Giải pháp vòng bi cho máy bơm chân không và máy nén

SKF đã giới thiệu một loạt danh mục cải tiến và mở rộng của vòng bi tiếp xúc góc một dãy Explorer để sử dụng trong các ứng dụng như máy nén trục vít và máy bơm, bao gồm cả máy bơm trục vít chân không công nghiệp. Những vòng bi này có thể giúp tăng mật độ công suất, tăng hiệu suất của máy bằng cách cho phép vận hành ở tốc độ cao hơn và độ ma sát thấp hơn, đồng thời cung cấp khả năng cạnh tranh về chi phí, cũng như tính khả dụng và dịch vụ toàn cầu.

Máy nén điển hình dựa trên công nghệ trục vít đôi.

Khí nén thường được gọi là “tiện ích thứ tư”. Độ tin cậy và hiệu suất hiệu quả của hệ thống máy nén khí là rất quan trọng đối với hầu hết các cơ sở sản xuất. Một loại máy nén khí phổ biến trong các cơ sở công nghiệp là máy nén trục vít đôi. Ngoài khí nén, ngày càng có nhiều quy trình sản xuất hiện đại đòi hỏi bầu khí quyển với các mức độ chân không khác nhau. Máy bơm chân không - thường rất giống với máy nén khí - phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm các ngành thực phẩm & đồ uống và đóng gói, quang học, điện tử và bán dẫn, và các ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm và thủy tinh, nơi chúng được sử dụng trong các quy trình sơn phủ công nghiệp như như PVD (lắng đọng hơi vật lý) và CVD (lắng đọng hơi hóa học). Máy bơm chân không thậm chí còn được tìm thấy trong các thí nghiệm khoa học quy mô lớn, chẳng hạn như máy dò sóng hấp dẫn.

Máy bơm trục vít chân không, giống như máy nén trục vít đôi, hoạt động với hai trục vít chia lưới quay ngược chiều nhau. Khí này bị giữ lại giữa các vít và vận chuyển nó đến phía xả, trong khi ở phía đầu vào, khí được loại bỏ và áp suất được giảm đến mức chân không dự định. Vòng bi đỡ trục quay trục vít là thành phần quan trọng: chúng hỗ trợ tải trọng do áp suất khí tạo ra và cung cấp vị trí trục hướng tâm và trục chính xác, đây là tiêu chí quan trọng cho hiệu quả của máy trục vít.

Trong tương lai, thị trường máy nén và máy bơm sẽ mong đợi tốc độ cao hơn, thiết kế nhỏ gọn, định vị trục chính xác hơn và hiệu suất mạnh mẽ của cái gọi là vòng bi dự phòng. Các ổ trục dự phòng, chịu tải ngược và kiểm soát khe hở dọc trục của bố trí ổ trục và do đó khe hở giữa trục và vỏ, và chúng có thể chịu sự kết hợp của tốc độ cao và tải trọng thấp. Đối với máy bơm trục vít chân không, tốc độ, hiệu suất (thông qua các khe hở làm kín khít) và sinh nhiệt thấp là rất quan trọng.

Máy nén trục vít lắp ổ bi tiếp xúc góc 25 °.

Cải tiến thiết kế

SKF đã và đang đáp ứng những yêu cầu mới này. Nó đã giới thiệu một số cải tiến thiết kế vòng bi và phát triển một phạm vi hoàn toàn mới để đảm bảo rằng vòng bi tiếp xúc góc một dãy SKF Explorer có thể phù hợp với nhu cầu hiệu suất hiện tại và tương lai. Cải tiến đầu tiên là một lồng mới với hình học được cải thiện đáng kể và vật liệu đồng thau mới, cho phép vận hành nhanh hơn với ma sát giảm.

Ngoài ra, SKF đã bổ sung một biến thể góc tiếp xúc 25 ° cho phạm vi ổ bi tiếp xúc góc tiêu chuẩn. Cả hai thiết kế ổ trục đều bao gồm thiết kế lồng cải tiến mới. So với biến thể góc tiếp xúc 40 °, góc tiếp xúc nhỏ hơn 25 ° cho phép ổ trục hoạt động ở tốc độ cao hơn đồng thời hoạt động tốt hơn như một ổ trục dự phòng dưới tải trọng nhẹ. Vòng bi 25 ° cũng cung cấp khả năng chịu tải xuyên tâm cao hơn so với vòng bi 40 °, ví dụ, có thể được sử dụng để giảm kích thước máy trong các trường hợp cụ thể. Ưu đãi như một thiết kế catalogue tiêu chuẩn cũng đảm bảo tính khả dụng trên toàn cầu với thời gian giao hàng ngắn.

