05 nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi bạn phải biết

Trong lĩnh vực phân tích rung động, chẩn đoán máy móc – việc phát hiện ra một vòng bi bị hư hỏng trước khi nó hư hỏng nặng phải thay thế là điều khả thi. Tuy nhiên việc phát hiện ra nguyên nhân gốc rễ để hạn chế hư hỏng cho những lần sau là điều thực sự quan trọng. Trong phần này chúng ta sẽ trao đổi về vấn đề nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi.

Vòng bi thực tế là trái tim của thiết bị quay vì tất cả các tải trọng đều truyền qua vòng bi và đi ra thân máy. Chính vì vậy, nếu chúng ta có thể phát hiện ra sớm lỗi vòng bi và cải tiến cho những lần sau thì chúng ta có thể giảm thiểu thời gian dừng máy để thay vòng bi, tiết kiệm chi phí phụ tùng và cả chi phí về nhân lực và nâng cao độ tin cậy của máy móc.

Nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi

Cơ bản thì vòng bi cần các yêu tố bên dưới để có thể vận hành với tuổi thọ cao nhất:

1. Vệ sinh sạch sẽ trước khi đưa vào vận hành.
2. Bôi trơn đúng và đủ.
3. Chế độ lắp đúng, vận hành đúng với tải trọng cho phép.
4. Sử dụng cho ứng dụng thích hợp.
5. Vận hành với tốc độ và nhiệt độ cho phép.

Năm yêu cầu kể trên dường như là đủ để đảm bảo vòng bi vận hành vời tuổi thọ cao nhất. Hầu hết các kỹ sư bảo trì và các nhà sản xuất đều đồng ý với các yêu cầu trên. Tuy nhiên, đôi khi vòng bi vẫn hỏng, vậy nguyên nhân là do đâu?

05 nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi

I – Vệ sinh không sạch sẽ

Nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi – Vệ sinh không sạch sẽ

Vòng bi phải được sản xuất, đóng gói, vận chuyển, bảo quản và lắp đặt hết sức cẩn thận như một chi tiết máy siêu chính xác. Khi bảo quản vòng bi trong điều kiện không tốt, khí ẩm và bụi bẩn sẽ xâm nhập vào trong và gây rỉ sét vòng bi.

Vòng bi nên được bảo quản nơi khô ráo với nhiệt độ từ 0 – 40^oC, độ ẩm không quá 70% và có chất bảo vệ chống ăn mòn.

Tuyệt đối không mở bao bì và dùng tay để tiếp xúc trực tiếp. Chỉ mở bao bì khi vòng bi chuẩn bị được lắp đặt. Nếu bạn buộc phải mở bao bì để kiểm tra thì hãy mang bao tay và xịt chất chống rỉ vào vòng bi trước khi đóng gói lại.

Luôn lau chùi sạch sẽ khu vực làm việc, lau chùi sạch sẽ công cụ … “ Chậm mà chắc”.

II – Bôi trơn

Nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi – bôi trơn

Với vòng bi, bôi trơn là cực kỳ quan trọng. Chúng ta buộc phải bôi trơn đúng và đủ – không được bôi trơn thừa hay thiếu (có thể kiểm tra bằng siêu âm). Dùng chất bôi trơn với độ nhớt thích hợp, chịu được nhiệt độ sinh ra trong quá trình vận hành.

Các chất bôi trơn không nên được trộn lẫn. Chất bôi trơn luôn phải sạch sẽ – kiểm tra bằng máy hoặc xem các lõi lọc.

Dụng cụ dùng để bôi trơn cũng phải được lau chùi sạch sẽ – đôi khi phải chuẩn như trong phòng thí nghiệm. Đã biết bao nhiêu người trong chúng ta “lượm” đại một cây súng bơm mỡ bẩn thỉu nào đó treo kế bên một cái kho bẩn thỉu và bỏ những gram mỡ không thể bẩn hơn để xịt vào những cái vú mỡ bẩn chưa từng thấy? Dù bẩn ở quá trình nào đi chăng nữa thì bạn cũng sẽ giết vòng bi của bạn một cách nhanh chóng.

III – Lắp đặt và tải trọng không đúng

Nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi – Tháo lắp vòng bi

Chế độ lắp đúng và tại trọng đúng: Lắp có độ dôi là điều bắt buộc với vòng bi, để làm được điều đó thì chúng ta phải kiểm tra dung sai của trục trước khi lắp. Chế độ lắp tùy theo tải trọng tính toán và khuyến cáo của nhà sản xuất vòng bi – chúng tôi sẽ bàn chi tiết về vấn đề này trong những bài viết sau. Tuy nhiên hầu hết các bạn có thể tra cứu trong các catalogue của vòng bi.

