Mối ghép chặt (interference fit, còn gọi là lắp căng) là kiểu lắp ghép trong đó đường kính trục lớn hơn đường kính lỗ vòng trong của vòng bi — hoặc đường kính vòng ngoài lớn hơn lỗ gối đỡ — tạo ra áp lực tiếp xúc giữa hai bề mặt sau khi lắp.
Áp lực này giữ vòng bi cố định trên trục hoặc trong gối đỡ mà không cần vít hay chốt, đồng thời ngăn trượt khi chịu tải. Theo ISO 286-1, mức độ chặt được xác định qua dung sai ISO: k5, k6, m5, m6 cho trục; K5, K6, M6 cho gối đỡ. Tham khảo hướng dẫn chọn vòng bi phù hợp mối ghép tại bài cách chọn vòng bi và xem vòng bi cầu theo dung sai lắp. Chọn sai mức độ chặt là nguyên nhân trực tiếp của hai vấn đề đối lập: mối ghép quá lỏng gây creep (trục mòn), mối ghép quá chặt làm vỡ vòng trong hoặc mất khe hở hướng tâm.
Dung sai ISO và mức độ chặt
Quy tắc cơ bản của lắp vòng bi: vòng chịu tải quay phải lắp chặt, vòng không quay lắp lỏng hoặc chặt vừa.
Trong ứng dụng phổ biến nhất (vòng trong quay cùng trục, tải hướng tâm), vòng trong lắp chặt lên trục. Lựa chọn dung sai trục theo tải:
| Mức tải P/C | Dung sai trục khuyến nghị | Độ chặt thực tế |
|---|---|---|
| Nhẹ (P < 0,05C) | j5, j6 | 0–5 µm |
| Bình thường (0,05C–0,15C) | k5, k6 | 5–15 µm |
| Nặng (0,15C–0,30C) | m5, m6 | 15–25 µm |
| Rất nặng (P > 0,30C) | n5, n6 | 20–35 µm |
Giá trị độ chặt trên áp dụng cho trục d = 40–80 mm. Trục lớn hơn cần độ chặt tuyệt đối lớn hơn để đạt cùng áp lực tiếp xúc.
Ảnh hưởng đến khe hở hướng tâm
Đây là liên kết quan trọng nhất giữa mối ghép chặt và hoạt động vòng bi. Mỗi 1 µm độ chặt trên trục d=40 mm làm giảm khe hở hướng tâm vòng trong khoảng 0,7–0,8 µm (tỷ số phụ thuộc vật liệu và kích thước). Với mối ghép k6 trên trục d=40 mm (độ chặt ~15 µm), khe hở giảm khoảng 12 µm.
Vì vậy, vòng bi CN (khe hở 11–25 µm với 6308) sau khi lắp mối ghép k6 còn khe hở vận hành có thể là −1 đến +13 µm. Khe hở âm là vấn đề — bắt buộc chọn C3 để có đủ khe hở dự trữ sau lắp.
Ví dụ thực tế: động cơ bơm 30 kW
Vòng bi 6308 C3 (d = 40, D = 90, B = 23 mm, C = 32,5 kN) trên trục động cơ bơm 30 kW. Tải hướng tâm P = 6 kN (P/C = 0,18 → mức nặng). Trục dung sai m6 (độ chặt 15–28 µm). Gối đỡ dung sai H7 (lỏng — vòng ngoài không quay).
Quy trình lắp: nung vòng bi trong dầu đến 80°C (giãn ~9 µm/40 mm → giảm độ chặt để lắp). Không dùng búa — lực tác dụng phải qua vòng trong, không qua phần tử lăn. Sau khi nguội, kiểm tra vòng bi quay trơn bằng tay — nếu nặng hơn bình thường, độ chặt quá lớn hoặc khe hở đã âm.
Tại một trạm bơm nước ở Cần Thơ, sau khi chuyển từ k6 sang m6 trên trục 40 mm và chuyển từ CN sang C3, vòng bi 6308 không còn bị creep sau 8 tháng — vấn đề trước đó phải thay vòng bi mỗi 3–4 tháng do trục mòn rãnh.