Các Loại Vòng Bi (Bạc Đạn) Cho Spinner – Phân Biệt và Vệ Sinh Vòng Bi

Spinner, hay còn gọi là con quay, đồ chơi quay tay là một món đồ chơi hữu ích đang rất được săn đón tại Việt Nam. Spinner được cấu thành từ nhiều bộ phận, gồm có bộ phận cánh (hay còn gọi là body) của spinner, nắp (hay còn gọi là cap) và vòng bi (ball bearing). Ngoài các bộ body chính không thể thay đổi, thì nắp và vòng bi đều có thể thay đổi được. Trong Spinner, vòng bi đóng vai trò khá quan trọng ảnh hưởng đến cảm giác khi quay và thời gian quay được của spinner.

Xem thêm:

• Phần 1: Spinner là gì
• Phần 2: Chọn mua Spinner
• Bảng kích thước vòng bi

Vòng bi / Bạc đạn là gì? Cấu tạo vòng bi

Vòng bi hay còn gọi là bạc đạn (tên Tiếng Anh là ball bearing) là một bộ phận thường gặp trong các bộ phận xoay của xe cộ hoặc máy móc công nghiệp. Vòng bi có 2 vòng ngoài và trong để cố định và ở giữa là các viên bi (viên đạn) nhằm tạo ma sát lăn cho trục. Ma sát lăn này rất nhỏ nên giúp cho các chi tiết máy quay được lâu hơn và cũng dễ dàng bôi trơn hơn.

Cách lắp đặt vòng bi trong Spinner

Vòng bi nằm ở trung tâm của spinner để giữ cân bằng và chịu lực trong lúc spinner xoay. Vòng bi cần được đảm bảo các yếu tố sau:

• Cố định vào Spinner để khi xoay Spinner không bị trượt hay rung lắc.
• Vừa khít với trục của phần nắp (cap).
• Có khoảng cách với phần nắp để không bị cạ vào khi xoay.

Chỉ cần 1 trong các yếu tố này không đáp ứng được thì khi xoay spinner sẽ rất dễ rung lắc và ảnh hưởng đến thời gian xoay. Các loại spinner có các cách cố định vòng bi sau:

• Gắn vừa khít: trung tâm spinner được chừa một khoảng hở vừa khít với vòng bi. Vòng bi sẽ được ép chặt vào khung và không bị trượt ra. Cách này thường được các loại spinner giá rẻ sử dụng, về lâu dài vòng bi sẽ bị lỏng ra và dễ rơi rớt. Vòng bi này có thể thay thế bằng cách đục ra.
• Gắn và dán keo: cũng tương tự cách trên nhưng vòng bi được gia cố thêm keo để dính chắc hơn. Vòng bi này khó rớt nhưng cũng rất khó thay.
• Nẹp cố định: ở trên mỗi vòng bi sau khi được lắp vào sẽ có một thanh nẹp tròn nhỏ để cố định vòng bi vào trung tâm. Cố định bằng nẹp ít tốn kém nhưng không chắc chắn.
• Gioăng cố định: trên hoặc dưới (hoặc cả hai) sẽ có gioăng vặn chặt vào và cố định vòng bi vào trung tâm spinner. Cách này là cách phổ biến nhất được các loại spinner cao cấp sử dụng.

Các loại vòng bi thông dụng ở Spinner

Cách đọc mã vòng bi

Vòng bi thường có mã dạng 608ZZ hay 606RS, trong đó:

Phần số: 606, 608… là mã phân loại vòng bi theo kích thước.

Phần chữ: ZZ, RS là mã đánh dấu nắp đậy vòng bi:

• Z: nắp đậy bằng sắt ở 1 phía.
• ZZ: nắp đậy bằng sắt ở 2 phía.
• RS: nắp đậy bằng cao su ở 1 phía.
• 2RS: nắp đậy bằng cao su ở 2 phía.

Thông thường vòng bi sứ sẽ không có nắp đậy để tiện cho việc vệ sinh và tháo lắp. Một số loại vòng bi sắt sẽ có nắp đậy để ngăn không cho bụi và hơi nước vào nhằm bảo vệ bi bên trong.

