Là một bộ phận thiết yếu và quan trọng của các sản phẩm cơ khí, vòng bi đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ trục quay. Theo các tính chất ma sát khác nhau trong vòng bi, vòng bi được chia thành vòng bi lăn (gọi tắt là vòng bi lăn) và vòng bi ma sát trượt (gọi tắt là vòng bi trượt). Hai loại vòng bi có những đặc điểm riêng về cấu trúc và có những ưu điểm và nhược điểm riêng về hiệu suất. Khi lựa chọn cần xem xét toàn diện kết hợp với tình hình thực tế.
So sánh ổ lăn và ổ trượt
1. So sánh cấu tạo và hình thức vận động
Sự khác biệt rõ ràng nhất giữa ổ lăn và ổ trượt là có các phần tử lăn hay không.
Ổ lăn có các con lăn (bi, con lăn hình trụ, con lăn côn, con lăn kim) hỗ trợ trục quay bằng chuyển động quay của chúng, do đó phần tiếp xúc là một điểm, càng nhiều con lăn thì càng có nhiều điểm tiếp xúc.
Vòng bi trượt không có thân lăn và trục quay được đỡ bởi một bề mặt nhẵn nên phần tiếp xúc là một bề mặt.
Sự khác biệt trong cấu trúc của cả hai xác định rằng chế độ chuyển động của ổ lăn là lăn và chế độ chuyển động của ổ trục trượt là trượt, do đó tình trạng ma sát hoàn toàn khác nhau.
2. So sánh khả năng chuyên chở
Nói chung, do diện tích chịu áp lực lớn của ổ trượt, khả năng chịu tải của chúng thường cao hơn so với ổ lăn và khả năng chịu tải va đập của ổ lăn không cao. tải sốc lớn. Khi tốc độ quay cao, lực ly tâm của các phần tử lăn trong ổ lăn tăng lên và khả năng chịu tải của nó sẽ giảm (tiếng ồn dễ xảy ra ở tốc độ cao). Đối với ổ trục trượt áp suất động, khả năng chịu tải của chúng tăng lên khi tốc độ quay tăng lên.
3. So sánh hệ số ma sát và lực cản ma sát khởi động
Trong điều kiện làm việc bình thường, hệ số ma sát của ổ lăn thấp hơn so với ổ trượt và giá trị tương đối ổn định. Việc bôi trơn ổ trục trượt dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như tốc độ và độ rung, và hệ số ma sát thay đổi trong phạm vi lớn.
Khi khởi động, do ổ trượt chưa hình thành màng dầu ổn định nên lực cản lớn hơn ổ lăn, nhưng lực cản ma sát khởi động và hệ số ma sát làm việc của ổ trượt thủy tĩnh rất nhỏ.
4. So sánh tốc độ làm việc áp dụng
Vòng bi lăn bị giới hạn bởi lực ly tâm của các phần tử lăn và sự tăng nhiệt độ của vòng bi, do đó tốc độ không thể quá cao, và nó thường phù hợp với điều kiện làm việc tốc độ trung bình và thấp. Do sức nóng và sự mài mòn của ổ trục, tốc độ làm việc của ổ trục được bôi trơn bằng chất lỏng không đầy đủ không được quá cao. Hiệu suất tốc độ cao của ổ trục được bôi trơn hoàn toàn bằng chất lỏng là rất tốt, đặc biệt khi ổ trục trượt thủy tĩnh sử dụng không khí làm chất bôi trơn, tốc độ của nó có thể đạt tới 100,000vòng/phút.
5. So sánh tổn thất điện năng
Do hệ số ma sát của ổ lăn nhỏ nên tổn thất điện năng của nó thường không lớn, nhỏ hơn so với ổ trục được bôi trơn bằng chất lỏng không đầy đủ, nhưng nó sẽ tăng mạnh khi bôi trơn và lắp đặt không đúng cách. Tổn thất công suất ma sát của ổ trục được bôi trơn hoàn toàn bằng chất lỏng thấp hơn, nhưng đối với ổ trục trượt thủy tĩnh, tổng mức tổn thất công suất có thể cao hơn so với ổ trục trượt thủy động do tổn thất công suất của bơm dầu.
6. So sánh tuổi thọ
Do tác động của rỗ vật liệu và mỏi, vòng bi lăn thường được thiết kế từ 5 đến 10 năm hoặc được thay thế trong quá trình đại tu. Các miếng đệm ổ trục của ổ trục được bôi trơn không hoàn toàn bằng chất lỏng bị mòn nghiêm trọng và cần được thay thế định kỳ. Về mặt lý thuyết, tuổi thọ của các ổ trục được bôi trơn hoàn toàn bằng chất lỏng là vô hạn, nhưng trên thực tế do các chu kỳ ứng suất, đặc biệt là ở các ổ trục trượt thủy động, có thể xảy ra sự cố do mỏi của vật liệu đệm ổ trục.
7. So sánh độ chính xác của vòng quay
Do độ hở xuyên tâm của vòng bi lăn nhỏ nên độ chính xác quay thường cao. Ổ trục được bôi trơn bằng chất lỏng không đầy đủ ở trạng thái bôi trơn ranh giới hoặc bôi trơn hỗn hợp, hoạt động không ổn định, mài mòn nghiêm trọng và độ chính xác thấp. Do sự tồn tại của màng dầu, ổ trục được bôi trơn hoàn toàn bằng chất lỏng có thể đệm và hấp thụ rung động và có độ chính xác cao. Vòng bi trượt thủy tĩnh có độ chính xác quay cao hơn.
8. So sánh khác
Vòng bi lăn sử dụng dầu, mỡ hoặc chất bôi trơn rắn, lượng nhỏ và lượng lớn ở tốc độ cao. Yêu cầu độ sạch của dầu cao nên cần phải làm kín, nhưng vòng bi dễ thay thế và nói chung không cần sửa chữa nhật ký. Đối với ổ trục trượt, ngoại trừ ổ trục được bôi trơn bằng chất lỏng không đầy đủ, chất bôi trơn nói chung là chất lỏng hoặc khí, lượng lớn và độ sạch của dầu cũng rất cao. Ống lót ổ trục cần phải được thay thế thường xuyên và đôi khi nhật ký được sửa chữa.
Lựa chọn ổ lăn và ổ trượt
Do điều kiện làm việc thực tế phức tạp và đa dạng nên không có tiêu chuẩn thống nhất cho việc lựa chọn ổ lăn và ổ trượt. Do hệ số ma sát nhỏ, lực cản khởi động nhỏ, độ nhạy, hiệu quả cao và ổ lăn được tiêu chuẩn hóa, ổ lăn có khả năng thay thế và tính linh hoạt tuyệt vời, đồng thời rất thuận tiện khi sử dụng, bôi trơn và bảo trì. sử dụng rộng rãi. Bản thân vòng bi trượt có một số ưu điểm độc đáo và thường được sử dụng trong một số trường hợp không thể, bất tiện hoặc không có lợi khi sử dụng vòng bi lăn.