Vận tốc
Nhiệt độ làm việc cho phép hạn chế vận tốc mà ở đó con lăn của các Vòng bi vẫn có thể hoạt động được. Loại Vòng bi với ma sát thấp và nhiệt sinh ra trong Vòng bi thấp là loại Vòng bi thích hợp nhất hoạt động ở vận tốc cao. Ố bị đỡ và ổ bị đỡ tự lựa có thể đạt được vận tốc cao nhất (→ hình 18) khi tải trọng tác động là tải hướng kính và với Vòng bi đỡ chặn (−> hình 19) đối với tải trọng kết hợp. Điều này đặc biệt đúng đối với Vòng bi đỡ chặn và Vòng bi đỡ chính xác cao có các con lăn bằng gốm. Do thiết kế của chúng, Vòng bi chặn không thể hoạt động được ở vận tốc cao như các Vòng bi đỡ hướng kính.
Vận tốc và rung động
Vòng bi chỉ có thể hoạt động được trong một vận tốc giới hạn nào đó. Thông thường, giới hạn này được xác định dựa vào nhiệt độ làm việc của chất bôi trơn được sử dụng hoặc vật liệu của các bộ phận của Vòng bi. Ở vận tốc mà nhiệt độ làm việc giới hạn đạt được phụ thuộc vào lượng nhiệt sinh ra do ma sát trong Vòng bi (bao gồm nguồn nhiệt tác động từ bên ngoài) và lượng nhiệt có thể truyền ra khỏi Vòng bi. Tất cả những yếu tố như : Loại Vòng bi, kích cỡ, thiết kế bên trong, tải trọng, bôi trơn và điều kiện giải nhiệt cũng như thiết kế của vòng cách, độ chính xác và khe hở bên trong đều có vai trò quyết định giới hạn vận tốc làm việc của Vòng bi. Trong bảng thông số kỹ thuật thường có liệt kê hai loại vận tốc: vận tốc tham khảo (nhiệt) và vận tốc giới hạn (động học), những giá trị này tùy thuộc vào tiêu chuẩn được sử dụng để xem xét
Vận tốc tham khảo
Vận tốc tham khảo (nhiệt) được liệt kê trong bảng thông số kỹ thuật thể hiện một giá trị tham khảo được sử dụng để xác định vận tốc làm việc cho phép của Vòng bi khi hoạt động với một tải trọng nào đó và với một độ nhớt nào đó của chất bôi trơn. Giá trị của vận tốc tham khảo được nêu tuân theo tiêu chuẩn ISO 15312:2003 (ngoại trừ Vòng bi chặn). Tiêu chuẩn ISO này được thiết lập cho trường hợp bôi trơn bằng dầu nhưng cũng có giá trị đối với bôi trơn bằng mỡ. Vận tốc tham khảo của một Vòng bi là vận tốc mà với một điều kiện làm việc cụ thể nào đó sẽ tạo ra sự cân bằng nhiệt giữa lượng nhiệt sinh ra trong Vòng bi và lượng nhiệt tỏa ra ngoài thông qua trục, ổ đỡ và chất bôi trơn. Điều kiện tham khảo theo tiêu chuẩn ISO 15312 để đạt được sự cân bằng nhiệt là:
- Nhiệt độ làm việc tăng lên 50°C từ nhiệt độ môi trường là 20°C, tức là nhiệt độ của Vòng bi là 70°C đo trên vòng ngoài đứng yên của Vòng bi hoặc vòng chặn trên thân Vòng bi
- Đối với Vòng bi hướng kính: thì tải trọng là tải hướng kính cố định, có giá trị bằng 5% tải trọng tĩnh cơ bản danh định Co
- Đối với Vòng bi chặn: thì tải trọng là tải dọc trục cố định, có giá trị bằng 2% tải trọng tĩnh cơ bản danh định Co
- Vòng bi không có nắp che, khe hở trong tiêu chuẩn
Đối với Vòng bi bôi trơn bằng dầu:
- Chất bôi trơn: dầu khoáng, không có phụ gia EP, có độ nhớt động học ở 70°C là: v = 12 mm2/s (ISO VG 32) đối với Vòng bi hướng kính, v = 24 mm/s (ISO VG 68) đối với ổ con lăn chặn
- Phương pháp bôi trơn: ngâm dầu với mức dầu đạt đến phân nửa con lăn ở vị trí thấp nhất
Đối với Vòng bi bôi trơn bằng mỡ:
- Chất bôi trơn: mỡ có chất làm rắn lithium thông thường với dầu gốc là dầu khoáng có độ nhớt từ 100 đến 200 mm2/s ở 40°C (như ISO VG 150)
- Lượng mỡ bôi trơn: khoảng 30% khoảng trống trong Vòng bi.
