Tư vấn
Vòng bi SKF mới cho các ứng dụng tốc độ cao
Th6
Vòng bi tiếp xúc góc đơn hàng thường được sử dụng trong các ứng dụng như trục vít, cuộn hoặc máy nén ly tâm và máy bơm.
Một xu hướng rõ ràng trong các ứng dụng máy nén và bơm là tăng mật độ năng lượng bằng cách tăng tốc độ quay. Để đáp ứng yêu cầu này, SKF đã phát triển một loạt vòng bi tiếp xúc góc đơn hàng mới. Các mục tiêu đã tăng gấp ba lần: tăng 40% tốc độ giới hạn, giảm độ ồn và tăng độ bền của ổ trục trong các điều kiện vận hành không thuận lợi (tải sốc, lệch trục, v.v.). Ngoài ra, SKF đang giúp các nhà sản xuất đáp ứng nhu cầu của khách hàng về mức độ hiệu quả và độ tin cậy năng lượng cao hơn.
Dựa trên một số nghiên cứu khái niệm, các tính năng sau đây đã được phát triển và triển khai trong phân loại vòng bi tiếp xúc góc đơn hàng SKF Explorer mới
- Góc tiếp xúc 25 °
- thiết kế lồng mới, chất liệu đồng thau mạnh mẽ hơn
- cải thiện hình học mương.
Góc tiếp xúc 25 °
Vòng bi, bạc đạn SKF tiếp xúc góc đơn hàng, theo tiêu chuẩn, có góc tiếp xúc 40 °. Trong các ứng dụng có nhu cầu cao về độ cứng dọc trục, chẳng hạn như ổ trục vít máy công cụ, vòng bi tiếp xúc góc với góc tiếp xúc lớn hơn (ví dụ: 62 °) thường được sử dụng. Đối với vòng bi trong các ứng dụng tốc độ cao có tải trọng trục vừa phải, góc tiếp xúc nhỏ hơn (ví dụ: 15 ° hoặc 25 °) được ưu tiên.
Hiệu ứng động học của các góc tiếp xúc khác nhau
Nếu ổ bi tiếp xúc góc đơn hàng được tải hoàn toàn theo hướng dọc trục, thì lực tiếp xúc giữa quả bóng và vòng trở nên cao hơn với góc tiếp xúc nhỏ hơn. Khi ổ trục quay, lực ly tâm (F c ) gây ra thay đổi góc tiếp xúc. Các điểm tiếp xúc giữa vòng trong và bóng, cũng như giữa vòng ngoài và bóng, sẽ di chuyển ra ngoài. Hiệu ứng này gây ra biến đổi góc tiếp xúc (∆α) và sau đó trượt giữa các quả bóng và vòng. Khi áp dụng cùng tải trọng dọc trục cho vòng bi cầu tiếp xúc góc đơn hàng với các góc tiếp xúc khác nhau, độ biến thiên góc tiếp xúc nhỏ hơn nhiều đối với vòng bi có góc tiếp xúc nhỏ hơn. Hình 3 cho thấy sự thay đổi góc tiếp xúc của vòng bi một hàng loại 7313 với góc tiếp xúc 40 ° và 25 ° ở các tốc độ khác nhau.
Tối ưu hóa thiết kế lồng đồng
Trong các ứng dụng tốc độ cao, lồng là một thành phần chịu lực quan trọng. Do đó, đối với vòng bi có góc tiếp xúc 25 °, một lồng đồng mới đã được phát triển. Những cải tiến sau đây đã được thực hiện trong thiết kế mới:
- hình dạng hình xuyến của túi lồng
- giảm góc trục túi lồng
- tối ưu hóa giải phóng túi lồng
- túi hình bầu dục
- hình dạng tối ưu của phác thảo bên ngoài
- vật liệu đồng thau mới với tính chất cơ học được cải thiện và hàm lượng chì ít hơn.
Do tiếp xúc bóng với lồng được tối ưu hóa (hình dạng hình xuyến), hành vi nhiệt độ ở tốc độ cao ổn định hơn và sự hình thành màng bôi trơn được cải thiện. Dựa trên thiết kế túi lồng hình bầu dục, nơi giảm độ hở theo hướng dọc trục, độ ồn và độ rung có thể giảm 15%.
Chi phí lồng
Để ra mắt thành công một sản phẩm mới, hai yếu tố rất quan trọng: giá trị và chi phí của khách hàng.
Vì lý do này, chi phí lồng đặc biệt được quan sát trong toàn bộ quá trình phát triển của lồng mới. Các quy trình sản xuất linh hoạt đã giúp có thể nhận ra hình học phức tạp hơn mà không cần thêm chi phí gia công. Hơn nữa, do khả năng sử dụng tiết diện giảm của ống nguyên liệu, thời gian gia công đã giảm.
Do hiệu suất được cải thiện, thiết kế lồng bằng đồng được tối ưu hóa này cũng sẽ thay thế thiết kế lồng hiện có trong phân loại góc tiếp xúc 40 ° trong loạt 72 B (E) và 73 B (E), chỉ định ổ trục sẽ không thay đổi.
Cải thiện hình học mương
Hồ sơ mương của vòng bi SKF thường là một vòng cung tròn. Trong điều kiện vận hành khắc nghiệt với tải trọng sốc trục và sai lệch trục có thể xảy ra là hình elip tiếp xúc chạm đến rìa vai (cắt ngắn), gây ra đỉnh cao ứng suất cao. Những tải không thuận lợi này có thể là một lý do cho thiệt hại và hư hỏng mang sớm. Để giảm rủi ro này, hình dạng mương cho vòng bi với góc tiếp xúc 25 ° đã được cải thiện, do đó cung tròn thứ hai (r 2 ) với độ thẩm thấu lớn hơn đã được thêm vào .
Với hình dạng mương mới, nguy cơ cắt ngắn hình elip đã giảm đáng kể. Vòng bi tiếp xúc góc 1 hàng với hình dạng mương mới có thể chứa lực dọc trục cao hơn khoảng ba lần mà không cần cắt hình elip, so với vòng bi có bán kính mương không đổi. Do hình dạng mương mới này, áp lực tiếp xúc cao hơn một chút vì diện tích tiếp xúc đã bị giảm. Sự tăng áp lực tiếp xúc này phụ thuộc vào tải trọng dọc trục và hướng tâm tác dụng lên ổ trục. Đối với các điều kiện ứng dụng thông thường, áp suất tiếp xúc tăng luôn nhỏ hơn 1%.