Vòng bi Côn

1. Vòng bi côn là gì?

Vòng bi côn (hay bạc đạn côn, ổ bi côn, vòng bi con lăn côn – tiếng Anh: Tapered Roller Bearing) là loại vòng bi có các con lăn hình côn đặt giữa vòng trong và vòng ngoài, với đường lăn cũng có dạng côn. Đặc điểm cấu tạo này giúp vòng bi côn mang khả năng chịu tải hỗn hợp vượt trội (cả lực hướng kính và dọc trục) trong không gian nhỏ gọn.

Theo tài liệu kỹ thuật của KOYO (株式会社ジェイテクト), vòng bi côn được xếp vào nhóm “円すいころ軸受” (vòng bi con lăn côn) và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp yêu cầu độ tin cậy cao.

2. Cấu tạo và thành phần của vòng bi côn

Vòng bi côn gồm 4 thành phần chính:

1. Vòng ngoài (Cup/Outer ring): Có đường lăn hình côn hướng vào trong
2. Vòng trong (Cone/Inner ring): Có đường lăn hình côn hướng ra ngoài và có gờ định vị lớn
3. Con lăn hình côn (Tapered rollers): Các con lăn hình côn được sắp xếp theo kiểu “đỉnh côn gặp nhau”
4. Lồng giữ bi (Cage): Giữ các con lăn đúng vị trí và khoảng cách

Đặc điểm nổi bật của vòng bi côn là các đường tâm của con lăn nếu kéo dài sẽ gặp nhau tại một điểm trên trục quay, giúp con lăn lăn thực sự mà không trượt, giảm ma sát và mài mòn.

3. Đặc tính kỹ thuật và ưu điểm

Đặc tính kỹ thuật:

• Chịu tải hỗn hợp: Có khả năng chịu tải hướng kính lớn và tải dọc trục đáng kể
• Độ cứng vững cao: Ít biến dạng dưới tải lớn nhờ tiếp xúc đường thẳng giữa con lăn và đường lăn
• Khả năng tự định tâm: Không có, cần lắp đặt chính xác
• Độ chính xác cao: Duy trì khe hở chính xác trong quá trình hoạt động

Ưu điểm nổi bật:

• Khả năng chịu tải cao trong kích thước nhỏ gọn
• Tuổi thọ dài trong điều kiện bôi trơn tốt
• Có thể điều chỉnh độ hở trong khi lắp đặt
• Hiệu suất ổn định ở nhiều tốc độ khác nhau
• Ít nhạy cảm với sai số lắp ghép so với vòng bi cầu

4. Phân loại vòng bi côn

Theo số dãy con lăn:

1. Vòng bi côn một dãy (Single-row): Phổ biến nhất, gồm một dãy con lăn
2. Vòng bi côn hai dãy (Double-row): Hai dãy con lăn trong một cụm, chịu tải cao hơn
3. Vòng bi côn bốn dãy (Four-row): Bốn dãy con lăn trong một cụm, cho ứng dụng công nghiệp nặng

Theo tiêu chuẩn metric:

1. Vòng bi côn metric series 302: Góc côn 2°30′, chiều rộng trung bình
2. Vòng bi côn metric series 303: Góc côn 3°49′, chiều rộng trung bình
3. Vòng bi côn metric series 313: Góc côn lớn hơn, chịu tải cao hơn

Theo tiêu chuẩn inch:

1. Vòng bi côn inch series TS (Standard): Thông dụng trong nhiều ứng dụng
2. Vòng bi côn inch series T (Light): Nhẹ, dùng cho tải trung bình
3. Vòng bi côn inch series TDI/TDO: Cho ứng dụng đặc biệt

