Trang chủ » Ứng dụng » Bạc đạn là gì? Bạn đã biết có bao nhiêu loại bạc đạn?

Bạc đạn là gì? Bạn đã biết có bao nhiêu loại bạc đạn?

Bạc đạn là bộ phận cơ bản của máy móc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gia dụng đơn giản và máy móc công nghiệp tiên tiến. Chúng hỗ trợ tải trọng trục trong nhiều loại máy móc và thiết bị công nghiệp, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và trơn tru. Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng thảo luận về khái niệm bạc đạn là gì, hoạt động như thế nào, tại sao chúng quan trọng và các loại khác nhau.

Nội dung chính

Khái niệm về bạc đạn – vòng bi
- Bạc đạn là gì?
- Cấu tạo của bạc đạn
Vòng bi hoạt động như thế nào?
Tại sao bạc đạn lại quan trọng?
Các loại bạc đạn
Ứng dụng bạc đạn phổ biến
Cách để bạn xác định loại bạc đạn phù hợp với dự án

Khái niệm về bạc đạn – vòng bi

Bạc đạn là gì?

Bạc đạn (hay còn được gọi với cái tên vòng bi, gối đỡ vòng bi) là bộ phận cơ học cho phép chuyển động quay hoặc chuyển động tuyến tính trơn tru, không ma sát trong khi hỗ trợ các chuyển động bằng cách giữ các bộ phận chuyển động không chạm vào nhau và do đó ngăn ngừa hao mòn, từ đó cải thiện hiệu suất và hiệu quả.

Bạc đạn thường được gọi là “bearing” trong tiếng Anh. Nguyên lý cơ bản của chúng liên quan đến việc đặt các thành phần lăn (chẳng hạn như bi, kim hoặc con lăn) giữa các vòng trong và ngoài để tạo điều kiện cho trục quay trơn tru. Các thành phần lăn này có thể di chuyển giữa các vòng trong và ngoài, làm giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc và cho phép trục quay trơn tru.

Cấu tạo của bạc đạn

Các thành phần chính của vòng bi bao gồm vòng trong, vòng ngoài, các bộ phận lăn (như con lăn hoặc bi), lồng và phớt.

Vòng trong là bộ phận được cố định vào trục, trong khi vòng ngoài được lắp vào vỏ ổ trục.
Các bộ phận lăn thường là những viên bi hoặc con lăn kim loại lăn giữa vòng trong và vòng ngoài.
Lồng giữ (lồng bạc đạn) có chức năng giữ các bộ phận lăn tại chỗ, duy trì khoảng cách đồng đều và phân bổ hợp lý.
Phớt được sử dụng để bảo vệ ổ trục khỏi bụi, bẩn và các chất gây ô nhiễm bên ngoài khác, đồng thời ngăn chất bôi trơn rò rỉ ra ngoài.

Các loại vòng bi khác nhau phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau. Ví dụ, vòng bi rãnh sâu thường được sử dụng trong các ứng dụng có tốc độ cao hơn và tải trọng nhỏ hơn, trong khi vòng bi con lăn côn phù hợp với các ứng dụng có tải trọng lớn hơn và tốc độ thấp hơn. Mỗi loại vòng bi có các đặc điểm và ưu điểm riêng để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng khác nhau.

Vòng bi hoạt động như thế nào?

Chức năng cơ bản của bạc đạn là giảm ma sát giữa hai bề mặt để các bộ phận có thể di chuyển tương đối tự do. Nguyên lý cơ bản của chúng là chuyển động trượt phải được thay thế bằng chuyển động lăn; do đó sẽ tạo ra ít ma sát hơn giữa các bề mặt. Ví dụ, trong ổ bi, các viên bi kim loại nhỏ lăn giữa hai bề mặt chịu tải và cho phép quay dễ dàng. Ma sát giảm dẫn đến hoạt động trơn tru hơn, vòng đời dài hơn và ít tỏa nhiệt hơn trong máy móc.

