Tìm hiểu chi tiết chất bôi trơn vòng bi

Mục đích chính của chất bôi trơn cho vòng bi là làm giảm ma sát và sự mài mòn của vật liệu. Chất bôi trơn có chức năng làm các viên bi tách rời nhau và trượt trên bề mặt nhờ màng dầu rất mỏng. Quá trình hoạt động và tuổi thọ vòng bi phần lớn tuỳ thuộc vào việc sử dụng thích hợp hệ thống bôl trơn và ứng dụng đúng chất bôi trơn. Chức năng của chất bôi trơn cho vòng bi là:

[sc name="vong-bi-na-chi"][/sc]

Chất bôi trơn đối với bề mặt ma sát làm giảm

1) Ma sát lăn giữa các viên bi và các rãnh chạy.
2) Ma sát trượt giữa điểm cuối bi đũa và bề mặt dẫn hướng vòng bi đũa.
3) Ma sát trượt giữa viên bi và vòng cách.
4) Ma sát trượt giữa vòng cách và bề mặt dẫn hướng rãnh bi.

Chất bôi trơn giúp tản nhiệt

Tản nhiệt do hệ thống tạo ra bởi ma sát và các nguyên nhân bên ngoài. Ví dụ việc tản nhiệt bằng cách sử dụng hệ thống dầu bôi trơn tuần hoàn trong các ứng dụng tốc độ cao.

Ngăn chặn sự bám bụi và gỉ sét

1) Việc ngăn chặn các vật lạ bên ngoài rơi vào vòng bi.
2) Bảo vệ các thành phần của vòng bi không bị sét gỉ.

Giảm việc tập trung ứng xuất

1) Phân bố đồng đều ứng xuất đến các bề mặt tiếp xúc viên bi.
2) Giảm ảnh hưởng lực va đập.

Lưu ý khi sử dụng chất bôi trơn cho vòng bi

• Bôi trơn đều trên toàn bộ bề mặt ma sát.
• Màng dầu bôi trơn trên bề mặt tiếp xúc làm giảm nhiệt, độ nhớt của màng bôi trơn phải được đảm bảo.
• Chất bôi trơn có khuynh hướng hư hỏng do nhiệt dộ tăng, các ứng dụng vòng bi phải được thiết kế để giữ nhiệt độ vận hành ở mức thấp có thể.
• Hệ thống (phương pháp) bôi trơn phải thích hợp cho từng ứng dụng và chất bôị trơn phải có các giá trị thích hợp.
• Chất bôi trơn phải được giữ sạch, không bị nhiễm bẩn.

Các phương pháp sử dụng bôi trơn vòng bi đúng cách

Chất bôi trơn dầu

#1 Bôi trơn bằng cách tắm dầu

Bôi trơn bằng cách tắm dầu được sử dụng rộng rãi trong môi trường làm việc có tốc độ thấp đến tốc độ trung bình.

Lượng dầu quá nhiều sẽ làm nhiệt độ tăng quá cao. Lượng dầu không đủ có thể dẫn đến vòng bi nhanh bị hỏng.

Nên kiểm tra mức dầu (và giữ lại) ở mức thích hợp.

Các đường rãnh lồi được thiết kê' ở đày của gối dỡ để giảm khuấy dộng và/hoặc làm giảm đi độ nóng. Xem hình 8.25.

Đối với trục nằm ngang, mức dầu tĩnh ở dưới phần tâm của viên bi thấp nhất. Đối với trục thẳng đứng, mức dầu tĩnh nên ở mức từ 50% đến 80% của viên bi.

Khi có hai hay nhiều vòng bi cùng nằm trên trục thẳng đứng trong cùng một gối dỡ, vòng bi thấp hơn có thể làm tăng nhiệt độ quá cao nếu sử dụng phương pháp tắm dầu (trừ khi hoạt dộng với tốc độ thấp). Nếu dộ nóng quá cao phát sinh, nên dùng dầu nhỏ giọt, dầu bắn vào hoặc hệ thống dầu tuần hoàn.

#2 Bôi trơn bằng cách bắn dầu

Phương pháp bôi trơn bẳng cách bắn dầu vào, dầu được bắn vàoo vòng bi nhờ cách quay (đẩy vào hay bắn vào) ráp vào trục. Vòng bi sẽ không bị ngập dầu.

