Vòng bi đũa
Vòng bi tang trống
Vòng bi tự lựa hai dãy với con lăn dạng tang trống, chịu tải hướng kính lớn, tải va đập và bù sai lệch đến 2° trong các ứng dụng khai khoáng, thép và năng lượng.
Tổng quan kỹ thuật
Vòng bi tang trống có hai dãy con lăn dạng tang trống chạy trên một rãnh lăn chung dạng cầu ở vòng ngoài. Kết cấu này tạo khả năng tự lựa đặc trưng, bù được sai lệch góc đến 2 độ, độ võng trục và biến dạng vỏ. Vì vậy, đây là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng hạng nặng khó thiết lập hoặc duy trì độ đồng tâm tuyệt đối giữa trục và vỏ, chẳng hạn máy nghiền khai khoáng, máy đúc liên tục trong nhà máy thép, máy giấy và hệ truyền động tuabin gió. Vòng bi tang trống ANDE được chế tạo từ thép crôm cacbon cao, với hình học con lăn và độ nhẵn bề mặt được tối ưu để tăng tối đa khả năng chịu tải, đồng thời giảm ma sát và sinh nhiệt. Sản phẩm có cấu hình hở, phớt kín hoặc nắp chắn, đường kính lỗ từ 20 mm đến 400 mm, đáp ứng nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ tin cậy cao trong điều kiện khắc nghiệt.
Tính năng chính
Thông số kỹ thuật
Ứng dụng
Mã hiệu và cách đọc hậu tố
Mã vòng bi tang trống tuân theo DIN 623-1: tiền tố dòng (213, 222, 223, 230, 231, 232, 240, 241, v.v.) kết hợp với mã kích thước, sau đó là các chữ cái hậu tố mô tả vòng cách, khe hở, dung sai, kiểu làm kín và dạng lỗ. Dưới đây là các hậu tố thường gặp nhất.
| Hậu tố | Ý nghĩa |
|---|---|
| K | Lỗ côn, độ côn 1:12 |
| K30 | Lỗ côn, độ côn 1:30 |
| E / E1 | Kết cấu bên trong được tăng cường/tối ưu |
| CC / CCK | Hai vòng cách thép dập dạng cửa sổ, hình học bên trong tối ưu |
| MA / MA1 / MB | Vòng cách đồng thau gia công |
| CA / CAC | Vòng cách đồng thau gia công với hình học túi chứa tối ưu |
| W33 | Rãnh bôi trơn + 3 lỗ trên vòng ngoài |
| 2RS / 2CS | Phớt môi tiếp xúc hai bên |
| C2 / CN / C3 / C4 / C5 | Cấp khe hở trong hướng kính |
| P0 / P6 / P5 / P4 | Cấp dung sai/độ chính xác theo ISO 492 |
| T41A / T41D | Thông số kỹ thuật cho máy rung |
| S0 / S1 / S2 | Đã ổn định nhiệt |
Cấp khe hở trong hướng kính (ISO 5753)
Khe hở trong hướng kính là tổng độ dịch chuyển theo phương hướng kính giữa các vòng trước khi con lăn chịu tải. Cấp phù hợp phụ thuộc vào kiểu lắp, nhiệt độ vận hành và việc có sử dụng ống lót côn hay không. Chọn khe hở quá nhỏ khi ép vòng bi lỗ côn lên ống lót là nguyên nhân phổ biến nhất gây hỏng sớm do nhiệt tại hiện trường.
| Cấp | Mô tả |
|---|---|
| C2 | Nhỏ hơn thông thường |
| CN (Thông thường) | Khe hở thông thường |
| C3 | Lớn hơn CN |
| C4 | Lớn hơn C3 |
| C5 | Lớn hơn C4 |
Sai lệch cho phép theo từng dòng
Vòng bi tang trống có thể bù sai lệch góc giữa trục và vỏ nhờ rãnh lăn vòng ngoài dạng cầu. Góc điều chỉnh cho phép cụ thể phụ thuộc vào dòng vòng bi và cấu hình hở hay có phớt kín.
