Chuẩn đoán nguyên nhân hư hỏng vòng bi phần 1

1. Giới thiệu chung
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:
 (1) 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.
 (2) 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 hỏng vòng bi. Tác động mạnh có thể gây vỡ hay nứt.
 (3) Sử dụng các dụng cụ hợp lý.
 (4) 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:
 (1) Vệ sinh vòng bi và các bộ phận xung quanh
 (2) Kiểm tra kích thước và tình trạng các bộ phận liên quan
 (3) Tiến hành theo quy trình lắp
 (4) Kiểm tra lần cuối xem vòng bi đã được lắp hợp lý chưa
 (5) 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 2.1: Các 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 2.2: 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.
		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
Rung động		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.