5. Ứng dụng của vòng bi côn

Vòng bi côn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Ô tô, xe máy: Bánh xe, hộp số, cầu xe
• Máy công nghiệp: Máy công cụ, thiết bị khai thác mỏ
• Thiết bị nông nghiệp: Máy kéo, máy gặt đập
• Thiết bị xây dựng: Máy ủi, máy xúc
• Ngành đường sắt: Hộp trục bánh xe đầu máy, toa xe
• Ngành thép: Máy cán, lò nung
• Thiết bị truyền động: Hộp giảm tốc, trục truyền công suất lớn

6. THÔNG SỐ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG CỦA VÒNG BI CÔN

6.1. Mã hiệu và cách đọc

Mã hiệu vòng bi côn tuân theo tiêu chuẩn ISO, thường được tổ chức theo cấu trúc có ý nghĩa để mô tả các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm.

Cấu trúc mã vòng bi côn metric:

XXYYZZ

Trong đó:

• XX: Dòng vòng bi (30, 31, 32, 33…)
• YY: Kích thước trục (02, 03, 04…)
• ZZ: Biến thể/đặc tính (thường là 00 nếu là thiết kế tiêu chuẩn)

Ví dụ phân tích 30206:

• 30: Dòng vòng bi 302XX (vòng bi côn với góc côn 2°30′)
• 2: Dãy kích thước (dãy 2)
• 06: Kích thước đường kính trong: 06 × 5 = 30mm

Ví dụ phân tích 32215:

• 32: Dòng vòng bi 322XX (vòng bi côn hai dãy)
• 2: Dãy kích thước
• 15: Kích thước đường kính trong: 15 × 5 = 75mm

Cấu trúc mã vòng bi côn inch:

AABBC/DD

Trong đó:

• AA: Mã nhà sản xuất hoặc dòng (LM, L, JL, HM…)
• BB: Mã số series
• C: Biến thể thiết kế
• /DD: Mã vòng ngoài tương ứng

Ví dụ phân tích LM11949/10:

• LM: Dòng vòng bi (metric, tiêu chuẩn Timken)
• 119: Mã series
• 49: Mã vòng trong
• /10: Mã vòng ngoài tương ứng

Các tiền tố và hậu tố phổ biến:

Ký hiệu	Ý nghĩa
HR	Vòng bi côn độ chính xác cao
X	Kích thước metric hoặc thiết kế cải tiến
E	Thiết kế tối ưu năng lượng
J	Lồng bi thép
M	Lồng bi bằng đồng thau
TN	Lồng bi polyamide
C	Dung sai chính xác hơn
K	Lỗ côn (1:12)
/P	Vòng trong và vòng ngoài tách rời
-90	Mặt bich tích hợp

6.2. Các thông số kỹ thuật quan trọng

Kích thước cơ bản

Đường kính trong (d):
Đường kính lỗ vòng trong của vòng bi côn, được đo bằng mm (hoặc inch trong hệ inch). Đây là thông số quan trọng đầu tiên khi lựa chọn vòng bi, phải khớp chính xác với kích thước trục máy. Dung sai của đường kính trong tuân theo tiêu chuẩn ISO, thường từ 0 đến -0.012mm đối với vòng bi cấp chính xác bình thường.

Đường kính ngoài (D):
Đường kính vòng ngoài của vòng bi côn, được đo bằng mm (hoặc inch). Thông số này quyết định kích thước lỗ cần gia công trên vỏ máy để lắp vòng bi. Dung sai đường kính ngoài thường từ -0.012mm đến 0 cho vòng bi tiêu chuẩn. Đối với vòng bi côn, đường kính ngoài thường lớn hơn vòng bi cầu cùng kích thước trục do thiết kế và khả năng chịu tải.

Chiều rộng (B/T):

• T: Chiều rộng tổng thể của vòng bi (tính cả vòng trong và vòng ngoài)
• B: Chiều rộng của vòng trong (cone)
• C: Chiều rộng của vòng ngoài (cup)

Chiều rộng ảnh hưởng đến không gian lắp đặt yêu cầu và khả năng chịu tải của vòng bi. Đặc biệt đối với vòng bi côn, T thường lớn hơn B và C do thiết kế có con lăn hình côn và đường lăn dạng côn.

