Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
Bộ môn: Cơ học – Vật liệu
--- o0o ---
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM:
VÒNG BI
THÉP Ổ LĂN
GVHD: Th.S Lê Văn Bình
SVTH: LƯU ĐỨC XƠN
MSSV:52130331
Lớp: 52CKOTO
Nha Trang, tháng7 năm 2011
1)Tên vật liệu:ổ lăn
Vật liệu:thép ổ lăn
Mở đầu:như chúng ta đã biết,vật liệu có một ứng dụng rất to lớn trong đơi sống hằng
ngày.ngay từ thời xa xưa thì loài người đã biết sử dụng rất nhiều vật liệu khác nhau để
làm công cụ như:rìu đá,nồi đồng,kiếm thép...
- Để phục vụ cho nhu cầu hằng ngày ,với tính năng sử dụng các loại vật liệu đó ngày
càng cao hơn.Trong cuộc sống ngày nay,nhu cầu về sữ dụng vật liệu là rất lớn và đòi
hỏi các vật liệu phải có nhiều tính chất khác nhau để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong
các lĩnh vực công nghiệp,khoa học,đời sống...Trong các lĩnh vực này,một trong số các
vật liệu quan trọng nhất đó là vật liệu thép.vật liệu thép được phát hiện khá sớm,va
được ứng dụng rất nhiều trong cuôc sống chúng ta hiên nay.Vòng bi là một trong những
sản phẩm được chế tạo từ vật liệu thép. Người cổ xưa đã dùng lực để đẩy hoặc kéo
một vật nặng qua một đoạn đường dài trong cuộc sống sinh tồn của mình.Họ dùng một
phương pháp khá đơn giản, đó là dùng bùn và nước.Sau đó việc phát minh ra ổ lăn thay
vì chuyển động trượt nay ít mất công sức hơn với chuyển động lăn tròn.va từ đó ,ổ lăn
đã góp phần giảm sức lao động và tăng năng suất việc làm.
Ứng dụng trong thực tế:ổ lăn bao lâu nay đã quá gắn bó với cuộc sống con người.Đây
là sản phẩm không thể thiếu trong các thiết bi máy móc từ thô sơ đến máy móc hiện
đại.và ổ lăn được coi là trái tim của tất cả các ứng dụng sử dụng trục quay nói riêng và
động cơ nói chung. Vòng bi được sử dụng rộng rãi trong Động cơ điện, Hộp giảm tốc,
các Xe cơ giới, các máy Cán thép, Nghiền xi măng, Máy nén khí, Xay xát lúa gạo, các hệ
thống băng tải…
Khả năng thích nghi,thay thế:
ổ lăn có khả năng thích nghi rât lớn,bơi vì vòng bi có những đặc tính rất đăc biệt
như:khả năng làm giảm ma sát cao,khả năng chịu lực,chống an mòn cao,nên nó được sử
dụng khá rộng rải trong cuộc sống chúng ta hiện nay.và ổ lăn chiếm một số lượng lớn
trong các máy móc hiện nay.
Ưu điểm của ổ lăn:
- + Ma sát nhỏ (ổ bi:f=0,00012~0,0015, ổ đũa: f=0,002~0,006)
+ Chăm sóc và bôi trơn đơn giản
+ Kích thước chiều rộng nhỏ
+ Mức độ tiêu chuẩn hóa cao, giá thành rẻ.
- Nhược điểm:
+ Kích thước hướng kính lớn
+ Lắp ghép tương đối khó khăn
+ Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả năng giảm chấn kém
Ký hiệu sản phẩm,TCVN(tiêu chuẩn việt nam) về ổ lăn:
Ký hiệu ổ lăn:
Theo TCVN 3776-83,Ổ lăn được ký hiệu như sau:
Hai số đầu tiên từ bên phải ký hiệu đường kính vòng trong d và có giá trị d/5 nếu d
•
≥ 20mm. Nếu d < 20mm thì ký hiệu như sau:
d = 10mm ký hiệu 00
-
d = 12mm ký hiệu 01
-
d = 15mm ký hiệu 02
-
d = 17mm ký hiệu 03
-
• Chữ thứ 3 từ bên phải ký hiệu cỡ ổ:
o 8,9 – siêu nhẹ
o 1,7 – đặc biệt nhẹ
o 2,5 – nhẹ
o 6 – trung
o 4 – nặng
• Chữ số thứ tư từ phải sang biểu thị loại ổ:
o 0 – ổ bi đỡ một dãy
o 1 – ổ bi đỡ lồng cầu một dãy
o 2 – ổ đũa trụ ngắn đỡ
o 3 – ổ đũa lồng cầu hai dãy
o 4 – ổ kim
o 5 – ổ đũa trụ xoắn
o 6 – ổ bi đỡ chặn
- o 7 – ổ đũa côn
o 8 – ổ bi chặn
o 9 – ổ đũa chặn
Số thứ 5 và 6 từ bên phải sang biểu thị đặc điểm kết cấu
•
Số thứ 7 ký hiệu loạt chiều rộng ổ
QĐ 2176/QĐ-BKHCN về việc công bố 17 tiêu chuẩn quốc gia sau:
1. TCVN Ổ lăn. Ổ bi và ổ đũa. Kích thước cơ bản
1481:2009
