CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ THÀNH AN: Giải pháp cho vòng bi

Các dạng hư hỏng chính của vòng bi

Tróc rỗ bề mặt vòng bi do mỏi

• Độ ứng suất tiếp xúc của vòng bi thay đổi theo thời gian hoạt động. Sau một thời gian, các vết nứt tế vi phát triển thành tróc trên các rãnh và bề mặt của con lăn. Tróc này thường xảy ra với các vòng bi làm việc có vận tốc cao, chịu tải trọng lớn và được che kín tốt.

Bị mòn con lăn và vòng ổ

• Hư hỏng này thường xảy ra với các vòng bi có khả năng bôi trơn không tốt hoặc có các hạt kim loại rơi vào ổ trong quá trình hoạt động.
• Mòn là dạng hư hỏng chủ yếu xảy ra với các vòng bi trong ô tô, máy kéo, máy xây dựng...

Vỡ vòng cách

• Hư hỏng này xảy ra do lực ly tâm và tác dụng của con lăn gây nên, thường xảy ra với các vòng bi có vận tốc quay nhanh.

Vỡ con lăn và vòng ổ

• Đây là hiện tượng do động năng có va đập lớn hoặc do quá trình lắp ráp không chính xác làm vòng bị lệch hoặc con lăn bị kẹt.

Biến dạng dư bề mặt rãnh vòng bi và con lăn

• Hư hỏng này thường xảy ra đối với các vòng bi chịu tải nặng và vận tốc quay chậm.

Nguyên nhân làm giảm tuổi thọ vòng bi

• Để các vòng bi có thể làm việc lâu dài, chúng ta cần tìm hiểu các nguyên nhân làm giảm tuổi thọ vòng bi để tránh các nguyên nhân này. Dưới đây là những nguyên nhân chính:

Lắp đặt vòng bi không đúng cách

• Nguyên nhân này thường chiếm khoảng 16% trong các nguyên nhân làm giảm tuổi thọ của vòng bi. Hiện tượng này thường xảy ra do sử dụng lực quá mạnh hoặc sử dụng dụng cụ lắp đặt không phù hợp.

Bôi trơn ổ lăn không đúng cách

• Nguyên nhân này chiếm 36% trường hợp vòng bi bị giảm tuổi thọ. Do sử dụng các chất bôi trơn không đúng chủng loại và không phù hợp với yêu cầu.
• Vòng bi là một chi tiết máy khó tiếp cận, việc bôi trơn và bảo trì rất khó khăn. Vì vậy, quá trình bôi trơn phải được thực hiện cẩn thận, có thể sử dụng hệ thống bôi trơn tự động.

Sự nhiễm bụi bẩn của vòng bi

• Hiện tượng này chiếm 14% các nguyên nhân gây hỏng vòng bi. Nó xảy ra do đặc tính cấu tạo, các vòng bi hầu như không được che chắn trong quá trình hoạt động, dễ bị dính bụi bẩn. Con lăn sử dụng trong vòng bi là chi tiết yêu cầu độ chính xác cao và rất dễ bị hỏng.

Hiện tượng mỏi của vòng bi

• Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này là do máy hoạt động với tải trọng vượt quá tải trọng thiết kế của vòng bi, vòng bi không được bảo dưỡng thường xuyên. Điều này dẫn đến việc tuổi thọ vòng bi giảm nhanh chóng, nguyên nhân này thường chiếm tới 34%.

Vòng bi không đồng tâm

Nguyên nhân dẫn đến vòng bi không đồng tâm

• Nguyên nhân chính dẫn đến vòng bi không đồng tâm là sai số do lắp đặt nằm ngoài giới hạn cho phép, gây hiện tượng vòng bi hoạt động bị rung và có tiếng ồn.
• Mất đồng tâm giữa trục máy dẫn động và trục bị động.
• Để biết vòng bi không đồng tâm là do lệch tâm của ổ đỡ hay không, bạn cần kiểm tra lại sự đồng tâm trục của hai máy. Độ lệch tâm của vòng bi luôn tỷ lệ nghịch với tuổi thọ của nó.
• Khi lượng lệch tâm lớn hơn khe hở bên trong của vòng bi, tuổi thọ của nó sẽ ngắn lại. Tất cả các loại vòng bi đều có khe hở bên trong cho phép sự giãn nở nhiệt và một lượng nhỏ lệch tâm khi làm việc. Nếu khe hở này không đủ cho sự lệch tâm lớn, sẽ dẫn tới sự tiếp xúc của các bề mặt kim loại với nhau và gây ra ứng suất động làm vòng bi nhanh chóng bị hư hỏng.