Vòng bi làm giảm ma sát trong máy móc thông qua chuyển động lăn. Các thành phần hỗ trợ này hướng dẫn và hạn chế chuyển động của các bộ phận chuyển động trong mọi loại máy móc. Vòng bi hoạt động như một thành phần cố định chịu tải trọng động và tĩnh.

Tại sao bạc đạn lại quan trọng?

Bạc đạn (vòng bi) đóng vai trò quan trọng trong cơ chế hỗ trợ của các loại máy móc và thiết bị công nghiệp khác nhau. Các thành phần này ngăn chặn tiếp xúc kim loại trực tiếp giữa hai phần tử đang chuyển động tương đối.

Các ổ trục này làm giảm sự hao mòn của các bộ phận bằng cách ngăn ngừa ma sát và tích tụ nhiệt. Bên cạnh đó, ổ trục làm giảm mức tiêu thụ năng lượng trong máy móc bằng cách thay thế chuyển động trượt bằng chuyển động lăn có ma sát thấp.

Hơn nữa, ổ trục truyền tải tải trọng của phần tử quay đến vỏ. Tải trọng của phần tử quay có thể là tải trọng trục, hướng kính hoặc kết hợp. Tương tự như vậy, ổ trục có thể hạn chế khả năng chuyển động tự do của bộ phận chuyển động theo các hướng cụ thể.

Các loại bạc đạn

Có nhiều loại bạc đạn khác nhau và mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng và điều kiện chuyển động cụ thể. Vòng bi được phân loại thành hai loại chính dựa trên hình dạng của các bộ phận lăn: ổ bi và vòng bi lăn. Các loại này bao gồm nhiều thiết kế khác nhau được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ngoài ra, còn có các loại bạc đạn chuyên dụng, được thiết kế riêng cho các chức năng và yêu cầu cụ thể.

Vòng bi (Ổ bi)

Ổ trục bi sử dụng các thành phần lăn hình cầu. Chúng được biết đến với khả năng chịu được cả tải trọng hướng tâm và hướng trục.

Vòng bi rãnh sâu

Đa năng và được sử dụng rộng rãi, phù hợp với các ứng dụng tốc độ cao và có khả năng chịu được cả tải trọng hướng tâm và hướng trục.

Vòng bi rãnh sâu bao gồm một vòng bi được giữ cố định bằng hai rãnh, truyền tải tải trọng và cho phép chuyển động quay giữa hai rãnh. Một bộ phận giữ giữ bi ở đúng vị trí và có khả năng hấp thụ lực hướng tâm.

Nhìn chung, chúng có ma sát lăn rất thấp và được thiết kế để có độ ồn và độ rung thấp. Do đó, những vòng bi này là biến thể vòng bi được sử dụng nhiều nhất, đặc biệt là cho các ứng dụng tốc độ cao.

Kiểu lắp bạc đạn này dễ dàng và ít cần bảo dưỡng. Tuy nhiên, bạn phải lắp đặt cẩn thận để tránh những tình huống như làm móp vòng bi khi chúng đẩy vừa khít vào trục.

Vòng bi tiếp xúc góc

Được thiết kế để chịu được tải trọng kết hợp; chúng có thể chịu được tải trọng trục đáng kể theo một hướng và thường được sử dụng theo cặp.

Các vòng bi tiếp xúc góc bên trong và bên ngoài trải qua sự dịch chuyển về phía nhau dọc theo trục vòng bi. Các vòng bi này có thể xử lý tải trọng trục vừa phải theo cả hai hướng và tải trọng hướng kính cao.

Bạn có thể di chuyển tải trọng trục đến vỏ thông qua ổ trục do sự dịch chuyển trong rãnh trong và rãnh ngoài. Do đó, ổ trục này lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu dẫn hướng trục có độ cứng cao.

Vòng bi đẩy

Đây là những vòng bi độc đáo được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ lực dọc trục. Thiết kế ổ trục bi đẩy mang lại tiếng ồn tối thiểu và hoạt động liền mạch. Hơn nữa, chúng phù hợp cho các ứng dụng tốc độ cao.

Tuy nhiên, các loại vòng bi này có loại một chiều hoặc hai chiều và việc lựa chọn chúng phụ thuộc vào tải là một chiều hay hai chiều.