2. TCVN Ổ lăn. Yêu cầu kỹ thuật
1484:2009
3. TCVN Ổ lăn. Đũa kim
1505:2009
4. TCVN Ổ lăn. Ổ kim đỡ một dãy. Loạt kích thước 40
1506:2009
5. TCVN Ổ bi và ổ đũa. Hệ thống ký hiệu quy ước
3776:2009
6. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn chuyển động tịnh tiến. Phần 1: Tải trọng động danh định và
tuổi thọ danh định
8028-
1:2009
ISO 14728-
1:2004
7. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn chuyển động tịnh tiến. Phần 2: Tải trọng tĩnh danh định
8028-
2:2009
ISO 14728-
2:2004
8. TCVN Ổ lăn. Tải trọng tĩnh danh định
8029:2009
ISO
76:2006
9. TCVN Ổ lăn. Đũa kim. Kích thước và dung sai
8030:2009
ISO
3096:1996
10. TCVN Ổ lăn. Ổ đũa kim loạt kích thước 48, 49 và 69. Kích thước bao và dung sai
8031:2009
ISO
1206:2001
- 11. TCVN Ổ lăn. Ổ đũa kim gia công áp lực không có vòng trong. Kích thước bao và
8032:2009 dung sai
ISO
3245:2007
12. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn đỡ. Kích thước bao, bản vẽ chung
8033:2009
ISO
15:1998
13. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn chặn. Kích thước bao, bản vẽ chung
8034:2009
ISO
104:2002
14. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn đỡ. Dung sai
8035:2009
ISO
492:2002
15. TCVN Ổ lăn. Ổ lăn chặn. Dung sai
8036:2009
ISO
199:2005
16. TCVN Ổ lăn. Ổ đũa côn hệ mét. Hệ thống ký hiệu
8037:2009
ISO
10317:1992
17. TCVN Ổ lăn. Ổ trụ có vòng chặn tách rời. Kích thước bao
8038:2009
ISO
246:2007
Kí hiệu Tiêu chuẩn nhật: JIS G4805
2.Cấu trúc, tổ chức của vật liệu dùng để chế tạo vòng bi:
Phần lớn vật liệu làm vòng bi là loại thép có tỷ lệ Carbon hợp kim cao, thường sử
dụng là thép ШХ15СГ, ШХ15СГ, ШХ20СГ SUJ2; IIIX15; AISI 52100. Một trong các
yếu tố quyết định tuổi thọ của vòng bi là độ sạch và độ tinh khiết của thép. Sở dĩ thép
SUJ2 ; IIIX15; ASSI 52100 là loại thép được đánh giá cao là bởi vì nó được chế tạo theo
một quy trình mà ở đó chất lượng được giám sát rất nghiêm ngặt, như thế sẽ loại bỏ
được các thành phần phi kim và các loại chất bẩn khác.
- Thành phần hợp kim chủ yếu trong thép chế tạo vòng bi là Crom(Cr) và
mangan(Mn), hai nguyên tố này kết hợp với sắt tạo thành các hợp kim làm tăng độ thấm
tôi và cơ tính của thép.
Vật liệu chế tạo vòng trong, vòng ngoài và con lăn thường là thép có hàm l ượng
cacbon khoảng ,Vòng ổ có độ rắn đến 6064HRC, viên lăn có độ rắn 62 66 HRC.
Vòng cách của ổ được chế tạo bằng vật liệu giảm ma sát như thép ít cacbon, tếch tô
lít, đuy ra, đồng thau, đồng thanh và một số loại nhựa đặc biệt có pha sợi thủy tinh.
Ví dụ như mác thép GCr15:
Mác
C Si Mn P S Cr Ni
thép
0.95 ~ 0.15 ~ 0.25 ~ £ £ 1.40 ~ £
GCr15
1.05 0.35 0.45 0.25 0.25 1.65 0.30
3.cấu tạo ổ lăn:
Trong ổ lăn, tải trọng từ trục trước khi truyền đến gối trục phải qua các con lăn. Nhờ
các con lăn nên ma sát sinh ra trong ổ là ma sát lăn.
Ổ lăn gồm 4 bộ phận :
1- Vòng ngoài 2- Vòng trong
3- Con lăn 4- Vòng cách
-Vòng trong và vòng ngoài thường có rãnh, vòng trong lắp với ngõng trục, vòng ngoài
lắp với gối trục (vỏ máy, thân máy. .)
-Con lăn có thể là bi hoặc đũa, lăn trên rãnh lăn. Rãnh có tác d ụng làm gi ảm b ớt ứng
suất tiếp xúc của con lăn, hạn chế con lăn di chuyển dọc trục.
-Vòng cách có tác dụng phân bố đều các con lăn, không cho các con lăn tiếp xúc nhau.
Phân loại: Tuỳ theo khả năng chịu tải, có các loại:
+ Ổ đỡ, là ổ chỉ có khả năng chịu lực hướng tâm và một phần nhỏ lực dọc trục (Hình
8.2, a, b, d, h).
+ Ổ đỡ chặn, là ổ vừa có khả năng chịu lực hướng tâm, vừa có khả năng chịu l ực dọc
trục (Hình 8.2, c, e).
