Cách tải trước vòng bi: Phương pháp từng bước và những lỗi thường gặp cần tránh

Tải trước vòng bi là một trong những điều chỉnh có vẻ đơn giản cho đến khi cụm lắp ráp nóng lên. Câu trả lời ngắn gọn là việc nạp trước ổ trục có nghĩa là cố tình loại bỏ khe hở bên trong bằng cách tác dụng tải trọng dọc trục có kiểm soát, để các phần tử lăn tiếp xúc với mương. Thực hiện đúng cách, nó làm cho trục xoay cứng hơn, êm hơn và chính xác hơn. Làm không tốt sẽ tạo ra nhiệt, ồn và sớm hư hỏng. Nếu bạn đã từng thắc mắc tại sao một trục xoay vẫn im lặng ở tốc độ 20.000 vòng/phút trong khi một trục quay giống hệt lại rên rỉ, thì sự khác biệt thường nằm ở tải trước. Hướng dẫn này sẽ hướng dẫn bạn hai phương pháp tải trước chính, cách quyết định cấp độ phù hợp và nơi mà các kỹ thuật viên thường thua trận nhất.

Tại sao phải tải trước một vòng bi?

Hãy nghĩ về một trục phay phải giữ dao cắt ổn định trong khi tải trọng thay đổi theo từng phoi. Nếu ổ trục có khe hở bên trong, trục có thể dịch chuyển vài micromet theo hướng dọc trục, dụng cụ sẽ rung và lớp hoàn thiện bề mặt bị xuống cấp. Tải trước sẽ thu hẹp khoảng cách đó và đặt các con lăn trong điều kiện tiếp xúc đàn hồi không đổi. Lý do thực tế để tải trước ổ trục là để cải thiện độ cứng, giảm tiếng ồn, duy trì vị trí trục chính xác, ngăn bi trượt khi tải nhẹ và bù đắp cho sự mài mòn của mặt tựa hoặc giãn nở nhiệt. Trục máy công cụ, dụng cụ đo lường và thiết bị y tế phụ thuộc vào tải trước để có độ chính xác lặp lại.

Tải trước không giống như kẹp đai ốc cho đến khi cảm thấy chặt. Mục tiêu là tải trọng bên trong được xác định, không phải mô-men xoắn cực đại. Về mặt kỹ thuật, bạn đang tạo lực nén giữa vòng trong và vòng ngoài thông qua các phần tử lăn.

Tải trước vị trí so với tải trước áp suất không đổi

Hầu hết các hệ thống tải trước thuộc hai họ: tải trước vị trí và tải trước áp suất không đổi. Tải trước vị trí sử dụng miếng đệm, miếng chêm hoặc đai ốc khóa để cố định các vòng bi cách nhau một khoảng nhất định. Lực tải trước bị khóa bởi kích thước miếng đệm so với chiều rộng ổ trục; sau khi cài đặt, hệ thống không thể di chuyển. Tải trước áp suất không đổi sử dụng một lò xo, chẳng hạn như lò xo sóng hoặc lò xo cuộn, để ép các vòng ổ trục lại với nhau. Lò xo giữ cho lực tác dụng gần như không đổi ngay cả khi ổ trục và trục tăng theo nhiệt độ.

Cả hai phương pháp này đều phổ biến trong vòng bi tiếp xúc góc vì đường tiếp xúc giữa bi và rãnh biến tải trước dọc trục thành độ cứng hướng tâm có thể dự đoán được. Để biết thêm thông tin cơ bản về loại vòng bi này, hãy xem dẫn hướng ổ bi tiếp xúc góc . Tải trước vị trí mang lại độ cứng cao nhưng có thể làm ổ trục bị quá tải khi nhiệt giãn nở trục. Tải trước áp suất không đổi dễ tha thứ hơn trong các ứng dụng tốc độ cao vì lực không tăng khi nhiệt độ tăng. Khi đặt hàng vòng bi tiếp xúc góc cho các bộ lắp sẵn, dung sai chiều rộng và độ song song quan trọng hơn kích thước lỗ khoan danh nghĩa. Bộ cặp phù hợp từ nhà máy giúp đơn giản hóa việc lắp ráp và mang lại khả năng chia tải nhất quán.

