Vòng bi là một thành phần cốt lõi không thể thiếu trong thiết bị cơ khí.Chức năng chính của nó là hỗ trợ các công cụ quay vòng cơ học, giảm hệ số ma sát và đảm bảo độ chính xác của vòng quay.Nó là sản phẩm của lý thuyết vật lý toán học và các ngành khác, chẳng hạn như khoa học vật liệu, công nghệ xử lý nhiệt, gia công chính xác và công nghệ điều khiển số.Dù là máy bay, ô tô, đường sắt cao tốc hay máy công cụ có độ chính xác cao, ổ trục thường được yêu cầu cho tất cả các bộ phận quay.
Khi các bộ phận khác chuyển động tương đối với nhau trên trục, bộ phận dùng để duy trì vị trí trung tâm của trục và điều khiển chuyển động được gọi là ổ trục.Nó có thể được sử dụng để lăn các trục quay lẫn nhau để giảm thiểu ma sát tạo ra khi quay các trục.
01
Ổ trục chuyển động tuyến tính ban đầu là một hàng cọc gỗ đặt dưới đường trượt.Công nghệ này có thể bắt nguồn từ việc xây dựng Kim tự tháp Kavla, mặc dù không có bằng chứng rõ ràng.Vòng bi chuyển động tuyến tính hiện đại sử dụng nguyên tắc làm việc tương tự, nhưng chỉ thay thế con lăn bằng quả bóng.
Từ trục bánh xe hạng nặng và trục chính của máy công cụ cho đến các bộ phận đồng hồ và đồng hồ chính xác, vòng bi quay được yêu cầu trong nhiều tình huống.Ổ trục quay đơn giản nhất là ổ trục tay áo.Thiết kế này sau đó đã được thay thế bằng ổ lăn, thay thế ống lót ban đầu bằng nhiều con lăn hình trụ.Vòng bi sớm nhất được đưa vào sử dụng được phát minh bởi thợ đồng hồ John Harrison vào năm 1760 để chế tạo bộ đếm thời gian H3.
Những ví dụ ban đầu về vòng bi đã được tìm thấy trên một con tàu La Mã cổ đại trên Hồ Nami của Ý.Một ổ bi bằng gỗ được dùng để đỡ bàn quay.Con tàu được đóng vào năm 40 trước Công nguyên.Trong số các yếu tố chưa trưởng thành khác nhau của ổ bi, một trong những yếu tố quan trọng nhất là các bi sẽ va chạm với nhau, gây ra thêm ma sát.
Philip Vaughn đã nhận được bằng sáng chế đầu tiên về rãnh lăn bi vào năm 1794. Năm 1883, Friedrich Fisher đề xuất sử dụng các máy móc sản xuất phù hợp để mài các bi thép có cùng kích thước và độ tròn chính xác, điều này đặt nền móng cho việc tạo ra ngành công nghiệp vòng bi.Năm 1907, Sven Winquist của nhà máy ổ bi SKF đã thiết kế ổ bi tự lựa hiện đại sớm nhất.
Theo hình thức tiếp xúc của chuyển động tương đối, vòng bi được chia thành vòng bi, vòng bi kim, vòng bi côn, vòng bi trượt, vòng bi linh hoạt, vòng bi không khí, vòng bi bay từ tính, vòng bi đá quý và vòng bi chịu dầu.
02
Mặc dù vòng bi có cấu trúc đơn giản và có thể được chế tạo bởi nhiều xưởng nhỏ, nhưng nó có hàm lượng kỹ thuật cao và thậm chí có thể được sử dụng như một tiêu chuẩn quan trọng để đo lường sức mạnh công nghệ và công nghiệp của một quốc gia.Ngày nay, các quốc gia mạnh về khoa học, công nghệ và công nghiệp trên thế giới đều là những quốc gia mạnh về R&D và chế tạo.
Hơn 70% thị trường vòng bi thế giới được chiếm bởi mười công ty tập đoàn vòng bi đa quốc gia hàng đầu, bao gồm 23% ở Hoa Kỳ, 21% ở Liên minh Châu Âu và 19% ở Nhật Bản.Thị trường vòng bi thế giới về cơ bản được thống trị bởi năm công ty bao gồm NSK ở Nhật Bản, SKF ở Thụy Điển, FAG ở Đức và Timken ở Hoa Kỳ.
Đồng thời, thị trường cao cấp của ngành công nghiệp vòng bi thế giới do các doanh nghiệp trên độc quyền, trong khi thị trường cấp thấp chủ yếu tập trung ở Trung Quốc.Tuy nhiên, doanh số bán hàng của 10 doanh nghiệp vòng bi lớn nhất Trung Quốc, chẳng hạn như trục vòng bi, chỉ chiếm 24,7% tổng ngành và mức độ tập trung sản xuất của 30 doanh nghiệp hàng đầu chỉ là 37,4%.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp vòng bi của Trung Quốc đã hình thành một bộ hoàn chỉnh các hệ thống công nghiệp độc lập và hoàn chỉnh.Cho dù từ sản lượng vòng bi đến doanh số vòng bi, Trung Quốc đã lọt vào hàng ngũ các quốc gia có ngành công nghiệp vòng bi lớn nhất, đứng thứ ba trên thế giới.Dữ liệu cho thấy trong năm 2017, thu nhập kinh doanh chính của các doanh nghiệp trên quy mô được chỉ định trong ngành vòng bi của Trung Quốc là 178,8 tỷ nhân dân tệ và sản lượng vòng bi là 21 tỷ bộ.Nó có thể sản xuất vòng bi với hơn 90000 loại và thông số kỹ thuật khác nhau, từ đường kính trong 0,6 mm đến đường kính ngoài 11 m.
