Bộ khối gối: Hướng dẫn đầy đủ về thiết kế, chủng loại và lựa chọn

A khối gối là một cụm ổ trục được gắn bao gồm một vỏ - thường là gang, thép ép hoặc nhựa nhiệt dẻo - hỗ trợ ổ trục con lăn và cố định nó vào bề mặt lắp phẳng song song với trục. Khối gối là một trong những cấu hình ổ trục được gắn rộng rãi nhất trong máy móc công nghiệp vì chúng cho phép trục quay được đỡ độc lập với lỗ khoan bên trong của máy, đơn giản hóa việc lắp đặt, căn chỉnh và bảo trì hoặc thay thế trong tương lai.

Thiết kế và xây dựng cơ bản

Một khối gối bao gồm hai thành phần chính: nhà ở , bắt vít vào khung máy thông qua các lỗ lắp ở hai bên của lỗ ổ trục và mang chính nó , được lắp đặt bên trong một ghế hình cầu bên trong vỏ. Giao diện hình cầu này cho phép hầu hết các bộ khối gối tự căn chỉnh một vài độ, xử lý sai lệch trục nhỏ hoặc lỗi lắp đặt vỏ mà không truyền ứng suất đó vào các con lăn.

Ổ trục được cố định vào trục bằng cơ cấu khóa - phổ biến nhất là vít đặt hoặc vòng khóa lệch tâm - và cụm lắp ráp thường được bịt kín bằng các vòng đệm tiếp xúc hoặc mê cung để ngăn các chất gây ô nhiễm lọt vào và bôi trơn vào. Một khớp nối bằng mỡ (khớp zerk) ở trên cùng của vỏ cho phép tái bôi trơn định kỳ mà không cần tháo rời bộ phận.

Các loại khối gối theo loại vòng bi

Loại ổ trục bên trong được sử dụng trong khối gối sẽ xác định khả năng chịu tải, định mức tốc độ và sự phù hợp của nó đối với tải hướng tâm so với tải kết hợp.

Khối gối đỡ con lăn hình cầu là lựa chọn tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp hạng nặng vì hình học bên trong của chúng cho phép liên tục tự căn chỉnh ngay cả khi chịu tải trọng đáng kể, trong khi các ổ bi chèn tiêu chuẩn phù hợp hơn với tải trọng nhẹ hơn trong đó chi phí và sự đơn giản là ưu tiên hàng đầu.

Vật liệu nhà ở và thời điểm sử dụng từng vật liệu

Vật liệu vỏ ảnh hưởng đến độ bền, trọng lượng, khả năng chống ăn mòn và giá thành, đồng thời phải phù hợp với cả yêu cầu về tải trọng và môi trường vận hành.

• Gang: Vật liệu tiêu chuẩn dùng trong công nghiệp nói chung, có độ bền cao, giảm rung tốt và tuổi thọ cao
• Thép ép: Tùy chọn trọng lượng nhẹ hơn, chi phí thấp hơn phù hợp cho các ứng dụng nhẹ không yêu cầu khả năng chịu tải cao
• Nhựa nhiệt dẻo (polyme): Chống ăn mòn và không rỉ sét, thường được sử dụng trong môi trường chế biến thực phẩm, rửa trôi hoặc tiếp xúc với hóa chất
• Thép không gỉ: Được lựa chọn để có khả năng chống ăn mòn tối đa trong môi trường công nghiệp cấp thực phẩm, hàng hải hoặc có tính ăn mòn cao

Đặc biệt trong chế biến thực phẩm và đồ uống, vỏ nhựa nhiệt dẻo hoặc thép không gỉ thường được yêu cầu theo tiêu chuẩn vệ sinh, vì vỏ bằng gang có thể bị ăn mòn khi rửa thường xuyên bằng chất tẩy rửa ăn da, gây ra nguy cơ ô nhiễm theo thời gian.

Cơ chế khóa: Đặt vít, cổ lệch tâm và ống bọc bộ chuyển đổi

Cách ổ trục được cố định vào trục ảnh hưởng đến cả tốc độ lắp đặt và khả năng giữ thiết bị dưới tải trọng rung hoặc đảo chiều.

So sánh loại khóa

• Đặt khóa vít: Cài đặt nhanh, tốt nhất cho xoay một chiều và tải từ thấp đến trung bình
• Khóa cổ lệch tâm: Độ bám cao hơn để đảo chiều tải và môi trường có độ rung cao, chống nới lỏng tốt hơn so với vít cố định
• Khóa tay áo bộ chuyển đổi: Cung cấp lực kẹp đồng tâm, đồng đều, thích hợp cho đường kính trục lớn hơn và tải nặng hơn

Vít định vị phải được vặn lại định kỳ trong những ngày đầu tiên hoạt động, vì chúng có thể thoát ra khi bị rung - một điểm hư hỏng ban đầu phổ biến mà thiết kế cổ lệch tâm và ống bọc bộ chuyển đổi phần lớn tránh được do hoạt động nêm hoặc kẹp đồng đều của chúng.

Tải xếp hạng và kích thước

Khối gối có kích thước chủ yếu theo đường kính lỗ trục, nhưng khả năng chịu tải thực tế phụ thuộc vào loại ổ trục bên trong và thiết kế vỏ chứ không chỉ riêng kích thước lỗ.

