Khe hở hướng tâm (radial internal clearance — RIC) là khoảng cách tổng cộng mà vòng trong của vòng bi có thể dịch chuyển theo hướng vuông góc với trục, khi một vòng được giữ cố định và vòng kia di chuyển tự do không có tải.

Khe hở này đo ở trạng thái chưa lắp, ở nhiệt độ phòng. Sau khi lắp vào gối và trục (mối ghép chặt làm giảm khe hở) và vận hành (nhiệt độ làm giảm khe hở thêm), khe hở vận hành thực tế nhỏ hơn khe hở ban đầu 10–40 µm tùy ứng dụng. Chọn sai nhóm khe hở là một trong năm nguyên nhân hàng đầu làm vòng bi hỏng sớm theo SKF — xem hướng dẫn đầy đủ tại bài khe hở vòng bi và chọn vòng bi cầu phù hợp nhóm khe hở.

Các nhóm khe hở hướng tâm

Tiêu chuẩn ISO 5753 định nghĩa năm nhóm khe hở cho vòng bi cầu rãnh sâu:

  • C2: nhỏ hơn CN — dùng khi mối ghép lỏng hoặc cần kiểm soát chặt chẽ vị trí trục
  • CN (tiêu chuẩn): nhóm bình thường — phù hợp hầu hết ứng dụng điều kiện bình thường
  • C3: lớn hơn CN — bắt buộc khi mối ghép chặt, nhiệt độ vận hành > 70°C, hoặc tải điện (shaft grounding)
  • C4: lớn hơn C3 — nhiệt độ rất cao hoặc mối ghép chặt hơn
  • C5: lớn hơn C4 — ứng dụng đặc biệt như lò hơi, thiết bị luyện kim

Nguyên tắc thực tế: khe hở vận hành phải dương (còn khe hở) nhưng không quá lớn. Khe hở âm (áp lực tiếp xúc quá cao) làm tăng ma sát và nhiệt, gây hỏng sớm. Khe hở quá lớn làm tải tập trung vào ít phần tử lăn hơn, tăng ứng suất cục bộ.

Ví dụ thực tế: 6308 CN vs 6308 C3

Vòng bi 6308 CN (d = 40, D = 90, B = 23 mm) và 6308 C3 — cùng kích thước, khác khe hở. Ứng dụng điển hình minh họa sự khác biệt:

Tại một nhà máy sợi ở Thái Bình, động cơ 22 kW chạy ở 2.900 rpm dùng 6308 CN ban đầu. Sau 6 tháng, vòng bi hỏng vì mối ghép k6 trên trục giảm khe hở từ 18 µm (CN) xuống còn −5 µm — khe hở âm, vòng bi chạy nóng vượt 100°C. Chuyển sang 6308 C3 (khe hở ban đầu 28 µm), sau lắp mối ghép k6 còn ~10 µm dương — nhiệt độ ổn định 65°C, vòng bi chạy 3 năm không thay.

Thông số 6308 CN 6308 C3 Đơn vị
Khe hở hướng tâm (trước lắp) 11–25 18–36 µm
Giảm sau lắp mối ghép k6 ~18 ~18 µm
Khe hở vận hành ước tính −7 đến +7 0 đến +18 µm
Nhiệt độ vận hành điển hình 75–85°C 60–70°C °C

Lựa chọn nhóm khe hở theo ứng dụng

Quy tắc chọn khe hở không phức tạp nếu nắm ba biến số chính. Mối ghép trục: lắp lỏng (g6, h6) → dùng CN; lắp chặt (k6, m6) → dùng C3 trở lên. Nhiệt độ vận hành: < 50°C → CN; 50–80°C → C3; > 80°C → C4. Điều kiện đặc biệt: có tải điện (dòng điện qua vòng bi) → luôn dùng C3 tối thiểu để giảm ứng suất tiếp xúc.

Khi lắp hai vòng bi trên cùng một trục, vòng cố định (fixed end) dùng CN hoặc C3 tùy mối ghép; vòng tự do (float end) dùng C3 hoặc C4 để bù giãn nở nhiệt trục.