Độ dịch chuyển vòng bi là gì?
Trong hoạt động hàng ngày của thiết bị cơ khí, ổ trục, là một trong những thành phần cốt lõi, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải và hỗ trợ. Tuy nhiên, hiện tượng rò rỉ ổ trục thường gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đến hoạt động bình thường của thiết bị. Hôm nay, chúng ta hãy đi sâu vào rò rỉ ổ trục là gì, nguyên nhân, tác động và các biện pháp đối phó tương ứng.
1 Hiện tượng vòng bi bị trượt là gì?
Độ trượt vòng bi là sự dịch chuyển tương đối giữa vòng trong hoặc vòng ngoài của vòng bi và trục hoặc vỏ, dẫn đến ma sát hoặc mài mòn. Cụ thể, khi vòng trong trượt so với trục, thì được gọi là độ trượt vòng trong; khi vòng ngoài trượt so với vỏ vòng bi, thì được gọi là độ trượt vòng ngoài.
Trong những trường hợp bình thường, sự khớp nối giữa ổ trục và trục, cũng như giữa ổ trục và vỏ, thường là khớp nối can thiệp hoặc khớp nối chuyển tiếp. Điều này dẫn đến ma sát tĩnh đáng kể, đảm bảo sự bất động tương đối và năng lượng cơ học được truyền qua sự quay của các phần tử lăn giữa các vòng trong và ngoài. Tuy nhiên, khi trạng thái tĩnh này bị phá vỡ, hiện tượng biến dạng sẽ xảy ra.
2. Nguy cơ vòng bi bị dịch chuyển
Hiện tượng vòng bi bị biến dạng có tác động cực kỳ tiêu cực đến hoạt động bình thường của thiết bị cơ khí, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
(1) Sự mài mòn linh kiện tăng tốc
Sự dịch chuyển vòng bi làm tăng tốc độ mài mòn của các bộ phận như trục và vỏ ổ trục. Trong quá trình dịch chuyển, ma sát tăng có thể gây ra các vết xước hoặc thậm chí là các rãnh hình thành trên bề mặt trục hoặc vỏ ổ trục. Sự mài mòn này không chỉ làm giảm độ chính xác của thiết bị mà còn có thể dẫn đến hỏng hóc hoàn toàn.
(2) Giảm hiệu quả hoạt động
Vòng bi bị kéo giãn làm tăng ma sát, chuyển đổi một lượng lớn năng lượng thành nhiệt và tiếng ồn lãng phí. Điều này không chỉ làm giảm hiệu quả hoạt động của thiết bị cơ khí mà còn có thể gây ra các vấn đề bổ sung, chẳng hạn như hỏng chất bôi trơn hoặc vòng bi quá nhiệt.
(3) Tác động đến độ chính xác của thiết bị
Độ dịch chuyển vòng bi có thể làm giảm độ chính xác của thiết bị, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị. Ví dụ, trong thiết bị có độ chính xác cao, độ dịch chuyển vòng bi có thể khiến thiết bị không đáp ứng được các thông số kỹ thuật thiết kế, do đó ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả sản xuất.
(4) Tăng chi phí bảo trì
Vòng bi bị kéo giãn có thể dẫn đến hỏng hóc thiết bị thường xuyên, tăng tần suất bảo trì và chi phí. Nếu vấn đề vòng bi bị kéo giãn không được giải quyết kịp thời, nó có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị nghiêm trọng hơn, có khả năng phải thay thế toàn bộ máy.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng vòng bi bị trượt (Vòng ngoài của vòng bi bị xoay)
(1) Các vấn đề về dung sai phù hợp
Dung sai lắp giữa ổ trục và trục (hoặc vỏ ổ trục) của nó phải tuân thủ các yêu cầu nghiêm ngặt. Các thông số kỹ thuật, cấp chính xác, điều kiện tải và môi trường làm việc khác nhau yêu cầu dung sai lắp khác nhau. Nếu chọn dung sai lắp không phù hợp, chẳng hạn như sử dụng lắp khe hở, lực ép lẫn nhau sẽ giảm. Điều này có thể khiến trục (hoặc ổ trục) mất vị trí tĩnh và bắt đầu trượt dưới tác động của mô-men xoắn, dẫn đến hiện tượng vòng bi bị biến dạng.
(2) Độ chính xác gia công và lắp đặt không đủ
Không đáp ứng được các tiêu chuẩn bắt buộc về dung sai gia công, độ nhám bề mặt và độ chính xác lắp ráp của trục, ổ trục hoặc vỏ ổ trục sẽ ảnh hưởng đến dung sai lắp ráp, dẫn đến hiện tượng vòng bi bị biến dạng. Ví dụ, trong quá trình tháo rời hoặc lắp ráp lại ổ trục, gờ có thể bị loại bỏ hoặc biến dạng, khiến đường kính trục co lại hoặc đường kính lỗ mở rộng. Điều này làm tăng khoảng hở lắp ráp và phá vỡ dung sai thích hợp.