Đối với Vòng bi bôi trơn bằng mỡ thì nhiệt độ có thể tăng vọt trong quá trình khởi động. Do vậy Vòng bi chỉ có thể đạt đến nhiệt độ làm việc ổ định sau 10 đến 20 giờ hoạt động. Với điều kiện tham khảo như trên thì tốc độ tham khảo khi bôi trơn bằng dầu và bằng mỡ là như nhau.
Trong trường hợp Vòng bi có vòng ngoài xoay thì cần phải giảm giá trị % tải trọng tĩnh cơ bản danh định của ứng dụng
Đối với những Vòng bi mà tốc độ giới hạn không chỉ phụ thuộc vào nhiệt sinh ra do ma sát giữa con lăn và rãnh lăn thì trong bảng thông số kỹ thuật chỉ liệt kê tốc độ giới hạn. Ví dụ như Vòng bi có phớt chặn
Ảnh hưởng của tải trọng và độ nhớt của dầu bôi trơn đến tốc độ tham khảo/tốc độ cho phép
Khi giá trị của tải trọng và độ nhớt cao hơn giá trị tham khảo nêu trên thì ma sát sẽ tăng lên do đó Vòng bi sẽ không thể hoạt động với tốc độ tham khảo đề nghị trên, ngoại trừ trường hợp cho phép nhiệt độ làm việc tăng lên. Nếu giá trị độ nhớt được sử dụng thấp hơn thì tốc độ làm việc có thể cao hơn.
Vận tốc cao hơn vận tốc tham khảo
Có thể vận hành Vòng bi với vận tốc cao hơn vận tốc tham khảo nếu có thể làm giảm ma sát trong Vòng bi bằng cách sử dụng một hệ thống cung cấp một lượng nhỏ chất bôi trơn được tính toán một cách chính xác hoặc bằng cách giải nhiệt thông qua hệ thống bôi trơn bằng dầu tuần hoàn, hay qua những cánh tản nhiệt của ổ đỡ hoặc làm mát trực tiếp bằng gió . làm Khi tăng vận tốc cao hơn vận tốc tham khảo mà không lưu ý đến những khuyến cáo trên thì sẽ làm cho nhiệt độ của Vòng bi tăng lên quá mức. Tăng nhiệt độ của Vòng bi có nghĩa là độ nhớt của chất bôi trơn bị giảm xuống và khả năng hình thành màng dầu bôi trơn càng khó hơn dẫn đến ma sát cao hơn và nhiệt độ càng tăng cao. Nếu khi đó khe hở của Vòng bi bị giảm do nhiệt độ của vòng trong của Vòng bi tăng lên thì hậu quả sau cùng là Vòng bi bị kẹt. Nói chung khi tăng vận tốc cao hơn vận tốc tham khảo có nghĩa là chênh lệch nhiệt độ giữa vòng trong và vòng ngoài lớn hơn bình thường. Do đó thông thường Vòng bi cần có khe hở C3 lớn hơn khe hở tiêu chuẩn và cần phải theo dõi chặt chẽ phân bố nhiệt độ trong Vòng bi.
