Vòng bi tiếp xúc góc bốn điểm, hai trong một

Vòng bi tiếp xúc bốn điểm  có thể chịu tải trọng dọc trục theo cả hai hướng, kết hợp với tải trọng hướng tâm lên đến một mức nhất định và cung cấp dung sai vị trí trục trục rất chặt. Vòng bi cũng tiết kiệm không gian, bởi vì nó có thể được xem là sự kết hợp của hai vòng bi tiếp xúc góc đơn hàng thành một. Do đó, nó là một lựa chọn tuyệt vời trong các ứng dụng như hộp số công nghiệp, ổ đĩa đầu máy và máy nén.

Các đặc điểm thiết kế và tính năng kỹ thuật
Vòng bi SKF tiếp xúc bốn điểm tiêu chuẩn – còn được gọi là vòng bi QJ – bao gồm một vòng ngoài đơn mảnh, vòng trong tách rời hoàn toàn, bộ bóng và lồng dẫn hướng vòng ngoài. Các thiết kế vòng cho thấy một số chi tiết đáng chú ý. Vòng ngoài tương tự như một thiết kế ổ bi sâu, nhưng mặt cắt hình học đường đua khá khác nhau. Một rãnh sâu mang rãnh rãnh là hình tròn. Một vòng ngoài vòng bi tiếp xúc bốn điểm bao gồm hai mương đối xứng. Mỗi người trong số họ có một hình tròn. Hai mương giao nhau ở giữa vòng tròn dưới dạng một điểm kỳ dị. Hình thức mương cũng được gọi là cung gothic goth. Các tâm của hai vòng tròn đường đua có một điểm nhỏ được đặt theo hướng dọc trục  Vòng trong được chia thành hai nửa và có cùng nguyên tắc thiết kế với vòng ngoài. Điều này cung cấp một lợi thế so với thiết kế ổ bi rãnh sâu. Thiết kế của mương vòng ngoài cho phép xác định góc tiếp xúc (tiêu chuẩn 35 °) và độ hở trục độc lập. Nói cách khác, có thể thiết kế một khoảng hở dọc trục cụ thể mà không thay đổi độ thẩm thấu (tỷ lệ giữa độ cong của đường đua và đường kính bóng).

Một vòng bi có góc tiếp xúc 35 ° đòi hỏi vai cao, và một ổ trục như vậy với một vòng bên trong mảnh duy nhất không thể được lắp ráp với số lượng bóng hợp lý. Thiết kế vòng trong vòng bi tiếp xúc bốn điểm cho phép kết hợp số lượng bóng tối đa, chỉ giới hạn bởi độ dày của thanh lồng.

Thông thường, có một quy trình lắp ráp ba bước :

• cái lồng được nhét vào vòng ngoài,
• những quả bóng được ép vào lồng,
• các nửa vòng bên trong được chèn từ mỗi bên. Các vòng bên trong không tự giữ lại. Để tránh ổ trục rơi ra trong quá trình vận chuyển và xử lý, một miếng nhựa được đẩy vào lỗ khoan.

Về mặt lý thuyết, một quả bóng có bốn điểm tiếp xúc khác nhau với các vòng. Điều này xảy ra nếu chỉ tải trọng hướng tâm được áp dụng. Trường hợp tải này có thể không xảy ra trong các ứng dụng thực tế. Liên quan nhất là các trường hợp tải với tải trọng trục tinh khiết ; trong những trường hợp này chỉ có hai điểm tiếp xúc trong tải chuyển vị trí đường chéo. Nếu tải trọng trục thay đổi hướng của nó, hai điểm tiếp xúc di chuyển đến vị trí đối diện. Điều này giải thích tại sao loại ổ trục này có thể chịu được tải trọng dọc trục theo cả hai hướng. Ngoài ra còn có các ứng dụng có tải kết hợp, nhưng chiếm ưu thế tải trọng dọc trục. Nếu phải đạt được chức năng tương tự với vòng bi tiếp xúc góc đơn hàng, hai vòng bi giống hệt nhau trong cách bố trí quay lại hoặc mặt đối mặt cần phải được khớp. Điều này có nghĩa là với ổ bi tiếp xúc bốn điểm, thiết kế sắp xếp tiết kiệm không gian có thể được thực hiện. Hai vòng bi tiếp xúc góc đơn có thể được thay thế bằng một vòng bi tiếp xúc bốn điểm. Một điều kiện quan trọng là vòng bi tiếp xúc bốn điểm cần tải trọng trục chiếm ưu thế cho chức năng phù hợp – tỷ lệ F _a / F _r > 1,27 được SKF khuyến nghị.

Theo tiêu chuẩn, vòng bi, bạc đạn SKF tiếp xúc bốn điểm được trang bị lồng bằng đồng kiểu cửa sổ gia công (hậu tố chỉ định MA) hoặc lồng kiểu cửa sổ đúc bằng polyether-etherketone (PEEK) (hậu tố PHAS). Cả hai lồng được hướng dẫn vòng ngoài. Điều này cung cấp một hướng dẫn rất tốt, cho phép tăng giới hạn tốc độ. Thiết kế rất đặc biệt của lồng đối xứng cho phép kết hợp tối đa số lượng bóng lớn.

