Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2024-09-24 Nguồn gốc: Địa điểm
Trong khu vực phức tạp của máy móc và vòng bi, hiểu được khả năng tải của vòng bi là điều cần thiết cho hoạt động hiệu quả và độ bền lâu dài của máy móc. Tải trọng ổ trục không chính xác có thể dẫn đến những thất bại thảm khốc, nguy cơ an toàn, thời gian chết tốn kém, v.v ... Quá ít tải mang có thể dẫn đến thất bại sớm, thời gian chết, sửa chữa và rủi ro an toàn, trong khi quá nhiều tải trọng có thể dẫn đến quá nóng, hao mòn và tăng sử dụng năng lượng.
Do đó, khi mọi người chọn vòng bi, rất cần phải xem xét tác động của kích thước tải trọng đối với tuổi thọ và hiệu suất theo các điều kiện làm việc cụ thể của thiết bị cơ học và đảm bảo rằng ổ trục có thể chịu được tải trọng xuyên tâm & trục tương ứng.
Sau đó, Công ty ổ trục LNB sẽ đi sâu vào và giới thiệu kiến thức cơ bản về tải trọng mang một cách chi tiết để giúp khách hàng chọn vòng bi phù hợp tốt hơn.
Tải trọng ổ trục là lực hoặc áp lực tác dụng lên ổ trục. Cụ thể, đó là lực mà thông qua một số hoặc tất cả các phần tử lăn truyền từ vòng mang này sang vòng ổ trục khác nói chung, tải trọng trước tiên sẽ hành động trên trục, sau đó được truyền đến vòng trong vòng bi và cuối cùng đến vòng ngoài.
Vòng bi có thể chịu được các tải trọng khác nhau, bao gồm tải trọng xuyên tâm, tải trọng trục, tải tổng hợp, tải trọng ly tâm, v.v ... Hai loại phổ biến nhất là tải trọng xuyên tâm và tải trọng trục, cũng là trọng tâm của bài viết này.
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến cường độ và hướng của tải, chẳng hạn như tốc độ của thiết bị, trọng lượng của thiết bị, gia tốc và giảm tốc của thiết bị, sốc và rung của thiết bị, v.v. Ngoài ra, nhiệt độ và bôi trơn, liên kết, lắp đặt hoặc bảo trì không phù hợp cũng có thể ảnh hưởng đến trạng thái tải.
Tải trọng xuyên tâm là một tải trọng vuông góc với trục ổ trục, nó hoạt động trên vòng ngoài của ổ trục. Vòng bi tải xuyên tâm được thiết kế để xử lý các lực bên ngoài hoạt động trên thiết bị trong khi nó quay. Các lực này có thể đến từ trọng lượng của chính thiết bị hoặc áp lực bên ngoài đẩy vào từ hai bên.
Tải trọng trục, còn được gọi là tải trọng lực, là một tải hoạt động dọc theo trục ổ trục. Vòng bi tải trục chủ yếu được sử dụng để mang lực đẩy do lực trục.
Tải trọng hợp chất là sự kết hợp của tải trọng tâm và tải trục. Trong điều kiện làm việc thực tế, nhiều vòng bi cần phải chịu tải theo nhiều hướng.
Tải động có nghĩa là một tải trọng thay đổi theo tần số xoay hoặc rung. Nói chung, tải trọng của ổ trục luôn được thay đổi theo thời gian trong quá trình di chuyển.
Tải trọng tĩnh chủ yếu đến từ trọng lượng của chính thiết bị hoặc áp suất tĩnh. Tải trọng tĩnh là tải trọng của ổ trục khi nó đứng yên và không chuyển động.
Tải trọng tác động đề cập đến một tải trọng lớn đột ngột được áp dụng trong một khoảng thời gian ngắn. Vòng bi tải tác động thường có yêu cầu cao đối với vật liệu mang và cấu trúc để đối phó với các lực tác động thay đổi nhanh chóng.
Tải trọng ly tâm đề cập đến lực đẩy bên ngoài được tạo ra bởi xoay. Khi vòng bên trong quay các phần tử lăn, chúng di chuyển tiếp tuyến trên một đường thẳng, nhưng vòng ngoài phải buộc chúng phải đi theo vòng cung của ổ trục. Tương tác này tạo ra tải trọng xuyên tâm ly tâm. Tốc độ tối đa của ứng dụng đôi khi bị giới hạn bởi tải trọng ly tâm mạnh mà nó tạo ra.
