trọng chỉ về một hướng cho toàn bộ quãng đường vận hành. Khi mà các loại tải trọng khác nhau chạm trán, hoặc nhiều tải trọng cùng lúc, tính toán tuổi thọ của vong bi được dựa trên một loại tải trọng là tải trọng tương đương. Tải trọng tương đương là một loại giá trị đơn, tạo ra một tuổi thọ mong đợi tương đương với tuổi thọ thực từ tất cả các điều kiện của ứng dụng kết hợp lại. Đơn giản mà nói, tất cả nhiều tải trọng, trực tiếp, và thời gian đều quy đổi về một tải trọng vuông góc với vòng bi.

Tải trọng tĩnh tương đương xem xét đến tất cả tải trọng tĩnh từ mọi hướng, cũng như là các chuyển động tĩnh. Kể từ khi tải trọng di động được áp dụng, tải trọng di động tương đương xét đến không chỉ nhiều tải trọng khác nhau, mà còn là thời gian và khoảng cách của từng loại.

Một vài loại vòng bi duy trì các tỉ lệ tải trọng giống nhau, mặc cho chiều hướng của tải trọng ra sao (từ dưới lên, từ trên xuống hay xung quanh), trong khi một vài có các tỉ lệ tải trọng theo chiều từ trên xuống dưới hơn là từ dưới lên trên.

Trong khi tuổi thọ thực tế của sự tuần hoàn của bi lăn thì phụ thuộc vào nhiều nhân tố, dưới hai loại khả năng tải trọng, cách chúng được xác định, và làm thế nào để áp dụng chúng chính xác rất là quan trọng cho từng kích cỡ, để lựa chọn một chiếc vòng bi đạt được tuổi thọ cao là câu hỏi đáng mong đợi.

Khả năng tải trọng hướng trục của vòng bi trụ

Vòng bi trụ chỉ được dùng để chịu tải trọng hướng tâm. Vòng bi có gờ hoặc mép mỏng cả vành trong và vành ngoài (chẳng hạn như vòng bi NJ, NF, NUP), tuy nhiên, chúng có khả năng chịu một vài lượng tải trọng hướng trục. Khi bất kì tải trọng hướng trục trên vòng bi trụ được hỗ trợ tác động “ nghiêng” giữa phần cuối bi đũa và gỡ, tải trọng hướng trục cho phép dựa trên giá trị giới hạn của nhiệt lượng , sự kẹt máy và sự mài mòn do tiếp xúc nghiêng tạo ta.
Tải trọng hướng trục cho phép (không tính đến tuổi thọ vòng bi khi vòng bi hướng tâm) của vòng vi trụ được tính theo công thức sau:
Fa = (p )* y/n …..Tải trọng hướng trục cho phép (N)
p : Thừa số ứng dụng (bảng 1)
y : Thừa số loại vòng bi (bảng 2)
n: Tốc dộ vòng quay (rpm).
Tuy nhiên, có giới hạn khác nhau được trình bày theo công thức sau vì Fa vượt quá giới hạn gây nên chuyển động bi đũa không bình thường.

TẢI TRỌNG TỐI THIỂU CỦA VÒNG BI BAO NHIÊU LÀ ĐƯỢC?

Nhìn theo cách tổng quan thì vòng bi vón được sử dụng để giảm lực ma sát đối với máy móc, giúp loại bỏ ma sát trượt khỏi hệ thống nhờ những còn lăn được thiết kế bên trong vòng bi.

Dù vòng bi ổ lăn có phát huy tác dụng giảm lượng ma sát trong hệ thống nhiều như thế nào thì máy móc cũng cần lượng ma sát nhất định để có thể hoạt động tốt hơn.

Ma sát bên trong này được tạo ra bằng việc đưa tải trọng lên vòng bi. Đây là tải trọng được sinh ra bởi tải trọng hướng đặt trục hoặc tải trọng đặt trước. Nhiều chuyên gia đã giải thích rằng, cần tạo ra một khoảng trống nhất định giữa đường ray với các yếu tố lăn tròn để tăng nhiệt giúp giãn nở tốt và chống kẹt vòng bi.

Khoảng hở này tạo ra khu vực không tải và khu vực tải bên trong vòng bi. Khi trục bắt đầu quay, thì các con lăn sẽ hoạt động qua lại phía ngoài vành đai khu vực tải. Lúc này, chúng cần một sự thay đổi cần thiết trong tốc độ con lăn.

Nếu không có tải trọng tối thiểu xảy ra vào thời điểm này, thì vòng bi sẽ trở nên nhanh hư và không vận hành theo đúng mong muốn. Lúc này, tải trọng tối thiểu là bắt buộc để tạo ra lực kéo ở đường ray, giúp truyền đến các yếu tố con lăn giúp cho vòng bi có hoạt động chuẩn xác.

Tham khảo: designworldonline.com