Vòng bi hộp trục và động cơ kéo đầu máy đường sắt: chủng loại, cách điện, khe hở và bôi trơn — bằng chứng nào ủng hộ điều gì

Vì sao vòng bi là một lựa chọn hệ thống chứ không phải bốn thông số riêng lẻ

Bạn không thể chốt chủng loại vòng bi trước khi gọi tên chế độ tải. Các nguồn gắn mỗi lựa chọn với một điều kiện tải, chứ không với riêng bản thân vòng bi.

Tải nặng hoặc va đập với vòng trong quay là yếu tố chi phối quyết định về khe hở và lắp ghép trục. Bảng lắp ghép nêu cổ trục toa xe đường sắt và động cơ kéo đúng ở hàng đó¹⁵.

Hộp trục thêm điều kiện thứ hai: vòng ngoài của nó đứng yên. Chính điều đó khiến lắp ghép vỏ là câu hỏi tách biệt với lắp ghép trục¹⁸.

Ở động cơ kéo, chính bộ truyền động làm thay đổi vòng bi. Biến tần dùng điều chế độ rộng xung và chuyển mạch nhanh thường dẫn đến ăn mòn điện trong vòng bi.

Vì vậy máy được cấp nguồn qua biến tần cần được xem xét riêng ngay từ bước chọn¹⁰. Ăn mòn đó thể hiện thành các hố lõm hoặc một vân sóng đều đặn.

Nguyên nhân được nêu là dòng điện chạy qua vòng bi, phát sinh từ điện áp trục của biến tần và tiếp địa kém¹⁷. Bôi trơn khép lại vòng tròn, vì nhiệt và tốc độ thay đổi điều mà mỡ hoặc dầu phải đảm nhận.

Tốc độ vận hành ảnh hưởng cả tuổi thọ vòng bi lẫn tuổi thọ chất bôi trơn. Kích thước, thiết kế vòng cách, bôi trơn, khe hở và kiểu niêm phong phải được xem xét cùng nhau khi chọn vòng bi¹⁰.

Hãy xem bốn quyết định là một cấu hình: đổi chế độ tải thì ít nhất một trong số đó thay đổi. Kiểm tra rằng bản đặc tính của bạn gắn chủng loại, khe hở, lắp ghép và bôi trơn với cùng một điều kiện tải.

Loại bỏ chủng loại không chịu được va đập trước khi so sánh thương hiệu

Hãy bắt đầu từ tính chất của tải, vì nó loại chủng loại nhanh hơn mọi so sánh giá. Vòng bi cầu dùng tiếp xúc điểm, vòng bi đũa dùng tiếp xúc đường, điều này thay đổi ma sát, khả năng tải và độ nhạy với va đập.

Phân chia thực tế là cầu cho tốc độ cao với ma sát thấp, đũa cho tải nặng hơn và điều kiện va đập hoặc xung kích⁸. Phân chia đó không phải giấy thông hành cho vòng bi đũa.

Con lăn có thể bị hỏng dưới va đập cao. Khuyến nghị là chọn loại chống va đập thay vì cho rằng đũa nào cũng đủ⁶.

Ở nơi va đập và rung động chiếm ưu thế, vòng cách bằng thép tôi được đưa ra như biện pháp bảo vệ chống va đập và gia tốc. Vòng cách đồng thau có sẵn cho va đập và rung động cực cao, gia tốc lớn và bôi trơn tối thiểu³.

Tốc độ kéo theo hướng ngược lại. Vòng bi cầu thường phù hợp hơn vòng bi đũa cho ứng dụng tốc độ cao.

Ở tốc độ rất cao, vòng bi chính xác cao hoặc hybrid có thể có lợi. Nhưng quyết định đó cần phân tích hành vi động học của máy¹⁰.

Với động cơ kéo, bạn cân cả hai đầu cùng lúc. Kiểm tra khả năng tải động và tốc độ giới hạn của ứng viên trong catalogue trước khi đưa vào danh sách rút gọn⁸.

Cách điện, hybrid hay gốm toàn phần cho động cơ kéo

Bộ biện pháp phòng ngừa ăn mòn điện được nêu rõ ràng: vòng nối đất trục, vòng bi cách điện hoặc gốm (hybrid), và tiếp địa đúng cách¹⁷. Việc bạn quy định cái nào trong số đó là quyết định khác với việc bạn có cần chúng hay không.

Vòng bi hybrid có vòng bằng thép vòng bi và con lăn bằng nitrua silic. Các viên bi gốm cách ly vỏ với trục trong động cơ xoay chiều và một chiều và trong máy phát¹.