Các giá trị áp dụng cho sai lệch tĩnh khi vòng trong quay dưới tải P ≤ 0,1·Cr. Nếu vòng ngoài là bộ phận quay hoặc vòng trong chuyển động lắc đảo, góc cho phép sẽ nhỏ hơn; vui lòng liên hệ bộ phận kỹ thuật.
Các kiểu hư hỏng phổ biến và chẩn đoán
ISO 15243 phân loại hư hỏng vòng bi tang trống thành sáu nhóm. Năm dạng dưới đây bao quát phần lớn hư hỏng mà chúng tôi ghi nhận tại các hệ thống công nghiệp nặng.
Tập trung tải ở mép (sai lệch vượt giới hạn)
Triệu chứng
Nhiệt và mài mòn tập trung ở một phía rãnh lăn; bết xước cục bộ; bong tróc sớm tại một đầu con lăn.
Nguyên nhân có thể
Sai lệch tĩnh hoặc sai lệch khi vận hành vượt quá góc điều chỉnh cho phép của dòng vòng bi; thân gối đỡ bị biến dạng hoặc thiếu độ cứng vững; nền móng bị võng.
Biện pháp khắc phục
Khôi phục độ đồng tâm, gia cường thân gối đỡ hoặc chuyển sang dòng có góc cho phép lớn hơn (223/231/232/241). Với vòng bi có phớt kín, duy trì sai lệch dưới 0,5°.
Mất khe hở sau khi ép lên ống lót côn
Triệu chứng
Nhiệt độ tăng trong vài phút sau khi khởi động, mô-men quay tăng, xuất hiện tiếng ù trầm và bết xước sớm trong vùng chịu tải.
Nguyên nhân có thể
Ống lót côn được ép quá sâu, làm giảm quá nhiều khe hở trong hướng kính; hoặc hành trình ép đúng nhưng cấp khe hở ban đầu không phù hợp với nhiệt độ vận hành.
Biện pháp khắc phục
Lắp lại theo mức giảm khe hở quy định trong danh mục; ghi lại khe hở ở trạng thái nguội và nóng; với chế độ vận hành nóng hoặc chịu rung, tăng từ CN lên C3 hoặc từ C3 lên C4.
Bết xước / cào xước do va đập hoặc màng dầu mỏng
Triệu chứng
Các mảng màu xám kèm hiện tượng chuyển kim loại giữa con lăn và rãnh lăn; nhiệt độ tăng vọt đột ngột; vòng cách đổi màu.
Nguyên nhân có thể
Độ nhớt chất bôi trơn không đủ ở nhiệt độ vận hành; thiếu chất bôi trơn; va đập mạnh khi khởi động không tải.
Biện pháp khắc phục
Tăng độ nhớt dầu gốc hoặc chuyển sang bôi trơn bằng dầu tuần hoàn; bảo đảm mức dầu ngập con lăn thấp nhất; tạo tải trước khi khởi động; với chế độ chịu rung, chỉ định T41A / T41D.
Nhiễm bẩn và mài mòn hạt cứng
Triệu chứng
Quay có cảm giác nhám, có cặn trong mỡ hoặc bộ lọc dầu, rãnh lăn xỉn màu, đầu con lăn mòn nhanh.
Nguyên nhân có thể
Hệ thống làm kín không hiệu quả hoặc đã mòn, thiếu phớt mê cung, mỡ bổ sung không được lọc.
Biện pháp khắc phục
Chọn biến thể có phớt kín 2RS / 2VS cho môi trường nhiễm bẩn; bổ sung vành chắn bên ngoài; lọc mỡ qua bộ lọc 25 µm; rút ngắn chu kỳ bổ sung mỡ.
Ăn mòn điện (vân sóng)
Triệu chứng
Các rãnh hình sóng vuông góc với rãnh lăn; mỡ chuyển đen nhanh; tiếng ồn không liên tục tăng dần đều.
Nguyên nhân có thể
Dòng điện tản từ động cơ dùng biến tần VFD khi trục nối đất không tốt; suy giảm cách điện.
Biện pháp khắc phục
Lắp vòng nối đất trục hoặc vòng bi cách điện ở đầu không dẫn động; kiểm tra bộ lọc đầu ra VFD và phương án nối đất. Chỉ dùng lớp phủ không thể khắc phục hiện tượng phóng điện đang diễn ra.