Dưới đây là các điều kiện làm việc chính có thể yêu cầu sử dụng ổ bi:

Vòng bi lý tưởng khi có tải trọng đẩy. Thiết kế của vòng bi giúp chúng có khả năng chịu được tải trọng dọc trục.
Vòng bi đẩy cung cấp tốc độ cao do điểm tiếp xúc nhỏ, tạo ra ma sát tối thiểu. Do đó, vòng bi phải vượt qua lực cản tối thiểu.
Vòng bi tập trung toàn bộ lực vào các điểm tiếp xúc hạn chế do các thành phần lăn hình cầu của nó. Do đó, hỏng hóc sớm là không thể tránh khỏi với tải trọng cao hoặc nặng.

Vòng bi tự căn chỉnh

Có bề mặt ngoài hình cầu cho phép bù trừ độ lệch, chịu được cả tải trọng hướng tâm và hướng trục.

Vòng bi bi tự căn chỉnh không dễ bị lệch giữa vỏ và trục, do lỗi lắp đặt hoặc độ lệch trục. Các vòng bi này có vòng trong với các rãnh sâu tương tự như vòng bi bi rãnh sâu đi kèm với hai hàng bi và vòng ngoài.

Hình dạng lõm của vòng ngoài cho phép vòng trong tự sắp xếp lại hoặc căn chỉnh lại dựa trên độ lệch.

Vòng bi chặn

Được thiết kế đặc biệt để chịu tải trọng trục theo một hướng, bao gồm hai hàng bi.

Vòng bi lăn

Vòng bi lăn sử dụng các bộ phận lăn hình trụ và thường phù hợp hơn để chịu tải trọng cao hơn so với ổ bi.

Vòng bi con lăn trụ

Có các con lăn hình trụ tiếp xúc trực tiếp với đường ray, phù hợp với tải trọng hướng tâm lớn nhưng không phù hợp với tải trọng hướng trục.

Loại bạc đạn này là loại đơn giản nhất trong danh mục ổ trục con lăn và có thể chịu được nhu cầu cao về tải trọng hướng tâm lớn và tốc độ cao. Ổ trục con lăn hình trụ mang lại độ cứng tuyệt vời, thời gian sử dụng lâu dài, ma sát thấp và truyền tải tải trọng trục.

Bạn có thể tăng thêm khả năng chịu tải của loại ổ trục này bằng cách tháo bỏ các lồng hoặc giá đỡ được lắp để giữ các con lăn hình trụ. Do đó, bạn có thể lắp thêm nhiều con lăn để chịu tải đúng cách. Ổ trục con lăn hình trụ có nhiều loại: loại một dãy, loại hai dãy và loại bốn dãy. Tương tự như vậy, chúng có sẵn ở dạng kín và dạng chia.

Các biến thể kín này là các tùy chọn không cần bảo dưỡng thông thường vì ổ trục của chúng được ngăn ngừa nhiễm bẩn và chất bôi trơn được bảo quản. Trong khi đó, các biến thể tách rời thường được sử dụng cho các khu vực khó tiếp cận như trục khuỷu động cơ.

Vòng bi con lăn côn

Các con lăn côn đặc trưng được sắp xếp sao cho trục của chúng hội tụ tại một điểm. Chúng có thể xử lý cả tải trọng hướng tâm và hướng trục, thường được sử dụng trong các ứng dụng ô tô.

Vòng bi con lăn côn có các phần hình nón như một thành phần chịu tải. Các con lăn này nằm giữa hai rãnh trong một hình nón rỗng. Các rãnh và trục của con lăn vòng trong và vòng ngoài sẽ giao nhau tại một điểm chung nếu được kéo dài.

Con lăn côn thường được nhóm thành loại một dãy, hai dãy, bốn dãy và các loại khác theo số lượng con lăn được lắp đặt. Các ổ trục này được chế tạo đặc biệt để chịu lực đẩy lớn và tải trọng hướng tâm lớn.