Trong hộp số, các bánh răng và vòng bi thường được bôi trơn chung môt ngăn đựng dầu mà các bánh răng sẽ dùng để tát dầu. Vì độ nhớt của dầu trong bánh răng khác so với độ nhớt đòi hỏi của vòng bi và dầu có thể chứa trong dầu có các mãnh vỡ nhỏ của bánh răng nên cần, một hệ thống hoặc phương pháp chất bôi trơn riêng biệt dể cải thiện tuổi thọ vòng bi. Nắp chắn vòng bi và đĩa “từ tính” thường dược gắn vào các bánh răng.

Vòng bi nằm trên trục thẳng dứng có thể được lắp thêm phần nón quay ở dưới vòng bi để bề mặt phần nón quay tăng lượng dầu lên và phân tán đều trước khi cho vào vòng bi.

#3 Bôi trơn bằng cách nhỏ dầu

Bôi trơn bằng cách nhỏ dầu chỉ dùng khi vòng bi hoạt dộng ở tốc độ cao dưới trọng tải thấp và trung bình.

Bôi trơn bằng cách nhỏ dầu thường dùng cho vòng bi hướng tâm trên trục thẳng đứng hoặc trục dốc và dầu được bôi trực tiếp vào vòng bi.

Dầu bôi trơn còn chứa trong một dụng cụ tra dầu hoạt động như một cái bấc và có nhiệm vụ như bộ lọc. Có một lỗ nhỏ cho phép kiểm tra mức dầu.

Như hình vẽ 8.27 cho thấy hệ thống bôi trơn bằng cách nhỏ dầu cho thấy dụng cụ tra dầu phải được đặt trên gối đỡ. Dầu sẽ được nhỏ vào con tán trục trong hộp vòng bi, và được phun đều trước khi cho vào vòng bi. Hình 8.28 cho thấy hệ thống đo lượng dầu được thiết kế để bơm vào vòng bi nhiều giọt dầu trong mỗi phút.

#4 Phương pháp dầu tuần hoàn

Phương pháp bôi trơn dầu tuần hoàn dược dùng cho 2 mục đích:
1) Làm mát vòng bi
2) Tự động tra dầu vào vị trí dặc biệt từ hệ thống trung tâm.

• Hệ thống bôi trơn dầu tuần hoàn gồm có một bơm dầu, thiết bị làm mát, bộ lọc và ống phân phối dầu. Hệ thống bôi trơn dầu tuần hoàn được dùng khi bơm dầu vào vòng bi và gia tăng các tác dộng làm mát của việc bắn dầu.
• Bôi trơn dầu tuần hoàn bao gồm: nhỏ giọt, ép và phun sương dầu bôi trơn.
• Ở phương pháp bôi trơn dầu tuần hoàn, vòng bi được cung cấp dầu từ đầu dẫn dầu vào được lắp đặt ở một phía của vòng bi, và đường dẫn dầu ra nằm phía bên kia của vòng bi.
• Đường dẫn dầu ra được thiết kế lớn hơn dường dẫn dầu vào để không giữ lại lượng dầu quá nhiều trong gối dỡ vòng bi. Theo hình 8.29 hệ thống tuần hoàn chỉ cho thấy một đường dầu trong một vị trí của gối dỡ không chịu lực tải nào. Hệ thống này được dùng cho các trục cán nóng có gia nhiệt bằng hơi nước ở nhà máy giấy. Dấu làm mát dưộc luân chuyển xuyên qua thành trong của gối đỡ và đi xuyên qua cả hai vòng bi.

#5 Bôi trơn bằng áp lực

• Bôi trơn bằng áp lực là để tra dầu dưới áp suất cao nhằm đẩy áp suất bên trong của gối đỡ khi làm việc tốc độ cao.
• Mặt cắt đường dầu ra phải gấp hai lần dường dẫn dầu vào.
• Hệ thống tra dầu “phản lực” đôi khi được dùng trong những ứng dụng tốc độ cao dể đẩy dầu trực tiếp vào viên bi và các bộ phận trượt của vòng bi. Xem hình 8.30. Lượng dầu dư sẽ được rút ra ngoài bơm.

#6 Bôi trơn bằng cách phun hơi sương

Theo như hình 8.32 là một ví dụ của phương pháp bôi trơn bằng phun sương, là dùng máy tuabin nén khi để đẩy dầu vào bên trong vòng bi.