Để lắp chặt thì việc dùng công cụ hợp lý là điều quan trọng:

• Với vòng bi nhỏ (đường kính ngoài <110 MM): chúng ta nên sử dụng bộ đóng để đảm bảo lực ép được phân bồ đồng đều. Tuyệt đối không bao giờ đóng vào vòng tĩnh (thường là vòng ngoài).
• Đối với vòng bi to (vòng ngoài có đường kính trên 110 MM): chúng ta có thể sử dùng máy gia nhiệt vòng bi do hãng TM – Hà Lan cung cấp. Một trong những điều cần lưu ý là nhiệt độ giãn nở của vòng trong và vòng ngoài phải đồng đều nhau (chênh lệch nhiệt độ không quá 30^oC) – rất tiện lợi nếu máy có hai cảm biến nhiệt độ. Và nhiệt độ nung vòng bi không được quá 120^oC, nếu không chúng ta sẽ gập trường hợp biến dạng về kích thước và dung sai vòng bi.

Khe hở vòng bi cũng là một điều tối quan trọng, nếu vòng bi có khe hở âm sau khi lắp thì chắc chắn rằng nó chỉ chạy được vài tiếng. Nếu vòng bi có khe hở qua lớn so với quy định (tra catalogue của nhà sản xuất) thì nó sẽ suy giảm tuổi thọ và gây rung động máy. Như vậy lựa chọn khe hở vòng bi (C2, C0, C3, C4…) là một điều quan trọng mà chúng ta phải tính toán dựa trên tốc độ quay và bảng tra của nhà sản xuất.

IV – Dùng không đúng ứng dụng

Có rất nhiều thể loại vòng bi trên thế gian này: bi cầu, bi đũa, rế đồng, rế thép, bi tự bôi trơn, bi ceramic, bi inox… Bởi vì mỗi loại sẽ vận hành tốt trong ứng dụng này nhưng lại trở nên tồi với ứng dụng khác. Không phải cứ vòng bi đặt tiền như rế đồng là tốt – rế đồng rất tốt cho tải va đập, tốc độ chậm và khả năng hình thành bôi trơn kém. Tuy nhiên, với tốc độ cao thì rế đồng là điều không cần thiết và đôi khi nó còn gây tác động phụ vì moment quán tính cao.

Thế nên, việc lựa chọn vòng bi cho một ứng dụng phải tuân theo yêu cầu của nhà sản xuất vòng bi hoặc các kỹ sư ứng dụng. Không lựa chọn vòng bi dựa trên giá rẻ hoặc chỉ vì nó lắp vừa … bởi vì một vài vòng bi cầu có kích thước giống như vòng bi đũa hoặc ngược lại.

V – Nhiệt độ và tốc độ vận hành sai

Nguyên nhân gây hư hỏng vòng bi – Nhiệt độ vòng bi

Vòng bi sẽ luôn sinh nhiệt, vấn đề là nhiều hay ít – bởi vì luôn có ma sát trong vòng bi. Một khi vòng bi nóng hơn, nó sẽ nở ra – bởi vì đó là sắt thép. Và khi nó nở ra thì tất nhiên khe hở vòng bi sẽ thay đổi. Chúng ta luôn phải lưu ý điều này khi lựa chọn vòng bi. Bất cứ một loại vòng bi cụ thể nào cũng có giới hạn về tốc độ, tải trọng và nhiệt độ mà bạn nên tham khảo catalogue trước khi đưa vào sử dụng. Phải luôn chắc chắn là vòng bi hay gối vòng bi có khả năng tản nhiệt ra môi trường. Một cái gối mà có lớp bụi dày vô đối thì nó sẽ hoạt động như 1 cái mền – tất cả nhiệt sẽ được ủ trong đó… do vậy, GIỮ VỆ SINH SẠCH SẼ CHO THIẾT BỊ CỦA BẠN!

Nếu vòng bi có hệ thống làm mát hay bôi trơn tuần hoàn thì hãy chắc rằng các thiết bị ấy luôn được giữ sạch sẽ bằng cách kiểm tra lõi lọc của bạn.

 

CÓ MỘT VÀI YẾU TỐ MÀ CÓ THỂ GÂY NHẦM LẪN KHI PHÂN TÍCH VÒNG BI:

• Nắp chắn mỡ của vòng bi – có trong vòng bi cầu – thường gây ra bụi do mòn.
• Các hạt mài trong chi tiết máy.
• Thiếu bôi trơn – nhìn ở miền tần số cao 15kHz – 20 kHz; và cẩn thận nếu bạn có bơm, đôi khi nó là xâm thực. Tuy nhiên cũng dễ thôi, chúng tôi sẽ trình bày ở bài viết sau.
• Phổ tần số của bành răng đôi khi trùng vòng bi: lúc này bạn nên nhìn vào timewave để tìm shocks.
• Các khớp nối cần được bôi trơn – nhầm lẫn với bôi trơn vòng bi – khi này bạn nên dùng Phương pháp loại trừ – hoặc nếu bạn có thiết bị siêu âm thì thật tuyệt vời, bạn có thể khoanh vùng nó một cách dễ dàng.