Do đó, nó quyết định sự gia tăng khả năng chịu lực trục. Vòng bi con lăn côn thường được lắp theo cặp, hướng về các hướng ngược nhau để xử lý lực đẩy tốt hơn theo cả hai hướng. Các ứng dụng điển hình của vòng bi con lăn côn bao gồm trục xe ô tô.

Vòng bi con lăn cầu

Được thiết kế để thích ứng với tình trạng mất cân bằng, các ổ trục này có các con lăn hình cầu và có thể chịu được cả tải trọng hướng tâm và hướng trục.

Vòng bi con lăn kim

Vòng bi lăn kim sử dụng các con lăn hình trụ mỏng, dài. Chúng nhỏ gọn và có khả năng chịu tải cao, nhưng có dung sai hạn chế về độ lệch.

Những ổ trục lăn kim này có kích thước bán kính nhỏ và khả năng chịu tải rất cao. Nó cung cấp khả năng sử dụng hỗ trợ đầu tự do nhưng không thể hỗ trợ tải trọng trục. Nó thích ứng với máy móc và thiết bị công nghiệp nhỏ và nhẹ.

Vòng bi lăn kim có hệ số ma sát cao và thích hợp cho tốc độ cao hơn.

Vòng bi con lăn đẩy

Vòng bi con lăn đẩy chỉ có thể chịu tải trọng trục một chiều và va đập nhỏ. Chúng có khả năng chịu tải trọng trục đáng kể, độ cứng ổ trục lớn, độ nhạy thấp với tải va đập và chiếm không gian nhỏ.

Chúng lý tưởng cho tốc độ thấp và thường được sử dụng trong các trường hợp làm việc mà ổ bi đẩy không phù hợp. Tuy nhiên, việc lắp đặt các ổ bi này không cho phép nghiêng trục và các vòng.

Vòng bi trơn

Vòng bi trơn là loại vòng bi đơn giản nhất được sử dụng trong máy móc công nghiệp. Những vòng bi này có bề mặt vòng bi cụ thể không có bộ phận lăn. Đây là một ống lót được lắp trên trục, lắp vào lỗ hoặc lỗ khoan. Những vòng bi này thường không đắt, trơn tru và hiệu quả, đồng thời tạo ra ít hoặc không có tiếng ồn khi hoạt động. Chúng nhẹ và có khả năng chịu tải lớn.

Vòng bi trơn được sử dụng cho chuyển động dao động, quay, qua lại hoặc trượt. Trục trượt trên bề mặt bên trong của vòng bi trong khi vòng bi duy trì vị trí cố định. Tuy nhiên, nên kết hợp vật liệu gia công có hệ số ma sát thấp, như hợp kim đồng, để cho phép chuyển động trơn tru.

Ngoài ra, các bạc đạn loại này có thể chịu được một số chuyển động đa hướng và độ lệch, lý tưởng cho tải trọng tĩnh và động.

Vòng bi chuyên dụng

Các vòng bi này được thiết kế cho các ứng dụng hoặc điều kiện cụ thể.

Vòng bi tuyến tính

Vòng bi tuyến tính cho phép chuyển động tuyến tính trơn tru với ma sát tối thiểu, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi chuyển động chính xác.

Vòng bi từ tính

Sử dụng từ trường để hỗ trợ tải trọng mà không cần tiếp xúc vật lý, lý tưởng cho các ứng dụng tốc độ cao.

Các vòng bi này sử dụng ý tưởng về độ cao từ tính để định vị trục giữa không trung. Vòng bi từ tính đảm bảo vòng bi không bị mài mòn do đặc tính không tiếp xúc vật lý của chúng. Các vòng bi này được phân loại thành hai loại chính, cụ thể là vòng bi từ tính chủ động và thụ động. Quan trọng hơn, tốc độ tương đối tối đa mà nó có thể xử lý không có giới hạn.

Vòng bi từ không bị ảnh hưởng bởi một số bất thường trong thiết kế trục vì trục tự động điều chỉnh vị trí tùy thuộc vào trọng tâm của nó. Tuy nhiên, nó có thể chống lại một bên nhưng cuối cùng sẽ hoạt động hiệu quả.