Tính tuổi thọ L10 — Ví dụ tính toán
Tuổi thọ định mức cơ bản L10 tuân theo ISO 281: L10 = (Cr / P)^p, tính bằng triệu vòng quay, trong đó p = 10/3 đối với vòng bi đũa. Với tải kết hợp, trước tiên cần quy đổi Fr và Fa thành tải trọng động tương đương P. Dưới đây là ví dụ tính toán cho vòng bi 22216 E tại vị trí lô sấy máy giấy.
Dữ liệu đầu vào
22216 E · Cr = 326 kN · n = 600 r/min · Fr = 40 kN hướng kính · Fa ≈ 0 (thuần hướng kính) · do đó P = Fr = 40 kN
- 1
Tải trọng động tương đương P
P = Fr (tải dọc trục không đáng kể, Fa/Fr ≤ e)
P = 40 kN
- 2
Tuổi thọ định mức cơ bản L10 (triệu vòng quay)
L10 = (Cr / P)^(10/3) = (326 / 40)^3,333
L10 ≈ 8,15^3,333 ≈ 1 090 triệu vòng quay
- 3
Tuổi thọ làm việc L10h (giờ)
L10h = L10 × 1 000 000 / (60 × n)
L10h = 1 090 × 10^6 / (60 × 600) ≈ 30 300 giờ
Tuổi thọ định mức cơ bản ≈ 30 300 giờ ở độ tin cậy 90%. Với a_ISO ≈ 1,5, mỡ bôi trơn sạch và điều kiện bôi trơn tốt, tuổi thọ định mức hiệu chỉnh Lnmr ≈ 45 000 giờ.
Ví dụ tính toán chỉ dùng để minh họa. Khi lựa chọn thực tế, cần kiểm tra các hệ số X, Y và e tại tỷ số Fa/Fr đã tính, đồng thời áp dụng a_ISO cùng hệ số nhiễm bẩn ec. Theo yêu cầu, đội ngũ kỹ thuật ANDE có thể thực hiện phân tích đầy đủ theo ISO 281 / ISO 16281 cho từng ứng dụng cụ thể.
Câu hỏi thường gặp
Q1Vòng bi tang trống bù được sai lệch bao nhiêu?
Vòng bi tang trống ANDE bù được sai lệch góc đến 2 độ giữa trục và vỏ mà vẫn duy trì đầy đủ khả năng chịu tải. Khả năng tự lựa này đến từ hình học dạng cầu của rãnh lăn vòng ngoài và không cần thêm bộ phận nào.
Q2Nguyên nhân nào khiến vòng bi tang trống hỏng trong công nghiệp nặng?
Các dạng hỏng thường gặp nhất gồm mỏi bề mặt (bong tróc) do quá tải hoặc bôi trơn không đủ; hằn lõm do tải va đập trong quá trình vận chuyển hoặc lắp đặt; tạp chất xâm nhập vì hệ thống làm kín không hiệu quả trong môi trường bụi; và hư hỏng do nhiệt vì làm mát không đủ ở ứng dụng nhiệt độ cao như máy đúc liên tục.
Q3Nên chọn vòng bi tang trống có phớt kín hay loại hở?
Vòng bi tang trống có phớt kín (hậu tố 2CS5 hoặc E2) được nạp sẵn mỡ và không cần bảo trì trong môi trường nhiễm bẩn vừa phải. Loại hở bôi trơn bằng dầu phù hợp với ứng dụng nhiệt độ cao (trên 100°C), tốc độ rất cao hoặc nơi đã có hệ thống bôi trơn sương dầu. Biến thể có phớt kín có giới hạn tốc độ thấp hơn khoảng 20%.
Q4Giới hạn nhiệt độ của vòng bi tang trống là bao nhiêu?
Vòng bi tang trống tiêu chuẩn làm việc liên tục đến +150°C. Với nhiệt độ cao hơn, có các phiên bản ổn định nhiệt: hậu tố S1 đến +200°C và S2 đến +250°C. Các phiên bản này được xử lý nhiệt đặc biệt để duy trì độ ổn định kích thước, đồng thời điều chỉnh khe hở trong (C3 hoặc C4) để bù giãn nở nhiệt.