Đặc tính kỹ thuật

Khả năng chịu tải động (C):
Tải trọng không đổi mà vòng bi có thể chịu đựng với tuổi thọ danh định 1 triệu vòng quay (L10), đơn vị là kN (hoặc lbf). Thông số này quyết định tuổi thọ của vòng bi trong điều kiện tải động. Đối với vòng bi côn AGA, khả năng chịu tải động cao hơn 15-20% so với vòng bi tiêu chuẩn cùng kích thước nhờ thép GCr15 chất lượng cao và thiết kế con lăn tối ưu.

Công thức tính tuổi thọ:
L10 = (C/P)^(10/3) × 10^6 vòng quay

Trong đó:

• L10: Tuổi thọ mà 90% vòng bi sẽ vượt qua (vòng quay)
• C: Khả năng chịu tải động (kN)
• P: Tải tương đương (kN)

Khả năng chịu tải tĩnh (C0):
Tải tĩnh gây biến dạng vĩnh viễn 0.0001 × d tại điểm tiếp xúc chịu ứng suất lớn nhất, đơn vị là kN (hoặc lbf). Thông số này quan trọng khi vòng bi chịu tải tĩnh, tải sốc hoặc khi quay ở tốc độ rất thấp. Vòng bi côn thường có khả năng chịu tải tĩnh cao do tiếp xúc đường thẳng giữa con lăn và đường lăn.

Tốc độ giới hạn:
Tốc độ quay tối đa cho phép của vòng bi, đơn vị là vòng/phút (rpm). Vượt quá tốc độ này sẽ dẫn đến quá nhiệt và hỏng vòng bi sớm. Tốc độ giới hạn phụ thuộc vào:

• Thiết kế và kích thước vòng bi
• Vật liệu lồng bi (thép, đồng thau, polyamide)
• Phương pháp bôi trơn
• Tải trọng làm việc

Đối với vòng bi côn, tốc độ giới hạn thường thấp hơn vòng bi cầu cùng kích thước do đặc tính thiết kế và ma sát cao hơn.

Cấp chính xác (Precision grade):
Tiêu chuẩn ISO định nghĩa các cấp chính xác khác nhau cho vòng bi côn:

Cấp chính xác	Ứng dụng	Dung sai
P0	Tiêu chuẩn, ứng dụng thông thường	Tiêu chuẩn
P6	Động cơ điện, máy công cụ thông thường	±0.006mm
P5	Máy công cụ chính xác, thiết bị đo	±0.005mm
P4	Máy công cụ chính xác cao	±0.004mm
P2	Máy mài, thiết bị siêu chính xác	±0.003mm

Vòng bi côn AGA được sản xuất với cấp chính xác P5/P6, đảm bảo độ đảo hướng kính và dọc trục thấp, giúp vận hành êm ái và chính xác.

