Thêm các tính năng thiết kế mới hoặc áp dụng các kỹ thuật đặc biệt và lớp phủ để mang các thành phần có thể tối ưu hóa hiệu suất của vòng bi cho các ứng dụng đầy thử thách, cung cấp các giải pháp vòng bi duy nhất cho các vấn đề của khách hàng, nói Nick Dowding, Business Development Manager tại The Barden Corporation (UK) Ltd.
Thêm giá trị và cải thiện hiệu suất vòng bi bằng cách kết hợp các tính năng thiết kế mới như mặt bích đặc biệt, trục và vỏ bọc.
Tối ưu hóa hiệu suất vòng bi bằng các vật liệu vòng bi truyền thống với các vật liệu đặc biệt cho tốc độ cao, nhiệt độ cao hoặc môi trường hoạt động khắc nghiệt.
Việc sử dụng lớp phủ bề mặt như sơn phụ micron sputtered để tiếp tục tối ưu hóa hiệu suất vòng bi và để làm cho hành vi mang tính dự đoán hơn/nhất quán trong môi trường khắc nghiệt.
Có rất nhiều tính năng thiết kế khác nhau và các kỹ thuật có thể được áp dụng cho một vòng bi để tối ưu hóa và cải thiện hiệu suất của nó để đáp ứng đặc biệt khó khăn (tức là tốc độ cao, nhiệt độ cao, điều kiện hoạt động khắc nghiệt). Những kỹ thuật này bao gồm lớp phủ áp dụng, thay đổi hình học của một thành phần mang cụ thể hoặc thay thế vật liệu chịu lực thông thường với các lựa chọn thay thế hiệu suất cao.
Mạ bạc lồng kim loại
Trong một số tốc độ cao, ứng dụng nhiệt độ cao, lồng thép có thể được phủ bằng bạc để cải thiện hiệu suất bôi trơn và độ tin cậy. Mạ bạc cải thiện thành phố bôi trơn của vòng bi, làm cho nó mạnh mẽ hơn và khả năng chống lại các sự kiện dầu-off. Trong trường hợp thất bại/đói bôi trơn, mạ bạc hoạt động như một chất bôi trơn rắn, khô, cho phép mang để tiếp tục chạy trong một khoảng thời gian ngắn hoặc trong tình huống khẩn cấp. Ví dụ ứng dụng bao gồm vòng bi máy phát điện hàng không vũ trụ và vòng bi cho các đơn vị điều hòa không khí trên tàu.
Vòng bi lai gốm
Đối với các ứng dụng tốc độ cao, thay thế các quả bóng bằng thép bằng gốm (silic nitrde) có thể cải thiện triệt để hiệu suất vòng bi theo nhiều cách. Đầu tiên, bởi vì quả bóng gốm nhẹ hơn nhiều so với quả bóng thép, giảm lực ly tâm và cải thiện điều kiện năng động trong khi kết thúc bề mặt của họ gần như là hoàn toàn trơn tru, họ triển lãm mức độ rung hai đến bảy lần thấp hơn vòng bi thép thông thường. Ở tốc độ cao hơn, tải nội bộ trong vòng bi cũng giảm.
Thứ hai, các vòng bi lai gốm cũng chạy ở nhiệt độ hoạt động thấp hơn đáng kể, kết hợp với khối lượng thấp hơn cho phép chạy tốc độ tăng lên càng nhiều càng 40-50%. Nhiệt độ hoạt động thấp hơn và giảm nhiệt xây dựng bên trong vòng bi giúp kéo dài tuổi thọ dầu nhờn, đôi khi lên đến năm lần dài hơn ổ bi thép thông thường.
Ví dụ về các ứng dụng cho vòng bi kết hợp gốm bao gồm máy bơm chân không tốc độ cao, công cụ tay y tế/phẫu thuật và quạt và máy phát điện hàng không vũ trụ.
Vật liệu
Trong công nghệ vật liệu, vật liệu vòng bi thích hợp nhất có thể được lựa chọn để tối đa hóa hiệu suất vòng bi. Các vật liệu vòng đặc biệt được sử dụng thành công trong các ứng dụng không hàng không vũ trụ và không vũ trụ, kết hợp sự ăn mòn vượt trội và chống mòn với khả năng chịu được tải năng động cao hơn so với thép chịu lực thông thường. Khi được sử dụng kết hợp với quả bóng gốm, lợi ích đáng kể trong cuộc sống và hiệu suất có thể đạt được.
Vật liệu vòng có thể được tối ưu hóa cho các ứng dụng cụ thể. Bốn vật liệu vòng chủ yếu được sử dụng bởi Barden là AISI 440C (thép chống ăn mòn), SAE 52100, AISI M50 và Cronidur 30®. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao (lên đến 345 ° c) thép công cụ AISI M50 hoặc một phiên bản cường lực đặc biệt của Cronidur 30® phù hợp và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng phụ kiện nhiệt độ cao hàng không, chẳng hạn như hệ thống Van chảy máu trên máy bay.