+ Ổ chặn, là ổ chỉ có khả năng chịu lực dọc trục (Hình 8.2, j, k).
_ Theo hình dạng của con lăn trong ổ, chia ra:
+ Ổ bi, con lăn có dạng hình cầu (Hình 8.2, a, b, c).
+ Ổ côn, con lăn có dạng hình nón cụt (Hình 8.2, e).
+ Ổ đũa, con lăn có dạng hình trụ ngắn (Hình 8.2, d).
+ Ổ kim, con lăn có dạng hình trụ dài (Hình 8.2, h).
- _ Theo khả năng tự lựa của ổ, chia ra:
+ Ổ lòng cầu, mặt trong của vòng ngoài là mặt cầu, ổ có khả năng tự lựa hướng tâm.
Khi trục bị biến dạng, uốn cong, ổ sẽ lựa theo để làm việc bình thường (Hình 8.2, b, g).
+ Ổ tự lựa dọc trục (Hình 8.2, d), ổ có khả năng tự lựa theo phương dọc trục. Khi trục
bị biến dạng, dãn dài thêm một lượng, ổ sẽ lựa theo để làm việc bình thường.
_ Theo số dãy con lăn trong ổ, chia ra:
+ Ổ có 01 dãy con lăn (Hình 8.2, a, d).
+ Ổ có hai dãy con lăn (Hình 8.2, b, g).
+ Ổ bi có nhiều dãy con lăn. Số dãy con lăn tăng lên, khả năng tải của ổ cũng tăng.
Giới thiệu các loại ổ lăn chính
- Ổ bi đỡ một dãy (Hình 8.2, a). Loại này được chế tạo với số lượng rất lớn,
1
giá thành tương đối rẻ so với các loại khác. Ổ chịu được l ực hướng tâm là
chính. Có thể chịu được một ít lực dọc trục, bằng 70% lực hướng tâm chưa
dùng đến.
- Ổ bi lòng cầu hai dãy (Hình 8.2, b). lọai này cho phép trục xoay một góc lớn
2
đến 30. Khả năng tải lớn hơn ổ bi đỡ một dãy có cùng kích thước d. Chịu
được lực hướng tâm là chính. Chịu được một ít lực dọc trục, bằng 20% l ực
hướng tâm chưa dùng đến.
- - Ổ đũa trụ ngắn một dãy (Hình 8.2, d). Ổ chỉ chịu được lực hướng tâm. Hầu
3
như không chịu lực dọc trục, Khả năng tải lớn hơn ổ bi đỡ một dãy có cùng
kích thước d, gấp khoảng 1,7 lần.
- Ổ bi đỡ chặn một dãy (Hình 8.2, c). Ổ chịu được lực hướng tâm và cả lực
4
dọc trục. Khả năng tải lớn hơn ổ bi đỡ một dãy có cùng kích thước d, gấp
khoảng 1,4 lần. Ổ được chế tạo với các giá trị góc α = 120, 260 và 360.
1 - Ổ côn đỡ chặn một dãy (Hình 8.2, e). Ổ chịu được lực hướng tâm và cả lực
dọc trục. Khả năng tải lớn hơn ổ bi đỡ một dãy có cùng kích thước d. Ổ
được chế tạo thành hai nhóm với các giá trị góc α = 100 ÷ 160 và α = 250 ÷ 300.
- Ổ bi chặn một dãy (Hình 8.2, j, k). Ổ chỉ chịu được lực dọc trục. Hầu như không chịu
được lực hướng tâm. Khi làm việc với số vòng quay lớn, lực ly tâm làm ổ mòn rất
nhanh.
. Độ chính xác chế tạo ổ lăn
-Theo TCVN 4175- 85 quy định 5 cấp chính xác của ổ lăn:
cấp 0,
cấp 6, Cấp 0 là cấp chính xác bình thường,
cấp 5, Cấp 6 có độ chính xác cao hơn,
cấp 4, Cấp 2 có độ chính xác cao nhất.
cấp 2.
_ Các ổ lăn thường dùng trong hộp giảm tốc có cấp chính xác 0, trường hợp số vòng
quay của trục quá lớn hoặc yêu cầu độ chính xác đồng tâm của trục cao, có thể dùng ổ
lăn cấp chính xác 6.
_ Ổ lăn là chi tiết máy được tiêu chuẩn hóa cao, khi thiết kế chúng ta chỉ tính chọn kiểu
ổ, cỡ ổ lăn và cấp chính xác của ổ, không cần quy định dung sai cho ổ. Biết ký hiệu của
ổ lăn chúng ta sẽ biết dung sai của ổ, do đó không cần ghi ký hiệu dung sai của ổ lăn
trên bản vẽ lắp.