Như hlnh 8.33 là một ví dụ bôi trơn phun sương chỉ dùng để phân tán dầu đéu (0,5 tới 5,0cc/h).(1.1)

#7 Bôi trơn bằng dĩa

Bôi trơn bằng dĩa được sử dụng bằng cách lắp đĩa ở trên trục có vòng quay với tốc độ cao. Một phần dĩa này ngập chìm trong dầu và bắn dầu vào bình đựng dầu ở trên và nhờ vào trọng lực và đến lượt bình đựng dầu phân phối dầu vào trong vòng bi. Bôi trơn dầu bằng dĩa chỉ dùng cho vòng bi dùng trong máy bơm tăng nạp và máy quạt gió.

Bôi trơn bằng không khí/dầu

Dùng phương pháp bôi trơn bằng dầu/không khí là sử dụng lượng dầu rất nhỏ kết hợp với một lượng khí nén nào dó có pít tông ổn định lượng khí và van khuấy trộn. Hỗn hợp này được cung cấp vào từng phần lăn của vòng bi.

Do bôi trơn bằng dầu/không khí có thể làm giảm nhiệt độ vòng bi nên phương pháp này thích hợp sử dụng trong những ứng dụng tốc độ cao như các máy công cụ.

Chất bôi trơn của vòng bi

Vòng bi dùng 2 loại chất bôi trơn: dầu và mỡ bôi trơn. Trong một vài ứng dụng đặc biệt biệt chất bôi trơn cứng như molybdenum-disulfide, graphite or PTFE cũng được dùng. Chất bôi trơn nên có những yếu tố cơ bản sau.

• ít tạp chất và bảo đảm đúng độ ẩm
• Sự ổn định nhiệt độ
• Không ăn mòn
• Chịu tải trọng
• Chịu mài mòn
• Chịu ma sát
• Sự ổn định cơ học cao

Mỡ bôi trơn cho vòng bi

Mỡ bôi trơn được làm từ cơ bản là dầu, chất cô đặc và các chất phụ gia.

Dầu cơ bản

Dầu cơ bản là dung dịch chất bôi trơn dược cô dặc lại. Dầu thô được sử dụng rộng rãi như dầu cơ bản dùng sản xuất mỡ. Dầu tổng hợp như diester và Silicon được dùng dể tăng tính chịu nhiệt và ổn định mỡ.

Nói chung, mỡ có dầu cơ bản độ nhờn thấp là thích hợp cho nhiệt độ thấp và tải trọng thấp, trong khi dó mỡ có dẳu cơ bản có độ nhớt cao thì thích hợp cho nhiệt độ cao và tải trọng cao.

Sử dụng chất bôi trơn hiệu quả hay không tuỳ thuộc vào chất cô đặc, các chất phụ gia và độ nhớt. Các thành phần này phải dược chọn lựa cẩn thận dể dáp ứng thích hợp cho từng điều kiện hoạt động.

Chất cô đặc

Chất cô đặc cỏ cấu trúc như bọt biển dược tạo thành do sự liên kết không chặt chẽ của các mô thực vật hoặc các thành phần thực vật. Chất cô dặc thông thường dược chia 2 loại: kim loại và phi kim loại như miêu tả dưới đây.

Mỡ sodium (Na) có thể phản ứng lại với nước dể tạo thành nhũ tương, không nên dùng khi vòng bi dang hoạt động trong diều kiện không khí ẩm ướt cao.

Các chất phụ gia

Chất phụ gia là tác nhãn làm tăng khả năng chịu dựng cho mỡ như chất chống gỉ sét, sự oxy hoá và các yếu tố khác.

Chất phụ gia oxy hoá giúp bảo vệ mỡ khống ' bị oxy hoá và bi hư hỏng do ảnh hưởng nhiệt độ trong thởi gian dài. Các chất phụ gia áp suất lớn giúp cải thiện chống tải trọng và chống bị ảnh hưởng. Chất phụ gia ngăn chặn gỉ sét giúp bảo vệ vòng bi và ngăn chặn gỉ sét của các thành phần xung quanh.

Độ sệt

Độ sệt là dơn vị do lường cho biết mức độ dặc của mỡ. Dụng cụ để do có hình nón và có trọng lượng dặc biệt. Hình nón sẽ dược thả vào trong mỡ trong thời gian cụ thể. Độ sệt của mỡ tuỳ thuộc theo chiều sâu chim xuống của hlnh nón (1/10mm)