8 Cơ chế bôi trơn hỏng hóc cho vòng bi phần tử lăn

8 Cơ chế bôi trơn hỏng hóc cho vòng bi phần tử lăn

 

8 Cơ chế bôi trơn hỏng hóc cho vòng bi phần tử lăn.Vòng bi phần tử lăn là một số thành phần cơ khí được sử dụng thường xuyên nhất cần có chất bôi trơn. Ứng dụng của chúng rất rộng, từ các ổ đỡ bộ điều chỉnh núm nhỏ, không quan trọng đến các ổ trục chính của tuabin gió lớn, quan trọng.

Nói chung, vòng bi có xu hướng bị hỏng trước tuổi thọ thiết kế của chúng. Điều này thường là do các yếu tố môi trường và vận hành không được kiểm soát hoặc xem xét khi chọn chất bôi trơn. Trong bài viết này, tôi sẽ đề cập đến vòng bi có phần tử lăn đơn giản là vòng bi. Tuy nhiên, điều này không nhất thiết phải giải quyết chủ đề vì nó liên quan đến ổ trục tạp chí.

Bất kể vòng bi có đạt đến tuổi thọ thiết kế hay không, tuổi thọ bạn nên cố gắng đạt được từ vòng bi của mình phải dựa trên trạng thái tham chiếu tối ưu (ORS). Khi xem xét ứng dụng của một vòng bi và các mục tiêu liên quan đến độ tin cậy của nó, một chiến lược bảo trì nhất định nên được triển khai để giúp đạt được lợi tức đầu tư được tối ưu hóa.

Ví dụ: nếu kết quả của sự cố vòng bi không dẫn đến bất kỳ thời gian ngừng hoạt động ngay lập tức nào và chi phí hành động khắc phục là không đáng kể khi so sánh với việc sử dụng bảo trì chủ động và dự đoán thường xuyên trong suốt tuổi thọ của vòng bi, thì chiến lược chạy tới khi hỏng hóc có thể là ORS.

42%các chuyên gia bôi trơn cho biết ô nhiễm là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc vòng bi tại nhà máy của họ, theo một cuộc thăm dò gần đây tại MachineryLubrication.com

Không có gì lạ khi các vòng bi nhỏ (với hệ số tốc độ thấp) được giữ kín mà không cần bôi trơn lại và cần bảo dưỡng rất ít. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, lịch trình tái bôi trơn được lựa chọn cẩn thận và một chiến lược bảo trì toàn diện hơn là bảo trì phản ứng đơn thuần sẽ được khuyến nghị, tùy thuộc vào trạng thái tham chiếu tối ưu.

Khi thực hiện các chế độ hỏng hóc và phân tích ảnh hưởng ( FMEA ) trên ổ trục, một loạt câu hỏi phải được đặt ra. Chúng sẽ bao gồm những điều sau:

  • Loại ứng dụng nào mà vòng bi chịu được?
  • Ứng dụng thực hiện chức năng gì cho các mục tiêu của tổ chức? (Mức độ quan trọng của thiết bị chứa ổ trục?)
  • Các chế độ thất bại tiềm ẩn là gì? (Máy có thể bị lỗi theo những cách nào?)
  • Ảnh hưởng của các chế độ hỏng hóc là gì? (Hậu quả của việc thất bại trong hoạt động là gì?)
  • Mức độ nghiêm trọng của từng tác động này là gì? (Tác động tương đối của các chế độ lỗi này đối với hoạt động là gì?)
  • Cơ chế lỗi cho mỗi chế độ lỗi là gì? (Nguyên nhân sâu xa là gì?)
  • Khả năng tồn tại của cơ chế thất bại là bao nhiêu? (Xác suất của cơ chế thất bại là gì?)
  • Những cơ chế phát hiện lỗi nào được triển khai? (Có những phương pháp nào để dự đoán sự cố?)
  • Cơ chế phát hiện hiệu quả như thế nào? (Xác suất phát hiện lỗi sớm là bao nhiêu?)

Với câu trả lời cho những câu hỏi này, một số rủi ro / ưu tiên có thể được tính toán và các khuyến nghị cho chiến lược bảo trì tốt nhất được xác định.

Bài viết này nêu bật các cơ chế hư hỏng phổ biến nhất đối với ổ trục do bôi trơn (hoặc thiếu). Khi phân tích các cơ chế hư hỏng này, người ta có thể thực hiện FMEA bôi trơn.