Những số liệu này là gần đúng và khác nhau tùy theo nhà sản xuất, do đó, hãy luôn xác nhận mức tải trọng động và tĩnh cụ thể được liệt kê trong danh mục của nhà sản xuất thay vì chỉ dựa vào kích thước lỗ khoan, vì hai bộ phận có cùng lỗ khoan có thể có khả năng chịu tải khác nhau đáng kể tùy thuộc vào thiết kế ổ trục bên trong.

Ứng dụng điển hình trong các ngành công nghiệp

Khối gối được sử dụng ở bất cứ nơi nào trục quay ngang cần được hỗ trợ độc lập bên ngoài vỏ máy chính.

• Hệ thống băng tải: Hỗ trợ trục truyền động và trục làm biếng trên dây chuyền đóng gói và xử lý vật liệu
• Máy móc nông nghiệp: Máy khoan, máy liên hợp và thiết bị xử lý ngũ cốc yêu cầu chống bụi và chống ẩm
• Khai thác và chế biến tổng hợp: Khối gối lăn hình cầu hạng nặng hỗ trợ trục máy nghiền và thiết bị sàng lọc
• Hệ thống HVAC: Hỗ trợ trục quạt và quạt gió trong bộ xử lý không khí
• Chế biến thực phẩm và đồ uống: Các bộ phận bằng nhựa nhiệt dẻo hoặc thép không gỉ trên máy trộn, băng tải và thiết bị có khả năng rửa sạch

Trong các ứng dụng khai thác và tổng hợp, khối gối thường xuyên hoạt động dưới tải sốc nặng liên tục, đó là lý do tại sao bộ phận ổ lăn hình cầu trong vỏ bằng gang hoặc sắt dẻo là tiêu chuẩn gần như phổ biến, mang lại sự kết hợp giữa khả năng chịu tải và độ bền mà các ổ bi nhẹ hơn không thể sánh được.

Cách chọn Bộ chặn gối phù hợp

Việc chọn khối gối phù hợp đòi hỏi phải đánh giá cùng lúc tải trọng, tốc độ, môi trường và các ràng buộc lắp đặt, thay vì chỉ chọn dựa trên kích thước lỗ khoan.

Danh sách kiểm tra lựa chọn

1. Xác nhận đường kính trục phù hợp với kích thước lỗ khoan yêu cầu
2. Tính toán tải trọng hướng tâm và lực đẩy dự kiến, bao gồm tải trọng va đập, để chọn loại ổ trục được đánh giá phù hợp
3. Xác định tốc độ vận hành (RPM) và xác nhận nó nằm trong giới hạn tốc độ định mức của vòng bi
4. Chọn cơ chế khóa dựa trên kiểu xoay - đặt vít cho cổ áo lệch tâm, một chiều hoặc ống bọc bộ chuyển đổi để đảo chiều hoặc tải nặng
5. Chọn vật liệu vỏ dựa trên môi trường — gang để sử dụng thông thường, nhựa nhiệt dẻo hoặc thép không gỉ để rửa trôi hoặc cài đặt ăn mòn
6. Chỉ định loại con dấu theo mức độ tiếp xúc với ô nhiễm - con dấu tiêu chuẩn trong nhà, con dấu mê cung hoặc con dấu ba môi cho điều kiện ngoài trời bụi hoặc ẩm ướt

Ví dụ, một băng tải đóng gói hạng nhẹ hoạt động trong nhà có thể sử dụng khối gối bằng gang có ổ bi chèn và khóa vít , trong khi trục máy nghiền đá trong nhà máy tổng hợp sẽ yêu cầu khối gối bằng gang chịu lực cao với ổ lăn hình cầu và khóa tay áo chuyển đổi chịu được tải va đập liên tục.

Thực hành tốt nhất về cài đặt và bảo trì

Việc lắp đặt đúng và lịch trình bảo trì nhất quán là những yếu tố lớn nhất giúp đạt được tuổi thọ sử dụng dự kiến của khối đệm gối.

• Đảm bảo các bề mặt lắp đặt phẳng và căn chỉnh chính xác trước khi bắt vít vỏ vào đúng vị trí, mặc dù bản thân ổ trục có thể tự căn chỉnh một vài độ
• Siết chặt các bu lông lắp và cơ cấu khóa theo giá trị mô-men xoắn do nhà sản xuất chỉ định
• Kiểm tra lại độ chặt của vít sau lần đầu tiên 24 đến 48 giờ hoạt động, vì việc lắng ban đầu có thể làm lỏng kết nối
• Thực hiện theo khoảng thời gian tái bôi trơn theo lịch trình - thường là mỗi 500 giờ trong môi trường bẩn hoặc ô nhiễm cao, và lên đến 2.000 đến 5.000 giờ trong môi trường trong nhà sạch sẽ, tốc độ thấp
• Kiểm tra vòng đệm thường xuyên xem có bị mòn hoặc nứt không, vì hư hỏng vòng đệm thường là giai đoạn đầu tiên dẫn đến nhiễm bẩn và cuối cùng là hỏng vòng bi