I. Định vị cốt lõi và cách gọi tên
Định vị: Bộ cụm ổ đỡ tiêu chuẩn phía đầu trục vít bi (đầu nổi). Được dùng ở cuối trục vít nơi cần giảm thiểu ứng suất nhiệt dọc trục.
Giải thích cách gọi tên:
- B: Đại diện cho "Vỏ ổ đỡ."
- F: Đại diện cho "Tự do" hoặc "Trôi nổi". Đây là lõi chức năng của nó—cho phép trục vít giãn nở và co lại nhỏ một cách tự do theo hướng trục.
Chức năng chính:
- Chịu chủ yếu tải trọng hướng kính: Giá đỡ trọng lượng trục vít, chống lại các lực hướng kính tiềm tàng và đảm bảo độ đồng tâm khi trục vít quay.
- Cho phép trôi nổi tự do theo hướng trục: Thiết kế ổ bi bên trong cho phép trục vít trượt dọc trục, hấp thụ sự giãn nở nhiệt do tăng nhiệt độ, ngăn ngừa cong vênh, kẹt hoặc mất độ chính xác do ứng suất nhiệt.
- Cung cấp định vị hướng kính: Duy trì vị trí tâm quay của trục vít.
II. Cấu trúc lõi và các thành phần
Một bộ đỡ BF tiêu chuẩn là một mô-đun tích hợp cao, thường bao gồm:
Vỏ ổ đỡ: Tương tự như bộ phận BK, với mặt bích lắp ráp được gia công chính xác và trục dẫn hướng.
Ổ bi hướng kính:
- Phổ biến nhất: Ổ bi rãnh sâu. Nó chịu được tải hướng kính một cách hiệu quả đồng thời cung cấp một mức độ tự do dọc trục (khe hở).
- Các dạng khác: Một số mẫu có thể sử dụng bạc trượt (ống lót đồng) hoặc ổ bi kim có vòng cách, nhưng ổ bi rãnh sâu phổ biến hơn cả nhờ hệ số ma sát thấp và khả năng hoạt động ở tốc độ cao.
Hệ thống niêm phong:
Có trang bị gioăng kín trong và ngoài để ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của các chất bẩn bên ngoài và rò rỉ mỡ bôi trơn bên trong.
Vú mỡ: Để bổ sung mỡ bôi trơn định kỳ.
Cấu trúc giới hạn dọc trục (Thiết kế chính):
- Khác với đơn vị BK, vốn "khóa" trục vít, độ lắp giữa vòng trong của ổ bi BF và trục vít thường là kiểu lắp lỏng hoặc kiểu lắp ép nhẹ.
- Vòng ngoài của ổ bi được lắp vào vỏ, một đầu được định vị theo phương dọc trục và đầu kia để hở khe hở dọc trục. Điều này cho phép toàn bộ ổ bi có một khoảng dịch chuyển nhỏ theo phương dọc trục bên trong vỏ, giúp trục vít có thể di động tự do.
III. Các tính năng và ưu điểm chính
- Chìa khóa để giảm ứng suất nhiệt: Đây là lý do chính dẫn đến sự tồn tại của đơn vị BF. Các trục vít bi sinh ra nhiệt ma sát trong quá trình vận hành tốc độ cao hoặc liên tục, khiến trục vít giãn nở do nhiệt. Nếu cả hai đầu đều cố định (BK kép), trục vít sẽ bị cong như một thanh ray thép bị "chống đứng", dẫn đến mất độ chính xác, mài mòn bất thường hoặc thậm chí bị kẹt. Đầu BF giải quyết khéo léo vấn đề này bằng cách cho phép dịch chuyển dọc trục.
- Đảm bảo độ an toàn và độ chính xác hoạt động của hệ thống: Bằng cách loại bỏ ứng suất nhiệt, bộ phận BF đảm bảo trục vít giữ thẳng trong toàn bộ dải nhiệt độ hoạt động, do đó duy trì độ chính xác truyền động lâu dài và ngăn ngừa sự cố nghiêm trọng.
- Tiêu chuẩn hóa và Dễ sử dụng: Giống như BK, BF cung cấp một giải pháp tiêu chuẩn sẵn sàng lắp đặt, loại bỏ nhu cầu người dùng phải tự thiết kế cơ chế nổi của riêng mình, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy.