Tải trọng, tuổi thọ định mức cơ bản và xếp hạng tốc độ
Thiết kế rất nhỏ gọn của ổ bi tiếp xúc bốn điểm có thể dẫn đến mối lo ngại rằng xếp hạng tải của một bộ khớp nối hai góc tiếp xúc góc đơn có thể tương đối cao hơn, cho thấy sự so sánh xếp hạng tải của vòng bi QJ trong loạt đường kính 2 và 3 và các bộ vòng bi tiếp xúc góc tương ứng trong loạt 72 B và 73 B tương ứng. Nó cho thấy rằng hầu như không có sự khác biệt giữa khả năng chịu tải của ổ bi tiếp xúc bốn điểm so với bộ vòng bi tiếp xúc góc tương ứng. Nhìn chung, có vẻ như 50% không gian trục có thể được lưu với ổ bi tiếp xúc bốn điểm.

Tuy nhiên, người ta cũng nên xem xét cuộc sống đánh giá cơ bản. Yếu tố chính là tải trọng động tương đương, được tính từ các tải như:

P = 0,60 × F _r + 1,07 × F _a
cho ổ bi tiếp xúc bốn điểm (góc tiếp xúc 35 °)

P = 0,57 × F _r + 0,93 × F _a
cho một bộ vòng bi tiếp xúc góc phù hợp (góc tiếp xúc 40 °)

Rõ ràng là tải trọng động tương đương cho ổ bi tiếp xúc bốn điểm sẽ cao hơn, chủ yếu là do góc tiếp xúc thấp hơn, nhưng tuổi thọ xếp hạng cơ bản thấp hơn phần lớn được cân bằng bằng cách tiết kiệm không gian trong thiết kế.

Thiết kế các bộ phận liền kề
Trong nhiều ứng dụng, ổ bi tiếp xúc bốn điểm được kết hợp với ổ đỡ hướng tâm như ổ trục hình trụ. Ở đây, điều quan trọng là ổ bi tiếp xúc bốn điểm chỉ chịu tải trọng dọc trục. Do đó, vòng ngoài của ổ bi tiếp xúc bốn điểm không nên được kẹp theo chiều dọc, cũng không được gắn với khe hở xuyên tâm (khoảng cách từ 1 đến 2 mm) trong vỏ. Nếu không, vòng ngoài không thể bù cho chuyển động nhiệt, điều này sẽ gây ra lực bổ sung không mong muốn trong ổ trục. Để tránh xoay vòng ngoài, hầu hết các vòng bi được cung cấp hai khe định vị ở vòng ngoài. Điều này cho phép kết nối vòng ngoài và vỏ với một pin. Nếu không thể tránh được việc kẹp trục của vòng ngoài, vòng ngoài ít nhất phải được căn giữa cẩn thận trong quá trình lắp. Xin lưu ý rằng hai nửa vòng trong luôn cần được kẹp theo trục.

Ứng dụng
Nếu không gian thiết kế bị giới hạn, tải trọng trục nặng ở cả hai hướng xảy ra hoặc tốc độ cao, vòng bi tiếp xúc bốn điểm đáng để xem xét. Những điều kiện như vậy có thể xảy ra trong các ứng dụng như máy bơm, vật cản, máy nén, hộp số công nghiệp hoặc ô tô, động cơ kéo hoặc cột lái. Dưới đây là một số ví dụ về thiết bị được trang bị vòng bi tiếp xúc bốn điểm:

Máy nén khí trục vít được sử dụng trong toàn ngành để nén các loại khí khác nhau ở áp suất tương đối cao. Đây có thể là không khí, khí hung hăng, oxy, chất làm lạnh và những thứ khác. Quá trình nén được thực hiện bằng cách xoay liên tục hai ốc vít xoắn ốc. Áp suất chênh lệch giữa hai đầu vít gây ra lực dọc trục thường được hỗ trợ bởi vòng bi tiếp xúc bốn điểm. Khoảng cách hẹp giữa hai ốc vít, và giữa các ốc vít và vỏ máy nén, yêu cầu bố trí ổ trục cứng và khe hở trục nhỏ.

Chất làm chậm Turbo chuyển đổi động năng quá mức của xe tải thành nhiệt. Ứng dụng này đòi hỏi vòng bi có tốc độ giới hạn cao và khả năng thích ứng với sự thay đổi tốc độ nhanh, một ứng dụng điển hình cho vòng bi tiếp xúc bốn điểm.

Bơm đa pha  giúp khai thác các mỏ dầu hiệu quả hơn so với những gì có thể với các phương pháp liên kết. Các máy bơm được đặt ở dưới đáy biển, và làm tăng áp lực của hỗn hợp khí dầu thượng nguồn. Do đó, các yêu cầu về độ tin cậy là rất cao. Thông thường vòng bi tiếp xúc bốn điểm phù hợp với tải trọng trục.

Hộp số tua bin gió  truyền năng lượng của trục chính quay rất chậm (khoảng 18 r / phút) đến tốc độ máy phát cao hơn khoảng 100 lần. Trên trục tốc độ cao, bánh răng xoắn ốc gây ra tải trọng trục nặng cần được cung cấp. Một sự kết hợp của con lăn hình trụ và vòng bi tiếp xúc bốn điểm được sử dụng.

Đối với đường sắt , có hai ứng dụng chính. Hộp số và động cơ kéo thường kết hợp giữa con lăn hình trụ và vòng bi tiếp xúc bốn điểm. Vòng bi động cơ cần được bảo vệ khỏi thiệt hại xảy ra do lối đi hiện tại. Một giải pháp phổ biến là sử dụng vòng bi, bạc đạn SKF cách điện (INSOCOAT). Đối với vòng bi tiếp xúc bốn điểm với các khe định vị, các nửa vòng trong sẽ được phủ.