6.3. Bảng tra thông số của một số vòng bi côn phổ biến nhất

1. Vòng bi côn dòng 302XX (Góc côn 2°30′)

Mã hiệu	Đường kính trong (mm)	Đường kính ngoài (mm)	Chiều rộng (mm)	Khả năng chịu tải động (C) (kN)	Khả năng chịu tải tĩnh (C₀) (kN)	Tốc độ giới hạn (rpm)	Trọng lượng (kg)
30202	15	35	11.75	15.6	14.0	18000	0.068
30203	17	40	13.25	21.6	19.0	16000	0.096
30204	20	47	15.25	29.1	26.5	14000	0.152
30205	25	52	16.25	33.2	31.5	12000	0.194
30206	30	62	17.25	45.5	44.0	10000	0.306
30207	35	72	18.25	58.0	56.0	8500	0.446
30208	40	80	19.75	67.5	68.0	7500	0.588
30209	45	85	20.75	74.1	76.5	6700	0.690
30210	50	90	21.75	81.5	86.5	6000	0.775
30211	55	100	22.75	100.0	108.0	5300	0.984
30212	60	110	23.75	119.0	130.0	5000	1.240
30213	65	120	24.75	139.0	153.0	4500	1.560
30214	70	125	26.25	144.0	163.0	4300	1.760
30215	75	130	27.50	149.0	170.0	4000	1.960
30216	80	140	28.25	176.0	202.0	3600	2.370
30217	85	150	30.50	190.0	224.0	3400	2.950
30218	90	160	32.50	204.0	240.0	3200	3.600
30219	95	170	32.00	226.0	272.0	3000	4.150
30220	100	180	34.00	240.0	290.0	2800	4.750
30222	110	200	38.00	295.0	360.0	2400	6.550
30224	120	215	43.00	320.0	405.0	2400	8.250
30226	130	230	47.00	365.0	465.0	2200	10.200
30228	140	250	50.00	415.0	540.0	2000	12.700
30230	150	270	54.50	465.0	620.0	1900	16.500
30232	160	290	58.00	520.0	700.0	1700	20.300

2. Vòng bi côn dòng 303XX (Góc côn 3°49′)

Mã hiệu	Đường kính trong (mm)	Đường kính ngoài (mm)	Chiều rộng (mm)	Khả năng chịu tải động (C) (kN)	Khả năng chịu tải tĩnh (C₀) (kN)	Tốc độ giới hạn (rpm)	Trọng lượng (kg)
30302	15	42	14.25	22.4	18.6	16000	0.119
30303	17	47	15.25	31.9	26.5	14000	0.166
30304	20	52	16.25	38.0	33.5	12000	0.210
30305	25	62	18.25	52.7	47.5	10000	0.341
30306	30	72	20.75	69.5	63.7	8500	0.517
30307	35	80	22.75	81.5	77.0	7500	0.670
30308	40	90	25.25	100.0	96.5	6700	0.920
30309	45	100	27.50	123.0	122.0	6000	1.250
30310	50	110	29.25	146.0	150.0	5300	1.570
30311	55	120	31.50	164.0	170.0	5000	2.000
30312	60	130	33.50	195.0	208.0	4500	2.470
30313	65	140	36.00	222.0	240.0	4000	3.030
30314	70	150	38.00	249.0	272.0	3800	3.670
30315	75	160	40.00	272.0	300.0	3600	4.300
30316	80	170	42.50	303.0	340.0	3400	5.100
30317	85	180	45.00	335.0	375.0	3200	6.020
30318	90	190	48.00	375.0	430.0	3000	7.150
30319	95	200	50.00	400.0	465.0	2800	8.150
30320	100	215	51.50	430.0	500.0	2600	9.750
30322	110	240	56.50	520.0	600.0	2400	13.700
30324	120	260	59.00	585.0	690.0	2200	16.800
30326	130	280	65.00	670.0	800.0	2000	21.500
30328	140	300	67.50	750.0	915.0	1900	25.000
30330	150	320	73.00	830.0	1020.0	1700	30.500

