Việc lựa chọn tốc độ vòng bi phù hợp là rất quan trọng

Trong thiết kế cơ khí, "tốc độ tối đa" của ổ trục là một thông số thường bị bỏ qua nhưng lại rất quan trọng. Nó đề cập đến tốc độ quay tối đa mà ổ trục có thể hoạt động an toàn và ổn định trong điều kiện bôi trơn và lắp đặt cụ thể. Khi tốc độ làm việc thực tế vượt quá ngưỡng này, ma sát bên trong ổ trục sẽ tăng mạnh, dẫn đến tăng nhiệt độ đột biến, hỏng hóc bôi trơn, thậm chí là mòn sớm hoặc kẹt, làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng.

Để đảm bảo thiết bị hoạt động đáng tin cậy lâu dài, trong thực tế kỹ thuật, tốc độ vận hành thực tế không được vượt quá 75% tốc độ tối đa. Biên độ an toàn này có thể giúp tránh hiệu quả các rủi ro do biến động điều kiện làm việc hoặc lỗi lắp ráp.

Tốc độ tối đa của vòng bi có các loại cấu trúc khác nhau thay đổi đáng kể. Lấy các loại phổ biến làm ví dụ: vòng bi rãnh sâu: cấu trúc đơn giản, ma sát thấp, thích hợp cho hoạt động tốc độ cao, một số mẫu có thể đạt tốc độ tối đa 26000 vòng/phút, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng tốc độ cao. Vòng bi tiếp xúc góc: Chúng có thể chịu được tải trọng dọc trục thông qua ứng suất trước và có khả năng tốc độ cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ cao chính xác như trục chính máy công cụ. Vòng bi lăn hình nón: Mặc dù có khả năng chịu tải lớn, tốc độ tối đa của chúng thường thấp hơn đáng kể so với vòng bi cầu do diện tích tiếp xúc lớn giữa các phần tử lăn và rãnh lăn, cũng như ma sát cao. Vòng bi chặn: được thiết kế đặc biệt để chịu được lực dọc trục, nhưng hầu như không chịu được tải trọng hướng tâm và có hiệu suất tốc độ yếu, với tốc độ giới hạn thường thấp.

Ví dụ, một quạt gió cụ thể đã từng phải dừng hoạt động để bảo trì do sử dụng sai ổ trục con lăn côn tốc độ thấp để thay thế ổ trục bi rãnh sâu tốc độ cao được thiết kế ban đầu. Trong điều kiện vận hành quá tốc độ liên tục, nhiệt độ và tiếng ồn tăng cao nghiêm trọng chỉ trong vòng vài tuần. Điều này chứng minh rõ ràng rằng việc bỏ qua việc khớp tốc độ tối đa tương đương với việc chôn vùi các lỗi tiềm ẩn.

Do đó, trong giai đoạn lựa chọn, các kỹ sư nên xem xét loại tải, yêu cầu về tốc độ và phương pháp bôi trơn, tham khảo dữ liệu có thẩm quyền (chẳng hạn như máy đo tốc độ giới hạn trong sách hướng dẫn tiêu chuẩn) và lựa chọn loại ổ trục phù hợp nhất một cách khoa học, thay vì chỉ tập trung vào khả năng chịu tải hoặc chi phí.