Với cách tiếp cận này, các câu hỏi được đặt ra tương tự như trong máy FMEA đã thảo luận trước đó, nhưng trong trường hợp này, nguyên nhân gốc rễ hỏng hóc của chất bôi trơn được xác định cũng như cách chúng có thể dẫn đến việc không cung cấp chất bôi trơn cho máy.

Trong cuốn sách của ông, Phân tích hư hỏng máy móc và Khắc phục sự cố, Vol. 2 , Heinz Bloch tuyên bố, “Các vấn đề liên quan đến bôi trơn vòng bi, theo kinh nghiệm của chúng tôi, thường gặp nhất là do thiếu chất bôi trơn hoặc nhiễm bẩn chất bôi trơn.” Thông tin này không mới và đã được các nhà sản xuất vòng bi và người dùng cuối nhắc lại thông qua vô số phân tích nguyên nhân gốc lỗi (FRCA). Nhưng tại sao?

 

Hãy xem xét rằng các phần tử lăn trong vòng bi bám trên một màng chất bôi trơn mỏng (thường nhỏ hơn 1 micron) ở bề mặt giao phối của vòng bi. Với diện tích tiếp xúc nhỏ, áp lực tác động lên bề mặt có thể vượt quá 500.000 pound trên inch vuông (psi).

Nếu bất kỳ chất bôi trơn nào bị thay thế bởi một chất bẩn bên ngoài, chẳng hạn như bụi bẩn hoặc nước, tại các vùng tải trọng quan trọng này, vòng bi cuối cùng sẽ bị mài mòn tăng lên. Nếu mài mòn quá mức, tuổi thọ của vòng bi sẽ giảm đi đáng kể. Kết quả là hỏng ổ trục do nhiễm bẩn.

Nhưng ngay cả khi giảm thiểu sự nhiễm bẩn, nếu chất bôi trơn được chọn cho ứng dụng không đáp ứng các yêu cầu về vận hành và môi trường, sự cố ổ trục do chất bôi trơn sẽ xảy ra.

Do đó, cho dù đó là nhiễm bẩn quá mức hay bôi trơn không đúng cách, điều quan trọng là phải hiểu nguyên nhân gốc rễ có thể góp phần gây ra lỗi cơ chế bôi trơn cùng với những lý do phổ biến nhất khiến vòng bi sớm hết tuổi thọ. Sau đây là tám cơ chế bôi trơn hỏng hóc hàng đầu cho vòng bi phần tử lăn:

1. Dầu nhớt không phù hợp

Đầu tiên, bạn phải chọn chất bôi trơn chính xác cho ứng dụng. Các đặc tính cơ bản, chẳng hạn như độ nhớt, gói phụ gia và độ đặc (đối với mỡ), cần được lựa chọn cẩn thận dựa trên loại ổ trục, hệ số tốc độ và điều kiện vận hành.

Nếu các yếu tố này không được xem xét kỹ lưỡng và sử dụng chất bôi trơn không phù hợp, chất bôi trơn có thể bị căng quá mức hoặc không đủ cho nhu cầu bôi trơn của máy. Trong cả hai trường hợp, ổ trục sẽ có khả năng bị mài mòn sớm và hỏng hóc. Đọc Lựa chọn chất bôi trơn chính xác cho các ứng dụng vòng bi để biết thêm chi tiết.

2. Thiếu chất bôi trơn

Đối với các ứng dụng ổ trục được bôi trơn, khối lượng và tần suất bơm lại chính xác phải được thiết lập để đảm bảo các vùng tải của ổ trục được bôi trơn đúng cách. Quá nhiều thời gian giữa các khoảng cách nhau hoặc bôi quá ít dầu mỡ sẽ gây ra tình trạng quá nhiều biên và mòn ổ trục. Hãy nhìn vào Những nguy cơ tiềm ẩn của việc đói dầu nhờn .

Loại cơ chế hư hỏng này cũng có xu hướng kích hoạt phản ứng dây chuyền của các cơ chế hư hỏng khác, chẳng hạn như điều kiện chạy nóng và tạo ra các hạt mài mòn, tiếp tục kéo dài chế độ hỏng hóc. Ngay cả trong các ứng dụng dầu, thường xuyên theo dõi mức dầu có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa bôi trơn tối ưu và không bôi trơn.

3. Dầu nhờn dư thừa

Nhiều dầu mỡ hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Khi cho quá nhiều dầu mỡ vào ổ trục trong các ứng dụng tốc độ trung bình đến cao, nhiệt độ sẽ tăng lên từ quá trình khuấy và máy phải làm việc nhiều hơn để khắc phục ma sát chất lỏng. Khi nhiệt độ tăng lên đối với lượng dầu mỡ quá mức, độ nhớt sẽ giảm xuống và các tác động xấu khác sẽ xảy ra sau đó.

