Phương pháp chuẩn đoán sự hư hại của vòng bi, bạc đạn (Phần 1)
Phương pháp chuẩn đoán sự hư hại của vòng bi, bạc đạn (Phần 1)

Phương pháp chuẩn đoán sự hư hại của vòng bi, bạc đạn (Phần 1)

Vòng bi là thiết bị không thể thiếu trong các chi tiết máy cần giảm sự má sát và tiếng ồn, nó được sản xuất với độ chính xác cao. Để hạn chế sự rủi ro trong sản xuất, vòng bi thường được chú ý kiểm tra định kỳ, vậy có phương pháp nào chuẩn đoán sự hư hại của bạc đạn?

Chuẩn đoán được các hư hại của vòng bi giúp bạn tránh được các nguy cơ rủi ro của hoạt động sản xuất. Dưới đây là các lưu ý chính khi xử lý vòng bi...

1. Các hư hỏng của vòng bi và cách khắc phục
Khi một vòng bi bị hư hỏng trong quá trình vận hành, sẽ dẫn đến toàn bộ máy hoặc thiết bị hư hỏng. Một khi vòng bi bị hư hỏng sớm hay gây ra các sự cố không mong muốn thì điều quan trọng là có thể xác định và dự đoán được các hư hỏng trước khi xử lý, để từ đó có các hành động khắc phục kịp thời.
Thông thường, kiểm tra vòng bi hay buồng gối đỡ có thể xác định được nguyên nhân gây ra hư hỏng. Các nguyên nhân phổ biến gây ra hư hỏng vòng bi là bôi trơn kém, tháo lắp sai, lựa chọn vòng bi không đúng, tìm hiểu về trục và buồng gối đỡ chưa kỹ càng. Nguyên nhân cũng có thể xác định bằng cách xem xét sự vận hành của vòng bi trước khi nó hư hỏng, phân tích tình trạng bôi trơn và tình trạng lắp đặt và quan sát cẩn thận các vòng bi hư hỏng.
Một số trường hợp vòng bi bị hư hỏng một cách nhanh chóng, tuy nhiên sự hư hỏng sớm này khác với sự hư hỏng do mỏi do sự tróc vảy. Các hư hỏng vòng bi được chia và phân loại thành 2 loại hư hỏng: hư hỏng sớm vòng bi và hư hỏng tự nhiên do mỏi khi có sự tiếp xúc kim loại.

2. Sử dụng vòng bi

2.1 Các lưu ý khi xử lý vòng bi
Vòng bi là bộ phận máy có độ chính xác cao nên phải xử lý hết sức cẩn thận. Ngoài ra để đảm bảo sự vận hành trơn tru và tuổi thọ như mong đợi, vòng bi cần phải sử dụng hợp lý. Dưới đây là các lưu ý chính khi xử lý vòng bi:
- Giữ vòng bi và khu vưc xung quanh nơi đặt vòng bi sạch sẽ: chất bẩn hay bụi bẩn thạm chí không nhìn thấy được bằng mắt thường đều ảnh hưởng có hại cho vòng bi. Vì vậy luôn giữ vòng bi và môi trường xung quanh sạch sẽ để tránh sự xâm nhập của bụi bẩn.
- Cẩn thận khi thao tác với vòng bi: các chấn động mạnh trong suốt quá trình thao tác có thể gây xước hay làm phá hỏngvòng bi. Tác động mạnh có thể gây vỡ hay nứt.
- Sử dụng các dụng cụ hợp lý.
- Ngăn ngừa sự ăn mòn: mồ hôi từ tay cầm hay các chất bẩn khác có thể gây ăn mòn vòng bi. Do đó cần giữ tay sạch hoặc đeo găng tay nếu có thể khi xử lý vòng bi.

2.2 Lắp đặt vòng bi
Việc lắp đặt vòng bi ảnh hưởng đến độ chính xác, tuổi thọ và sự hoạt động về sau. Đề nghị lắp vòng bi theo các bước sau đây:
- Vệ sinh vòng bi và các bộ phận xung quanh
- Kiểm tra kích thước và tình trạng các bộ phận liên quan
- Tiến hành theo quy trình lắp
- Kiểm tra lần cuối xem vòng bi đã được lắp hợp lý chưa
- Cung cấp đúng loại và đủ lượng chất bôi trơn
Hầu hết các vòng bi quay cùng trục, nên phương pháp lắp thường là lắp chặt trục với vòng trong của bi và có khe hở giữa vòng ngoài vòng bi với lỗ thân gối đỡ.

2.3 Kiểm tra khivận hành
Sau khi lắp đăt xong vòng bi, công việc quan trọng là chạy thử operating test. Bảng 2.1 dưới đây liệt kê các phương pháp chạy thử và hướng dẫn ở bảng 2.2 cách xử lý các sự cố đối với các từng trường hợp hư hỏng.