Cùng nguồn đó đặt hybrid như một cải thiện thêm về tính cách điện, đặc biệt cho ứng dụng biến tần tần số cao. Nguồn này nêu vòng bi cầu rãnh sâu một dãy và vòng bi đũa trụ một dãy là các biến thể cho động cơ và máy phát¹.

Vòng bi gốm toàn phần với vòng và bi bằng zirconia hoặc nitrua silic được định vị cho cách điện hoàn toàn. Hybrid được mô tả là phương án khởi đầu công nghiệp phổ biến, cân bằng lợi ích của bi gốm với độ bền của vòng kim loại¹⁶.

Một nhà cung cấp nêu rằng vòng bi hybrid của họ còn có khả năng tốc độ cao hơn và tuổi thọ dài hơn so với vòng bi toàn thép cùng kích thước. Họ thêm rằng chúng hoạt động cực tốt trong điều kiện rung hoặc dao động¹.

Đó là tuyên bố của nhà cung cấp về sản phẩm của chính họ, không phải kết quả thử nghiệm độc lập. Hãy đánh giá nó như một lời chào hàng, không phải chuẩn so sánh.

Không nguồn nào ở đây đưa ra con số điện áp, dòng điện hay trở kháng mà từ đó cách điện trở nên đủ. Ngưỡng đó phải đến từ nhà cung cấp động cơ hoặc vòng bi.

Hãy hỏi nhà cung cấp con số đó trước khi quy định một phương án cách điện.

Cấp khe hở và lắp ghép cho hộp trục và động cơ kéo

Bảng lắp ghép cho bạn hướng đi dù vẫn giữ kín các con số. Với tải nặng hoặc va đập và vòng trong quay, cần vòng bi có khe hở bên trong lớn hơn tiêu chuẩn.

Dung sai trục là n6, p6 hoặc r6 tùy dải kích thước¹⁵. Vậy quyết định về khe hở là lớn hơn tiêu chuẩn chứ không phải một cấp có tên¹⁵.

Phía vỏ chia theo chế độ tải. Hộp trục toa xe đường sắt nhận lỗ vỏ H7 với vòng ngoài dễ dịch chuyển khi vòng ngoài chịu tải đứng yên¹⁸.

Động cơ kéo xuất hiện dưới tải va đập cao với lắp ghép không dịch chuyển M7¹⁸. Đó là hai điều kiện khác nhau, không phải mâu thuẫn.

Đừng áp điều này sang điều kia. Khe hở C3 hoặc C0 được mô tả cho gối đỡ SNT chia đôi dùng vòng bi đũa cầu, một bối cảnh vỏ khác.

Vì vậy nó không giải quyết cấp khe hở đường sắt³. Không nguồn nào ở đây đưa ra dải khe hở bằng micromet, cửa sổ khe hở vận hành hay dung sai giãn nở nhiệt cho vòng bi đường sắt.

Hãy hỏi nhà cung cấp dải khe hở tương ứng với lớn hơn tiêu chuẩn tại lỗ và lắp ghép của bạn.

Mỡ hay dầu, và các ngưỡng nhiệt độ, tốc độ buộc phải thay đổi

Mỡ là mặc định đơn giản hơn khi nhiệt độ còn ôn hòa. Độ tăng nhiệt do ma sát trong vòng bi nói chung thấp hơn với mỡ so với bể dầu.

Điều này đúng với điều kiện dùng đúng loại và đúng lượng mỡ và cấp đến vòng bi đúng cách¹¹. Dầu xuất hiện khi bạn cần làm mát bổ sung để đạt nhiệt độ vận hành bình thường.

Nhu cầu đó có thể đến từ nguồn nhiệt bên ngoài hoặc nhiệt sinh ra ở tốc độ cao, hoặc khi khoảng bôi trơn lại bằng mỡ ngắn¹¹. Hai ngưỡng cho bạn biết khi nào cần xem lại lựa chọn này.

Phần lớn người dùng thích giữ vỏ dưới 60 °C (140 °F). Trên mức đó, nếu dùng mỡ thì cần dầu chuyên dụng, kiểm tra mức liên tục và khoảng bôi trơn lại ngắn hơn nhiều⁵.

Mọi tốc độ vận hành trong phạm vi 80 % tốc độ giới hạn theo Ndm nên được xem xét kỹ hơn⁵. Lượng nạp quan trọng không kém loại chất bôi trơn.

Nạp quá đầy khoang vòng bi dẫn đến nhiệt độ cao hơn và có thể hỏng vòng bi. Ở động cơ tốc độ cao nên giữ lượng mỡ thấp¹⁴.

