I. Định vị cốt lõi và cách gọi tên
Định vị: Bộ đỡ đầu vít me bi kiểu tiêu chuẩn (đầu tự do). Giống như BF, nó được sử dụng ở đầu không truyền động của vít me, cho phép giãn nở dọc trục do nhiệt và chủ yếu chịu tải hướng tâm.
Giải thích cách gọi tên:
- F: Là viết tắt của "Flanged" (mặt bích), ám chỉ cấu trúc vỏ hình vuông có bích, đây là đặc điểm hình thức nổi bật nhất của nó.
- K: Là viết tắt của "Simple Support" (ổ đỡ đơn giản) hoặc bắt nguồn từ thuật ngữ tiếng Đức chỉ loại ổ đỡ đơn giản. Nó không liên quan đến từ "fixed" (cố định) và trong ngữ cảnh này rõ ràng chỉ đầu tự do.
Giá trị cốt lõi: Cung cấp giải pháp đầu nổi tiêu chuẩn có cấu trúc gọn nhẹ, ổn định khi lắp đặt, kinh tế và đáng tin cậy. Đây là sự kết hợp cặp đôi cổ điển và lâu đời nhất trong lịch sử với đầu cố định BK.
II. Cấu trúc lõi và các tính năng thiết kế
Triết lý thiết kế của cụm FK là sự đơn giản, độ bền và tính thực tiễn:
Vỏ bích vuông:
Vỏ được cấu tạo từ khối bích vuông liền khối, được cố định thông qua bốn lỗ bắt vít ở các góc. Cấu trúc này mang lại khả năng chống xoắn tốt và độ cứng vững cao khi lắp đặt, làm cho nó trở thành dạng phổ biến nhất trong các thiết bị công nghiệp.
Bạc đạn bên trong và cấu trúc nổi:
- Bạc đạn chính: Thông thường sử dụng bạc đạn bi rãnh sâu, đôi khi dùng bạc đạn kim. Chức năng của nó là cung cấp khả năng hỗ trợ hướng kính xuất sắc.
- Thực hiện nổi:
- Phương pháp 1 (Phổ biến): Vòng ngoài của bạc đạn được đặt bên trong vỏ vuông, được định vị trục ở một đầu bằng nắp bịt, và để hở khoảng trống ở đầu còn lại. Khi trục vít giãn nở do nhiệt, vòng ngoài của bạc đạn sẽ trượt theo phương trục bên trong vỏ.
- Phương pháp 2: Vòng trong của ổ bi có độ hở hoặc lắp ghép trượt nhẹ với trục vít, trong khi vòng trong được giới hạn dọc trục một cách lỏng lẻo bằng vòng kẹp hoặc nắp bịt (để ngăn sự tách rời hoàn toàn nhưng không cản trở sự trượt giãn nở nhiệt).
Làm kín và Bôi trơn:
- Tích hợp các phớt tiếp xúc tiêu chuẩn để bảo vệ hiệu quả chống bụi.
- Thường được bơm đầy mỡ sẵn và trang bị đầu bôi mỡ để bổ sung.
Kết nối với trục vít:
Đầu trục vít thường yêu cầu gia công rãnh vòng kẹp để lắp vòng giữ (vòng hãm). Chức năng của vòng này là ngăn vòng trong ổ bi vô tình tuột khỏi đầu trục, nhưng không cản trở chuyển động dọc trục của trục vít do giãn nở nhiệt (vòng trong ổ bi có thể trượt trên trục). Đây là điểm thiết kế chung quan trọng giữa FK và BF.
III. Các tính năng và ưu điểm chính
-
Kết cấu chắc chắn, lắp đặt ổn định:
Thiết kế mặt bích vuông cung cấp khả năng chống lại mô-men lật tối đa. Cố định bằng bốn vít mang lại độ cứng vững kết nối tốt, làm cho nó rất phù hợp với các môi trường công nghiệp có lực hướng kính và rung động nhất định.
-
Cổ điển, Đáng tin cậy, Kinh tế, Thực dụng:
Là một trong những thiết kế đầu tự do truyền thống nhất, FK sở hữu cấu trúc trưởng thành, hiệu suất ổn định, chi phí sản xuất được kiểm soát tốt và hiệu quả kinh tế vượt trội. Đây là mẫu đầu tự do có thị phần lớn nhất và ứng dụng rộng rãi nhất.
-
Quan hệ phối hợp rõ ràng:
Trong hầu hết các danh mục sản phẩm, đầu cố định BK và đầu tự do FK là cặp tiêu chuẩn mặc định. Chúng có kích thước tương ứng và thiết kế đồng bộ, tạo thành 'bộ đôi cổ điển' được các kỹ sư ưa chuộng.
-
Chức năng tinh gọn:
Tập trung vào các chức năng cốt lõi của đầu tự do — hỗ trợ hướng kính và giải phóng dọc trục — với cấu trúc đơn giản và tỷ lệ hỏng hóc thấp.