Bảng 1: Phương pháp kiểm tra chạy thử
Cỡ máy Quy trình chạy thử Kiểm tra tình trạng vòng bi

Máy cỡ nhỏ

Vận hành bằng tay: Quay thử trục bằng tay. Nếu quay trơn tru thì tiến hành chạy máy. -Chạy không trơn tru Chạy có sự gián đoạn (bị nứt, vỡ hoặc lõm).
-Mômen quay không đều (lỗi lắp ráp)
-Mômen quay quá mức (lỗi lắp ráp hay khe hở hướng kính bên trong không đủ)
Chạy máy bằng máy dẫn động: ban đầu chạy ở tốc độ chậm không tải, sau đó từ từ tăng tốc và mang tải tới khi đạt tới tốc độ thiết kế. -Kiểm tra tiếng ồn bất thường. 
-Kiểm tra nhiệt độ tăng bất thường.
-Rò rỉ chất bôi trơn. Sự biến màu.

Máy lớn

Vận hành không tải: mở điện và cho máy chạy chậm. Tắt máy để máy chạy quán tính cho đến khi ngừng hẳn. Nếu không có vấn đề bất thường xảy ra thì cho chạy thử có tải -Rung động
-Tiếng ồn, v.v…
Chạy máy bằng máy dẫn động: giống với máy cỡ nhỏ. - Giống trường hợp máy cỡ nhỏ.
Bảng 2: Nguyên nhân và cách khắc phục cho một số vận hành bất thường
Bất thường
 
Nguyên Nhân Khắc phục
Tiếng ồn lạ Tiếng ồn lớn của kim loại Tải bất thường Chế độ lắp, khe hở trong, tải đặt trước, vị trí vai thân gối không hợp lý.
Lắp ráp sai Độ chính xác gia công và độ đồng tâm trục với lỗ gối và độ chính xác lắp ráp chưa hợp lý.
Bôi trơn không đủ hoặc không đúng Bổ sung chất bôi trơn hay lựa chọn chất bôi trơn khác
Cọ xát của các chi tiết quay Thay đổi thiết kế vòng làm khuất khúc
Tiếng ồn lớn đều Vết nứt, ăn mòn hay vết xước trên rãnh lăn Thay mới hay làm sạch vòng bi cẩn thận, cải thiện sự làm kín và sử dụng chất bôi trơn sạch
Có vết lõm Thay mới vòng bi cẩn thận
Sự tróc vảy trên rãnh lăn Thay mới vòng bi
Tiếng ồn lớn không đều Khe hở quá mức Thay đổi chế độ lắp, khe hở và tải đặt trước.
Sự thâm nhập phần tử bên ngoài Thay mới hay làm sạch vòng bi cẩn thận, cải thiện sự làm kín và sử dụng chất bôi trơn sạch
Có vết nứt hoặc tạo vảy trên các viên bi. Thay mới vòng bi
Nhiệt độ tăng bất thường Bôi trơn quá mức Giảm lượng chất bôi trơn và lựa chọn loại mỡ rắn hơn
Chất bôi trơn không đúng hay không đủ Bổ sung chất bôi trơn hay lựa chọn chất bôi trơn tốt hơn
Tải bất thường Chế độ lắp, khe hở trong, tải đặt trước, vị trí vai thân gối không hợp lý.
Lỗi lắp ráp Độ chính xác gia công và độ đồng tâm trục với lỗ gối và độ chính xác lắp ráp chưa hợp lý.
Rung động Sự ma sát với vòng làm kín hay mặt lắp gép bị trờn. Làm kín hợp lý, thay mới vòng bi, chế độ lắp và phương pháp lắp hợp lý
Có vết lõm Thay mới vòng bi cẩn thận
Sự tạo vảy Thay mới vòng bi
Lỗi lắp ráp Đảm bảo độ vuông góc giữa trục và vai lỗ gối
Sự thâm nhập phần tử bên ngoài Thay mới hay làm sạch vòng bi cẩn thận, cải thiện sự làm kín và sử dụng chất bôi trơn sạch
Sự rò rỉ hay biến màu chất bôi trơn Quá nhiều chất bôi trơn. Sự thâm nhập phần tử bên ngoài hay các hạt mài Giảm lượng chất bôi trơn và lựa chọn loại mỡ rắn hơn. Thay vòng bi hay chất bôi trơn. Vệ sinh buồng gối và các bộ phận bên trong.