Vòng bi kín, bôi trơn suốt tuổi thọ thì không thể bôi trơn lại. Khi đó tuổi thọ mỡ chi phối, và động cơ chỉ không cần bảo trì về mặt bôi trơn¹¹.

Với ứng dụng đường sắt, không nguồn nào trong số này nêu loại mỡ, dầu gốc, chất làm đặc, cấp NLGI, lượng nạp hay khoảng bôi trơn lại. Những dữ liệu đó đến từ nhà cung cấp theo chu trình làm việc của bạn.

Hãy yêu cầu bằng văn bản trước khi phê duyệt chất bôi trơn.

Những gì cần đưa vào yêu cầu báo giá trước khi cam kết

Các nguồn ủng hộ một kỳ vọng về tài liệu và vật liệu ngay cả ở nơi chúng không đưa ra con số riêng cho đường sắt. Thép crôm cacbon cao GCr15 (kiểu SAE52100) sau tôi và ram cho độ cứng cao đồng đều, khả năng chống mài mòn và chống mỏi.

Vì vậy mác thép và xử lý nhiệt là những hạng mục chính đáng để yêu cầu nhà cung cấp lập tài liệu⁷. Tài liệu đầy đủ gồm nguồn gốc vật liệu, nhật ký xử lý nhiệt và báo cáo kiểm tra là thực hành truy xuất được nêu.

Nó bao gồm kiểm tra kích thước và vật liệu 100 % cho các ứng dụng quan trọng có tham chiếu chéo²⁰. Hãy xem mọi tuổi thọ tính toán là có điều kiện.

Công thức L10 giả định bôi trơn sạch, lắp đặt đúng và điều kiện bình thường. Nhiễm bẩn, lệch tâm, bôi trơn kém và rung động có thể rút ngắn tuổi thọ thực tế xuống thấp hơn nhiều so với giá trị tính toán¹⁹.

Hãy yêu cầu những con số mà bộ bằng chứng này không thể cung cấp.

• ✓Yêu cầu khả năng tải động và tĩnh của vòng bi được chào tại lỗ của bạn, không phải giá trị catalogue chung.
• ✓Yêu cầu dải khe hở bên trong bằng micromet mà nhà cung cấp coi là lớn hơn tiêu chuẩn cho lắp ghép trục của bạn.
• ✓Hỏi nhà cung cấp áp dải dung sai trục nào (n6, p6 hay r6) tại đường kính trục của bạn.
• ✓Xác nhận dung sai lỗ vỏ: H7 cho hộp trục, M7 cho vỏ động cơ kéo chịu va đập cao.
• ✓Yêu cầu con số điện áp hoặc điện áp trục mà lớp cách điện được chào được định mức, vì không nguồn nào nêu.
• ✓Yêu cầu quy cách mỡ, dầu gốc, chất làm đặc, lượng nạp và khoảng bôi trơn lại cho chế độ tải của bạn.
• ✓Yêu cầu nguồn gốc vật liệu, nhật ký xử lý nhiệt và báo cáo kiểm tra kích thước kèm báo giá.

Nơi các nguồn mâu thuẫn, và điều gì giải quyết từng điểm

Hai trong số các tranh chấp này thay đổi điều bạn quy định; điểm thứ ba chỉ thay đổi cách bạn đọc báo giá. Hãy giữ cả hai phía hiển thị cho đến khi nhà cung cấp trả lời.

Trước khi yêu cầu báo giá

• Yêu cầu số chứng chỉ, tổ chức cấp, phạm vi và hiệu lực cho đúng mẫu máy và thị trường đích.
• Đề nghị nhà cung cấp bằng chứng riêng cho mẫu máy và ghi lại điều kiện có thể thay đổi quyết định mua của bạn.
• Đề nghị nhà cung cấp bằng chứng riêng cho mẫu máy và ghi lại điều kiện có thể thay đổi quyết định mua của bạn.
• Đề nghị nhà cung cấp bằng chứng riêng cho mẫu máy và ghi lại điều kiện có thể thay đổi quyết định mua của bạn.
• Yêu cầu bảng thông số đầy đủ kèm đơn vị, điều kiện thử và giả định cấu hình.
• Đề nghị nhà cung cấp bằng chứng riêng cho mẫu máy và ghi lại điều kiện có thể thay đổi quyết định mua của bạn.
• Yêu cầu báo giá bằng văn bản gồm cơ sở giá, MOQ, khuôn, điều khoản thanh toán và thời gian sản xuất.
• Đối chiếu tài liệu của nhà cung cấp với ứng dụng và thị trường đích của bạn trước khi phê duyệt.