Tối ưu hoá tuổi thọ vòng bi

Lý thuyết về một vòng bi vĩnh cửu chỉ có được khi vận hành ở điều kiện lý tưởng và khi mà tải tác động không vượt quá giới hạn chịu đựng của kim loại, tuổi thọ vòng bi sẽ không bị giới hạn bởi độ mỏi của kim loại, và trong thực tế, có thể vượt quá tuổi thọ của máy móc. Nhưng trong các điều kiện vận hành thực tế, với các điều kiện khác nhau thì tuổi thọ của vòng bi cũng bị ảnh hưởng khác nhau.

Những hư hỏng do quá trình thao tác lắp đặt sai, để nhiễm bẩn vòng bi có thể làm giảm tuổi thọ của vòng bi. Vòng bi phải được lưu kho đúng cách, tháo lắp, kiểm tra và theo dõi tình trạng làm việc tốt. Mức độ sạch trong quá trình lắp ráp vòng bi đặc biệt ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của vòng bi. Để tối ưu hoá hoạt động và tăng tuổi thọ thì phụ thuộc rất nhiều việc bôi trơn có đúng cách hay không và bảo vệ tránh nhiễm bẩn và sự ăn mòn.
Người sử dụng nên nắm một số quy tắc chung sau đây trong việc ngăn ngừa các hư hỏng sớm cho vòng bi.

Theo dõi tình trạng làm việc của vòng bi cho phép chúng ta biết sớm được các dấu hiệu hư hỏng để khắc phục.

Bảo quản tốt

Vòng bi, nếu còn nguyên bao bì đóng gói ban đầu của nhà sản xuất, có thể được lưu kho trong tình trạng tốt trong nhiều năm trong điều kiện môi trường bảo quản sạch, không bụi bẩn, độ ẩm thấp, tránh nơi va chạm và có chấn động. Tránh cất giữ vòng bi trực tiếp trên sàn.

Đối với vòng bi lớn nên đặt nằm và được đỡ các phía của vòng trong và ngoài. Nếu đặt ở vị trí đứng, trọng lượng của các vòng và các viên bi có thể gây ra méo cục bõ do các vòng này có thành mỏng.

Độ sạch của các vòng bi là hết sức quan trọng. Tất cả vòng bi phải được bảo quản sạch sẽ. Khi bị nhiễm bẫn và có sự ăn mòn sẽ dẫn đến làm ngắn tuổi thọ của bất cứ vòng bi nào.

Người sử dụng nên chú ý khi bảo quản loại vòng bi có nắp đậy kín trong khoảng thời gian dài. Tính chất bôi trơn của mỡ được sử dụng để điền vào các vòng bi có thể làm vòng bi bị hỏng do làm rơi rớt vòng bi dễ dàng khi vận chuyển.

Thao tác xử lý và lắp đặt vòng bi

Do các chi tiết của vòng bi có độ chính xác lớn, nên đòi hỏi phải hết sức cẩn thận khi xử lý và lắp đặt chúng bằng dụng cụ thích hợp. Lắp đặt chính xác cũng góp phần làm tăng tuổi thọ vòng bi.

Thống kê có 16% nguyên nhân gây hư hỏng sớm vòng bi là do lắp đặt sai, thường là sử dụng lực tác động lớn, không có sẵn các dụng cụ tháo lắp chuyên dụng và làm sai phương pháp. Đối với công việc lắp đặt đơn riêng lẻ, để lắp đặt vòng bi đúng và hiệu quả có thể dùng phương pháp thuỷ lực, nhiệt hoặc dụng cụ cơ khí, việc lựa chọn phương pháp nào cho hợp lý nó phụ thuộc vào kích cỡ và loại vòng bi. Đối với đa số vòng bi thì lực tác động khi lắp đặt không được tác động trực tiếp qua các viên bi.

Đối với công việc lắp đặt chuyên nghiệp, sử dụng kỹ thuật và dụng cụ chuyên dùng, có thể giúp bạn giảm thời gian. Sau đây là các gợi ý khác khi lắp vòng bi:

• Đảm bảo vòng bi và trục sạch sẽ và không bị trầy xước.
• Không tháo vòng bi ra khỏi bao bì gói của nhà sản xuất cho đến khi bắt đầu lắp.
• Không rửa vòng bi mới.
• Chỉ tác động lực ép lên vòng trong hoặc cả vòng trong ngoài cùng lúc khi lắp.
• Tác dụng lực tối thiểu cho phép và với khả năng kiểm soát của của phương pháp tiến hành là lớn nhất.

Tháo vòng bi

Một lý do tháo vòng bi là để thay mới. Khi tiến hành qúa trình tháo, phải hết sức cẩn thận tránh làm hư trục làm ảnh hưởng đến hiệu suất của máy. Tình trạng của trục ảnh hưởng lớn tới tuổi thọ của vòng bi mới.

