Ổ bi (Ổ lăn) (P1)

1.Tổng quan 

Ở ổ bi, lực truyền từ cổ trục đến vỏ máy qua các con lăn, chúng lăn giữa hai vòng lăn trong và ngoài (Hình 1).

Qua đó ma sát lăn sinh ra nhỏ hơn ma sát trong bợ trục bạc trượt. Đặc biệt ổ bi có lợi thế so với bợ trục bạc trượt với dầu bôi trơn thủy động là ma sát nhỏ hơn ở tốc độ thấp và khi khởi động. Bi, bi trụ, bi côn, bi thùng và bi đũa được sử dụng làm con lăn (Hình 2). Các con lăn có thể được sắp xếp một hoặc hai hàng (hai dãy). Vòng cách giữ các con lăn với một khoảng cách đều nhau và ngăn chặn con lăn rơi ra khi tháo rời ổ lăn. Vòng ổ lăn và các con lăn được làm bằng thép chịu lực, thí dụ 100Cr6 hoặc 100CrMo6. Rế (lồng ổ trục) được làm bằng thép hoặc tấm đồng thau, thau rắn hoặc nhựa polyamit
Ưu điểm so với bợ trục bạc trượt.
• Ma sát và độ tăng nhiệt thấp, tiêu thụ chất bôi trơn ít.
• Khả năng chịu tải cao ở tốc độ thấp..
• Khả năng tráo đổi được cho nhau theo kích thước được chuẩn hóa.
• Cân bằng sự uốn cong của trục máy với vòng bi nhào.
Nhược điểm so với bợ trục bạc trượt.
• Nhạy cảm với chất bẩn, va đập, bụi bẩn và nhiệt độ cao.
• Tiếng ồn tăng hơn.
• Đường kính lắp ổ lớn hơn.
• Khả năng chịu tải ít hơn ở cùng kích thước lắp ráp và độ giảm chấn thấp.

Ổ lăn tổ hợp (Ổ lăn lai). Nếu một ổ lăn được lắp với yêu cầu cao nhất cho việc chạy chính xác, tốc độ, độ cứng vững, chẳng hạn như trên trục chính làm việc của máy công cụ thì ổ bi với con lăn gốm được sử dụng (Trang 274). Vì các vật liệu khác nhau của vòng và các con lăn nên các ổ này được gọi là ổ lăn tổ hợp hay ổ lăn lai (Hybrid). Con lăn gốm được làm bằng từ silic nitrua (Si 3N4). Nó có tỷ trọng thấp hơn và độ giãn nở nhiệt ít hơn so với con lăn bằng thép. Ngoài ra nó cũng cứng hơn, cách điện, có độ bền nén cao và đòi hỏi ít về việc bôi trơn (Bảng 1).

Do tỷ trọng thấp nên các lực ly tâm của con lăn trên vòng ngoài và do đó lực ma sát nhỏ hơn đáng kể. Vì thế ổ lăn tổ hợp không nóng và cho phép tốc độ cao (Hình 3).

Qua việc giãn nở ít hơn, các ổ được lắp với ứng lực nên lực ma sát và nhiệt độ hoạt động thấp hơn. Độ cứng và độ nén cao cũng như xu hướng bị gặm mòn vì ma sát của sự phối hợp vật liệu thép-gốm cho ra độ cứng cao hơn và sức chịu ăn mòn lớn. Ổ lăn toàn bộ bằng gốm. Với ổ lăn toàn bộ bằng gốm thì các vòng đều được làm bằng silic nitrua (Si3N4). Các ổ này có tính chống ăn mòn đối với nhiều axit và kiềm, chịu nhiệt đến 8000C và không có từ tính. Nếu được lắp trong máy bơm, các ổ này có thể được bôi trơn với môi trường được chuyển tải, thí dụ như nước hay axít.

2.Các loại ổ lăn
Theo các hình dạng cơ bản của con lăn người ta phân biệt ổ bi và ổ đũa (Hình 1).

Ổ bi Ổ bi rãnh loại một và hai dãy thích hợp cho tải trọng hướng tâm vừa và tải trọng dọc trục nhỏ và tốc độ cao. Ổ bi đỡ - chặn có thể chịu các lực dọc trục theo một hướng và lực hướng tâm. Chúng thường được cài đặt từng cặp và dự ứng lực. Ổ bi chặn và ổ đũa chặn chỉ có thể chịu lực dọc trục. Chúng được cài đặt kết hợp với ổ bi đỡ. Ổ đũa Ổ đũa hình trụ được sử dụng cho tải hướng tâm cao và trục lớn. Ổ đũa côn có thể chịu lực hướng tâm lớn cũng như lực dọc trục theo một hướng. Chúng thường được cài đặt từng cặp. Ổ bi hai dãy tự chỉnh, ổ đũa hai dãy tự chỉnh, ổ bi hình trống (ổ đũa cầu) và bạc đạn nhào bi trụ hướng tâm có thể bù đắp cho sự lệch tâm, điều này được tạo ra chẳng hạn như lỗi chế tạo và trục
bị bẻ cong.Ổ đũa kim cần kết cấu có không gian nhỏ. Nó có  thể được cài đặt mà không cần vòng ổ lăn giữa trục và vỏ máy (Vành bi kim).
3.Lắp đặt ổ lăn
Bợ trục lắp chặt và bợ trục lắp lỏng (Ổ trục cố định và ổ trục di động). Khi lắp đặt trục máy thì ổ trục cố định thường là ổ bi lắp chặt, ổ khác là ổ lắp lỏng (Hình 2).

Cả hai ổ được chịu tải bởi các lực xuyên tâm. Ổ lắp chặt chịu toàn bộ lực dọc trục, trong khi ổ lắp lỏng có thể di chuyển theo hướng dọc trục khi trục giãn nở. Điều này ngăn chặn việc chịu căng tải của con lăn trong các vòng. Ổ đũa hình trụ mà không có vành bi chạy và bạc đạn đũa (ổ đũa kim) có thể tự cân bằng các chuyển vị dọc trục trong ổ trục. Cơ cấu dẫn hướng đối nghịch. Ở cơ cấu dẫn hướng đối nghịch, cả hai ổ trục chịu lực dọc trục, nhưng chỉ trong một hướng (Hình 3).

Cách bố trí này không cho phép một dịch chuyển hướng trục khi nhiệt độ thay đổi. Do đó, chỉ áp dụng cho trục ngắn. Bợ trục nổi (Ổ trục nổi). Ở bợ trục nổi khe hở lắp ghép được qui định trước từ 0,5mm đến 1mm. Nhờ vậy, giá thành lắp ráp giảm. Tại mỗi thay đổi hướng của lực dọc trục, các trục có thể bị đẩy một ít. Ổ trục nổi cũng thích hợp cho trục ngắn (Hình 4).