Từ năm 2006 đến 2017, tốc độ tăng trưởng xuất khẩu vòng bi của Trung Quốc tương đối ổn định và tốc độ tăng trưởng cao hơn tốc độ tăng trưởng nhập khẩu.Thặng dư thương mại giữa xuất nhập khẩu có xu hướng gia tăng.Năm 2017, thặng dư thương mại đạt 1,55 tỷ đô la Mỹ.So với đơn giá của vòng bi xuất nhập khẩu, chênh lệch giá giữa vòng bi xuất khẩu và nhập khẩu ở Trung Quốc trong những năm gần đây rất lớn, nhưng phạm vi chênh lệch giá đã giảm qua từng năm, phản ánh rằng mặc dù vẫn còn một khoảng cách nhất định giữa nội dung kỹ thuật của ngành công nghiệp vòng bi của Trung Quốc và trình độ tiên tiến, nó đang bắt kịp.Đồng thời, nó phản ánh tình trạng dư thừa công suất của vòng bi trung cấp và cấp thấp và không đủ công suất của vòng bi cao cấp ở Trung Quốc.
03
Các thiết bị cao cấp như đường sắt cao tốc, máy bay lớn và vũ khí hạng nặng đều có nhu cầu sử dụng vòng bi cao cấp.Để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, hiệu suất, tuổi thọ và độ tin cậy của vòng bi cao cấp, chất lượng và độ tin cậy cao của vật liệu vòng bi là những yếu tố quyết định.
Bảo dưỡng vòng bi quạt động cơ F110
Do các vật thể quay với tốc độ cao, các bộ phận khác nhau của ổ trục phải chịu ứng suất thay đổi và tác động tần số cao.Nói chung, áp suất trên một đơn vị diện tích lên tới 1500 đến 5000 N trên một milimét vuông.Dưới tác dụng của các yếu tố này, ổ trục dễ bị mỏi do ứng suất, sẽ gây ra hiện tượng bong tróc mỏi, làm cho ổ trục mất đi vai trò của nó.Đồng thời, ổ lăn cũng cần chịu lực ly tâm, ma sát, nhiệt độ cao, ăn mòn và các yếu tố khác, điều này cũng cần phải chế tạo ổ trục tốt, Bạn phải sử dụng thép tốt.
Trong bốn thành phần chính của ổ trục chuyển động, ngoại trừ bộ phận giữ, các vòng trong và ngoài, và bộ phận lăn (bi, con lăn hoặc kim) đều được cấu tạo từ thép chịu lực.Thép chịu lực, được mệnh danh là 'vua thép', là loại thép đòi hỏi khắt khe nhất trong sản xuất thép.
Chất lượng của thép chịu lực chủ yếu phụ thuộc vào bốn yếu tố sau: thứ nhất, hàm lượng, hình dạng, sự phân bố và kích thước của các tạp chất trong thép;Thứ hai là hàm lượng, hình thái, sự phân bố và kích thước của cácbua trong thép;Thứ ba, khoang co rút độ xốp trung tâm và sự phân biệt trung tâm trong thép;Thứ tư, tính nhất quán về hiệu suất của các sản phẩm thép chịu lực.Bốn yếu tố này có thể được tóm tắt là các chỉ số độ tinh khiết và đồng nhất.
Cấu trúc cacbua mịn đồng nhất trong thép chịu lực cao cấp và cacbua mịn phân bố đồng đều sau khi xử lý nhiệt
Trong số đó, độ tinh khiết yêu cầu càng ít càng tốt sự bao gồm trong vật liệu và chất lượng của độ tinh khiết có tác động trực tiếp đến tuổi thọ mỏi của ổ trục;Tính đồng nhất đòi hỏi các hạt bao gồm và cacbua trong vật liệu phải mịn và phân tán, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự biến dạng và tính đồng nhất của cấu trúc sau khi xử lý nhiệt trong sản xuất ổ trục.
Quy trình sản xuất trục ở nước ta gần đạt trình độ hàng đầu thế giới, nhưng nguyên liệu, tức là thép chịu lực cao cấp, gần như phụ thuộc vào nhập khẩu.
'PPM' là đơn vị hàm lượng oxy trong sản xuất thép, có nghĩa là phần triệu hoặc phần triệu.Nói chung, trong ngành gang thép, thép 8 PPM thuộc loại thép tốt;Thép có 5 PPM thuộc loại thép cao cấp nhất, đây chính là thứ mà các vòng bi cao cấp cần.
Hoạt động R&D, sản xuất và kinh doanh thép chịu lực cao cấp về cơ bản được độc quyền bởi những người khổng lồ về vòng bi thế giới Timken của Hoa Kỳ và SKF của Thụy Điển.Vài năm trước, họ đã thành lập các cơ sở ở Yên Đài và Tế Nam, Sơn Đông, để mua nguyên liệu cấp thấp ở Trung Quốc, sử dụng công nghệ cốt lõi của họ để chế tạo vòng bi cao cấp và bán chúng cho thị trường Trung Quốc với giá gấp 10 lần .
Tiếng Việt