Thông thường, mọi người có thể tính toán khả năng tải trọng thông qua các phương pháp bao gồm danh mục nhà sản xuất ổ trục, máy tính trực tuyến, phân tích phần tử hữu hạn (FEA), v.v. Đối với quá trình lựa chọn ổ trục, tính toán tải trọng là một phần quan trọng. Tính toán tải chính xác có thể đảm bảo rằng ổ trục có đủ tuổi thọ và độ tin cậy được sử dụng.
Tải trọng xuyên tâm là một trong những loại tải trọng ổ trục phổ biến. Nói chung, nó là một lực trực giao với trục quay của vòng bi, thường hoạt động ở trung tâm của cả hai vòng bên trong và bên ngoài của ổ trục. Dưới tải trọng tâm, vòng trong và vòng ngoài của một vòng bi di chuyển so với nhau, dẫn đến ma sát lăn hoặc ma sát trượt bên trong vòng bi.
Trong quá trình mang tải trọng xuyên tâm, các phần tử lăn sẽ mang lực từ bên cạnh. Trong trường hợp đó, nó có thể dẫn đến việc uốn cong, biến dạng hoặc thay thế. Khi tải trọng xuyên tâm tăng lên, thì căng thẳng cũng vậy. Nếu lực quá lớn, nó sẽ tăng tốc độ mòn và mệt mỏi của vòng bi, làm tăng các lỗi có thể xảy ra hoặc thiệt hại cho vòng bi.
Do đó, trong việc thiết kế và làm việc với vòng bi, phải chú ý rất nhiều đến mức độ lớn và phân phối của tải trọng tâm. Lựa chọn chính xác loại ổ trục cho phù hợp với bất kỳ tải nào đã cho có thể giúp đảm bảo máy móc và thiết bị chạy một cách đáng tin cậy và trơn tru.
Tải trọng xuyên tâm thường được sử dụng trong thiết kế và vận hành của các bộ phận quay, có một ứng dụng quan trọng trong nhiều thiết bị cơ học.
Ví dụ, bánh xe ô tô, trục máy, động cơ và máy phát điện, hộp số, hệ thống băng tải, hệ thống treo xe, v.v ... Kiểm soát tải trọng xuyên tâm trong các hệ thống này đóng vai trò chính trong việc cải thiện hiệu suất thiết bị và kéo dài tuổi thọ dịch vụ.
Chúng cho phép các bộ phận xoay hoặc di chuyển để hoạt động trơn tru và với điều khiển. Để đảm bảo vòng bi cuối cùng và thực hiện đáng tin cậy, điều quan trọng là phải tính toán các tải mà chúng sẽ xử lý chính xác. Nhận quyền này giúp ngăn ngừa hao mòn hoặc thất bại sớm, giữ cho máy móc hoạt động hiệu quả.
Sau đây là các công thức cơ bản để tính toán tải xuyên tâm trên vòng bi:
F_r = p_r + f_a
Ghi chú:
F_R là tải trọng tâm (N hoặc LBF)
P_R là tải trọng tâm thuần túy (N hoặc LBF)
F_A là tải trọng trục (N hoặc LBF)
Lưu ý rằng trong một số trường hợp, các yếu tố khác có thể cần được xem xét khi tính toán tải trọng tâm, chẳng hạn như tải động, tải tĩnh và tải mô men.
Vòng bi liên lạc góc cạnh
Vòng bi tự liên kết
Vòng bi lăn hình trụ
Vòng bi lăn kim
Vòng bi lăn hình cầu
Vòng bi mặt mỏng
Tải trọng trục, còn được gọi là tải trọng lực hoặc tải song song, là một lực tác dụng song song với trục. Nó hành động trên vòng bên trong và bên ngoài của ổ trục. Tải trọng trục thường là kết quả của lực đẩy hoặc lực căng. Lực này có thể là đơn hướng hoặc hai chiều. Nói một cách đơn giản, tải trọng trục là một lực được áp dụng dọc theo trung tâm hoặc trục của một cái gì đó.
Tải trọng dọc trục được truyền bằng phương tiện của mương và các yếu tố lăn của ổ trục. Phân phối tải trục phải được cân bằng cho hiệu suất tối đa và tuổi thọ dịch vụ từ ổ trục. Lý tưởng nhất, việc chuyển lực từ tải trọng trục được phân phối đồng đều giữa tất cả các yếu tố lăn, do đó tạo ra sự phân phối tải cân bằng do đó giảm thiểu độ mòn và tối đa hóa hiệu quả chịu lực.
Tuy nhiên, đối với tải trọng trục bù, các yếu tố bao gồm sai lệch hoặc tải không đồng đều, làm tăng sự cân bằng và làm tăng ứng suất có thể gây ra biến dạng, oằn hoặc thất bại sớm của cấu trúc ổ trục.
