Có một số nhầm lẫn xung quanh mối quan hệ giữa độ chính xác của ổ trục, dung sai chế tạo của nó và mức độ khe hở bên trong hoặc 'sự tiếp xúc' giữa mương và bi. Tại đây, Wu Shizheng, giám đốc điều hành của chuyên gia về vòng bi loại nhỏ và loại nhỏ JITO Bearings, đã làm sáng tỏ lý do tại sao huyền thoại này vẫn tồn tại và những điều mà các kỹ sư nên chú ý.
Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, tại một nhà máy sản xuất vũ khí ở Scotland, một người đàn ông ít được biết đến tên là Stanley Parker đã phát triển khái niệm về vị trí thực, hay cái mà ngày nay chúng ta biết là Đo kích thước và dung sai hình học (GD&T). Parker nhận thấy rằng mặc dù một số bộ phận chức năng đang được sản xuất cho ngư lôi bị loại bỏ sau khi kiểm tra, chúng vẫn được đưa vào sản xuất.
Khi kiểm tra kỹ hơn, ông phát hiện ra rằng nguyên nhân chính là do phép đo dung sai. Dung sai tọa độ XY truyền thống đã tạo ra một vùng dung sai hình vuông, loại trừ bộ phận đó mặc dù nó chiếm một điểm trong không gian hình tròn cong giữa các góc của hình vuông. Ông tiếp tục công bố những phát hiện của mình về cách xác định vị trí thực trong cuốn sách có tựa đề Bản vẽ và kích thước.
* Giải phóng mặt bằng nội bộ
Ngày nay, sự hiểu biết này giúp chúng ta phát triển các vòng bi thể hiện một số mức độ tác động hoặc độ lỏng, còn được gọi là khe hở bên trong hoặc cụ thể hơn là hoạt động hướng tâm và hướng trục. Độ hở xuyên tâm là khe hở được đo vuông góc với trục ổ trục và độ hở dọc trục là khe hở được đo song song với trục ổ trục.
Hoạt động này được thiết kế vào ổ trục ngay từ đầu để cho phép ổ trục chịu tải trong nhiều điều kiện khác nhau, có tính đến các yếu tố như độ giãn nở nhiệt độ và cách lắp giữa vòng trong và vòng ngoài sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của vòng bi.
Cụ thể, độ hở có thể ảnh hưởng đến tiếng ồn, độ rung, ứng suất nhiệt, độ võng, phân bố tải trọng và tuổi thọ mỏi. Mong muốn phát huy tác dụng xuyên tâm cao hơn trong các tình huống mà vòng trong hoặc trục được cho là sẽ trở nên nóng hơn và nở ra trong quá trình sử dụng so với vòng ngoài hoặc vỏ. Trong tình huống này, độ ma sát trong ổ bi sẽ giảm đi. Ngược lại, độ chơi sẽ tăng lên nếu vòng ngoài mở rộng hơn vòng trong.
Độ tác động dọc trục cao hơn là mong muốn trong các hệ thống có độ lệch giữa trục và vỏ vì độ lệch trục có thể khiến ổ trục có khe hở bên trong nhỏ nhanh chóng bị hỏng. Khoảng hở lớn hơn cũng có thể cho phép ổ trục chịu được tải lực đẩy cao hơn một chút vì nó tạo ra góc tiếp xúc cao hơn.
* Đồ đạc
Điều quan trọng là các kỹ sư phải đạt được sự cân bằng hợp lý về độ hở bên trong của ổ trục. Vòng bi quá chặt và lực tác động không đủ sẽ tạo ra nhiệt và ma sát quá mức, khiến các quả bóng trượt trên đường đua và tăng tốc độ mài mòn. Tương tự như vậy, khe hở quá lớn sẽ làm tăng tiếng ồn, độ rung và giảm độ chính xác khi quay.
Giải phóng mặt bằng có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng các phù hợp khác nhau. Sự phù hợp về mặt kỹ thuật đề cập đến khoảng hở giữa hai bộ phận giao phối. Điều này thường được mô tả như một trục trong một lỗ và thể hiện mức độ kín hoặc lỏng giữa trục và vòng trong cũng như giữa vòng ngoài và vỏ. Nó thường biểu hiện ở dạng khớp lỏng lẻo, hở hoặc khớp chặt, cản trở.
Mối liên kết chặt chẽ giữa vòng trong và trục là rất quan trọng để giữ nó ở đúng vị trí và ngăn chặn hiện tượng rò rỉ hoặc trượt không mong muốn, có thể tạo ra nhiệt, rung và gây ra sự xuống cấp.