Vòng bi tiếp xúc góc dòng 7000 cho các ứng dụng tốc độ cao Với góc tiếp xúc 15 độ, những vòng bi chính xác này phù hợp với máy móc tốc độ cao, ít tiếng ồn. Chúng kết hợp tốt với tải trọng nhẹ được thảo luận ở gần đó, mang lại độ cứng và độ ma sát thấp cho trục xoay. Xem sản phẩm →

Làm thế nào hai phương pháp so sánh

Làm thế nào để xác định tải trước phù hợp

Việc chọn tải trước phù hợp thiên về ứng dụng hơn là mô-men xoắn. Tải trước nhẹ thường đủ cho các thiết bị nhạy cảm với tiếng ồn chạy ở tốc độ cao, chẳng hạn như động cơ điện nhỏ. Tải trước nặng được dành riêng cho các ứng dụng trong đó độ cứng quan trọng hơn nhiệt, như trục chính của máy công cụ. Một cách tiếp cận thực tế là bắt đầu từ khuyến nghị của nhà sản xuất vòng bi cho cách bố trí nhất định, sau đó xác minh bằng mômen xoắn hoặc độ lệch trục. Trên cặp tiếp điểm góc, một thay đổi nhỏ về mômen xoắn đai ốc khóa có thể làm dịch chuyển đáng kể tải trọng bên trong, do đó, hãy luôn sử dụng cờ lê mômen xoắn và ghi lại giá trị cuối cùng. Khi đã lắp đúng loại ổ trục, lực cản đo được phải trơn tru trong ít nhất hai vòng quay đầy đủ.

Một nguyên tắc nhỏ hữu ích là tải trước nhẹ hơn để có tốc độ, tải trước nặng hơn để có độ cứng. Trong nhiều dòng phổ biến, sự khác biệt giữa tải trước nhẹ và trung bình chỉ là nhiễu vài micromet. Nếu không có bảng dữ liệu của nhà sản xuất, hãy sử dụng cân lò xo và đo mômen ma sát trong khi quay chậm vòng ngoài; điều này mang lại một đường cơ sở có thể tái tạo. Việc tăng nhiệt độ hoạt động trong giờ đầu tiên là phán quyết cuối cùng. Nếu vỏ tăng cao hơn 20°C so với nhiệt độ xung quanh và tiếp tục tăng, hãy giảm tải trước trước khi xuất hiện hư hỏng thêm.

Vòng bi tiếp xúc góc dòng 7200 cho tải trọng nặng Với góc tiếp xúc lớn hơn, dòng sản phẩm này xử lý tải trọng trục đáng kể và độ cứng cao. Lý tưởng khi tải trước nặng hơn và độ cứng được ưu tiên, như đã lưu ý trong hướng dẫn xung quanh. Xem sản phẩm →

Quy trình tải trước từng bước

Khi đã xác định được tải trước mục tiêu, hãy thực hiện việc lắp ráp theo một thứ tự cố định. Trình tự tương tự áp dụng cho hầu hết các cách bố trí trục chính, động cơ và hộp số.

