Vòng bi là thành phần cốt lõi quan trọng trong thiết bị cơ khí. Chức năng chính của nó là hỗ trợ vật thể quay cơ học, giảm hệ số ma sát trong quá trình chuyển động và đảm bảo độ chính xác khi quay. Hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị chính và máy móc chủ chốt, và nó thường được coi là thành phần "trái tim" của thiết bị cơ khí.
Ngành công nghiệp vòng bi của nước tôi đã phát triển nhanh chóng. Sự đa dạng của các loại vòng bi đã tăng từ ít lên nhiều, chất lượng sản phẩm và trình độ kỹ thuật đã tăng từ thấp lên cao, quy mô của ngành đã phát triển từ nhỏ lên lớn. Đã hình thành hệ thống sản xuất chuyên nghiệp với danh mục sản phẩm cơ bản đầy đủ và bố trí sản xuất tương đối hợp lý.
Biên tập viên: Bạn có biết vòng bi được làm bằng vật liệu gì không?
Người đọc: Theo như tôi nhớ thì hầu hết chúng đều được làm bằng thép và sáng bóng, đúng không?
Biên tập viên: Đúng vậy. Vòng bi thường được làm bằng thép cacbon cao GCr15, thường được gọi là thép vòng bi. Ngoài ra, còn có thép chịu lực thấm cacbon, thép chịu lực không gỉ, thép chịu lực chịu nhiệt độ cao, thép chịu lực chịu va đập các-bon trung bình và hiện nay vật liệu chịu lực mới nhất là gốm.
Người đọc: Vòng bi thép có thể được cách điện như thế nào?
Biên tập viên: Tôi xin giới thiệu với các bạn về vòng bi cách điện do Viện Sản xuất vật liệu tổng hợp và Nhận dạng thông minh thuộc Viện Thiết bị tiên tiến Thiên Tân, Đại học Thanh Hoa phát triển để giải quyết sự bối rối của các bạn.
Vòng bi cách điện sử dụng quy trình phun đặc biệt để phun lớp phủ chất lượng cao lên bề mặt ngoài của vòng bi. Lớp phủ có khả năng liên kết chặt chẽ với vật liệu nền và có tính chất cách nhiệt tốt. Chúng có thể tránh được hiện tượng ăn mòn điện hóa của ổ trục do dòng điện cảm ứng gây ra, ngăn ngừa hư hỏng cho mỡ, các bộ phận lăn và rãnh lăn do dòng điện gây ra, đồng thời tăng tuổi thọ của ổ trục.
Có hai biện pháp để ngăn ngừa sự ăn mòn điện của vòng bi. Một là lắp thiết bị nối đất (shunt) trên trục động cơ để ngăn dòng điện chạy qua ổ trục; cách còn lại là biến ổ trục thành vật cách điện. Xét về độ tin cậy và các khía cạnh khác, giải pháp chính cho vấn đề ăn mòn điện của ổ trục động cơ kéo là phương pháp ổ trục cách điện. Phương pháp này tiết kiệm chi phí và đáng tin cậy hơn các phương pháp cách nhiệt khác như cách nhiệt trục hoặc cách nhiệt vỏ. Kích thước và các tính năng kỹ thuật cơ bản của vòng bi cách điện giống với vòng bi không cách điện, do đó chúng có thể hoán đổi cho nhau 100%. Thích hợp cho động cơ, máy phát điện, đặc biệt là động cơ tần số thay đổi và được sử dụng rộng rãi hơn.
Làm thế nào để biến vòng bi thành vật cách điện?
Các nhà nghiên cứu tại Thanh Hoa đã chọn hai vật liệu khác nhau và sử dụng quy trình phun plasma để biến ổ trục thành vật cách điện.
Phương pháp 1: Sử dụng vật liệu cách điện như oxit và nhựa để phun các bộ phận ổ trục để biến chúng thành ổ trục cách điện.
Phương pháp 2: Sử dụng gốm cách điện nitride để chế tạo vòng bi cách điện.
Vòng bi cách điện oxit
Vòng bi cách điện Nitride
Ưu điểm của vòng bi cách điện được sản xuất bằng phương pháp phun plasma:
1. Độ liên kết tốt Hiệu suất phun plasma tốc độ cao đảm bảo độ liên kết của bề mặt chịu lực lớn hơn 30MPa, do đó đảm bảo lớp phủ có độ bền cao.
2. Tác động nhiệt nhỏ khi làm việc Do sử dụng các thông số quy trình đặc biệt, các hạt nóng chảy được làm nguội nhanh chóng và đông cứng khi phun lên bề mặt vòng, có thể giữ bề mặt ổ trục ở mức khoảng 100°C, loại bỏ hiệu ứng biến dạng của nhiệt độ cao lên ổ trục.
3. Công nghệ hàn kín chuyên nghiệp Sau khi phun, sử dụng công nghệ hàn kín tiếp theo chuyên nghiệp, có thể thẩm thấu khoảng 20% độ dày của lớp phun.
① Ngăn ngừa các hạt mài mòn rơi ra từ bánh mài trong quá trình mài lớp phủ làm nhiễm bẩn các lỗ chân lông trong lớp phủ;
② Đảm bảo hiệu suất cách nhiệt của lớp phủ;
③ Cải thiện khả năng chống ăn mòn của lớp phủ;
④Làm kín lỗ chân lông để chống oxy hóa;
⑤ Đảm bảo độ kín khí của lớp phủ.
Việc áp dụng phương pháp cách điện thường được xác định theo trạng thái cung cấp điện của động cơ. Đối với động cơ điện áp cao hoặc động cơ được cấp nguồn bằng nguồn điện tần số thay đổi, các thành phần tần số cao có trong nguồn điện sẽ làm tăng dòng điện trục động cơ. Ngoài ra, đối với một số điều kiện làm việc đặc biệt như xe điện, động cơ kéo đầu máy xe lửa, tua bin gió, v.v., phải áp dụng các giải pháp cách điện tương ứng.
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, các lĩnh vực ứng dụng của vòng bi cách điện ngày càng mở rộng, chủ yếu bao gồm các lĩnh vực sau: ngành điện, ngành đường sắt, ngành máy móc và luyện kim, ngành máy móc khai khoáng, ngành hóa dầu, v.v.