Tuy nhiên, lắp chặt sẽ làm giảm khe hở trong ổ bi khi nó làm giãn vòng trong. Việc lắp chặt tương tự giữa vỏ và vòng ngoài trong ổ trục có hoạt động xuyên tâm thấp sẽ nén vòng ngoài và làm giảm khe hở hơn nữa. Điều này sẽ dẫn đến khe hở bên trong âm - khiến trục lớn hơn lỗ một cách hiệu quả - và dẫn đến ma sát quá mức và hỏng hóc sớm.
Mục đích là không có hoạt động nào xảy ra khi ổ trục hoạt động trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên, hoạt động xuyên tâm ban đầu cần thiết để đạt được điều này có thể gây ra vấn đề với việc bóng trượt hoặc trượt, làm giảm độ cứng và độ chính xác khi quay. Việc phát xuyên tâm ban đầu này có thể được loại bỏ bằng cách tải trước. Tải trước là phương pháp đặt tải trọng dọc trục cố định lên ổ trục, sau khi nó được lắp, bằng cách sử dụng vòng đệm hoặc lò xo được lắp vào vòng trong hoặc vòng ngoài.
Các kỹ sư cũng phải xem xét thực tế rằng việc giảm khe hở trong ổ trục tiết diện mỏng sẽ dễ dàng hơn vì các vòng mỏng hơn và dễ biến dạng hơn. Là nhà sản xuất vòng bi cỡ nhỏ và cỡ nhỏ, Vòng bi JITO khuyên khách hàng của mình rằng cần phải cẩn thận hơn khi lắp khớp nối trục với vỏ. Độ tròn của trục và vỏ cũng quan trọng hơn với vòng bi loại mỏng vì trục không tròn sẽ làm biến dạng các vòng mỏng và tăng tiếng ồn, độ rung và mô-men xoắn.
*Dung sai
Sự hiểu lầm về vai trò của hoạt động hướng tâm và hướng trục đã khiến nhiều người nhầm lẫn giữa mối quan hệ giữa hành trình và độ chính xác, đặc biệt là độ chính xác có được nhờ dung sai chế tạo tốt hơn.
Một số người cho rằng ổ trục có độ chính xác cao hầu như không có tác dụng gì và nó phải quay rất chính xác. Đối với họ, hoạt động xuyên tâm lỏng lẻo có cảm giác kém chính xác hơn và tạo ấn tượng về chất lượng thấp, mặc dù nó có thể là ổ trục có độ chính xác cao được thiết kế có chủ ý với hoạt động lỏng lẻo. Ví dụ: trước đây, chúng tôi đã hỏi một số khách hàng lý do tại sao họ muốn một ổ trục có độ chính xác cao hơn và họ đã trả lời rằng họ muốn “giảm thời gian sử dụng”.
Tuy nhiên, đúng là dung sai sẽ cải thiện độ chính xác. Không lâu sau khi sản xuất hàng loạt ra đời, các kỹ sư nhận ra rằng việc sản xuất hai sản phẩm giống hệt nhau là không thực tế cũng như không kinh tế, nếu có thể. Ngay cả khi tất cả các thông số sản xuất được giữ nguyên, sẽ luôn có những khác biệt nhỏ giữa đơn vị này và đơn vị tiếp theo.
Ngày nay, điều này đã trở thành biểu hiện cho sự khoan dung cho phép hoặc chấp nhận được. Các cấp dung sai cho vòng bi, được gọi là xếp hạng ISO (hệ mét) hoặc ABEC (inch), quy định độ lệch cho phép và các phép đo lớp phủ bao gồm kích thước vòng trong và ngoài cũng như độ tròn của vòng và mương. Cấp càng cao và dung sai càng chặt thì ổ trục sẽ càng chính xác hơn khi được lắp ráp.
Bằng cách đạt được sự cân bằng phù hợp giữa đồ đạc và hoạt động xuyên tâm và hướng trục trong quá trình sử dụng, các kỹ sư có thể đạt được độ hở vận hành bằng 0 lý tưởng và đảm bảo độ ồn thấp và chuyển động quay chính xác. Khi làm như vậy, chúng ta có thể làm sáng tỏ sự nhầm lẫn giữa độ chính xác và hoạt động, giống như cách mà Stanley Parker đã cách mạng hóa phép đo công nghiệp, về cơ bản thay đổi cách chúng ta nhìn vào vòng bi.
Thời gian đăng: Mar-04-2021