1. Làm sạch trục và vỏ, sau đó làm sạch tất cả các mặt tiếp xúc và góc vai. Bụi bẩn dưới vòng trong hoặc vòng ngoài làm sai lệch kết quả đo tải trước và có thể làm xước bề mặt tựa.
2. Kiểm tra mã bố trí vòng bi. Đối với các cặp khớp nhau, bố trí DB, DF hoặc DT phải được lắp đặt chính xác như đã đánh dấu; đảo ngược một cặp sẽ thay đổi hướng góc tiếp xúc và hành vi tải trước.
3. Đặt cặp vòng bi và bất kỳ miếng đệm hoặc miếng chêm nào lên trục. Giữ các vòng thẳng hàng với các điểm tiếp xúc của mương; một miếng đệm không thẳng hàng gây ra tải trọng không đồng đều lên các quả bóng.
4. Siết chặt đai ốc khóa hoặc đai ốc kẹp dần dần theo từng giai đoạn. Xoay ổ trục sau mỗi giai đoạn. Lực cản phải tăng đều đặn, không bị vướng hay bó ở một vị trí góc cạnh.
5. Đo tải trước kết quả. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra độ dịch chuyển dọc trục bằng đồng hồ so hoặc bằng cách đo mômen xoắn của ổ trục dưới tải trọng trục xác định.
6. Sau khi siết chặt lần cuối, xoay trục bằng tay. Nó sẽ xoay trơn tru với một lực kéo nhẹ đều. Sau đó chạy cụm ở tốc độ thấp và theo dõi sự tăng nhiệt độ.

Đừng bỏ qua việc kiểm tra luân chuyển sau mỗi giai đoạn. Các miếng đệm có thể bị biến dạng nếu chúng không vuông và điều này thường biểu hiện dưới dạng một điểm chật xuất hiện ở cùng một góc trục trong mỗi vòng quay. Nếu tải trước nằm ngoài phạm vi dự kiến, hãy dừng lại và khắc phục nguyên nhân, không siết đai ốc chặt hơn.

Những lỗi thường gặp và lời khuyên thiết thực

Hầu hết các vấn đề thực địa đều bắt nguồn từ một số lỗi lặp đi lặp lại. Siết chặt quá mức là trường hợp phổ biến nhất: kỹ thuật viên coi tải trước như lực kẹp thông thường và kết quả là trục xoay nhanh chóng nóng lên. Nhiệt làm giãn nở vòng trong và trục, làm tăng tải trước hơn nữa, tạo ra sự thoát nhiệt. Một sai lầm khác là bỏ qua sự tăng trưởng nhiệt của trục; sự giãn nở vài micromet sẽ làm tăng đáng kể tải trọng trên một cặp được tải trước.

Bôi trơn cũng thay đổi hình ảnh. Dầu bôi trơn quá mức khi khởi động sẽ làm tăng mô-men xoắn đứt và việc sử dụng sai loại mỡ có thể che khuất kết quả tải trước chính xác cho đến khi máy chạy. Không bao giờ sử dụng lại ổ trục đã chạy với lớp tráng men sai: một khi các rãnh lăn bị móp, không có sự điều chỉnh tải trước nào sẽ khôi phục lại độ trơn tru của nó. Dấu hiệu đầu tiên của sự cố thường là nhiệt độ tăng đều đặn, do đó, việc ghi lại nhiệt độ vòng bi trong quá trình chạy ban đầu là xứng đáng với nỗ lực nhỏ.

Tải trước ổ trục không phải là một giá trị đai ốc khóa duy nhất; đó là quyết định của hệ thống liên quan đến loại vòng bi, khoảng cách, tốc độ lò xo, nhiệt độ vận hành và bôi trơn. Lộ trình đáng tin cậy là chọn vòng bi được thiết kế để tải trước, lắp đặt chúng theo cách sắp xếp chính xác và xác minh kết quả bằng kiểm tra lực cản, mô-men xoắn và nhiệt độ. Quy trình thiết lập tốt nhất trên thế giới không thể bù đắp cho hình dạng mương không nhất quán, vì vậy nhà cung cấp có khả năng kiểm soát chất lượng và kiểm soát tại nhà máy là lựa chọn đúng đắn. Vòng bi tiếp xúc góc của chúng tôi được gia công với độ rộng nhất quán cần thiết để có thể dự đoán được tải trước. Mua từ người có thể giải thích câu chuyện về mức độ khoan dung và đứng đằng sau quá trình sản xuất.