Vòng bi khí

Sử dụng lớp màng không khí mỏng để hỗ trợ tải trọng, tạo ra lực ma sát cực thấp và thường được sử dụng trong các ứng dụng chính xác.

Vòng bi chất lỏng

Vòng bi chất lỏng là loại vòng bi tiên tiến thay thế cho vòng bi kim loại. Các vòng bi này sử dụng chất lỏng tiếp xúc với tiếp xúc giữa hai thành phần để giảm ma sát. Do đó, hai thành phần vẫn tách biệt và không đến gần nhau do áp suất chất lỏng.

Những vòng bi này tạo ra ít tiếng ồn trong quá trình hoạt động và ít rung động hơn hầu hết các vòng bi kim loại.

Ứng dụng bạc đạn phổ biến

Loại vòng bi – bạc đạn chính	Phân loại chi tiết	Ứng dụng
Vòng bi	Vòng bi rãnh sâu	Động cơ điện, hộp số, thiết bị gia dụng và ứng dụng ô tô.
	Vòng bi tiếp xúc góc	Trục chính máy công cụ, máy bơm tốc độ cao và máy nén.
	Vòng bi tự căn chỉnh	Băng tải, quạt, máy móc nông nghiệp và máy dệt.
	Vòng bi đẩy	Máy bơm đứng, móc cẩu và cơ cấu lái ô tô.
Vòng bi lăn	Vòng bi lăn hình trụ	Hộp số, động cơ điện và thiết bị xây dựng.
	Vòng bi lăn côn	Trục bánh xe ô tô, hộp số và trục xe lửa.
	Vòng bi lăn hình cầu	Thiết bị khai thác, tua bin gió và máy móc hạng nặng.
	Vòng bi lăn kim	Hộp số ô tô, máy móc công nghiệp và linh kiện hàng không vũ trụ.
Vòng bi chuyên dụng	Vòng bi tuyến tính	Máy CNC, cánh tay robot và máy in 3D.
	Vòng bi từ tính	Bộ tăng áp, bánh đà và hệ thống lưu trữ năng lượng.
	Vòng bi khí	Sản xuất chất bán dẫn, hệ thống quang học và máy móc có độ chính xác cao.

Vòng bi có công dụng phổ biến trong các máy móc và ngành công nghiệp khác nhau, giúp chuyển động trơn tru, giảm ma sát và hỗ trợ tải trọng.

Các ứng dụng điển hình của vòng bi:

Máy móc công nghiệp

Vòng bi rất quan trọng trong nhiều thiết bị và máy móc công nghiệp, bao gồm tua bin, máy bơm, hộp số, máy nén, rô bốt và băng tải. Chúng hỗ trợ tải trọng liên quan đến ứng dụng này và chịu trách nhiệm cho sự quay trơn tru của trục.

Có thể bạn quan tâm: Bàn hút chân không cho máy CNC

Thiết bị y tế

Các nhà sản xuất kết hợp vòng bi vào các thiết bị và dụng cụ y tế như thiết bị nha khoa, máy quét CT, máy quét X-quang và dụng cụ phẫu thuật để có hiệu suất ma sát thấp và chuyển động chính xác.

Ngành công nghiệp ô tô

Ngành công nghiệp ô tô sử dụng nhiều loại vòng bi khác nhau trong các bộ phận kỹ thuật, chẳng hạn như vòng bi động cơ, vòng bi truyền động, vòng bi bánh xe, vòng bi hệ thống lái và vòng bi vi sai.

Ngành Đường Sắt

Ứng dụng vòng bi trong đường sắt bao gồm toa xe, đầu máy xe lửa và các bộ phận toa xe để hỗ trợ bánh xe, trục và các bộ phận quay.

Ngành hàng không vũ trụ

Ngành hàng không vũ trụ sử dụng vòng bi chịu các yêu cầu nghiêm ngặt về độ tin cậy và hiệu suất. Vòng bi thường được sử dụng trong hệ thống bánh đáp, động cơ máy bay, hệ thống điều khiển và một số ứng dụng máy bay quân sự và thương mại khác.