4.Quy trình tạo ra ổ lăn
Quy trình làm vòng trong ,vòng ngoài
4.1.chế tạo vòng bi thô:
- Thoạt đầu,thỏi thép được nung nóng bằng điện,sau đó các đoạn thép được cắt dập
bằng máy và tạo thành các vành trong vành ngoài.lúc này,chúng đang là 2 loại vòng tách
rời nhau.những hình dạng tiếp theo được tạo ra bằng phương pháp rèn nóng
4.2.tiên vành:
Vòng trong và vòng ngoài đều được gia công bằng máy tiện. Nguyên công tiện tạo ra
hình dáng, kích thước cơ bản của vòng bạc ngoài và bạc trong của vòng bi. Sản
phẩm của nguyên công tiện đều được kiểm tra bằng thiết bị đo có thang đo độ chính
xác 1/1000
Các mặt cạnh ngoài được mài trước,sau đó là khâu tiên lỏi,vạt cạnh và tiện rảnh bi.các
khâu tiên vành ngoài tương tự.
Sau khi đươc kiểm tra,người ta đánh giá phân loại vòng bi sau đó chuyển tới công đoạn
tiếp theo
4.3.xử lý nhiệt:
Do vòng trong và vòng ngoài làm việc với áp lực lớn và chúng liên t ục phải chịu đ ựng
các chuyên động quay,vì vậy chúng phải chịu được sự mài mòn.nên chúng được xử lý
qua một quá trình gọi là tôi,sau đó được làm nguội nhanh.để tăng tính chịu mài
mòn,người ta Ram được tiến hành ở nhiệt độ 150 độ C
- 4.4.mài:
Mài vành bi ngoài,trước tiên mặt cạnh được mài để làm chuẩn cho công đoạn tiếp
theo.mặt cạnh vòng bi được mài chính xác tới 90o so với bề mặt đã được mài.sau đó mài
rảnh bi với độ nhẵn như mặt ngoài.vòng bi trong được mài tương tự.
Quy trình làm viên bi
- 1. Nguyên liệu: sử dụng để sản xuất viên bi là thép chất lượng cao như IIIX6, IIIX9
hoặc IIIX15 được cấp ở dạng dây. Sau đó dập ra các viên bi hình cầu theo khuôn
dập trên máy dập tự động.
2. Mài dũa bavia:
Phôi sau khi dập xong. Để loại bỏ bavia sử dụng máy mài dũa bavia để mài
dũa via viên bi. Quá trình cắt được tạo ra do bộ dụng cụ có độ cứng cao 60 ~ 62
HRC.
3.Xử lý nhiệt.
Quá trình nhiệt luyện viên bi còn quan trọng hơn quá trình nhiệt luyên vòng
bạc trong và vòng bạc ngoài. Tiêu chuẩn độ cứng của viên bi đạt từ 60~64 HRC.
4. Mài viên bi.
Độ chính xác của viên bi là rất cao, sai số hình dáng < 0.1µm, sai số kích
thước trong một nhóm là 1µm độ bóng bề mặt Ra=0.020. Vì vậy quá trình mài viên
bi trải qua nhiều công đoạn: Mài thô; nghiền bóng…
5. Phân nhóm kích thước viên bi:
Theo tiêu chuẩn lắp ráp vòng bi thì sai lệch kích thước của các viên bi trong
một nhóm là rất nhỏ.Vì vậy viên bi được phân nhón bằng máy phân nhóm viên bi.
- 6. Hoàn thành:
Cuối cùng viên bi được khử từ, rửa sạch, chống rỉ rồi đóng gói và chuyển đi
lắp ráp.
5.Nhiệt luyện:
Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất,nhằm làm thay đổi cấu
trúc chất rắn,đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học,đặc tính vật liệu.
Phương pháp nhiệt luyện: Thép được tôi bề mặt bằng dòng cao tần tới nhiệt độ 840-
860 độ C, giữ nhiệt khoảng trên 45 giây sau đó làm nguội băng nước. Sau nhiệt luyện
thép đạt được độ cứng bề mặt không dưới 61HRC, độ cứng trong lõi khoảng 37-42
HRC.
Đối với thép ШХ15 và ШХ15СГ, để đạt được độ cứng cao, nâng cao khả năng chống
mài mòn, độ bền mỏi, thép được tôi và ram thấp. Phụ thuộc vào thành phần (mác thép)
và độ dầy của vòng bi mà thép được nhiệt luyện khác nhau.
Thép ШХ15 (1%C, 0.17%Si, 0.30%Mn, 1.48%Cr) được dung để chế tạo bi với đường
kính đến 15mm, vòng bi với độ dầy đến 14mm.
Phương pháp nhiệt luyện: Thép được nung nóng đến 830-860 độ C, giữ nhiệt khoảng
23-55 phút, sau đó làm nguội trong nước. Ram được tiến hành ở nhiệt độ 150 độ C, sau
đó làm nguội trong không khí.
Thép ШХ15СГ (1%C, 0.52%Si, 1.1%Mn, 1.48%Cr) được dung để chế tạo bi với đường
kính đến 50mm, vòng bi với kích thước lớn, độ dầy có thể lên đến 20-30 mm.
