Những cân nhắc chính và vật liệu phổ biến được sử dụng trong việc chế tạo vòng bi côn

Việc lựa chọn chất liệu cho Vòng bi lăn là một khía cạnh quan trọng trong thiết kế của chúng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, khả năng chịu tải, khả năng chống mài mòn và hiệu suất tổng thể của chúng. Vòng bi côn phải chịu nhiều điều kiện vận hành khác nhau, bao gồm các tải trọng, nhiệt độ và các yếu tố môi trường khác nhau. Do đó, việc lựa chọn vật liệu phù hợp sẽ đảm bảo rằng các vòng bi này có thể đáp ứng được yêu cầu của ứng dụng dự kiến.

Những cân nhắc chính trong việc lựa chọn vật liệu:

Độ bền và khả năng chống mỏi: Vòng bi côn chịu lực đáng kể, cả hướng tâm và hướng trục. Các vật liệu được sử dụng phải có độ bền kéo cao và khả năng chống mỏi để chịu được tải trọng lặp đi lặp lại mà không bị hỏng. Điều này rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ của ổ trục, đặc biệt là trong các ứng dụng có tải nặng hoặc tải trọng động.

Chống mài mòn: Các vật liệu phải có khả năng chống mài mòn tuyệt vời để giảm thiểu tác động của ma sát và mài mòn. Hoạt động lăn và trượt liên tục giữa các con lăn và mương tạo ra lực ma sát và vật liệu được chọn phải có khả năng chống mài mòn ngay cả khi chịu tải trọng cao và hoạt động liên tục.

Chống ăn mòn: Trong một số ứng dụng nhất định mà vòng bi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như những môi trường có độ ẩm cao, hóa chất hoặc chất gây ô nhiễm, khả năng chống ăn mòn trở nên cần thiết. Vật liệu có khả năng chống ăn mòn giúp duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc của ổ trục và ngăn ngừa hư hỏng sớm.

Ổn định nhiệt độ: Vòng bi côn thường hoạt động ở nhiệt độ cao, đặc biệt là trong các ứng dụng công nghiệp. Các vật liệu phải giữ được các đặc tính cơ học và chất lượng bôi trơn trong phạm vi nhiệt độ dự kiến ​​để đảm bảo hiệu suất ổn định.

Vật liệu phổ biến được sử dụng:

Thép cứng xuyên suốt (SAE 52100): Đây là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho vòng bi côn. Thép được tôi cứng mang lại sự cân bằng tốt về sức mạnh, khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai. Quá trình xử lý nhiệt được sử dụng trong quá trình sản xuất đảm bảo rằng vật liệu đạt được độ cứng đồng đều xuyên suốt, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng có tải trọng từ trung bình đến nặng.

Thép cứng vỏ: Thép cứng vỏ, chẳng hạn như SAE 8620, cung cấp lớp bề mặt cứng hơn trong khi vẫn duy trì lõi cứng hơn và dẻo hơn. Sự kết hợp giữa độ cứng và độ dẻo dai này có lợi trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống sốc và chống mài mòn tuyệt vời. Bề mặt được làm cứng bằng vỏ giúp tăng khả năng chống mài mòn, trong khi lõi hấp thụ tải trọng va đập.

Thép không gỉ: Trong những môi trường cần có khả năng chống ăn mòn, thép không gỉ (thường là AISI 440C hoặc các loại tương tự) là lựa chọn phổ biến. Vòng bi thép không gỉ được sử dụng trong các ứng dụng có khả năng tiếp xúc với độ ẩm, hóa chất hoặc chất ăn mòn. Mặc dù thép không gỉ có thể có khả năng chịu tải thấp hơn một chút so với thép đã được tôi cứng hoàn toàn nhưng đặc tính chống ăn mòn của nó khiến nó phù hợp với các ngành công nghiệp cụ thể, chẳng hạn như chế biến thực phẩm và thiết bị y tế.

Con lăn gốm: Đối với các ứng dụng yêu cầu mức độ chống mài mòn cao nhất và khả năng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, có thể sử dụng con lăn gốm (thường được làm từ vật liệu như silicon nitride). Những con lăn này cực kỳ cứng, có độ ma sát thấp và mang lại sự ổn định đặc biệt ở nhiệt độ cao. Con lăn gốm đặc biệt có lợi trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, nơi vòng bi phải hoạt động đáng tin cậy trong các điều kiện đòi hỏi khắt khe.