3. Vòng bi côn dòng 322XX (Hai dãy con lăn)

Mã hiệu	Đường kính trong (mm)	Đường kính ngoài (mm)	Chiều rộng (mm)	Khả năng chịu tải động (C) (kN)	Khả năng chịu tải tĩnh (C₀) (kN)	Tốc độ giới hạn (rpm)	Trọng lượng (kg)
32204	20	47	19.25	36.4	33.5	11000	0.140
32205	25	52	22.00	43.5	41.5	9500	0.178
32206	30	62	24.00	60.5	58.5	8000	0.283
32207	35	72	28.00	78.0	77.0	7000	0.430
32208	40	80	32.00	90.5	91.5	6300	0.578
32209	45	85	32.00	98.5	100.0	5600	0.632
32210	50	90	32.00	103.0	108.0	5000	0.680
32211	55	100	35.00	129.0	138.0	4500	0.915
32212	60	110	38.00	153.0	167.0	4000	1.210
32213	65	120	41.00	180.0	200.0	3600	1.560
32214	70	125	41.00	187.0	212.0	3400	1.680
32215	75	130	41.00	195.0	224.0	3200	1.810
32216	80	140	44.00	229.0	265.0	3000	2.260
32217	85	150	49.00	260.0	300.0	2800	2.900
32218	90	160	52.50	290.0	340.0	2600	3.540
32219	95	170	55.50	320.0	380.0	2400	4.170
32220	100	180	58.00	350.0	415.0	2200	4.860
32222	110	200	63.50	430.0	520.0	2000	6.500
32224	120	215	65.00	470.0	580.0	1900	7.650
32226	130	230	73.00	545.0	690.0	1700	9.900
32228	140	250	80.00	640.0	815.0	1600	12.950
32230	150	270	86.00	735.0	950.0	1500	16.350
32232	160	290	95.00	855.0	1120.0	1400	20.900
32234	170	310	103.00	970.0	1290.0	1300	25.500
32236	180	320	105.00	1000.0	1370.0	1200	28.000
32238	190	340	114.00	1140.0	1560.0	1100	33.800
32240	200	360	116.00	1220.0	1700.0	1000	38.500

4. Vòng bi côn dòng 323XX (Hai dãy con lăn, góc lớn)

Mã hiệu	Đường kính trong (mm)	Đường kính ngoài (mm)	Chiều rộng (mm)	Khả năng chịu tải động (C) (kN)	Khả năng chịu tải tĩnh (C₀) (kN)	Tốc độ giới hạn (rpm)	Trọng lượng (kg)
32304	20	52	22.00	43.5	40.0	10000	0.190
32305	25	62	25.25	62.0	58.5	8500	0.320
32306	30	72	28.75	80.5	77.0	7000	0.490
32307	35	80	32.75	98.5	96.5	6300	0.680
32308	40	90	35.25	120.0	122.0	5600	0.950
32309	45	100	38.25	147.0	153.0	5000	1.280
32310	50	110	42.25	175.0	186.0	4500	1.680
32311	55	120	45.50	198.0	212.0	4300	2.150
32312	60	130	48.50	234.0	260.0	3800	2.650
32313	65	140	51.00	265.0	290.0	3600	3.250
32314	70	150	54.50	295.0	330.0	3400	3.950
32315	75	160	58.00	325.0	365.0	3200	4.720
32316	80	170	61.50	365.0	415.0	3000	5.550
32317	85	180	64.00	400.0	460.0	2800	6.500
32318	90	190	67.00	440.0	515.0	2600	7.600
32319	95	200	69.50	475.0	555.0	2400	8.800
32320	100	215	73.00	530.0	630.0	2200	10.750
32322	110	240	80.00	635.0	765.0	2000	15.200
32324	120	260	86.00	720.0	880.0	1800	18.900
32326	130	280	93.00	815.0	1000.0	1700	23.500
32328	140	300	99.00	915.0	1140.0	1600	28.300
32330	150	320	104.00	1000.0	1290.0	1500	33.800
32332	160	340	110.00	1120.0	1450.0	1400	40.200
32334	170	360	120.00	1270.0	1660.0	1300	48.500

7. Đặc điểm vượt trội của vòng bi côn AGA

Vòng bi côn AGA sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế tương đương với các thương hiệu hàng đầu như KOYO, nhưng có nhiều ưu điểm nổi bật:

1. Thép GCr15 độ tinh khiết cao: Hàm lượng tạp chất ≤0.015%, cao hơn tiêu chuẩn thông thường, giúp giảm ứng suất tập trung và tăng tuổi thọ mỏi.
2. Công nghệ nhiệt luyện tiên tiến: Nhiệt luyện chân không tạo cấu trúc kim loại đồng nhất, độ cứng bề mặt đạt 61-64 HRC, lõi 35-45 HRC – cân bằng tối ưu giữa độ cứng bề mặt và độ dai lõi.
3. Dung sai chính xác cấp P5/P6: Đảm bảo vận hành êm ái, giảm thiểu rung động và tiếng ồn, đặc biệt quan trọng trong các máy nghiền đá, máy kẹp hàm.
4. Thiết kế con lăn tối ưu: Hình dáng con lăn được thiết kế đặc biệt để tối đa hóa diện tích tiếp xúc và khả năng chịu tải, giúp tăng khả năng chịu tải lên 15-20% so với thiết kế thông thường.
5. Bề mặt siêu mịn Ra ≤0.15μm: Bề mặt con lăn và đường lăn được mài siêu mịn, giảm ma sát và sinh nhiệt, đồng thời tăng hiệu suất bôi trơn.
6. Lồng bi cải tiến: Thiết kế lồng bi cho phép dầu mỡ lưu thông tốt hơn, tản nhiệt hiệu quả, phù hợp với điều kiện khắc nghiệt trong ngành khai khoáng, nghiền đá.

8. Hỏi đáp về vòng bi côn

Hỏi: Vòng bi côn khác gì so với vòng bi đũa?
Đáp: Vòng bi côn có con lăn và đường lăn hình côn, chịu được cả tải hướng kính và dọc trục. Vòng bi đũa có con lăn hình trụ, chủ yếu chịu tải hướng kính.

Hỏi: Làm thế nào để điều chỉnh độ hở vòng bi côn?
Đáp: Điều chỉnh vị trí axial tương đối giữa vòng trong và vòng ngoài, thường thông qua đai ốc, vòng đệm hoặc cơ cấu điều chỉnh.

Hỏi: Vòng bi côn có thể thay thế cho vòng bi cầu không?
Đáp: Không hoàn toàn thay thế được. Vòng bi côn chịu tải hỗn hợp tốt hơn nhưng không tự điều chỉnh góc như vòng bi cầu tự lựa.

Hỏi: Vòng bi côn AGA có gì đặc biệt so với các thương hiệu khác?
Đáp: Vòng bi côn AGA sử dụng thép GCr15 độ tinh khiết cao, công nghệ nhiệt luyện tiên tiến, độ chính xác P5/P6 và thiết kế con lăn tối ưu, mang lại tuổi thọ cao hơn 25% so với sản phẩm cùng phân khúc.

9. So sánh tuổi thọ và chi phí sở hữu giữa vòng bi côn AGA và sản phẩm khác trên thị trường

Thông số	Vòng bi thông thường	Vòng bi AGA	Lợi ích
Tuổi thọ trung bình	10,000 giờ	12,500+ giờ	Tăng 25%
Chi phí thay thế/năm	2-3 lần	1-2 lần	Giảm 33-50%
Chi phí ngừng máy	Cao	Thấp hơn 40%	Tiết kiệm đáng kể
Tổng chi phí sở hữu	100%	70-75%	Tiết kiệm 25-30%

Vòng bi côn AGA đặc biệt phù hợp cho các ngành:

• Máy nghiền đá, sàng rung, máy kẹp hàm
• Thiết bị khai thác khoáng sản
• Ngành sản xuất xi măng
• Máy ép viên nén gỗ
• Các ứng dụng chịu tải nặng và môi trường khắc nghiệt

---

Công ty TNHH Kỹ thuật và Thương mại Hồng Anh Huy – đại diện chính thức của vòng bi AGA tại Việt Nam, cung cấp đầy đủ các dòng vòng bi côn 322XX, 302XX, 303XX, 323XX với chất lượng vượt trội và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ quý khách lựa chọn vòng bi côn phù hợp nhất cho ứng dụng cụ thể.

📞 Hotline: 0969947598
📧 Email: honganhhuy.ltd@gmail.com
🌐 Website: vongbihonganhhuy.com