Phương pháp nhiệt luyện: Thép được nung nóng đến 820-845 độ C, giữ nhiệt khoảng
45-100 phút, sau đó làm nguội trong dầu. Ram được tiến hành ở nhiệt độ 150 độ C, sau
đó làm nguội trong không khí
6.phương pháp đánh giá sản phẩm vật liệu:
Mỗi vòng bi đều trải qua một loạt các kiểm tra tốt ngiệp trước khi xuất xưởng,độ
chính xác,độ bền phải đạt hoặc vượt chỉ tiêu đã quy định.hoạt động của chúng phải đạt
một sự đồng đều nhất định.mức độ tiếng động phải thấp với các tiêu chuẩn đã
định.mọi khâu kiểm tra được tiến hành kỉ càng,nhằm đảm bảo tiêu chuẩn cao nhất về
chất lượng và độ ổn định
. Cách kiểm tra vòng bi
- Khi kiểm tra một vòng bi trong thời gian kiểm tra bảo dưỡng định kỳ thiết bị, kiểm tra
vận hành, hay thay thế các bộ phận thiết bị, cần xác định tình trạng vòng bi để xem có
tiếp tục hoạt động nữa hay không.
Nên ghi lại các thông số kiểm tra vòng bi khi tháo. Sau khi lấy mẫu mỡ và đo lượng mỡ
dư thừa thì tiến hành vệ sinh vòng bi. Tiếp tục kiểm tra có hay không những hư hỏng
bất thường đối với vòng giữ bi, bề mặt lắp lỗ trong vòng bi, bề mặt bi, bề mặt rãnh bi.
Xem phần 6 quan sát vết chạy trên bề mặt rãnh bi.
Khi đánh giá có hay không sử dụng lại vòng bi, cần theo các điểm đánh giá sau: mức độ
hư hỏng vòng bi, sự làm việc của máy, mức độ quan trọng của máy, điều kiện vận
hành, tần suất kiểm tra bảo dưỡng. Nếu kiểm tra phát hiện vòng bi có những hư hỏng
bất thường thì cố gắng xác định được nguyên nhân và cách khắc phục (xem phần 7) và
tiến hành sự khắc phục.
Nếu khi kiểm tra phát hiện bất cứ hư hỏng nào mà thấy không thể sử dụng lại thì vòng
bi cần phải thay mới.
(1) Nứt hay vỡ vòng giữ bi, các viên bi và ca trong.
(2) Sự tróc vảy của các viên bi hay rãnh lăn.
(3) Bị xước, tạo vết khía trên các viên bi, tạo bề mặt gờ trên rãnh lăn.
(4) Sự mài mòn vòng giữ bi hay lỏng các đnh tán.
(5) Tạo vết rạn nứt hay gỉ sét trên các viên bi hoặc rãnh lăn.
(6) Có các vết lõm trên các viên bi hoặc rãnh lăn.
(7) Sự rão của các bề mặt ngoài ca ngoài hay lỗ ca trong.
(8) Sự biến màu do nhiệt.
(9) Các vòng làm kín bị hư hỏng hay vòng làm kín mỡ của vòng bi.
7. Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu; bảo hành sản phẩm.
Khi một vòng bi bị hư hỏng trong quá trình vận hành, sẽ dẫn đến toàn bộ máy hoặc
thiết bị hư hỏng. Một khi vòng bi bị hư hỏng sớm hay gây ra các sự cố không mong
muốn thì điều quan trọng là có thể xác định và dự đoán được các hư hỏng trước khi xử
lý, để từ đó có các hành động khắc phục kịp thời.
- Thông thường, kiểm tra vòng bi hay buồng gối đỡ có thể xác định được nguyên nhân
gây ra hư hỏng. Các nguyên nhân phổ biến gây ra hư hỏng vòng bi là bôi trơn kém, tháo
lắp sai, lựa chọn vòng bi không đúng, tìm hiểu về trục và buồng gối đỡ chưa kỹ càng.
Nguyên nhân cũng có thể xác định bằng cách xem xét sự vận hành của vòng bi trước khi
nó hư hỏng, phân tích tình trạng bôi trơn và tình trạng lắp đặt và quan sát cẩn thận các
vòng bi hư hỏng.
Một số trường hợp vòng bi bị hư hỏng một cách nhanh chóng, tuy nhiên sự hư hỏng
sớm này khác với sự hư hỏng do mỏi do sự tróc vảy. Các hư hỏng vòng bi được chia và
phân loại thành 2 loại hư hỏng: hư hỏng sớm vòng bi và hư hỏng tự nhiên do mỏi khi có
sự tiếp xúc kim loại.
Bảo quản tốt
Vòng bi, nếu còn nguyên bao bì đóng gói ban đầu của nhà sản xuất, có thể được lưu
kho trong tình trạng tốt trong nhiều năm trong điều kiện môi trường bảo quản sạch,
không bụi bẩn, độ ẩm thấp, tránh nơi va chạm và có chấn động. Tránh cất giữ vòng bi
trực tiếp trên sàn.
Đối với vòng bi lớn nên đặt nằm và được đỡ các phía của vòng trong và ngoài. Nếu đặt
ở vị trí đứng, trọng lượng của các vòng và các viên bi có thể gây ra méo cục bõ do các
vòng này có thành mỏng.
Độ sạch của các vòng bi là hết sức quan trọng. Tất cả vòng bi phải được bảo quản
sạch sẽ. Khi bị nhiễm bẫn và có sự ăn mòn sẽ dẫn đến làm ngắn tuổi thọ của bất cứ
vòng bi nào.
