Làm thế nào để vòng bi đồng bằng hình cầu giải quyết vấn đề hao mòn của máy móc hạng nặng?

Vòng bi trơn hình cầu Giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề hao mòn trong máy móc hạng nặng thông qua các đặc điểm thiết kế độc đáo và lợi thế vật liệu, được phản ánh cụ thể trong các khía cạnh sau:

GE ... (e) es-2rs tự động truyền hình cầu hình cầu

1. Bồi thường góc thích nghi để giảm nồng độ ứng suất cạnh

Nguyên tắc thiết kế:
Bề mặt tiếp xúc vòng bên trong và bên ngoài của vòng bi đồng bằng hình cầu là hình cầu, cho phép trục xoay tự do trong một phạm vi góc nhất định (thường là ± 1 ° ~ ± 15 °). Thiết kế này cho phép ổ trục tự động thích ứng với các thay đổi góc gây ra bởi lỗi cài đặt, độ lệch trục hoặc tải động, tránh nồng độ ứng suất cạnh do các ràng buộc cứng nhắc ở vòng bi truyền thống.
Hiệu ứng thực tế:
Trong máy móc hạng nặng (như máy xúc và cần cẩu), độ lệch hoặc rung nhẹ của trục sẽ được hấp thụ bởi cấu trúc hình cầu của ổ trục, làm giảm nguy cơ hao mòn cục bộ. Ví dụ, khi tiếng nổ cần trục thay đổi, ổ trục có thể điều chỉnh linh hoạt với sự thay đổi góc để tránh thất bại sớm do tiếp xúc cứng nhắc.

2. Sự kết hợp của khả năng chịu tải cao và vật liệu chống mài mòn

Lựa chọn vật chất:
Vòng bên trong/Vòng ngoài: Thường thép mang crom carbon thường cao (như GCR15) được sử dụng, độ cứng bề mặt có thể đạt HRC60-64, và nó có khả năng chống mỏi và khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
Lớp lót/lớp trượt: Hợp kim dựa trên đồng tùy chọn, vật liệu composite PTFE hoặc lớp phủ tự bôi trơn (như MOS₂), tạo thành một màng chuyển dưới tải trọng nặng để giảm hệ số ma sát (thường là μ <0,1).
Vụ kiện:
Trong các máy nghiền khai thác, vòng bi cần phải chịu được tải trọng tác động và xói mòn bụi. Vòng bi mặt phẳng hình cầu với lớp lót hợp kim dựa trên đồng làm giảm hao mòn thông qua các đặc tính tự bôi trơn, đồng thời chống lại việc nhúng bụi và kéo dài tuổi thọ dịch vụ.

3. Thiết kế tự bôi trơn và không cần bảo trì

Các tính năng kỹ thuật:
Bôi trơn rắn: Một số mô hình có chất bôi trơn rắn tích hợp (như than chì, molybdenum disulfide), có thể duy trì ma sát thấp mà không cần bôi trơn bên ngoài.
Cấu trúc niêm phong: Vỏ bụi tích hợp hoặc vòng niêm phong để ngăn các tạp chất xâm nhập vào bề mặt tiếp xúc trong khi giữ lại chất bôi trơn.
Lợi thế so sánh:
Vòng bi truyền thống đòi hỏi phải có dầu và bảo trì thường xuyên, trong khi vòng bi mặt phẳng hình cầu tự bôi trơn có thể chạy liên tục trong hàng ngàn giờ trong môi trường khắc nghiệt (như nhiệt độ cao, độ ẩm cao và bụi), giảm thời gian chết và chi phí bảo trì.

4. Tải trọng phân tán, giảm áp suất đơn vị

Tối ưu hóa bề mặt tiếp xúc:
Thiết kế tiếp xúc hình cầu làm cho phân phối tải đồng đều hơn và giảm đáng kể áp suất trên mỗi đơn vị diện tích. Ví dụ, vòng bi mặt phẳng truyền thống dễ bị áp suất cao cục bộ (có thể vượt quá cường độ năng suất của vật liệu) khi chúng được tải lập dị, trong khi vòng bi hình cầu phân tán áp lực với một khu vực lớn hơn thông qua tiếp xúc hình cầu.
Ví dụ tính toán:
Giả sử tải là 100kN, diện tích tiếp xúc của ổ trục truyền thống là 0,01m² và áp suất đơn vị là 10MPa; Vòng bi hình cầu mở rộng diện tích lên 0,02m² thông qua tiếp xúc hình cầu và áp suất đơn vị giảm xuống còn 5MPa, làm giảm đáng kể tốc độ hao mòn.

5. Thiết kế kháng cự và mệt mỏi

Củng cố cấu trúc:
Vòng ngoài thành dày: Khả năng chống biến dạng tăng cường, phù hợp cho các kịch bản tác động nặng.
Hình học đường đua tối ưu hóa: Tối ưu hóa phân phối ứng suất tiếp xúc thông qua phân tích phần tử hữu hạn để giảm nguy cơ vết nứt mệt mỏi.
Dữ liệu đo lường:
Trong thiết bị sàng lọc rung, ổ trục mặt phẳng hình cầu với thiết kế tăng cường được sử dụng và tuổi thọ mỏi của nó dài hơn 3 lần so với vòng bi truyền thống và tỷ lệ thất bại giảm 70%.