Hướng dẫn về Nguyên tắc và Ứng dụng của Vòng bi Côn

Điều gì cho phép xe tải hạng nặng chịu được tải trọng lớn và máy móc công nghiệp hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt? Câu trả lời nằm ở ổ bi côn (TRB), các thành phần quan trọng đảm bảo hoạt động trơn tru trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Bài viết này khám phá cấu trúc, nguyên tắc hoạt động, ứng dụng và tiêu chí lựa chọn của các yếu tố cơ học thiết yếu này.

Ổ bi côn là ổ lăn có các con lăn hình nón được sắp xếp giữa các rãnh vòng trong và ngoài hình nón. Thiết kế độc đáo này cho phép chúng đồng thời xử lý tải trọng hướng tâm và hướng trục đơn hướng. Được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô, thiết bị xây dựng, luyện kim và khai thác mỏ, TRB đóng vai trò là các thành phần không thể thiếu trong hệ thống truyền động cơ học.

TRB bao gồm bốn yếu tố chính:

• Vòng trong (côn): Phù hợp với trục với bề mặt ngoài hình nón đóng vai trò là rãnh lăn
• Vòng ngoài (cốc): Gắn vào vỏ với rãnh trong hình nón
• Con lăn hình nón: Các phần tử lăn hình nón cụt chuyển tải trọng
• Vòng cách: Duy trì khoảng cách và căn chỉnh con lăn thích hợp trong quá trình vận hành

Hoạt động của ổ chuyển đổi ma sát trượt thành ma sát lăn. Khi chịu tải, lực truyền qua vòng ngoài đến các con lăn, lăn giữa các rãnh lăn. Hình dạng hình nón đảm bảo chuyển động lăn thuần túy, với các đỉnh lý thuyết của tất cả các thành phần hội tụ tại một điểm chung trên trục ổ. Thiết kế này giảm thiểu ma sát trượt đồng thời tối ưu hóa phân bố tải trọng.

TRB được phân loại theo cấu hình và các thuộc tính hiệu suất của chúng:

Biến thể phổ biến nhất xử lý tải trọng hướng tâm và hướng trục đơn hướng kết hợp. Thiết kế có thể tách rời của chúng tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt và bảo trì. Thường được sử dụng theo cặp để chống lại các lực hướng trục gây ra.

Với hai cụm côn và cốc, chúng chứa tải trọng hướng tâm nặng hơn và lực hướng trục hai chiều, mang lại độ cứng cao hơn cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Được thiết kế cho các điều kiện tải trọng khắc nghiệt như nhà máy cán, chúng kết hợp bốn hàng con lăn giữa nhiều côn và cốc.

Ổ bi dung lượng cao với con lăn mở rộng (được chỉ định bằng hậu tố "J") tuân thủ các tiêu chuẩn ISO để có thể hoán đổi quốc tế.

Các góc tiếp xúc tiêu chuẩn, trung bình và dốc (được chỉ định không có mã, "C" và "D" tương ứng trong loạt số liệu) xác định tỷ lệ khả năng chịu tải hướng trục/hướng tâm. Góc dốc hơn ưu tiên khả năng chịu tải hướng trục.

• Khả năng chịu tải cao: Xử lý tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp đáng kể
• Khả năng tách rời: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt và bảo trì
• Khả năng điều chỉnh: Cho phép cài đặt khe hở/tải trước chính xác
• Khả năng chống va đập: Chịu được tải trọng va đập trong môi trường khắc nghiệt
• Độ cứng: Ứng dụng tải trước làm giảm độ lệch trục

Rất quan trọng đối với moay ơ bánh xe (xử lý lực đường hướng tâm và hướng trục), vi sai (cho phép phân biệt tốc độ trục) và hộp số (hỗ trợ bộ bánh răng).

Các thành phần thiết yếu trong cơ chế xoay của máy xúc, trục truyền động của máy xúc lật và hệ thống nâng của cần cẩu.

Hỗ trợ các giá đỡ nhà máy cán chịu lực cán lớn trong quá trình tạo hình kim loại.

Chịu được tải trọng va đập trong máy nghiền và máy nghiền vật liệu mài mòn.

Việc lựa chọn TRB thích hợp yêu cầu đánh giá:

• Độ lớn và hướng của tải trọng tác dụng
• Yêu cầu về tốc độ vận hành
• Điều kiện nhiệt độ môi trường
• Phương pháp bôi trơn (mỡ hoặc dầu)
• Không gian lắp đặt khả dụng
• Khe hở bên trong cần thiết
• Tiêu chuẩn chất lượng của nhà sản xuất

• Làm sạch kỹ lưỡng các bề mặt giao phối
• Xác minh sự phù hợp của trục/vỏ
• Áp dụng tải trước chính xác (nếu có)
• Đảm bảo căn chỉnh chính xác

• Thực hiện lịch bôi trơn thường xuyên
• Theo dõi nhiệt độ và tiếng ồn khi vận hành
• Điều chỉnh khe hở định kỳ
• Thay thế các bộ phận bị mòn kịp thời

Được sản xuất theo thông số kỹ thuật ISO 355, số kiểu TRB cho biết:

• Chỉ định cơ bản: Loại, kích thước và tính năng cấu tạo
• Mã hậu tố: Yêu cầu đặc biệt (khe hở, độ chính xác, v.v.)

Mặc dù cả hai đều xử lý tải trọng kết hợp, TRB vượt trội về khả năng chịu tải và độ cứng, trong khi ổ bi tiếp xúc góc hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng tốc độ cao. Việc lựa chọn phụ thuộc vào các yêu cầu vận hành cụ thể.