Người sử dụng nên chú ý khi bảo quản loại vòng bi có nắp đậy kín trong khoảng thời
gian dài. Tính chất bôi trơn của mỡ được sử dụng để điền vào các vòng bi có thể làm
vòng bi bị hỏng do làm rơi rớt vòng bi dễ dàng khi vận chuyển.
7.1 Sử dụng vòng bi
7.1.a Các lưu ý khi xử lý vòng bi
Vòng bi là bộ phận máy có độ chính xác cao nên phải xử lý hết sức cẩn thận. Ngoài ra
để đảm bảo sự vận hành trơn tru và tuổi thọ như mong đợi, vòng bi cần phải sử dụng
hợp lý. Dưới đây là các lưu ý chính khi xử lý vòng bi:
(1) Giữ vòng bi và khu vưc xung quanh nơi đặt vòng bi sạch sẽ: chất bẩn hay bụi bẩn
thạm chí không nhìn thấy được bằng mắt thường đều ảnh hưởng có hại cho vòng bi. Vì
vậy luôn giữ vòng bi và môi trường xung quanh sạch sẽ để tránh sự xâm nhập của bụi
bẩn.
(2) Cẩn thận khi thao tác với vòng bi: các chấn động mạnh trong suốt quá trình thao tác
- có thể gây xước hay làm phá hỏng vòng bi. Tác động mạnh có thể gây vỡ hay nứt.
(3) Sử dụng các dụng cụ hợp lý.
(4) Ngăn ngừa sự ăn mòn: mồ hôi từ tay cầm hay các chất bẩn khác có thể gây ăn mòn
vòng bi. Do đó cần giữ tay sạch hoặc đeo găng tay nếu có thể khi xử lý vòng bi.
7.1b Lắp đặt vòng bi
Việc lắp đặt vòng bi ảnh hưởng đến độ chính xác, tuổi thọ và sự hoạt động về sau. Đề
nghị lắp vòng bi theo các bước sau đây:
(1) Vệ sinh vòng bi và các bộ phận xung quanh
(2) Kiểm tra kích thước và tình trạng các bộ phận liên quan
(3) Tiến hành theo quy trình lắp
(4) Kiểm tra lần cuối xem vòng bi đã được lắp hợp lý chưa
(5) Cung cấp đúng loại và đủ lượng chất bôi trơn
Hầu hết các vòng bi quay cùng trục, nên phương pháp lắp thường là lắp chặt trục với
vòng trong của bi và có khe hở giữa vòng ngoài vòng bi với lỗ thân gối đỡ.
7.1c Kiểm tra khi vận hành
Sau khi lắp đăt xong vòng bi, công việc quan trọng là chạy thử operating test. Bảng 2.1
dưới đây liệt kê các phương pháp chạy thử và hướng dẫn ở bảng 2.2 cách xử lý các sự
cố đối với các từng trường hợp hư hỏng.
- Bảng 2.1: Các phương pháp kiểm tra chạy thử
Cỡ máy Quy trình chạy thử Kiểm tra tình trạng
vòng bi
Vận hành bằng tay: Quay Chạy không trơn tru Chạy
thử trục bằng tay. Nếu có sự gián đoạn (bị nứt,
quay trơn tru thì tiến hành vỡ hoặc lõm).
chạy máy. Mômen quay không đều
(lỗi lắp ráp)
Mômen quay quá mức (lỗi
lắp ráp hay khe hở hướng
Máy cỡ nhỏ
kính bên trong không đủ)
Chạy máy bằng máy dẫn Kiểm tra tiếng ồn bất
động: ban đầu chạy ở tốc thường.
độ chậm không tải, sau đó Kiểm tra nhiệt độ tăng
từ từ tăng tốc và mang tải bất thường.
tới khi đạt tới tốc độ thiết Rò rỉ chất bôi trơn. Sự
kế. biến màu.
Vận hành không tải: mở Rung động
điện và cho máy chạy Tiếng ồn, v.v…
chậm. Tắt máy để máy
chạy quán tính cho đến
khi ngừng hẳn. Nếu
không có vấn đề bất
Máy lớn
thường xảy ra thì cho
chạy thử có tải
Chạy máy bằng máy dẫn Giống trường hợp máy cỡ
động: giống với máy cỡ nhỏ.
nhỏ.
Bảng 2.2: Nguyên nhân và cách khắc phục cho một số vận hành bất thường
Bất thường Khắc phục
Nguyên nhân
Tiếng ồn lạ Tiếng ồn lớn của Tải bất thường Chế độ lắp, khe hở
kim loại trong, tải đặt trước,
vị trí vai thân gối
không hợp lý.
Lắp ráp sai Độ chính xác gia
- công và độ đồng
tâm trục với lỗ gối
và độ chính xác lắp
ráp chưa hợp lý.
Bôi trơn không đủ Bổ sung chất bôi
hoặc không đúng trơn hay lựa chọn
chất bôi trơn khác
Cọ xát của các chi Thay đổi thiết kế
tiết quay vòng làm khuất
khúc
Vết nứt, ăn mòn Thay mới hay làm
hay vết xước trên sạch vòng bi cẩn
thận, cải thiện sự
rãnh lăn
làm kín và sử dụng
chất bôi trơn sạch
Tiếng ồn lớn đều
Có vết lõm Thay mới vòng bi
cẩn thận
Sự tróc vảy trên Thay mới vòng bi
rãnh lăn
Khe hở quá mức Thay đổi chế độ
lắp, khe hở và tải
đặt trước.
