Sự khác biệt giữa Vòng bi cầu rãnh sâu mở, được che chắn và bịt kín là gì - và bạn nên chỉ định loại nào?

Câu trả lời trực tiếp: Ba thiết kế, ba sự cân bằng giữa ô nhiễm và bôi trơn khác nhau

Mở, che chắn và niêm phong vòng bi rãnh sâu là cùng một ổ trục lõi - cùng một chủng tộc, cùng một bộ bi, cùng mức tải trọng - chỉ khác nhau ở phần bao phủ các cạnh của khoang ổ trục. Vòng bi mở không có nắp bên , cho phép truy cập miễn phí vào mương để bôi trơn bên ngoài nhưng không cung cấp khả năng bảo vệ khỏi ô nhiễm. Vòng bi được bảo vệ (hậu tố Z hoặc ZZ) sử dụng tấm kim loại được cố định vào vòng ngoài với một khe hở hoạt động nhỏ ở vòng trong - chúng chặn các hạt nhiễm bẩn lớn nhưng không kín bụi hoặc ẩm. Vòng bi kín (hậu tố RS hoặc 2RS) sử dụng môi tiếp xúc bằng cao su hoặc PTFE được ép vào vòng trong - chúng là những hệ thống khép kín hiệu quả, được bôi trơn trước tại nhà máy và không cần bôi trơn thêm trong hầu hết thời gian sử dụng.

Sự lựa chọn giữa chúng không chủ yếu liên quan đến chi phí - vòng bi kín 6205-2RS chỉ có chi phí Thêm 10–25% hơn ổ trục hở 6205 có cùng cấp chất lượng. Sự lựa chọn là kết hợp khả năng tiếp cận bôi trơn và khả năng chống nhiễm bẩn của ổ trục với môi trường vận hành thực tế. Xác định ổ trục hở trong môi trường bụi bặm hoặc ẩm ướt là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất và có thể phòng ngừa được nhất gây ra hỏng hóc sớm ổ trục trong thiết bị công nghiệp.

Vòng bi rãnh sâu mở: Khả năng tiếp cận bôi trơn tối đa, không bảo vệ

Ổ trục hở không có tấm chắn hoặc vòng đệm ở hai bên của khoang ổ trục. Các quả bóng, lồng và mương hoàn toàn tiếp xúc với môi trường xung quanh.

Vòng bi mở làm gì tốt

• Hoạt động tốc độ cao: không có tiếp xúc hoặc thậm chí là con dấu gần tiếp xúc có nghĩa là không có thêm ma sát từ các nắp bên. Vòng bi hở đạt được nhiệt độ vận hành thấp nhất trong ba loại ở tốc độ tương đương - rất quan trọng trong vòng bi trục chính và máy công cụ chính xác chạy ở trên 70% tốc độ giới hạn của ổ trục
• Tái bôi trơn linh hoạt: mỡ hoặc dầu có thể được đưa trực tiếp vào mương trong quá trình bảo trì theo lịch trình. Điều này làm cho vòng bi hở trở thành sự lựa chọn chính xác trong các hệ thống bôi trơn dầu tập trung, bể chứa dầu và hệ thống phun sương dầu nơi việc cung cấp chất bôi trơn ở bên ngoài vòng bi.
• Ứng dụng nhiệt độ cao: gioăng cao su trên vòng bi 2RS thường được đánh giá là 120°C (248°F) liên tục cho cao su NBR hoặc 150°C (302°F) cho các biến thể môi HNBR hoặc PTFE. Trên các ngưỡng này, vòng bi hở bằng mỡ nhiệt độ cao hoặc dầu tuần hoàn là lựa chọn duy nhất
• Các ứng dụng tẩy rửa và thanh lọc: trong thiết bị chế biến thực phẩm nơi vòng bi phải được tẩy bằng dầu mỡ mới để loại bỏ ô nhiễm trong chu trình làm sạch, vòng bi mở cho phép loại bỏ hoàn toàn dầu mỡ cũ và chất gây ô nhiễm - vòng bi kín giữ chất gây ô nhiễm bên trong

