Là một trong những thành phần cốt lõi của ổ trục, chất lượng bề mặt của bi thép có tác động quyết định đến hiệu suất tổng thể của ổ trục. Đặc biệt, các vấn đề như độ rung ổ trục, tiếng ồn và âm thanh bất thường thường có thể bắt nguồn từ chất lượng bề mặt của quả cầu thép. Hôm nay, Quả bóng thép Kangda sẽ tiến hành một cuộc thảo luận chuyên sâu từ nhiều góc độ về mối quan hệ giữa chất lượng bề mặt quả bóng thép và độ rung, tiếng ồn và âm thanh bất thường của ổ trục, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị cho các nhà sản xuất và người sử dụng vòng bi.
Đầu tiên, chúng ta cần làm rõ rằng độ rung, tiếng ồn và âm thanh bất thường của vòng bi là ba khái niệm có liên quan với nhau nhưng khác biệt. Độ rung đề cập đến các dao động cơ học do ổ trục tạo ra trong quá trình vận hành, có thể đo được bằng cảm biến rung. Tiếng ồn là âm thanh mà tai người cảm nhận được khi rung động này được truyền vào không khí. Mặt khác, âm thanh bất thường đề cập đến những tiếng động bất thường do ổ trục phát ra ngoài hoạt động bình thường, thường chỉ ra rằng có một số loại khiếm khuyết hoặc lỗi trong ổ trục. Một số lượng lớn các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng chất lượng bề mặt của các con lăn có tác động đáng kể đến cả ba khía cạnh.
Bề mặt mương bên ngoài, bề mặt mương bên trong và bề mặt bóng là ba bề mặt tiếp xúc quan trọng trong ổ trục. Ma sát và tương tác giữa chúng quyết định hiệu suất hoạt động của ổ trục. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của ba bề mặt này đến độ rung, tiếng ồn và âm thanh bất thường của ổ trục là không giống nhau. Cụ thể, bề mặt mương bên ngoài có tác động nhỏ nhất, bề mặt mương bên trong có mức độ tác động tiếp theo và bề mặt bóng có tác động lớn nhất. Tỷ lệ này (1:3:10) cho thấy vị trí cốt lõi của chất lượng bề mặt bóng trong hiệu suất ổ trục.
Các khuyết tật khác nhau xuất hiện trên bề mặt của bi thép, chẳng hạn như vết xước, đốm cụm, hố, đốm đơn, vết trầy xước và mặt phẳng nhỏ, là những yếu tố quan trọng dẫn đến rung, tiếng ồn và âm thanh bất thường. Nguyên nhân của những khuyết tật này rất đa dạng, có thể xuất phát từ những khiếm khuyết cố hữu của vật liệu, sai sót trong quá trình sản xuất, xử lý nhiệt không đúng cách hoặc ô nhiễm trong môi trường sử dụng. Khi các khuyết tật này tương đối lớn và sâu, chúng sẽ tạo ra ma sát và va đập đáng kể trong quá trình vận hành ổ trục, làm tăng giá trị rung của cụm ổ trục và tạo ra tiếng ồn đáng chú ý. Loại tiếng ồn này thường liên tục và có tần số cao, gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đến tuổi thọ và độ tin cậy của vòng bi.
Để so sánh, khi các khuyết tật trên bề mặt của bi thép nhỏ và nông thì tác động của chúng đến độ rung của ổ trục là tương đối nhỏ. Tuy nhiên, những khiếm khuyết nhỏ này vẫn có thể gây ra tiếng ồn bất thường trong ổ trục trong một số điều kiện nhất định. Tiếng ồn bất thường này thường biểu hiện dưới dạng âm thanh tần số thấp không liên tục, mặc dù không gay gắt như tiếng ồn nhưng vẫn đáng để cảnh giác. Bởi vì việc xuất hiện tiếng ồn bất thường thường cho thấy có một số lỗi hoặc hư hỏng tiềm ẩn bên trong ổ trục. Nếu không có biện pháp sửa chữa, thay thế kịp thời có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng hơn.
Trong số các dạng khiếm khuyết khác nhau về chất lượng bề mặt trên bi thép, vết xước sâu, vệt thô, hạt lớn giống lúa mì, đốm tụ lại, rỗ và bề mặt phẳng nhỏ là một số dạng điển hình và có tác động đáng kể. Những khuyết tật này thường có kích thước và độ sâu lớn, ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất rung và tiếng ồn của vòng bi. Đặc biệt, các khuyết tật như vết xước sâu, vệt thô không chỉ làm giảm độ êm ái khi vận hành ổ trục mà còn có thể gây ra sự tập trung ứng suất và hư hỏng mỏi bên trong ổ trục, từ đó rút ngắn tuổi thọ sử dụng của ổ trục.
Điều đáng chú ý là tiếng ồn ổ trục và âm thanh bất thường do chất lượng bề mặt của bi thép thường có đặc tính không định kỳ. Điều này có nghĩa là sự xuất hiện của những âm thanh này không tuân theo một khoảng thời gian hoặc tần số nhất định mà là ngẫu nhiên và không thể đoán trước. Những âm thanh không định kỳ như vậy gây khó khăn lớn cho việc chẩn đoán và bảo trì lỗi vòng bi. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, chúng ta cần sử dụng các phương pháp phát hiện và phân tích tinh tế hơn để xác định chính xác nguồn gốc gây ra tiếng ồn và âm thanh bất thường, từ đó có biện pháp sửa chữa hoặc thay thế kịp thời.