Cronidur 30® là một loại thép có khả năng chống ăn mòn, nitơ cao, có thể được cảm ứng cứng. Vật liệu này tăng cường chống ăn mòn và cải thiện cuộc sống mệt mỏi và chống mòn.
Vòng bi bổ sung đầy đủ
Vòng bi bổ sung đầy đủ tận dụng trên không gian thường chiếm đóng bởi các thuộc hạ bóng. Điều này cho phép nhiều quả bóng hơn, từ đó cung cấp sự tăng khả năng chịu tải, chủ yếu là xuyên tâm, trong trường hợp lấp đầy thiết kế notch, hoặc trục và trong trường hợp thiết kế liên lạc góc. Việc sử dụng các cặp liên lạc góc được nạp sẵn cũng có thể cho phép áp dụng tải hướng trục bi-directional. Các ứng dụng ở đây bao gồm từ Van nhiệt độ cao cho các ứng dụng hàng không vũ trụ, hỗ trợ vây tên lửa và các vòng bi khẩn cấp.
Sơn phụ micron
Vai trò của kỹ thuật bề mặt trong công nghệ vòng bi cũng trở nên ngày càng quan trọng khi vòng bi có thể dần nhỏ hơn, nhưng vẫn cần phải chạy nhanh hơn, ở nhiệt độ cao hơn, mang tải trọng cao hơn và hoạt động đáng tin cậy trong thời gian dài hơn. Lớp phủ tiên tiến và phương pháp điều trị bề mặt có thể được áp dụng cho các vòng bi chống ma sát, ngăn chặn sự ăn mòn và giảm mòn, ngay cả trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt nhất. Các lợi ích kết quả là mật độ công suất cao hơn, cải thiện hiệu suất, hành vi mang khả năng dự đoán/nhất quán (đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt), chi phí chạy thấp hơn và khoảng thời gian dịch vụ dài hơn.
Lớp phủ Sub-micron (sputtered) nhiều tầng, ví dụ, có thể được sử dụng để tăng cường các đặc tính vật lý và tribological của các bề mặt mang. Sự thành công của các kỹ thuật này dựa trên sự tránh khỏi các lớp khác biệt bằng cách tạo ra một giao diện tốt nghiệp hoặc khuếch tán giữa các vật liệu khác nhau. Tương tự như vậy, các lớp keying như niken hoặc đồng thường được sử dụng để cải thiện độ bám dính của màng mềm để chất nền cứng hoặc thụ động.
Sơn phụ micron có thể được áp dụng cho các bề mặt bên trong và bên ngoài của vòng bi và các yếu tố lăn nếu cần thiết. Ví dụ, molypden disulphide (MOS2) hoặc vonfram disulphide (WS2) có thể được hàn phủ lên bề mặt của các thành phần mang để làm cho hành vi mang tính dự đoán nhiều hơn trong môi trường khắc nghiệt.
Polyme đặc biệt
Trong một số ứng dụng tốc độ cao, các phân tách bóng hoặc lồng có thể được cung cấp trong vật liệu polymer đặc biệt. Các thành phần này là chân không ngâm tẩm với dầu để tăng tuổi thọ của vòng bi. Các vật liệu polymer đặc biệt giữ lại dầu một cách kiểm soát khi chân không ngâm tẩm. Ví dụ ứng dụng bao gồm vòng bi cho Gyros máy bay tốc độ cao. Các polyme đặc biệt khác có thể được cung cấp cho các môi trường khắc nghiệt tốc độ cao nơi các vòng bi đòi hỏi sức đề kháng cao đối với hóa chất hoặc tấn công nhiệt.
Thêm giá trị thông qua các tính năng thiết kế mới
Áp lực để giảm chi phí trong tất cả các lĩnh vực sản xuất có nghĩa là việc tích hợp các hệ thống mang vào các thành phần giao phối đang trở nên phổ biến hơn. Các hội đồng kết quả là neater, nhỏ gọn hơn, nhanh hơn để đặt lại với nhau và cung cấp các lợi ích bổ sung của việc giảm không gian và khối lượng, trong khi giải quyết các vấn đề của sự khoan dung stack-up.
Các tính năng thiết kế đặc biệt có thể được tích hợp vào vòng bi để cải thiện hiệu suất của nó. Những tính năng này bao gồm mặt bích, trục và vỏ bọc, giúp phù hợp dễ dàng hơn, nhanh hơn và chính xác hơn, lần lượt, giảm thời gian lắp ráp và chi phí vận hành tổng thể.