(3) Các vấn đề vật chất
Các loại ổ trục khác nhau yêu cầu sử dụng thép ổ trục tương thích có độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn cao. Hệ số ma sát của hợp kim ổ trục phải thấp để đảm bảo hoạt động bình thường và giảm khả năng ổ trục bị biến dạng.
(4) Các yếu tố khác
- Bôi trơn kém : Mỡ bôi trơn không đủ hoặc kém chất lượng có thể làm tăng ma sát trong quá trình hoạt động của ổ trục, có khả năng dẫn đến hiện tượng ổ trục bị trượt.
- Vận hành thiết bị bất thường : Các vấn đề về thiết bị như động cơ quá tải trong thời gian dài hoặc trục động cơ và khớp nối không thẳng hàng có thể gây thêm áp lực lên ổ trục và dẫn đến hiện tượng biến dạng.
- Yếu tố môi trường : Điều kiện vận hành khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao, độ ẩm hoặc tiếp xúc với khí ăn mòn, có thể làm tăng tốc độ mài mòn ổ trục, giảm độ chính xác khi lắp và cuối cùng gây ra hiện tượng vòng bi bị biến dạng.
Biện pháp đối phó với hiện tượng vòng ngoài/vòng trong của ổ trục bị dịch chuyển
(I) Biện pháp phòng ngừa
- Kiểm soát chặt chẽ dung sai lắp đặt : Trong giai đoạn thiết kế và lựa chọn thiết bị, hãy chọn ổ trục và dung sai lắp đặt phù hợp dựa trên điều kiện làm việc thực tế để đảm bảo độ vừa vặn giữa ổ trục, trục và vỏ ổ trục đáp ứng được các yêu cầu.
- Cải thiện độ chính xác gia công và lắp đặt : Tăng cường kiểm soát chất lượng quy trình gia công trục, ổ trục và vỏ ổ trục, đảm bảo độ chính xác gia công và độ nhám bề mặt đạt tiêu chuẩn. Trong quá trình lắp đặt, tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu quy trình để tránh thay đổi khe hở lắp do lắp đặt không đúng cách.
- Sử dụng vật liệu chất lượng cao : Chọn vật liệu ổ trục phù hợp dựa trên điều kiện vận hành của thiết bị để đảm bảo ổ trục có đủ độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn.
- Tăng cường quản lý bôi trơn : Kiểm tra thường xuyên số lượng và chất lượng mỡ bôi trơn, và kịp thời đổ đầy hoặc thay thế để đảm bảo ổ trục hoạt động trong tình trạng được bôi trơn tốt.
- Thực hiện bảo trì và kiểm tra thường xuyên : Thiết lập hệ thống bảo trì thường xuyên cho thiết bị. Kiểm tra định kỳ tình trạng hoạt động của ổ trục, bao gồm nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn. Xử lý ngay bất kỳ bất thường nào.
(II) Biện pháp sửa chữa
Chiến lược ứng phó phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của hiện tượng vòng bi bị trượt. Đối với các trường hợp trượt nhẹ, thường không cần xử lý đặc biệt. Chỉ cần tăng cường giám sát và kiểm tra định kỳ tình trạng hoạt động của vòng bi, chẳng hạn như nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn. Nếu tình trạng hoạt động của vòng bi không bị suy giảm đáng kể, có thể tiếp tục sử dụng, nhưng cần đảm bảo bảo dưỡng và bôi trơn thường xuyên.
Đối với hiện tượng vòng bi bị biến dạng nghiêm trọng, cần thực hiện các biện pháp sửa chữa sau:
- Ống lót : Thêm một ống lót kim loại vào bề mặt trục hoặc vỏ ổ trục để khôi phục độ chính xác khi lắp ráp.
- Rỗ : Tạo các lỗ nhỏ trên bề mặt trục hoặc vỏ ổ trục để tăng ma sát và ngăn ngừa hiện tượng trượt.
- Hàn đắp : Phủ một lớp kim loại chống mài mòn, chống ăn mòn hoặc chịu nhiệt lên bề mặt của bộ phận.
- Mạ chổi : Sử dụng phương pháp điện hóa để tạo lớp phủ trên bề mặt của linh kiện.
- Phun nhiệt : Làm nóng chảy vật liệu phun và phun chúng thông qua luồng khí tốc độ cao để tạo thành lớp phủ trên bề mặt của chi tiết.
- Phủ laser : Phủ vật liệu phủ lên bề mặt linh kiện bằng công nghệ laser, đây là kỹ thuật cải tiến bề mặt mới.
Mặc dù hiện tượng vòng bi bị trượt là lỗi thiết bị thường gặp, nhưng việc hiểu rõ nguyên nhân và rủi ro cũng như áp dụng các biện pháp phòng ngừa và đối phó hiệu quả có thể giảm thiểu hiện tượng này, kéo dài tuổi thọ vòng bi và đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường.