Trường hợp vòng bi mở bị hỏng

• Bất kỳ môi trường nào có bụi trong không khí, các hạt kim loại, độ ẩm hoặc ô nhiễm trong quá trình. Các nghiên cứu của SKF và NSK luôn cho thấy rằng ô nhiễm chiếm 14–16% trong tổng số các hư hỏng vòng bi sớm - phần lớn những hiện tượng này xảy ra ở các ổ trục hở lẽ ra phải được chỉ định là được che chắn hoặc bịt kín.
• Các ứng dụng trong đó khoảng thời gian bôi trơn lại kéo dài hoặc khó tiếp cận bảo trì - nếu không tra dầu lại định kỳ, vòng bi hở sẽ khô nhanh hơn các loại kín vì mỡ di chuyển ra khỏi khu vực mương mà không có rào cản giữ lại.

Vòng bi cầu rãnh sâu được bảo vệ (Z / ZZ): Bảo vệ một phần ở mức phạt tốc độ tối thiểu

Ổ trục được che chắn có một (hậu tố Z) hoặc hai (hậu tố ZZ) được cố định vào vòng ngoài. Tấm chắn kéo dài vào trong về phía vòng trong nhưng không tiếp xúc với nó - có một khe hở chạy nhỏ xấp xỉ 0,1–0,3 mm giữa mép tấm chắn và vai vòng trong.

Khoảng trống chạy có ý nghĩa gì trong thực tế

• Các hạt rắn lớn hơn khe hở sẽ bị chặn - thường là bất cứ thứ gì ở trên 0,1–0,3 mm trong đường kính. Điều này xử lý hầu hết các mảnh vụn mài mòn kim loại, các hạt bụi lớn và ô nhiễm dạng sợi phổ biến trong môi trường dệt, chế biến gỗ và sản xuất nhẹ
• Các hạt mịn - bụi silic, muội than, bụi kim loại mịn từ hoạt động mài - đi qua khe hở và đi vào mương. Vòng bi được bảo vệ là không phù hợp với môi trường có bụi mài mòn mịn
• Ô nhiễm chất lỏng dễ dàng đi qua khe hở - vòng bi được che chắn về cơ bản không có khả năng chống nước hoặc chất làm mát

Lợi thế về tốc độ và nhiệt độ so với vòng bi kín

• Vì tấm chắn không tiếp xúc với vòng trong nên có không có ma sát con dấu - tốc độ định mức của ổ trục được bảo vệ ZZ về cơ bản giống như ổ trục hở tương đương, thông thường Cao hơn 15–25% hơn ổ trục tương tự trong cấu hình kín 2RS
• Mức tăng nhiệt độ khi vận hành do tấm chắn là không đáng kể - thấp hơn 2–3°C so với vòng bi mở ở tốc độ và tải tương đương, so với mức tăng 5–15°C đối với vòng bi 2RS có tiếp xúc ở tốc độ cao
• Vòng bi được bảo vệ có thể được bôi trơn lại thông qua khe hở tấm chắn trong một số cấu hình, mặc dù điều này kém hiệu quả hơn so với việc bôi trơn lại ổ trục hở - tấm chắn hạn chế lượng dầu mỡ và sự phân bổ

Vòng bi rãnh sâu kín (RS / 2RS): Được bôi trơn tại nhà máy, chống ô nhiễm, không cần bảo trì

Vòng bi kín sử dụng vòng đệm cao su - thường là NBR (cao su nitrile butadien), HNBR hoặc PTFE - với một môi tiếp xúc hoặc chạy gần với vòng trong. Hậu tố RS biểu thị một con dấu; 2RS biểu thị con dấu ở cả hai bên.