Một lý do khác, tháo vòng bi cho việc bảo dưỡng hoặc thay thế các bộ phận khác của máy. Dụng cụ và phương pháp tháo phải thích hợp cho trường hợp này vì vòng bi sẽ được sử dụng lại (ngoại trừ bị hư hỏng trong quá trình tháo). Việc lựa chọn dụng cụ tháo phụ thuộc loại vòng bi, kích cỡ và kiểu lắp ghép.

Bôi trơn

Đối với vòng bi để độ tin cậy vận hành khi mang tải nặng ở tốc độ cao, chúng phải được bôi trơn đầy đủ để tránh có sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt kim loại với nhau (tạo ra ma sát) giữa các viên bi, rãnh bi và vòng giữ bi. Chất bôi trơn cũng làm hạn chế sự mài mòn và bảo vệ bề mặt vòng bi chống lại sự ăn mòn.

Thường có sẵn bảng lựa chọn việc sử dụng mỡ hay dầu bôi trơn cho vòng bi, và đặc biệt ngày nay, chất bôi trơn rắn đã được phát triển, nhất là phục vụ trong điều kiện nhiệt độ cực cao. Việc lựa chọn thực tế chất bôi trơn phụ thuộc trước hết vào điều kiện vận hành, như khoảng nhiệt độ làm việc, tốc độ và các ảnh hưởng khác.

Qua thời gian, chất bôi trơn phân bố trong vòng bi dần mất đi tính chất bôi trơn của nó, sau một thời gian làm việc cơ khí, bị thoái hoá và hình thành các tạp chất. Chính vì vậy, nếu bôi trơn bằng mỡ cần bổ sung thêm hoặc thay mới và đối với bôi trơn bằng dầu thì phải được lọc và thay mới định kỳ giúp tăng tuổi thọ vòng bi tới mức cao nhất.

Theo dõi tình trạng thiết bị


 

Để kéo dài tuổi thọ vòng bi, điều cần thiết là phải theo dõi tình trạng máy và vòng bi trong khi máy vận hành để có thể phát hiện sớm hư hỏng và xử lý trước khi nó phát triển. Điều này sẽ không chỉ làm giảm khả năng hư hỏng lớn mà còn cho phép lên kế hoạch vật tư và nhân lực, và kế hoạch sửa chữa hạng mục liên quan trong suốt thời gian ngừng máy.

Các thông số theo dõi tình trạng máy quan trong cần quan tâm theo dõi bao gồm: tiếng ồn, nhiệt độ, tốc độ, rung động, độ đồng tâm trục, tình trạng dầu bôi trơn, và tình trạng vòng bi. Có các thiết bị đo khác nhau sẽ giúp phân tích các thông số khác nhau.

Mất đồng tâm trục chiếm 50% nguyên nhân  phá hỏng máy. Dụng cụ cân chỉnh (trên hình)  sử dụng đơn giản và cho độ chính xác cao.

Mất đồng tâm trục

Mất đồng tâm trục chiếm 50% nguyên nhân phá hỏng máy. Khi máy bị hư hỏng sẽ làm tăng thời gian ngừng máy, không tạo ra sản phẩm và tăng các chi phí. Việc cân chỉnh sai sẽ làm tăng tải tác lên chi tiết máy, làm tăng mài mòn và lực kéo và đặt thêm ứng suất lên gối đỡ.

Mất đồng tâm trục xảy ra khi đường tâm quay của hai trục máy không cùng nằm trên một đường thẳng. thường có hai dạng mất đồng tâm (lệch theo phương song song và lệch góc), và hầu hết các trường hợp, mất đồng tâm gây ra cùng lúc bởi hai dạng này.

Mất đồng tâm trục ảnh hưởng lớn đến sự hoạt động của vòng bi. Mất đồng tâm trục tạo ra ma sát, ma sát này tạo ra lực tác động lên vòng bi của cả thiết bị dẫn động và bị dẫn.

Một vài trường hơp, mất đồng tâm trục gây ra tải tăng lên 20%, điều này làm giảm tuổi thọ tính toán khoản 50%.
Cân chỉnh đồng trục chính xác mang lại những lợi ích sau:

• Kéo dài tuổi thọ vòng bi,
• Tối thiểu ứng suất lên khớp nối
• Giảm các rủi ro về quá nhiệt và phá huỷ
• Tối thiểu mài mòn của vòng làm kín
• Hạ thấp rủi ro chất bôi trơn bị nhiễm bẩn và rò rỉ
• Giảm tiêu thụ năng lượng
• Tối thiểu rung động và tiếng ồn
• Tăng thời gian chạy máy.
• One Key Services