Tải trọng trục cũng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như trục ô tô, động cơ phản lực, động cơ máy bay, trục chính máy công cụ, tuabin gió, động cơ máy bay, máy bơm, máy nén, hệ thống truyền động vít, v.v.
Để tính toán công suất tải trục, kích thước ổ trục, vật liệu và hình học, cũng như hướng tải và cường độ, cần được xem xét, và các nhà sản xuất cần đánh giá vòng bi theo các công thức và thử nghiệm được tiêu chuẩn hóa.
Tải trọng trục (F_A) có thể được tính bằng công thức sau:
F_a = p_a + f_r
Ghi chú:
F_A là tải trọng trục (N hoặc LBF)
P_A là tải trọng trục tinh khiết (N hoặc LBF)
F_R là tải trọng tâm (N hoặc LBF)
Tương tự, như với tải trọng xuyên tâm, các yếu tố khác có thể cần được xem xét khi tính toán tải trọng trục.
Cần chỉ ra rằng các công thức này được đơn giản hóa để chúng có thể cung cấp các ước tính sơ bộ cho một số tình huống, trong khi các tình huống phức tạp hơn nói chung. Trong các ứng dụng thực, việc tính toán tải ổ trục thường rất phức tạp, đặc biệt là khi xem xét sai lệch, vòng bi tiếp xúc góc hoặc tải biến đổi.
Do đó, các kỹ sư và nhà thiết kế thường quay trở lại với các phần mềm hoặc công cụ cụ thể xem xét một loạt các yếu tố bao gồm phân phối tải, hình học mang, bôi trơn và tuổi thọ mỏi để tính toán chính xác tải trọng ổ trục và chọn ổ trục phù hợp cho ứng dụng của họ.
Ngoài ra, các nhà sản xuất mang thường cung cấp dữ liệu xếp hạng tải và hướng dẫn khuyến nghị để giúp khách hàng chọn đúng ổ trục cho một ứng dụng cụ thể.
Vòng bi lăn đẩy
Vòng bi tiếp xúc góc (với điều kiện là thành phần trục lớn)
Cuối cùng, hãy xem xét sự khác biệt chính giữa tải trọng tâm và tải trục. Bảng dưới đây có thể cho chúng ta một so sánh trực quan hơn về tải trọng xuyên tâm và trục.
| Mục | Tải trọng tâm | Tải trọng trục |
Hướng dẫn |
Vuông góc với trục |
Song song với trục |
Lực lượng |
Chủ yếu là lực hướng tâm |
Chủ yếu là lực trục |
Phân phối tải |
Phân phối lực qua chu vi của ổ trục |
Phân phối lực dọc theo trục của ổ trục |
Các ứng dụng điển hình |
Bánh xe ô tô, máy móc quay, băng tải, động cơ điện, hộp số, v.v. |
Truyền, máy bay trực thăng, tuabin gió, bánh răng xoắn ốc, v.v. |
Ví dụ mang |
Vòng bi bóng sâu, vòng bi con lăn kim, vòng bi lăn hình trụ, v.v. |
Vòng bi lực đẩy, vòng bi con lăn đẩy, vòng bi tiếp xúc góc, vv |
Nguyên tắc làm việc |
Chịu được các lực lượng dọc và lực ma sát hành động từ bên ngoài |
Chịu được lực đùn theo hướng song song với trục |
Điều đáng chú ý là nhiều hệ thống cơ học hoạt động với tải trọng xuyên tâm và trục đồng thời trong thực hành kỹ thuật. Ngoài ra còn có vòng bi phù hợp cho những tình huống đó. Ví dụ, vòng bi tiếp xúc góc có thể mang cả tải trọng tâm và trục và phù hợp với môi trường xoay tốc độ cao. Vòng bi lăn thon cũng có thể mang cả hai tải đồng thời và tìm ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền tải ô tô, trục chính máy công cụ, v.v.
Tải trọng xuyên tâm và trục đề cập đến các khái niệm quan trọng được sử dụng để hiểu các hiệu ứng cơ học trong hệ thống. Hai đại diện, tương ứng, lực dọc và lực dọc theo trục hoạt động trên vòng bi và các bộ phận cơ học khác. Trong việc thiết kế hoặc chọn vòng bi hoặc bất kỳ bộ phận xoay nào khác, người ta phải chọn theo loại điều kiện tải thích hợp nếu hệ thống đảm bảo các hoạt động ổn định dài hạn.
Tại LNB Bear, chúng tôi có thể giúp khách hàng của chúng tôi với các loại vòng bi khác nhau cho các nhu cầu tải khác nhau. Kiến thức chuyên môn của chúng tôi và cam kết vòng bi chất lượng cao đảm bảo hiệu suất tối ưu và tuổi thọ máy mở rộng.