Con dấu tiếp xúc và con dấu tiếp xúc thấp

• Con dấu tiếp xúc (tiêu chuẩn 2RS): môi cao su ép vào vòng trong với lực tiếp xúc nhẹ. Điều này mang lại khả năng loại trừ ô nhiễm tốt nhất — hiệu quả chống lại bụi mịn, tia nước và tia nước làm mát nhẹ — nhưng tạo ra ma sát có thể đo lường được. Vòng bi 6205-2RS có khoảng Xếp hạng tốc độ thấp hơn 20–30% hơn ổ trục hở 6205 có cùng kích thước
• Phớt ma sát thấp hoặc không tiếp xúc (hậu tố RZ, LLB tùy thuộc vào nhà sản xuất): môi chạy với một khe hở rất nhỏ thay vì tiếp xúc - gần giống với ổ trục được che chắn về đặc tính ma sát nhưng có khả năng loại bỏ hạt mịn tốt hơn nhiều so với tấm chắn kim loại. Xếp hạng tốc độ nằm giữa ổ trục ZZ và 2RS. SKF gọi đây là RZ; FAG sử dụng hậu tố RSR; NTN sử dụng LLB

Đổ đầy dầu mỡ tại nhà máy và tuổi thọ sử dụng không cần bảo trì

• Vòng bi 2RS tiêu chuẩn được đổ đầy mỡ gốc lithium đến khoảng 25–35% dung lượng trống bên trong tại nhà máy. Đổ quá đầy gây ra tổn thất khi khuấy và tăng nhiệt độ; Đổ đầy gây ra tình trạng thiếu bôi trơn sớm - lượng đổ đầy tại nhà máy được hiệu chỉnh theo hình dạng bên trong của ổ trục và không dễ dàng tái tạo trên thực tế
• Trong điều kiện hoạt động bình thường (dưới 80°C, tốc độ vừa phải, không bị nhiễm bẩn nghiêm trọng), việc bôi trơn ổ trục 2RS mang lại tuổi thọ dầu được tính toán là 20.000–50.000 giờ dành cho kích thước khung nhỏ đến trung bình — toàn bộ tuổi thọ thiết kế L10 của vòng bi trong nhiều ứng dụng
• Vòng bi bịt kín không thể được bôi trơn lại khi đang sử dụng mà không tháo vòng đệm - làm như vậy sẽ làm mất khả năng bảo vệ khỏi ô nhiễm và có nguy cơ gây ô nhiễm. Chúng được thiết kế để được thay thế như một bộ phận khi hết tuổi thọ dầu mỡ hoặc vòng bi đạt đến tuổi thọ sử dụng được tính toán.

So sánh thông số kỹ thuật song song

Cần chỉ định điều gì: Khung quyết định theo loại ứng dụng

Chỉ định vòng bi mở khi:

• Vòng bi hoạt động trong bể dầu, sương dầu hoặc hệ thống bôi trơn dầu tuần hoàn trong đó việc cung cấp chất bôi trơn bên ngoài liên tục và được kiểm soát.
• Tốc độ hoạt động vượt quá 80% tốc độ giới hạn của ổ trục và ngân sách nhiệt độ rất eo hẹp - trục chính động cơ điện, hộp số tốc độ cao, trục mài chính xác
• Nhiệt độ hoạt động liên tục vượt quá 150°C và không có vật liệu bịt kín nhiệt độ cao phù hợp
• Ứng dụng này yêu cầu tẩy sạch dầu mỡ trong chu trình làm sạch - thiết bị chế biến thực phẩm, dược phẩm và làm sạch tại chỗ (CIP)

Chỉ định vòng bi được bảo vệ (ZZ) khi:

• Môi trường chứa các hạt rắn lớn (mảnh kim loại, mảnh vụn dạng sợi, bụi lớn) nhưng không có bụi mài mòn mịn hoặc ô nhiễm chất lỏng - sản xuất nhẹ, hệ thống băng tải, máy dệt
• Yêu cầu về tốc độ gần bằng tốc độ giới hạn của ổ trục hở và mức phạt ma sát của phốt tiếp xúc là không thể chấp nhận được, nhưng cần có một số biện pháp bảo vệ khỏi ô nhiễm
• Vòng bi được đặt trong hộp số hoặc vỏ bọc kín, trong đó vòng đệm vỏ bên ngoài xử lý việc loại trừ ô nhiễm sơ cấp và tấm chắn vòng bi chỉ là rào chắn thứ cấp.

