Nguồn gốc của sự phát triển vòng bi

Hình thức đầu tiên của vòng bi chuyển động tuyến tính là đặt một hàng cột gỗ dưới một hàng tấm trượt. Vòng bi chuyển động tuyến tính hiện đại sử dụng cùng một nguyên tắc làm việc, nhưng đôi khi sử dụng bóng thay vì con lăn. Vòng bi quay đơn giản của Z là một vòng bi ống lót, chỉ là một bụi cây kẹp giữa bánh xe và trục. Thiết kế này sau đó đã được thay thế bằng vòng bi lăn, thay thế ống lót ban đầu bằng rất nhiều con lăn hình trụ, mỗi cái giống như một bánh xe riêng biệt.

Một ví dụ ban đầu về vòng bi đã được phát hiện trên một con tàu La Mã cổ đại được xây dựng vào năm 40 trước Công nguyên ở hồ Nami, Ý: một quả bóng gỗ được sử dụng để hỗ trợ mặt bàn quay. Người ta nói rằng Leonardo da Vinci đã từng mô tả một quả bóng mang khoảng năm 1500. Trong số các yếu tố chưa trưởng thành khác nhau của vòng bi, có một điểm rất quan trọng là va chạm giữa các quả bóng sẽ gây ra ma sát bổ sung. Nhưng hiện tượng này có thể được ngăn chặn bằng cách đặt các quả bóng trong các lồng nhỏ từng cái một. Vào thế kỷ 17, Galileo đã mô tả sớm về vòng bi "cage ball". Vào cuối thế kỷ XVII, British C. Wallo đã thiết kế và sản xuất vòng bi, và lắp đặt chúng trên xe tải thư để sử dụng thử nghiệm, và P. Worth của Anh đã có được bằng sáng chế cho vòng bi. Vòng bi lăn với lồng mà Z đưa vào sử dụng thực tế sớm được phát minh bởi nhà sản xuất đồng hồ John Harrison vào năm 1760 để tạo ra chronograph H3. Vào cuối thế kỷ 18, H.R. Hertz của Đức đã xuất bản một bài báo về sự căng thẳng tiếp xúc của vòng bi. Trên cơ sở những thành tựu của Hertz, R. Stribeck của Đức, A. Palmgren của Thụy Điển và những người khác đã tiến hành một số lượng lớn các thí nghiệm, và đã có những đóng góp cho sự phát triển của lý thuyết thiết kế vòng bi lăn và tính toán cuộc sống mệt mỏi. Sau đó, N.P. Petrov của Nga đã áp dụng định luật nhớt của Newton để tính toán ma sát chịu lực. Bằng sáng chế đầu tiên trên kênh bóng đã được Philip Vaughan của Carmarthen thu được vào năm 1794.

Các tính năng của thép chịu lực:

1. Tiếp xúc với sức mạnh mệt mỏi

Dưới tác động của tải trọng định kỳ, vòng bi dễ bị hư hỏng mệt mỏi khi tiếp xúc với bề mặt, nghĩa là các vết nứt và bong tróc xuất hiện, đó là một tình huống thiệt hại quan trọng của ổ trục. Do đó, để cải thiện tuổi thọ của ổ trục, thép chịu lực phải có sức mạnh mệt mỏi tiếp xúc cao.

2. Chống mài mòn

Trong nhiệm vụ chịu lực, không chỉ ma sát lăn xảy ra giữa vòng, yếu tố cán và lồng, mà còn xảy ra ma sát trượt, do đó các bộ phận chịu lực liên tục bị mòn. Để tăng sự hao mòn của các bộ phận chịu lực, duy trì độ chính xác và ổn định của ổ trục, và kéo dài tuổi thọ, thép chịu lực phải có khả năng chống mài mòn tốt.

3. Độ cứng

Độ cứng là một trong những phẩm chất quan trọng của chất lượng chịu lực, và nó có ảnh hưởng gián tiếp đến sức mạnh mệt mỏi tiếp xúc, sức đề kháng hao mòn và giới hạn đàn hồi. Độ cứng của thép chịu lực trong điều kiện vận hành phải đạt HRC61 ~ 65, cho phép vòng bi đạt được sức mạnh mệt mỏi tiếp xúc cao hơn và khả năng chống mài mòn.

Đó là để sửa chữa trục để nó chỉ có thể đạt được vòng quay, trong khi kiểm soát chuyển động trục và xuyên tâm của nó. Động cơ không thể hoạt động mà không có vòng bi. Bởi vì trục có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào, và động cơ được yêu cầu chỉ xoay khi nó hoạt động. Về mặt lý thuyết, không thể đạt được vai trò của truyền tải. Không chỉ vậy, vòng bi cũng sẽ ảnh hưởng đến việc truyền tải. Để giảm hiệu quả này, bôi trơn tốt phải đạt được trên vòng bi của trục tốc độ cao. Một số vòng bi đã được bôi trơn, được gọi là vòng bi bôi trơn trước. Hầu hết các vòng bi phải có dầu bôi trơn. Khi chạy ở tốc độ cao, ma sát sẽ không chỉ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, mà còn đáng sợ hơn là rất dễ làm hỏng vòng bi. Ý tưởng biến ma sát trượt thành ma sát lăn là một chiều, bởi vì có một cái gì đó được gọi là vòng bi trượt.