Cơ chế chi tiết về cách thức vòng bi tự căn chỉnh bù cho độ lệch trục
các ổ bi tự sắp xếp là ổ lăn được thiết kế độc đáo có chức năng chính là tự động điều chỉnh độ lệch góc hoặc độ lệch trục giữa đường tâm của trục và đường tâm của lỗ thân. Khả năng này chủ yếu xuất phát từ hình học hình cầu của mương vòng ngoài của nó , đây là điểm khác biệt lớn nhất so với vòng bi thông thường.
1. Các tính năng thiết kế cốt lõi
các design of the self-aligning ball bearing is custom-engineered to address demanding alignment requirements:
- Đường đua vòng ngoài hình cầu:
- Đây là thành phần quan trọng để đạt được sự tự liên kết. Bề mặt bên trong của vòng ngoài không có dạng hình trụ; thay vào đó, nó được gia công thành một hình cầu, lõm .
- các center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to xoay hoặc nghiêng xung quanh trung tâm chung này.
- Hàng đôi bóng:
- các bearing is typically equipped with hai hàng bóng chạy theo hai mương riêng biệt ở vòng trong.
- Cả hai hàng bóng đều tiếp xúc với cùng một đường lăn hình cầu của vòng ngoài.
- Chuyển động tích hợp của vòng trong, bi và lồng:
- Khi trục bị lệch, vòng trong , được gắn trên trục, buộc phải nghiêng.
- Bởi vì các quả bóng và lồng luôn được giữ trong các rãnh của vòng trong nên chúng di chuyển và nghiêng như một đơn vị duy nhất so với vòng ngoài.
2. Quy trình bồi thường vật chất
Khi ổ trục gặp lỗi lắp đặt, trục bị cong (lệch) khi chịu tải hoặc các nguyên nhân khác dẫn đến lệch góc trong quá trình vận hành, quá trình bồi thường như sau:
- Nghiêng xảy ra: các shaft deviation causes the inner ring’s centerline to form an angle $\alpha$ (the angular misalignment) with the outer ring’s centerline.
- các Spherical Effect: các tilted inner ring and ball assembly undergoes a chuyển động xoay tự phát, không bị hạn chế trong vòng mương hình cầu của vòng ngoài . Bởi vì mương ngoài có hình cầu nên các quả bóng duy trì liên hệ đầy đủ và chính xác với cả mương ngoài hình cầu và mương vòng trong.
- Loại bỏ căng thẳng bên trong: Việc điều chỉnh tự động này giúp loại bỏ những tác hại nồng độ ứng suất cạnh điều đó sẽ xảy ra ở ổ trục cứng (như ổ bi rãnh sâu) do lệch góc. Trong vòng bi thông thường, độ nghiêng làm cho các điểm tiếp xúc giữa quả bóng và mương dịch chuyển ra khỏi tâm, tạo ra các đỉnh ứng suất làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ vòng bi.
- Phân bố tải đều: Thông qua khả năng tự căn chỉnh, tải trọng được phân bổ lại đều trên cả hai hàng bi, đảm bảo ổ trục hoạt động ổn định trong khả năng chịu tải thiết kế.
Vòng bi tự điều chỉnh thường có thể bù đắp cho độ lệch góc tối đa từ $\pm 1,5^\circ$ đến $\pm 3^\circ$ , tùy thuộc vào loạt kích thước và thiết kế của ổ trục.
So sánh Vòng bi tự căn chỉnh và Vòng bi rãnh sâu
| tính năng | Vòng bi tự điều chỉnh | Vòng bi rãnh sâu |
|---|---|---|
| Đường đua vòng ngoài | Đơn, lõm hình cầu bề mặt | Mương đơn hình trụ hình vòm |
| Số lượng bóng | Thông thường hàng đôi | Thông thường single row |
| Phần lệch tâm góc. | Đáng kể tiền bồi thường ($\khoảng \pm 3^\circ$) | Không khoản bồi thường (rất nhỏ, $\khoảng 2' \sim 16'$ phút cung) |
| Tốc độ cho phép | Tương đối thấp hơn (do bóng/lồng xoay) | Cao hơn |
| Khả năng chịu tải | Trung bình (Cao hơn DGBB, nhưng thấp hơn Vòng bi lăn tự căn chỉnh) | Trung bình |
| Ứng dụng điển hình | Thiết bị có độ lệch trục nghiêm trọng, các ứng dụng khó lắp đặt chính xác (Quạt, Băng tải) | Vận hành tốc độ cao, tải thấp, độ chính xác cao (Động cơ điện, Hộp số) |