3. Bảo dưỡng vòng bi
Vòng bi cần phải kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ đảm bảo sự vận hành với tuổi thọ tối đa. Có các phương pháp kiểm tra sau:
- Kiểm tra khi đang chạy
Xác định chu kỳ thời gian thay mới vòng bi và định kỳ bổ sung chất bôi trơn, kiểm tra tính chất dầu bôi trơn và các thông số vận hành như nhiệt độ vận hành, độ rung, tiếng ồn. (tham khảo thêm phần 4).
- Kiểm tra vòng bi
Kiểm tra vòng bi thật kỹ trong suốt thời gian dừng máy kiểm tra và thay mới các chi tiết máy định kỳ. Kiểm tra tình trạng rãnh bi. Nếu xác định có hư hỏng thì quyết định sử dụng lại hoặc nên được thay mới (tham khảo thêm phần 5).

4. Các thông số vận hành vòng bi
Các thông số vận hành chính của vòng bi là: tiếng ồn, rung động, nhiệt độ và tình trạng chất bôi trơn. Mời tham khảo bảng 2.2 nếu phát hiện có bất cứ sự bất thường nào khi vận hành.

4.1 Tiếng ồn của vòng bi
Trong suốt quá trình vận hành, sử dụng thiết bị theo dõi âm thanh để đo âm lượng và đặc tính của tiếng ồn khi vòng bi quay. Có thể phân biệt các hư hỏng của vòng bi như sự tróc vảy dựa trên đặc tính bất thường của tiếng ồn.

4.2 Rung động ở vòng bi
Những bất thường của vòng bi có thể được phân tích bằng cách đo rung động của một máy đang chạy. Một thiết bị phân tích biểu đồ tần số dạng phổ được sử dụng để đo độ lớn của rung động và sự phân bố của các tần số. Các kết quả kiểm tra có thể xác định được các nguyên nhân của các bất thường của vòng bi. Các dữ liệu đo được thay đổi theo điều kiện vận hành của vòng bi và vị trí đo rung động. Vì thế cần xác định các tiêu chuẩn đánh giá cho mỗi máy được đo.
Việc theo dõi những bất thường về rung động từ vòng bi trong suốt thời gian vận hành là rất hữu ích trong việc bảo trì.

4.3 Nhiệt độ vòng bi
Nói chung, nhiệt độ vòng bi có thể dự tính được từ nhiệt độ đo được bên ngoài vỏ của gối đỡ, mà còn có thể đo trực tiếp từ vòng ngoài của vòng bi bằng một đầu đo đi xuyên qua một lỗ dầu trên vỏ gối.
Thông thường nhiệt độ vòng bi tăng lên từ từ sau khi khởi động máy đến khi chạy ổn định sau khoảng 1-2 tiếng đồng hồ. Nhiệt độ vòng bi khi chạy ổn định phụ thuộc vào tải, tốc độ quay và đặc tính truyền nhiệt của máy. Sự bôi trơn không đủ hay lắp ráp không đúng có thể gây ra nhiệt độ ổ bi tăng nhanh chóng. Những trường hợp như vậy cần tạm thời ngừng và có biện pháp khắc phục.

4.4 Ảnh hưởng của sự bôi trơn
Mục đích chính của sự bôi trơn là giảm ma sát và giảm sự mài mòn bên trong vòng bi tránh hư hỏng sớm vòng bi. Chất bôi trơn cung cấpnhững ưu điểm sau:
- Giảm ma sát và mài mòn: màng dầu giúp giảm ma sát, sự mài mòn và ngăn ngừa sự tiếp xúc trực tiếp của các chi tiết kim loại như bi, vòng trong, vòng ngoài và vòng giữ bi.
- Kéo dài tuổi thọ mỏi của kim loại: phụ thuộc vào độ nhớt và độ dày của màng dầu giữa các bề mặt tiếp xúc. Màng dầu càng dày sẽ giúp kéo dài tuổi thọ mỏi, và nếu độ nhớt thấp sẽ dẫn đến màng dầu nhỏ và nếu độ nhớt quá thấp sẽ dẫn đến không đủ tạo màng dầu.
- Giảm sự sinh nhiệt do ma sát và tác dụng làm mát: Sự tuần hoàn dầu bôi trơn giúp đưa nhiệt sinh ra do ma sát ra khỏi gối nhằm ngăn ngừa vòng bi quá nhiệt và dầu bị biên chất.
- Có tác dụng làm kín và ngăn ngừa gỉ sét: sự bôi trơn đủ cũng giúp ngăn tạp chất xâm nhập từ bên ngoài vào vòng bi và bảo vệ nó chống lại sự ăn mòn và gỉ sét.

4.5 Lựa chọn chất bôi trơn
Có hai phương pháp chính bôi trơn vòng bi: bôi trơn bằng mỡ và bôi trơn bằng dầu. Lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc điều kiện và mục đích sử dụng để đạt được sự vận hành tốt nhất của vòng bi. 

Xin mời các bạn xem tiếp Phương pháp chuẩn đoán sự hư hại của vòng bi, bạc đạn (Phần 2)


Tin tức liên quan