Vòng bi giảm ma sát trong máy móc như thế nào?

1. Chuyển động lăn: Chìa khóa giải thích tại sao vòng bi có thể làm giảm ma sát trong máy móc nằm ở thiết kế chuyển động lăn của chúng. Vòng bi chứa nhiều quả cầu hình cầu bên trong, được đặt trên rãnh giữa vòng trong và vòng ngoài. Khi ổ trục chịu tác dụng của tải trọng bên ngoài, các viên bi bắt đầu lăn trên rãnh của vòng trong và vòng ngoài thay vì trượt trực tiếp trên bề mặt như ổ trục trơn. Chuyển động lăn này làm giảm đáng kể chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc, do đó làm giảm ma sát và tổn thất năng lượng. Ưu điểm của chuyển động lăn là về cơ bản nó là một dạng ma sát lăn chứ không phải ma sát trượt. Trong ma sát lăn, điểm tiếp xúc giữa quả bóng với các vòng trong và ngoài thực chất chỉ là tiếp xúc tức thời. Sau đó bóng tiếp tục lăn về phía trước, điểm tiếp xúc nhanh chóng di chuyển sang vị trí tiếp theo. Đặc tính tiếp xúc tức thời này làm giảm đáng kể diện tích ma sát và thời gian tiếp xúc giữa các bề mặt tiếp xúc, do đó làm giảm sự tạo ra ma sát. Chuyển động lăn cũng giúp phân bổ tải trọng, giúp phân bổ tải trọng đều hơn bên trong ổ trục. Mỗi quả bóng nhận một phần tải trọng và chuyển nó sang mương xung quanh, do đó làm giảm sự tập trung ứng suất cục bộ bên trong ổ trục. Sự phân bổ tải trọng đồng đều này giúp giảm mài mòn và mỏi ổ trục, kéo dài tuổi thọ ổ trục. Chuyển động lăn cho phép vòng bi giảm ma sát trong máy móc một cách hiệu quả hơn. Thông qua chuyển động lăn, ổ bi làm giảm chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc, giảm sinh ma sát và phân tán tải trọng, nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.

2. Phân phối tải trọng: Các viên bi bên trong ổ bi có thể phân tán tải trọng một cách hiệu quả, khiến nó tạo thành sự phân bố tải trọng đồng đều hơn bên trong ổ bi. Ngược lại, tải trọng trong ổ trượt thường tập trung lên bề mặt tiếp xúc dễ dẫn đến sự tập trung ứng suất cục bộ từ đó gây ra ma sát và mài mòn. Bằng cách phân bổ tải trọng, vòng bi có thể giảm ứng suất tiếp xúc giữa ổ trục và trục, kéo dài tuổi thọ của ổ trục và cải thiện độ tin cậy và độ bền của hệ thống.

3. Diện tích tiếp xúc nhỏ: Các con lăn trong ổ bi có diện tích tiếp xúc nhỏ hơn bề mặt trượt của ổ bi trượt. Điều này có nghĩa là dưới một tải trọng nhất định, vòng bi có thể giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc. Diện tích tiếp xúc nhỏ hơn có nghĩa là ma sát nhỏ hơn, do đó giảm tổn thất năng lượng và sinh nhiệt, nâng cao hiệu suất hệ thống và tiết kiệm năng lượng.

4. Hệ thống bôi trơn: Vòng bi thường được trang bị hệ thống bôi trơn, chẳng hạn như mỡ bôi trơn bên trong ổ trục hoặc dầu bôi trơn bên ngoài. Các chất bôi trơn này có thể tạo thành một lớp màng bôi trơn trên bề mặt tiếp xúc của ổ bi, làm giảm hệ số ma sát, giảm ma sát lăn và ma sát giữa các bi với rãnh trong và ngoài. Một hệ thống bôi trơn tốt có thể làm giảm nhiệt độ vận hành của ổ trục, giảm tổn thất ma sát và kéo dài tuổi thọ của ổ trục.

5. Sản xuất chính xác: Vòng bi thường được sản xuất bằng quy trình sản xuất chính xác để đảm bảo độ chính xác về kích thước và độ vừa vặn của các bộ phận khác nhau bên trong ổ trục. Việc sản xuất chính xác này có thể làm giảm độ hở và ma sát bên trong ổ trục, đồng thời cải thiện độ chính xác khi quay và độ ổn định của ổ trục. Việc sản xuất chính xác cũng có thể đảm bảo rằng các bộ phận bên trong của ổ trục vừa khít với các bộ phận bên ngoài, giảm ma sát và tổn thất năng lượng, từ đó cải thiện hiệu suất và hiệu suất của hệ thống.