Một ưu điểm chính khác của dòng 25 ° này là những vòng bi này có thể kết hợp được với các vòng bi 25 ° và 40 ° khác, có nghĩa là chúng có thể được ghép lại với nhau theo cách sắp xếp song công hoặc ba chiều mà không cần bất kỳ thao tác đo lường nào.

Một biến thể góc tiếp xúc 25 ° đã được thêm vào phạm vi vòng bi tiếp xúc góc tiêu chuẩn.

Kết quả tính toán từ việc so sánh góc tiếp xúc 25 ° với góc tiếp xúc 40 °.​

So sánh tốc độ giới hạn đối với ổ bi tiếp xúc góc một dãy có lồng đồng được gia công.​

So sánh nhiệt độ ổ trục đo được đối với ổ bi tiếp xúc góc một dãy có lồng bằng đồng gia công, được bôi trơn bằng mỡ.​

Ví dụ thiết kế

Một khách hàng đã yêu cầu hỗ trợ kỹ thuật để xác nhận thiết kế được đề xuất cho thế hệ máy bơm trục vít chân không mới. SKF đã tiến hành phân tích toàn diện hệ thống ổ trục, sử dụng chương trình mô phỏng 3D SimPro. Mô phỏng nêu bật một số rủi ro về hiệu suất nếu sử dụng ổ bi tiếp xúc góc 40 °, chẳng hạn như tuổi thọ được tính toán thấp hơn, thay đổi góc tiếp xúc cao và tổn thất ma sát cao hơn. Lưu ý rằng ở tốc độ rất cao lực ly tâm tác động lên các quả bóng sẽ trở nên có liên quan; một góc tiếp xúc nhỏ hơn sẽ cung cấp chuyển động học tốt hơn trong các điều kiện như vậy.
Tốc độ của các máy bơm chân không được phân tích cao hơn so với các máy nén trục vít có kích thước tương tự, trong khi tải lực đẩy thấp hơn một chút. Các phân tích cho thấy lựa chọn thiết kế tốt nhất là bố trí ổ trục kép kết hợp ổ trục SKF Explorer mới với góc tiếp xúc 25 ° và khe hở nhẹ. Kết quả tính toán được hiển thị trong biểu đồ dưới đây chứng minh rõ ràng sự khác biệt về hiệu suất khi nói đến tuổi thọ tính toán và giảm tổn thất điện năng.

Một phân tích toàn diện về động lực học ổ trục phi tuyến tính trong hệ thống bơm trục vít chân không đã được thực hiện bằng cách sử dụng công cụ mô phỏng SKF SimPro.

Hưởng lợi từ những cải tiến mới nhất

Với những cải tiến mới nhất đối với dòng sản phẩm vòng bi tiếp xúc góc một dãy SKF Explorer, khách hàng có thể tận hưởng nhiều lợi ích, bao gồm cả hiệu quả chi phí khi có sẵn một dải tiêu chuẩn từ kho. Về mặt hiệu suất, phạm vi ổ bi tiếp xúc góc 25 ° có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn và chúng cũng hoạt động tốt hơn như ổ trục dự phòng dưới tải trọng nhẹ. Khả năng tải xuyên tâm cao hơn cũng có thể được sử dụng cho các máy giảm kích thước. Thiết kế lồng đồng được gia công mới và cải tiến giúp đảm bảo vận hành êm hơn và giảm tổn thất ma sát. Các tùy chọn thiết kế rất linh hoạt, với ba khoảng trống và ba lớp tải trước. Vì cả hai vòng bi 40 ° và 25 ° đều có thể điều khiển được nên công tác hậu cần, lưu kho và lắp ráp máy đều rất đơn giản. Tất cả những lợi ích này đều được nâng cao nhờ phạm vi tiếp cận toàn cầu và thời gian giao hàng ngắn của SKF.

Xem các sản phẩm vòng bi tiếp xúc góc 1 dãy SKF tại đây