Tại sao và ở đâu vòng bi được sử dụng

Đôi khi những thiết bị hữu ích nhất trong vật lý và kỹ thuật lại là những thiết bị đơn giản nhất. Vòng bi cho thấy vòng kim loại có thể cực kỳ linh hoạt. Như bạn có thể thấy trong rất nhiều vật dụng phổ biến như xe cộ, xe đạp, ván trượt và các máy móc khác liên quan đến các bộ phận kim loại chuyển động, con người đã sử dụng sức mạnh của ổ bi trong nhiều thế kỷ.

Công dụng vòng bi

Hãy tưởng tượng trượt trên một tấm thảm mềm khi đi giày. Điều này có thể khó khăn do ma sát giữa thảm và giày của bạn, có thể được làm bằng bất cứ thứ gì bao gồm da, nhựa, gỗ hoặc cao su. Thay vào đó, nếu bạn đi tất, mọi việc sẽ dễ dàng hơn nhiều vì độ ma sát giữa thảm mềm và chất liệu của tất sẽ ít hơn nhiều. Các ổ bi hoạt động theo cùng một cách.

Các ổ bi làm giảm lượng ma sát giữa các tải trọng đặt lên chúng. Chúng làm được điều này bởi vì chúng là những quả bóng hoặc con lăn kim loại di chuyển quanh bề mặt kim loại nhẵn theo vòng trong và vòng ngoài (đôi khi được gọi là vòng). Bạn có thể tìm hiểu về nhiều ứng dụng của ổ bi thông qua vật lý của chúng. Ổ bi mang các loại tải theo hướng xuyên tâm và các tải này tác dụng một lực vuông góc lên trục quay của ổ bi.

Sự trượt của các viên bi kim loại xung quanh các vòng của ổ bi tạo ra ma sát giữa một vật và bề mặt của nó làm vật đó chậm lại. Trong một số trường hợp, đối tượng tiếp cận điểm dừng. Cơ chế này cho phép các ổ bi được sử dụng trong hệ thống ròng rọc hoặc hệ thống quay cần được điều khiển. Ví dụ, bánh xe trung tâm của ô tô sử dụng tải trọng hướng tâm từ trọng lượng của ô tô và lực đẩy khi đi một vòng.

Trong mọi trường hợp của ổ bi, sự cân bằng giữa lực đẩy và tải trọng hướng tâm làm cho ổ bi giảm ma sát giữa các viên bi ở vòng trong và vòng ngoài và chịu tải trọng của vật. Các ổ bi chịu tải trọng và truyền nó từ vòng ngoài vào vòng trong để các quả cầu ở tâm của mỗi vòng quay một cách dễ dàng.

Mỗi quả cầu được nối với hai vòng, nhưng chỉ khi cần thiết để giảm ma sát giữa các thành phần của chính ổ bi. Vì những lý do này, ổ bi được tạo ra để giảm ma sát và dễ dàng tăng tốc độ quay.

Các loại vòng bi

Các loại ổ bi khác nhau rất nhiều bởi cơ chế của chúng liên quan. Loại được sử dụng rộng rãi nhất là hàng đơn cứng hoặc ổ bi hướng tâm. Thiết kế này làm cho các viên bi chạy trong các rãnh sâu và việc bố trí ổ bi rãnh sâu cho phép chúng chịu cả tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục. Các phiên bản kín của ổ bi được bôi trơn vĩnh viễn để giảm việc bảo trì chúng.

Vòng bi hàng đôi sử dụng hai hàng bi. Thiết kế mang lại độ cứng hơn cho chuyển động của chính vòng bi. Chúng được tìm thấy trong động cơ điện, máy bơm ly tâm và ly hợp điện từ. Một số ổ bi tự căn chỉnh theo cách cho phép trục gây ra bất kỳ sự sai lệch nào ở một góc so với vỏ của ổ bi.

Loại vòng bi tiếp xúc góc có một mặt của vòng ngoài bị cắt bỏ để nhiều bi tự chèn vào. Những vòng bi này sau đó có thể giữ một lượng lớn tải dọc trục theo một hướng cũng như sử dụng nhiều bi hơn trong chính vòng bi. Điều này có nghĩa là các kỹ sư sử dụng chúng theo cặp theo cả hai hướng để mang tải nặng, trong một thiết lập làm cho chúng trở thành ổ bi hàng đôi tiếp xúc góc. Các loại ổ bi này cũng khác nhau dựa trên chất liệu của chúng.

/