Q5Vòng bi tang trống có chịu được tải dọc trục không?
Có. Vòng bi tang trống chịu được tải dọc trục vừa phải, đến khoảng 55% phần khả năng chịu tải hướng kính còn lại đối với thiết kế tiêu chuẩn, hoặc 100% khả năng chịu tải hướng kính đối với thiết kế loại E tăng cường có con lăn bất đối xứng. Với tải kết hợp lớn, cần bảo đảm tải trước phù hợp và chọn đúng nhóm khe hở trong.
Q6Hậu tố K trên vòng bi tang trống tự lựa có ý nghĩa gì?
Hậu tố K chỉ lỗ côn có tỷ lệ côn 1:12 (ví dụ: 22216 K). Vòng bi có thể lắp trực tiếp trên trục côn hoặc lắp trên trục trụ bằng ống lót côn (dòng H) hay ống lót tháo. Hậu tố K30 chỉ độ côn 1:30, dùng cho vòng bi dòng 240, 241 và 249 có đường kính lỗ lớn hơn.
Q7Vòng bi tang trống tự lựa ANDE có thay thế được cho SKF, FAG hay NSK không?
Có. Vòng bi tang trống ANDE tuân theo kích thước bao của ISO 15:2017, nên vòng bi 22216 của ANDE có cùng đường kính lỗ, đường kính ngoài và chiều rộng với mã 22216 của SKF, FAG, NSK hoặc bất kỳ nhà sản xuất nào tuân thủ ISO. Các ký hiệu về kết cấu bên trong, như vòng cách, khe hở và mã hậu tố, cũng phù hợp với quy ước ISO/DIN. Với mỗi dự án thay thế, chúng tôi khuyến nghị đối chiếu chính xác tổ hợp hậu tố và chế độ tải với bản vẽ gốc.
Bảng kích thước vòng bi tang trống
Kích thước bao theo ISO 15:2017 cho các dòng nhẹ (213), thông thường (222), nặng (223), mặt cắt thấp (230), nặng (231/232) và siêu rộng (240/241). Các biến thể lỗ côn (K, K30) có cùng kích thước bao; tổ hợp hậu tố (E, MA, MB, CA, CC, W33, 2RS, C2/C3/C4) được trình bày trong hướng dẫn mã hiệu ở trên và sẽ được xác nhận khi báo giá.
| Mã vòng bi | Đường kính trong (d) mm | Đường kính ngoài (D) mm | Chiều rộng (B) mm |
|---|---|---|---|
| 21306 | 30 | 72 | 19 |
| 21307 | 35 | 80 | 21 |
| 21308 | 40 | 90 | 23 |
| 21309 | 45 | 100 | 25 |
| 21310 | 50 | 110 | 27 |
| 21311 | 55 | 120 | 29 |
| 21312 | 60 | 130 | 31 |
| 21314 | 70 | 150 | 35 |
| 21316 | 80 | 170 | 39 |
| 21318 | 90 | 190 | 43 |
| 21320 | 100 | 215 | 47 |
| 22205 | 25 | 52 | 18 |
| 22206 | 30 | 62 | 20 |
| 22207 | 35 | 72 | 23 |
| 22208 | 40 | 80 | 23 |
Không tìm thấy sản phẩm cần thiết? Chúng tôi có thể tìm nguồn vòng bi không tiêu chuẩn và sản xuất vòng bi đặt riêng.
Sản phẩm liên quan
Vòng bi đũa côn
Có rãnh lăn dạng côn, được thiết kế để chịu tải kết hợp hướng kính và dọc trục trong các ứng dụng hạng nặng.
Vòng bi đũa trụ
Vòng bi chịu tải hướng kính cao, sử dụng tiếp xúc đường giữa con lăn và rãnh lăn để phân bố ứng suất tối ưu trong máy móc công nghiệp.
Vòng bi kim
Vòng bi nhỏ gọn sử dụng phần tử lăn dài và mảnh, cho khả năng chịu tải hướng kính cao trong không gian hướng kính tối thiểu.