Ngành công nghiệp hàng hải

Các kỹ sư hàng hải sử dụng vòng bi trong các ứng dụng hàng hải cho cần cẩu, hệ thống lái, hệ thống đẩy, tời và nhiều thiết bị khác có khả năng chịu tải cao và yêu cầu quay trơn tru trong điều kiện hàng hải đầy thách thức.

Cách để bạn xác định loại bạc đạn phù hợp với dự án

Tốc độ quay

Yêu cầu về tốc độ quay hoặc tốc độ tuyến tính là cần thiết để xác định ổ trục hay bạc đạn lý tưởng. Các bạc đạn này thường có một số mức tốc độ nhất định cho thấy tốc độ hoạt động tối đa cho phép của chúng. Nên sử dụng ổ bi rãnh sâu, ổ bi con lăn trụ hoặc ổ bi tiếp xúc góc trong điều kiện làm việc tốc độ cao hơn. Ngược lại, ổ bi con lăn côn lý tưởng để sử dụng trong điều kiện làm việc tốc độ thấp hơn.

Hơn nữa, vòng bi đẩy cung cấp giới hạn tốc độ thấp hơn, phù hợp với điều kiện tốc độ thấp hơn. Ttuy nhiên, kích thước càng nhỏ của cùng một loại vòng bi, tốc độ cho phép của chúng càng cao. Do đó, đảm bảo tốc độ thực tế thấp hơn tốc độ giới hạn khi lựa chọn vòng bi cho dự án của bạn là điều cần thiết.

Độ cứng

Độ cứng của bạc đạn cũng là một yếu tố quan trọng trong máy móc như trục chính của máy công cụ. Các loại bạc đạn lăn như vòng bi con lăn hình trụ và hình côn có độ biến dạng đàn hồi thấp khi chịu tải. Độ cứng kém khi rãnh lăn và thân lăn tiếp xúc với nhau.

Tuy nhiên, bạn có thể ngăn ngừa rung trục và tăng cường độ cứng của giá đỡ bằng cách tải trước lực dọc cụ thể trong các ổ trục khác nhau như ổ trục bi con lăn côn và ổ trục bi tiếp xúc góc. Nó đảm bảo lực nén là tương hỗ.

Sự chính xác

Gia công chính xác , đo lường và trục chính máy công cụ đòi hỏi độ chính xác và dung sai cao hơn. Bên cạnh đó, vòng bi con lăn hình trụ, bi tiếp xúc góc và bi rãnh sâu phù hợp với yêu cầu độ chính xác quay cao.

Hơn nữa, vòng bi con lăn hình trụ, vòng bi rãnh sâu và vòng bi tiếp xúc góc đòi hỏi độ chính xác quay cao. Tuy nhiên, sử dụng bạc đạn chính xác với dung sai chặt chẽ hơn giúp đáp ứng thông số kỹ thuật ưa thích cho hầu hết các máy móc.

Trọng tải

Điều cần thiết là phải quyết định loại và kích thước của tải trọng hướng tâm hoặc hướng trục mà ổ trục sẽ chịu được. Tuy nhiên, hãy kiểm tra khả năng chịu tải tĩnh và động để đảm bảo bạc đạn có thể chịu được tải trọng dự kiến mà không bị hỏng sớm.

Chọn ổ bi hướng tâm khi chịu tải hướng tâm theo hướng thẳng đứng với trục. Mặt khác, ổ bi hướng trục phù hợp để chịu tải hướng trục hoặc tải đẩy khi cùng hướng với trục. Sử dụng bạc đạn cầu khi ổ trục chịu tải nhỏ và sử dụng bạc đạn con lăn cho tải lớn hơn.

Hy vọng những thông tin trên đây đã giúp bạn có câu trả lời cho thắc mắc bạc đạn là gì, hoạt động như thế nào và có những loại nào. Bằng cách lựa chọn vòng bi phù hợp, đảm bảo lắp đặt và bảo trì đúng cách, và luôn cập nhật thông tin về các xu hướng mới nhất trong công nghệ vòng bi, bạn có thể tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của máy móc.

Tham khảo bài viết khác: Bu lông M20 dùng cờ lê bao nhiêu?