Sự thâm nhập phần Thay mới hay làm
tử bên ngoài sạch vòng bi cẩn
Tiếng ồn lớn không
thận, cải thiện sự
đều
làm kín và sử dụng
chất bôi trơn sạch
Có vết nứt hoặc Thay mới vòng bi
tạo vảy trên các
viên bi.
Nhiệt độ tăng bất Bôi trơn quá mức Giảm lượng chất bôi trơn và
thường lựa chọn loại mỡ rắn hơn
Chất bôi trơn không đúng Bổ sung chất bôi trơn hay lựa
hay không đủ chọn chất bôi trơn tốt hơn
Tải bất thường Chế độ lắp, khe hở trong, tải
đặt trước, vị trí vai thân gối
không hợp lý.
Lỗi lắp ráp Độ chính xác gia công và độ
đồng tâm trục với lỗ gối và
độ chính xác lắp ráp chưa
hợp lý.
Sự ma sát với vòng làm kín Làm kín hợp lý, thay mới
- hay mặt lắp gép bị trờn. vòng bi, chế độ lắp và
phương pháp lắp hợp lý
Có vết lõm Thay mới vòng bi cẩn thận
Sự tạo vảy Thay mới vòng bi
Lỗi lắp ráp Đảm bảo độ vuông góc giữa
trục và vai lỗ gối
Rung động
Sự thâm nhập phần tử bên Thay mới hay làm sạch vòng
bi cẩn thận, cải thiện sự làm
ngoài
kín và sử dụng chất bôi trơn
sạch
Quá nhiều chất bôi trơn. Sự Giảm lượng chất bôi trơn và
thâm nhập phần tử bên lựa chọn loại mỡ rắn hơn.
Sự rò rỉ hay biến
ngoài hay các hạt mài Thay vòng bi hay chất bôi
màu chất bôi trơn
trơn. Vệ sinh buồng gối và
các bộ phận bên trong.
7.2. Bảo dưỡng vòng bi
Vòng bi cần phải kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ đảm bảo sự vận hành với tuổi thọ tối
đa. Có các phương pháp kiểm tra sau:
(1) Kiểm tra khi đang chạy
Xác định chu kỳ thời gian thay mới vòng bi và định kỳ bổ sung chất bôi trơn, kiểm tra
tính chất dầu bôi trơn và các thông số vận hành như nhiệt độ vận hành, độ rung, tiếng
ồn. (tham khảo thêm phần 4).
(2) Kiểm tra vòng bi
Kiểm tra vòng bi thật kỹ trong suốt thời gian dừng máy kiểm tra và thay mới các chi tiết
máy định kỳ. Kiểm tra tình trạng rãnh bi. Nếu xác định có hư hỏng thì quyết định sử
dụng lại hoặc nên được thay mới (tham khảo thêm phần 5).
7.3. Các thông số vận hành vòng bi
Các thông số vận hành chính của vòng bi là: tiếng ồn, rung động, nhiệt độ và tình trạng
chất bôi trơn. Mời tham khảo bảng 2.2 nếu phát hiện có bất cứ sự bất thường nào khi
vận hành.
7.3a Tiếng ồn của vòng bi
Trong suốt quá trình vận hành, sử dụng thiết bị theo dõi âm thanh để đo âm lượng và
đặc tính của tiếng ồn khi vòng bi quay. Có thể phân biệt các hư hỏng của vòng bi như
sự tróc vảy dựa trên đặc tính bất thường của tiếng ồn.
7.3.b Rung động ở vòng bi
Những bất thường của vòng bi có thể được phân tích bằng cách đo rung động của một
máy đang chạy. Một thiết bị phân tích biểu đồ tần số dạng phổ được sử dụng để đo độ
lớn của rung động và sự phân bố của các tần số. Các kết quả kiểm tra có thể xác định
được các nguyên nhân của các bất thường của vòng bi. Các dữ liệu đo được thay đổi
theo điều kiện vận hành của vòng bi và vị trí đo rung động. Vì thế cần xác định các tiêu
chuẩn đánh giá cho mỗi máy được đo.
- Việc theo dõi những bất thường về rung động từ vòng bi trong suốt thời gian vận hành
là rất hữu ích trong việc bảo trì.
7.3c Nhiệt độ vòng bi
Nói chung, nhiệt độ vòng bi có thể dự tính được từ nhiệt độ đo được bên ngoài vỏ của
gối đỡ, mà còn có thể đo trực tiếp từ vòng ngoài của vòng bi bằng một đầu đo đi xuyên
qua một lỗ dầu trên vỏ gối.
Thông thường nhiệt độ vòng bi tăng lên từ từ sau khi khởi động máy đến khi chạy ổn
định sau khoảng 1-2 tiếng đồng hồ. Nhiệt độ vòng bi khi chạy ổn định phụ thuộc vào
tải, tốc độ quay và đặc tính truyền nhiệt của máy. Sự bôi trơn không đủ hay lắp ráp
không đúng có thể gây ra nhiệt độ ổ bi tăng nhanh chóng. Những trường hợp như vậy
cần tạm thời ngừng và có biện pháp khắc phục.