Phương pháp xác định sự không đồng tâm của vòng bi

• Gắn đồng hồ đo kiểm tra mức độ lệch tâm Run - Out vòng ngoài của vòng bi.
• Gắn đồng hồ đo kiểm tra sự tiếp xúc với trục quay.
• Gắn đồng hồ đo so sánh lượng lệch tâm tĩnh và động của vòng ngoài với trục của vòng bi. Sử dụng đồng hồ kiểm tra tương tự với vòng trong của vòng bi, với đồng hồ gắn trên thân máy khi quay trục.
• Thông thường, các vòng bi có độ lệch cho phép là 1.0 mil/inch (1.0 milliradian). Với đường kính 4 inches, cho phép lệch 4,0 mil/inch (1mil = 0.025mm).

Biện pháp khắc phục hiện tượng không đồng tâm

• Cách đơn giản để kiểm tra các con lăn bị lệch tâm là quay trục từ từ và cảm nhận hoặc dùng ống nghe để nghe. Đây là cách thông thường hay làm mỗi khi tiến hành sửa chữa máy. Tuy nhiên, cách kiểm tra này phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của người thợ bảo dưỡng.
• Kiểm soát một hoặc tất cả các thông số sau của vòng bi:
  • Kiểm tra độ lắp chặt và độ chính xác khi gia công.
  • Kiểm tra dung sai lắp ghép.
  • Sử dụng dụng cụ và lực ép khi lắp.
  • Độ vuông góc của vai trục.

Kiểm tra các thông số vận hành của vòng bi

Kiểm tra tiếng ồn của vòng bi

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

Rung động của vòng bi

• Sử dụng thiết bị phân tích biểu đồ tần số dạng phổ để đo độ lớn của rung động và sự phân bố của các tần số để kiểm tra xác định các nguyên nhân của các bất thường của vòng bi. Việc theo dõi các hoạt động bất thường về rung động của vòng bi trong thời gian vận hành sẽ cung cấp rất nhiều thông tin hữu ích trong việc bảo trì.

Nhiệt độ vòng bi

• Nhiệt độ đo được bên ngoài vỏ của gối đỡ có thể dự tính được nhiệt độ của vòng bi. Ngoài ra, còn có thể đo trực tiếp từ vòng ngoài của vòng bi bằng cách đặt một đầu đi xuyên qua một lỗ dầu trên vỏ gối. Thông thường, nhiệt độ của vòng bi sẽ tăng lên từ từ khi bắt đầu khởi động máy đến khi chạy ổn định sau khoảng 1-2 tiếng đồng hồ. Khi vòng bi chạy ổn định, nhiệt độ của nó phụ thuộc vào tải, tốc độ quay và đặc tính truyền nhiệt của máy. Nếu sự bôi trơn không đủ hay việc lắp ráp không đúng, có thể làm nhiệt độ ổ bi tăng nhanh chóng.

Ảnh hưởng của sự bôi trơn với vòng bi

• Làm giảm ma sát và mài mòn: màng dầu của vòng bi giúp giảm ma sát và ngăn ngừa sự tiếp xúc trực tiếp của các chi tiết kim loại với nhau.
• Kéo dài tuổi thọ của vòng bi: tuổi thọ của vòng bi phụ thuộc vào độ nhớt, độ dày của màng dầu giữa các bề mặt tiếp xúc. Nếu màng dầu càng dày, tuổi thọ mỏi của vòng bi càng được kéo dài. Nếu độ nhớt thấp, màng dầu nhỏ và nếu như độ nhớt quá thấp, sẽ không đủ tạo màng dầu.
• Giảm sự sinh nhiệt do ma sát và có tác dụng làm mát.
• Làm kín và ngăn ngừa sự gỉ sét.

Chất bôi trơn

• Chất bôi trơn của vòng bi phụ thuộc vào điều kiện làm việc và mục đích sử dụng để đạt được sự vận hành tốt nhất cho vòng bi. Thông thường, người ta chọn loại chất bôi trơn bằng mỡ và bằng dầu.