Chất liệu cấu thành nên vòng bi:

Có 2 loại chất liệu chính cấu tạp nên vòng bi là sắt (thép) và gốm sứ (ZrO2 – Zirconia hoặc Si3N4 – Silicon Nitride), tổ hợp lại ta có các loại sau:

• Full ceramic bearing: cả vòng ngoài vòng trong lẫn bi đều được làm bằng gốm sứ. Sứ này có thể là ZrO2 hoặc Si3N4, hoặc vòng bằng ZrO2 và bi bằng Si3N4. Giá thành cao nhất.
• Hybrid bearing: vòng bi kết hợp, vòng ngoài được làm bằng thép và bi là bi sứ. Đây là loại vòng bi được sử dụng thông dụng nhất bởi giá thành rẻ và hiệu suất cao.
• Stainless Steel Bearing: vòng bi bằng thép không rỉ, giá thành tương đối cao, cho độ bền và hiệu suất rất tốt khi dùng cho Spinner.
• High carbom chrome alloy steel bearing (gọi tắt là chrome steel): bi làm bằng hợp kim gồm các kim loại như sắt, nhôm kẽm, chromiun. Do được pha thêm carbon để gia tăng độ cứng nên chrome steel rất dễ rỉ sét. Giá thành rẻ, dễ sản xuất, cho hiệu năng tương đối. Nếu hoạt động trong môi trường không có các tác nhân rỉ sét và bụi bặm thì vòng bi này tỏ ra rất hiệu quả.

Phân biệt bi sứ đen và bi sứ trắng

Vòng bi gốm sứ (ceramic) có 2 loại là sứ đen và sứ trắng.

Sứ đen là hợp chất Si3N4, đọc là Silicon Nitride, mã quốc tế là CCSI.

Sứ trắng là hợp chất ZrO2, đọc là Zirconia, mã quốc tế là CCZR.

Điểm khác nhau giữa bi sứ đen và sứ trắng:

• Sứ đen giá thành cao hơn sứ trắng.
• Sứ trắng chịu được đến nhiệt độ 400 độ C, sứ đen chịu được đến 800 độ C.
• Sứ trắng nhẹ bằng 70% so với bi kim loại. Sứ đen nhẹ hơn nữa, chỉ bằng 45% so với bi kim loại.
• Bi sứ trắng có cấu trúc cứng cáp hơn so với sứ đen nên khó bị vỡ hơn.
• Bi sứ trắng có độ giãn nỡ cao, trong khi bi sứ đen rất ít giãn nở.
• Bi sứ trắng dễ bị xuống cấp do hơi nước sau một thời gian sử dụng, trong khi bi sứ đen rất bền.

Vì các lý do trên nên ta thường hay thấy vòng bi full ceramic sứ trắng chứ hiếm khi thấy full ceramic sứ đen. Nhưng vòng bi hybrid ceramic lại thấy đa phần là bi sứ đen, vì bi sứ đen có độ bền cao hơn và đã có vòng kim loại để khắc phục nhược điểm.

Chọn vòng bi sứ hay vòng bi kim loại?

Ưu điểm của bi sứ so với bi kim loại:

• Độ ma sát thấp -> Giúp spinner quay lâu hơn.
• Độ cứng cao, ít biến dạng -> Giúp spinner ổn định trong thời gian lâu dài.
• Không bị rỉ sét: không phải tốn thời gian bảo trì, vệ sinh.
• Không cần vệ sinh, không cần bôi trơn nhiều mà vẫn hoạt động ở hiệu suất cao.

Tuy nhiên bi kim loại vẫn có ưu điểm là rẻ, và nếu sử dụng bị thép không rỉ thì bạn cũng sẽ không phải lo đến vẫn đề rỉ sét nữa. Một ưu điểm của bi kim loại là khi hoạt động sẽ êm ái hơn so với bi sứ.

Để sản xuất một spinner tốt với giá thành hợp lý, người làm cần cân bằng giữa yếu tố hiệu năng và giá cả, dân công nghệ hay gọi là tỉ lệ p/p (Price/Performance). Trong công nghiệp thì vòng bi full ceramic được sử dụng ở những loại máy móc hoạt động ở môi trường khắc nghiệt, hoạt động liên tục lâu ngày. Tuy nhiên, đối với spinner, món đồ chơi quay nhẹ nhàng thì vòng bi full ceramic không phát huy được tối đa khả năng của nó, nên các loại hybrid và stainless steel được ưa chuộng hơn do giá thành rẻ hơn.

So sánh vòng bi full ceramic, hybrid ceramic, stainless steel và chrome, steel

Vòng bi full ceramic có giá thành cao vì được làm từ các nguyên liệu khó sản xuất như ZrO2 – Zirconia và Si3N4 – Silicon Nitride. Tuy nhiên, tốc độ xoay của vòng bi full ceramic không cao bằng so với vòng bi hybrid hoặc stainless steel bởi lẽ vòng ngoài không đạt được độ tròn hoàn hảo như vòng kim loại được.