- Hỗ trợ hướng kính tốt: Mặc dù cho phép dịch chuyển trục, độ cứng và độ chính xác trong hỗ trợ hướng kính vẫn ở mức cao, hiệu quả kìm hãm rung động hướng kính (hiện tượng vẫy) của trục vít.
- Dễ bảo trì: Thiết kế tích hợp làm kín và bôi trơn giúp kéo dài khoảng thời gian bảo trì và đơn giản hóa các quy trình.
IV. Phối hợp hệ thống với đầu cố định BK (Nhắc lại Quy tắc vàng)
Đây là mối quan hệ ghép nối bắt buộc:
Phía truyền động / Phía tham chiếu: BK (Đầu cố định).
- Chức năng: Chịu được mọi lực trục hai chiều, cung cấp chuẩn định vị theo phương trục.
- Kết nối trục vít: Thường được nối trực tiếp với động cơ servo/động cơ bước thông qua khớp nối.
Phía không truyền động / Phía bị động: BF (Đầu tự do).
- Chức năng: Cung cấp hỗ trợ hướng kính, cho phép giãn nở nhiệt theo phương trục một cách tự do.
- Kết nối trục vít: Đầu này của trục vít ở trạng thái tự do hoặc chỉ nối với các thiết bị phản hồi nhẹ như bộ mã hóa.
Nguyên tắc thiết kế bắt buộc: Một trục vít bi quay liên tục phải và chỉ được sử dụng phương pháp đỡ với [một đầu cố định (BK), một đầu tự do (BF)]. Đây là nguyên tắc cơ bản trong toàn bộ thiết kế cơ khí chính xác.
V. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình
Các trường hợp ứng dụng của cụm đỡ kiểu BF giống hệt với cụm đỡ kiểu BK, vì bất cứ nơi nào dùng BK thì nhất thiết phải dùng BF. Nó xuất hiện trong mọi thiết bị sử dụng trục vít bi chính xác:
- Tất cả các loại máy công cụ CNC.
- Robot công nghiệp và các mô-đun tuyến tính.
- Thiết bị sản xuất và kiểm tra bán dẫn.
- Các dây chuyền sản xuất tự động chính xác.
- Thiết bị y tế và dụng cụ khoa học.
VI. Hướng Dẫn Lựa Chọn Và Sử Dụng
- Lựa chọn ghép đôi: Đơn vị BF phải được chọn theo cặp với đơn vị BK cùng series và cùng thông số đường kính trục (ví dụ: BK12 ghép với BF12).
- Vị trí lắp đặt: Phải được lắp đặt ở đầu vít xa động cơ nhất. Nếu vít được dẫn động ở giữa (ít phổ biến hơn), cả hai đầu nên là đầu nổi BF, nhưng những trường hợp như vậy cần thiết kế đặc biệt.
- Tránh các ràng buộc trục: Trong quá trình lắp đặt, đảm bảo rằng không có thêm bất kỳ ràng buộc trục nào lên trục vít ở đầu đơn vị BF. Ví dụ, nếu một bộ mã hóa được kết nối ở đầu này, phải sử dụng khớp nối mềm cho kết nối, và giá đỡ của nó không được hạn chế khả năng dịch chuyển trục của trục vít.
- Lắp đặt đúng cách: Tương tự như việc lắp đặt BK, hãy đảm bảo độ phẳng của bề mặt lắp đặt BF và độ song song với bề mặt lắp đặt BK để đảm bảo trục vít được căn chỉnh chính xác.
- Bảo trì: Định kỳ bổ sung mỡ thông qua đầu bơm mỡ và kiểm tra tình trạng gioăng làm kín.
Nếu đầu cố định BK là điểm "neo" và "nền tảng" của hệ thống, thì đầu di động BF chính là "bộ giảm chấn" và "van an toàn" của hệ thống. Một cách khéo léo và thụ động, nó giải quyết thách thức cốt lõi về quản lý nhiệt trong các máy chính xác. Thiết kế của cụm BF thể hiện trí tuệ kỹ thuật theo triết lý "lấy mềm khắc cứng" — sử dụng các bậc tự do được kiểm soát ở mức giới hạn để đảm bảo độ cứng vững, độ chính xác và độ tin cậy cao hơn cho toàn bộ hệ thống. Việc lựa chọn và sử dụng đúng cách giá đỡ BF là một biện pháp bảo vệ then chốt khác nhằm đảm bảo hệ thống truyền động trục vít bi hoạt động ổn định, chính xác và lâu dài.
EN