7.3.d Ảnh hưởng của sự bôi trơn
Mục đích chính của sự bôi trơn là giảm ma sát và giảm sự mài mòn bên trong vòng bi
tránh hư hỏng sớm vòng bi. Chất bôi trơn cung cấpnhững ưu điểm sau:
(1) Giảm ma sát và mài mòn: màng dầu giúp giảm ma sát, sự mài mòn và ngăn ngừa sự tiếp
xúc trực tiếp của các chi tiết kim loại như bi, vòng trong, vòng ngoài và vòng giữ bi.
(2) Kéo dài tuổi thọ mỏi của kim loại: phụ thuộc vào độ nhớt và độ dày của màng dầu giữa
các bề mặt tiếp xúc. Màng dầu càng dày sẽ giúp kéo dài tuổi thọ mỏi, và nếu độ nhớt
thấp sẽ dẫn đến màng dầu nhỏ và nếu độ nhớt quá thấp sẽ dẫn đến không đủ tạo
màng dầu.
(3) Giảm sự sinh nhiệt do ma sát và tác dụng làm mát: Sự tuần hoàn dầu bôi trơn giúp đưa
nhiệt sinh ra do ma sát ra khỏi gối nhằm ngăn ngừa vòng bi quá nhiệt và dầu bị biên
chất.
(4) Có tác dụng làm kín và ngăn ngừa gỉ sét: sự bôi trơn đủ cũng giúp ngăn tạp chất xâm
nhập từ bên ngoài vào vòng bi và bảo vệ nó chống lại sự ăn mòn và gỉ sét.
7.3e Lựa chọn chất bôi trơn
Có hai phương pháp chính bôi trơn vòng bi: bôi trơn bằng mỡ và bôi trơn bằng dầu. Lựa
chọn phương pháp nào phụ thuộc điều kiện và mục đích sử dụng để đạt được sự vận
hành tốt nhất của vòng bi. Bảng so sánh giữa hai kiểu bôi trơn Bảng 4.1
Nội dung Bôi trơn bằng mỡ Bôi trơn bằng dầu
Kết cấu buồng ổ và Phức tạp hơn. Đòi hỏi
Đơn giản
phương pháp làm kín bảo trì cẩn thận hơn
Tốc độ giới hạn:
Tốc độ 65%~80% tốc độ của bôi
trơn bằng dầu
Truyền nhiệt là có thể sử
Hiệu quả làm mát dụng bôi trơn cưỡng bức
Kém
tuần hoàn
Độ lỏng Tốt
Kém
Một vài trường hợp khó
Thay mới Dễ dàng
khăn
- Loại chất bẩn Không thể Dễ dàng
Thường rò rỉ. Không thích
Nhiễm bẩn bên ngoài do Hiếm khi nhiễm bẩn bởi
hợp nếu đòi hỏi tránh
rò rỉ rò rỉ
nhiễm bẩn từ bên ngoài.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt
(1) Bôi trơn bằng mỡ: Mỡ là một chất bôi trơn với thành phần cơ bản là dầu và các phụ gia.
Khi lựa chọn mỡ, chú ý sự phù hợp với điều kiện sử dụng của mỡ. Xem ví dụ về độ
đặc của mỡ và nơi sử dụng bảng 4.2:
Độ đặc của #0 #1 #2 #3 #4
mỡ
Độ đặc 355~385 310~340 265~295 220~250 175~205
(1/10mm)
Cung cấp Loại mỡ
Cung cấp mỡ tập trung Loại mỡ thông
Nhiệt độ cao
mỡ tập trung Nhiệt độ thông thườngthường,
thấp nhiệt độ cao
Ứng dụng
Nơi mỡ sử
Nơi dễ xảy Nơi dễ xảy vòng bi có vòng bi có
dụng để làm
vòng bịt kín vòng bịt kín
ra ăn mòn ra ăn mòn
kín
(2) Bôi trơn bằng dầu: Có nhiều phương pháp bôi trơn bằng dầu khác nhau: bể dầu, bôi trơn
nhỏ giọt, kiểu vung tóe, bôi trơn tuần hoàn, phun sương và phun dạng khí. Phương pháp
này sử dụng cho thiết bị tốc độ cao và nhiệt độ cao. Bôi trơn bằng dầu đặc biệt hiệu
quả trong những trường hợp phải lấy nhiệt ra khỏi vị trí bôi trơn. Chú ý lựa chọn dầu
có độ nhớt phù hợp với nhiệt độ vận hành của vòng bi. Nói chung, dầu có độ nhớt thấp
sử dụng cho thiết bị tốc độ cao, còn thiết bị tải nặng thì dùng loại dầu có độ nhớt cao.
Đối với ứng dụng thông thường thì khoảng độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ vận hành
ở bảng 4.3. Ngoài ra bảng 4.1 cho thấy mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt của dầu
bôi trơn. Xem ví dụ về lựa chọn dầu bôi trơn cho các điều kiện vận hành khác nhau
ở Bảng 4.4.
Bảng 4.3 Độ nhớt yêu cầu cho các loại vòng bi
nguon tai.lieu . vn