Bảng so sánh: (ký hiệu “>” nghĩa là chênh lệch rõ rệt, “~” nghĩa là tương đương, ít chênh lệch)

• Giá cả (từ cao đến thấp – thấp tốt hơn): Full ceramic > Hybrid Ceramic ~ Stainless Steel > Chrome steel
• Tốc độ quay (từ cao đến thấp – cao tốt hơn): Hybrid ceramic ~ Stainless Steel > Full ceramic > Chrome steel
• Độ ồn (từ cao đến thấp – thấp tốt hơn): Full ceramic > hybrid ceramic > Stainless steel > Chrome steel
• Trọng lượng (từ nặng đến nhẹ – nhẹ tốt hơn): Stainless steel > chrome steel > hybrid ceramic > full ceramic
• Độ cứng (từ cứng đến mềm – cứng tốt hơn): Stainless steel > chrome steel > hybrid ceramic > full ceramic
• Yêu cầu bảo quản (từ cao đến thấp – thấp tốt hơn): Chrome steel > stainless steel -> hybrid ceramic > full ceramic
• Độ bền (từ cao đến thấp – cao tốt hơn): Full ceramic > hybrid ceramic > stainless steel > chrome steel

Ưu điểm lớn nhất của vòng bi full ceramic là kháng rỉ sét hoàn toàn, không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân hơi nước, nước biển và hóa học. Các tác nhân từ tính cũng không thể tác động đến vòng bi full ceramic. Tuy nhiên như đã đề cập ở trên, ở một spinner thì các ưu điểm này hoàn toàn không cần thiết đến.

Mặc dù vòng bi full ceramic cứng hơn rất nhiều so với bi thép nhưng đặc điểm của gốm sứ là rất giòn, đặc biệt là Si3N4, nên sức tải của vòng full ceramic cũng kém hơn so với vòng bi thép. Vì vậy, thậm chí trong công nghiệp, vòng bi full ceramic cũng hiếm khi được sử dụng bởi giá thành tăng thêm quá cao và không xứng đáng.

Video so sánh vòng bi Hybrid Ceramic và Full Ceramic:

VÒNG BI R188, dùng Spinner HPS 3 cánh – Test lần 1: sử dụng vòng bi R188 hybrid gốc và vòng bi full ceramic hoàn toàn mới. Kết quả: Hybrid 3:32s – Full 5:05s

VÒNG BI R188, dùng Spinner HPS 3 cánh – Test lần 2: sử dụng vòng bi R188 đã được vệ sinh và vòng bi full ceramic hoàn toàn mới. Kết quả: Hybrid 5:48s – Full 4:50s

Vòng bi 606, sử dụng Trinity Spinner. Kết quả: Hybrid 5:42s – Full 2:30s

Vòng bi 606, sử dụng Totem Spinner. Kết quả: Hybrid 6:52s – Full 4:15s

Vòng bi 608, sử dụng Magix Tri-Wing Spinner. Kết quả: Hybrid 3:14s – Full 2:12s

Spinner thường sử dụng các loại vòng bi sau: đọc tại bài viết Kích thước vòng bi cho Spinner

Ngoài đặc tính và hiệu suất riêng biệt của từng loại vòng bi, bạn cần lưu ý để khả năng tương thích và phù hợp với vòng bi của từng loại spinner. Không phải spinner nào lắp vòng bi full ceramic là có hiệu suất cao hơn các loại vòng bi khác, đôi khi vòng bi kim loại chính là loại thích hợp nhất.

VỆ SINH VÒNG BI SPINNER

Các Bước Thực Hiện

Vệ Sinh Vòng Bi Bị Rỉ Sét:

Lưu Ý :

1. Tuyệt đối không tự ý tra dầu, nhớt, RP7 vào vòng bi. Có thể ngay sau khi tra xong quay êm hơn, lâu hơn chút đỉnh. Nhưng hôm sau spinner của bạn sẽ bị tê liệt, vòng bi nặng chịch, không quay được. Lúc này bạn nên vệ sinh lại vòng bi thật kỹ và sấy khô. Nếu không được thì thay hẳn vòng bi mới.

• Nắp gắn khớp, gỡ ra gỡ vào, nắp sẽ bị lờn, lỏng và sử dụng về sau nắp dễ sút ra. Loại nắp này là phần lớn spinner nhựa sử dụng.
• Nắp vặn xoắn ốc là giống kiểu nắp vặn như spinner kim loại, loại này giúp bạn vặn mở dễ dàng và nắp ko có bị lỏng, lờn nhưng sẽ dễ gãy nếu bạn quá mạnh tay.