Vận tốc giới hạn
Vận tốc giới hạn được xác định dựa vào những tiêu chuẩn như độ ổn định về hình dạng hoặc độ bền của vòng cách, khả năng bôi trơn bề mặt dẫn hướng của vòng cách, lực quản tính và ly tâm tác dụng lên con lăn, độ chính xác và các yếu tố khác ảnh hưởng đến vận tốc giới hạn như phớt chặn và chất bôi trơn trong Vòng bi có phớt. Theo kinh nghiệm từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng như từ thực tế cho thấy vì một số lý do kỹ thuật hay vì chi phí quả cao để duy trì nhiệt độ làm việc ở một mức độ cho phép do đó không nên tăng vận tốc vượt quá một vận tốc tối đa nào đó. Vận tốc giới hạn nêu ra trong bảng thông số kỹ thuật có giá trị đối với những Vòng bi có thiết kế và vòng cách theo tiêu chuẩn. Để Vòng bi quay với vận tốc cao hơn vận tốc nêu trong bảng thông số thì cần phải cải thiện một số yếu tố giới hạn vận tốc ví dụ như độ chính xác hoạt động, thiết kế và vật liệu làm vòng cách, vấn đề bôi trơn và giải nhiệt. Trong những trường hợp này thì nên liên hệ với bộ phận dịch vụ kỹ thuật ứng dụng của SKF
Trong trường hợp bôi trơn bằng mỡ thì cần quan tâm đến một số khía cạnh khác như bôi trơn bề mặt dẫn hướng của vòng cách và sức bên cắt của chất bôi trơn được quyết định bởi dầu gốc và chất làm rắn (→ phần “Bôi trơn bằng mỡ”, từ trang 231). Một số loại Vòng bi không có nắp che có ma sát rất thấp nên vận tốc tham khảo nêu trong bảng thông số kỹ thuật lớn hơn so với vận tốc giới hạn. Do đó, cần tính toán vận tốc làm việc cho phép và so sánh với vận tốc giới hạn, nên sử dụng giả trị nào nhỏ hơn. Cần nhớ rằng, để Vòng bi có thể hoạt động được ở vận tốc cao thì Vòng bi cần phải chịu một tải trọng tối thiểu. Thông tin chi tiết sẽ được nêu trong phần giới thiệu về từng loại sản phẩm dưới tiêu đề “ Tải trọng tối thiểu”
Những trường hợp đặc biệt
Trong một số ứng dụng thì giới hạn vận tốc trở nên ít quan trọng hơn so với một số yêu cầu khác.
Vận tốc thấp
Ở vận tốc quá thấp thì không thể hình thành màng dầu bôi trơn biến dạng thủy động ở vị trí tiếp xúc giữa con lăn và rãnh lặn. Trong những trường hợp như vậy thì nên sử dụng chất bôi trơn có chứa phụ gia EP. Chuyển động lắc Với loại chuyển động này thì chiều quay thay đổi trước khi Vòng bi hoàn tất một vòng quay. Khi vận tốc quay bằng không tại điểm thay đổi chiều quay thì không thể duy trì màng dầu bôi trơn thủy động học một cách đầy đủ. Trong những trường hợp này thì điều quan trọng là việc sử dụng chất bôi trơn có chứa chất phụ gia EP để hình thành lớp màng bôi trơn để có thể chịu tải
Không thể đặt ra một giới hạn hoặc giá trị danh định về vận tốc đối với chuyển động lắc vì giới hạn trên không bị hạn chế bởi sự cân bằng nhiệt mà bởi những lực quán tính. Mỗi khi thay đổi chiều quay thì lực quản tỉnh có nguy cơ làm cho những con lăn bị trượt trong một khoảng rất ngắn và làm xướt rãnh lăn. Sự tăng tốc và giảm tốc cho phép phụ thuộc vào trọng lượng của các con lăn và vòng cách, chủng loại và lượng chất bôi trơn, khe hở khi hoạt động và tải trọng của Vòng bi. Ví dụ đối với Vòng bi sử dụng trong cơ cấu thanh chuyền thì Vòng bi chịu tải đặt trước thường có con lăn kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ. Không thể đưa ra một hướng dẫn chung về vấn đề này mà cần phải phân tích chuyển động một cách chính xác trong từng trường hợp cụ thể. Trong các trường hợp này nên liên hệ với bộ phận dịch vụ kỹ thuật của SKF.
Công ty TST Việt Nam hiện nhập khẩu và phân phối các dòng sản phẩm chính hãng của SKF như: Vòng bi cầu, Vòng bi đũa, gối đỡ SKF, phớt chặn dầu SKF, dây đai truyền động, xích tải công nghiệp, phớt thủy lực SKF, máy gia nhiệt vòng bi, mỡ bôi trơn SKF, súng bơm mỡ,… với chất lượng tốt cam kết hàng chính hãng mà giá thành lại vô cùng phải chăng.
Để mua được Cảo 3 chấu SKF TMMP 3X300 chính hãng SKF: Quý khách hàng liên hệ với đại lý SKF tại Hà Nội
Công ty CP Thương mại và Công nghệ TST Việt Nam
Số 11/68 đường Trung kính, Cầu Giấy, Hà Nội
Email: [email protected]
Mobile: 0988920565