IV. Hướng dẫn so sánh và lựa chọn so với các đầu tự do BF và EF
| Tính năng |
FK (Mặt bích vuông, đầu nổi) |
BF (Mặt bích tròn, đầu nổi) |
EF (Đầu nổi, khóa lệch tâm) |
| Hình dạng thân ổ |
Mặt bích vuông, khả năng chống xoắn tốt, lắp đặt ổn định. |
Mặt bích tròn, lắp đặt linh hoạt, tiết kiệm không gian. |
Chủ yếu là hình tròn hoặc vuông, nhưng đặc điểm cốt lõi là ống khóa lệch tâm. |
| Yêu cầu trục vít |
Cần rãnh để lắp vòng hãm nhằm ngăn rơi ra. |
Thông thường cũng cần rãnh cố định hoặc bậc nhỏ. |
Trục trơn là đủ, không cần gia công. |
| Phương pháp khóa |
Lắp ghép lỏng + vòng kẹp chống tuột. |
Tương tự FK. |
Khóa ma sát hướng kính (ống lệch tâm). |
| Cặp đôi cổ điển |
BK (mặt bích vuông đầu cố định). |
Thường được ghép với đầu cố định mặt bích tròn cùng series. |
EK (đầu cố định khóa lệch tâm). |
| Tập trung vào thiết kế |
Tiêu chuẩn công nghiệp phổ thông, chắc chắn và bền, hiệu quả chi phí tốt. |
Đầu di động tiêu chuẩn trong hệ thống BF/BK, hiệu suất tương đương FK, ngoại hình khác biệt. |
Tối ưu cho hệ thống trục trơn, nhấn mạnh vào sự thuận tiện khi lắp đặt. |
| Nguyên tắc lựa chọn |
Ưu tiên khi đầu cố định sử dụng BK và trục vít có thể gia công rãnh vòng hãm. |
Được chọn khi đầu cố định sử dụng loại mặt bích tròn cùng series. |
Bắt buộc khi đầu cố định sử dụng EK và dùng trục vít trơn. |
Hướng dẫn lựa chọn đơn giản:
- Xem xét đầu cố định: Đầu cố định quyết định việc lựa chọn đầu tự do.
- Xem xét trục vít: Có thể/Sẵn sàng gia công rãnh vòng hãm?
- Có thể gia công → Nếu đầu cố định là BK, chọn FK; nếu đầu cố định là biến thể có mặt bích tròn BK, chọn BF.
- Không thể gia công (sử dụng trục trơn) → Đầu cố định phải là EK, đầu tự do phải là EF.
V. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình
Ứng dụng của FK phổ biến rộng rãi như BK/BF, đóng vai trò chủ lực tuyệt đối trong ngành công nghiệp nói chung:
- Đầu không truyền động của mọi loại máy công cụ CNC (trung tâm gia công, máy tiện, máy phay, v.v.).
- Khớp nối robot công nghiệp và các mô-đun tuyến tính.
- Máy ép nhựa, máy đúc áp lực, máy đóng gói, máy in.
- Dây chuyền sản xuất tự động, thiết bị vận chuyển, hệ thống xử lý vật liệu.
- Mọi ứng dụng tự động hóa thông thường sử dụng cặp nối cổ điển BK-FK.
VI. Hướng Dẫn Lựa Chọn Và Sử Dụng
- Lựa chọn ghép đôi: Phải chọn đơn vị FK có cùng thông số kỹ thuật với đầu cố định BK (ví dụ: BK12 ghép với FK12).
- Gia công trục vít: Cần thiết phải gia công rãnh chặn vòng kẹp đúng yêu cầu kích thước tại vị trí tương ứng trên trục vít và sử dụng vòng giữ chất lượng cao.
- Hướng lắp đặt đúng: FK phải được lắp ở đầu trục vít xa động cơ truyền động nhất.
- Kiểm tra chức năng nổi: Sau khi lắp đặt, trước khi siết chặt hoàn toàn tất cả các bu-lông lắp, hãy nhẹ nhàng dùng tay hoặc dụng cụ gõ dọc theo trục vào đầu trục vít. Nên cảm nhận được khoảng dịch chuyển dọc trục nhỏ, cho thấy chức năng nổi hoạt động bình thường. Sau đó mới siết chặt hoàn toàn các bu-lông lắp.
- Tránh va chạm: Đảm bảo có đủ không gian gần đơn vị FK để các bộ phận bên trong có thể trượt dọc trục một chút mà không bị cản trở bởi cấu trúc xung quanh.
Đơn vị FK là mô hình "cổ điển" và "cơ bản" trong lĩnh vực đầu vít me bi kiểu tự do. Dù không sở hữu công nghệ mới nổi bật, nhưng nhờ cấu trúc mặt bích vuông chắc chắn, thiết kế trưởng thành và đáng tin cậy cùng hiệu quả chi phí tuyệt vời, sản phẩm này đã duy trì sự hiện diện lâu dài trong ngành công nghiệp, trở thành tiêu chuẩn "vàng" khi kết hợp với đầu cố định BK. Việc chọn FK đồng nghĩa với việc lựa chọn một giải pháp kỹ thuật đã được kiểm chứng qua thời gian, với rủi ro thấp nhất và chi phí tối ưu, đây là quyết định cơ bản vững chắc nhằm đảm bảo vận hành ổn định lâu dài cho thiết bị.