Chỉ định vòng bi kín (2RS) khi:

• Môi trường có bụi mịn, hơi ẩm, nước làm mát bắn tung tóe hoặc bất kỳ nguy cơ ô nhiễm chất lỏng nào - điều này bao gồm phần lớn các ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và HVAC nói chung
• Khó tiếp cận bảo trì hoặc khoảng thời gian bảo trì kéo dài - động cơ điện, máy bơm, quạt và động cơ thiết bị trong đó việc bôi trơn lại vòng bi không nằm trong chương trình bảo trì
• Ứng dụng này là một sản phẩm tiêu dùng hoặc thương mại nhẹ, trong đó vận hành không cần bảo trì trong suốt tuổi thọ thiết kế của sản phẩm là một yêu cầu - thiết bị gia dụng, dụng cụ điện, xe đạp, động cơ nhỏ
• Tốc độ hoạt động dưới đây 70% tốc độ giới hạn của ổ trục mở - tốc độ định mức của ổ trục bịt kín nằm trong phạm vi thoải mái và lợi ích bảo vệ khỏi ô nhiễm lớn hơn mức phạt do ma sát

Mã hậu tố của nhà sản xuất chính: Đọc chính xác ký hiệu vòng bi

Mã hậu tố cho tấm chắn và con dấu không được tiêu chuẩn hóa đầy đủ giữa các nhà sản xuất. Vòng bi được chỉ định là 6205-2RS từ một nhà cung cấp có thể sử dụng vật liệu bịt kín hoặc hình học khác với vòng bi 6205-2RS của nhà cung cấp khác. Luôn xác minh ý nghĩa hậu tố trong danh mục của nhà sản xuất khi tham khảo chéo giữa các nhãn hiệu.

Những lỗi đặc điểm kỹ thuật phổ biến cần tránh

• Chỉ định vòng bi hở để tiết kiệm chi phí trong môi trường bị ô nhiễm: sự chênh lệch giá giữa vòng bi hở 6205 và vòng bi kín 6205-2RS của cùng một nhà sản xuất thường là ít hơn $3–5 đối với ổ trục hệ mét tiêu chuẩn. Chi phí của một sự cố sớm - thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến, nhân công, thiệt hại do hậu quả - là rất lớn
• Sử dụng vòng bi kín 2RS trên định mức nhiệt độ vòng đệm của chúng: Các gioăng cao su NBR bắt đầu cứng lại và nứt ở nhiệt độ trên 120°C, cho phép chất bẩn xâm nhập trong khi nhìn bề ngoài vẫn còn nguyên vẹn. Trong các ứng dụng nhiệt độ cao, hãy chỉ định rõ ràng các biến thể phốt HNBR (được định mức đến 150°C) hoặc PTFE - đừng cho rằng ổ trục 2RS phù hợp với dịch vụ ở nhiệt độ cao mà không kiểm tra thông số kỹ thuật của vật liệu phốt
• Giả sử vòng bi được che chắn không thấm nước: khe hở hoạt động ở vòng trong cho phép nước xâm nhập khi tiếp xúc với nước bắn tung tóe hoặc ngưng tụ đáng kể. Vòng bi được bảo vệ trong môi trường ẩm ướt hoặc bị rửa trôi sẽ bị ăn mòn từ bên trong - chỉ định 2RS với tấm chắn bằng thép không gỉ hoặc vòng bi bằng thép không gỉ cho những điều kiện này
• Thêm mỡ bên ngoài vào ổ trục kín 2RS: bôi súng bắn mỡ vào ổ trục bịt kín sẽ ép mỡ vào môi bịt kín từ bên ngoài. Điều này làm biến dạng hình dạng môi, phá vỡ điểm tiếp xúc phốt và đưa bất kỳ chất bẩn nào trên khớp nối mỡ hoặc núm vú trực tiếp vào khoang ổ trục - điều ngược lại với tác dụng dự kiến
• Chỉ tham chiếu chéo bằng số mang mà không kiểm tra hậu tố: 6205 và 6205-2RS có xếp hạng và kích thước tải giống nhau nhưng yêu cầu dịch vụ hoàn toàn khác nhau. Việc chỉ định số cơ sở không có hậu tố trong đơn đặt hàng thường dẫn đến việc nhận được vòng bi mở khi dự định được niêm phong - luôn bao gồm ký hiệu đầy đủ bao gồm cả hậu tố trong tài liệu mua sắm