Perspective Hot bearings 122016

4. Điều kiện chạy nóng

Vòng bi chạy ở nhiệt độ cao hơn dự kiến ​​có thể là nguyên nhân gốc rễ hoặc một triệu chứng. Nếu vòng bi tiếp xúc với môi trường bên ngoài quá nóng, điều này cho thấy nguyên nhân gốc rễ.

Nếu sự gia tăng nhiệt độ là từ một điều kiện bên trong, thì đây sẽ là một triệu chứng với các nguyên nhân gốc rễ có thể là chất bôi trơn quá nhiều, thiếu chất bôi trơn hoặc bị lệch. Bất kể nguồn gốc của điều kiện chạy nóng, nhiệt sẽ dẫn đến tăng quá trình oxy hóa chất bôi trơn , suy thoái nhiệt, cạn kiệt phụ gia, thay đổi độ nhớt và các chế độ hỏng hóc khác.

Nếu nguồn của nhiệt độ cao hơn là cơ học, thì đây có thể được xác định là một phần của quá trình FMEA.

5. Ô nhiễm chất rắn

Các chất gây ô nhiễm rắn có thể xâm nhập vào hệ thống theo một số cách, bao gồm thông qua chất bôi trơn mới, ăn vào từ cổng hoặc cửa sập, qua các vòng đệm bị lỗi, v.v. chủ yếu sẽ bao gồm silica và alumin.

Việc nhiễm bẩn quá mức sẽ dẫn đến hỏng chất bôi trơn, vì chất bôi trơn có khả năng sẽ không thể vượt qua các chế độ mài mòn khác nhau, như mài mòn ba thân. Ngoài ra, nếu chất gây ô nhiễm là chất xúc tác kim loại, chúng có thể góp phần làm phân hủy chất bôi trơn dưới dạng oxy hóa, đặc biệt khi kết hợp với nước, nhiệt độ cao hơn và không khí.

6. Ô nhiễm độ ẩm

Tương tự như các chất bẩn rắn, hơi ẩm có thể xâm nhập vào hệ thống theo nhiều cách khác nhau, bao gồm thông qua điểm vào không gian đầu, các vòng đệm hoặc dầu mới. Khi không gian trên đầu ẩm ướt, các chu kỳ nhiệt có thể khiến hơi ẩm thoát ra ngoài không khí, đổ mồ hôi lên các bề mặt và tìm đường đi vào dầu thông qua trọng lực. Độ ẩm có thể tồn tại trong chất bôi trơn dưới dạng nước hòa tan, nhũ tương hoặc nước tự do. Nước nhũ tương có khả năng phá hủy dầu cao nhất.

Nước không phải là chất bôi trơn tốt, vì vậy khi nó thay thế dầu trong vùng tải của ổ trục, nước sẽ sụp đổ, tạo ra sự cố bôi trơn và mài mòn cơ học. Nước cũng góp phần vào quá trình oxy hóa và thủy phân , với chất bôi trơn trải qua quá trình phân hủy hóa học vĩnh viễn và cạn kiệt phụ gia.

Những điều này có thể dẫn đến lỗi bôi trơn do thay đổi độ nhớt của chất bôi trơn, loại bỏ chức năng phụ gia và hình thành các chất bẩn, chất không hòa tan và axit khác. Tất nhiên, khi xem xét máy móc, nước là nguyên nhân chính gây ra rỉ sét.

7. Dầu nhớt hỗn hợp

Đổ đầy (nếu là dầu) hoặc đổ lại (nếu là mỡ) một ổ trục với chất bôi trơn sai có thể làm thay đổi đáng kể các đặc tính vật lý và hóa học của hỗn hợp chất bôi trơn tạo thành. Không chỉ các yếu tố như độ nhớt không đúng có thể ảnh hưởng đến việc bôi trơn mà các chất phụ gia cũng có thể phản ứng tiêu cực với nhau, cản trở chức năng của chúng. Đọc Rủi ro của việc trộn dầu mỡ để biết thêm về điều này.

8. Các chất ô nhiễm khác

Tùy thuộc vào loại máy, vòng bi có thể được đưa vào các hóa chất xử lý khác, chất gây ô nhiễm do thổi, glycol , v.v. Dựa trên loại chất gây ô nhiễm, chất bôi trơn có thể thay đổi về mặt hóa học hoặc vật lý, dẫn đến sự cố bôi trơn.

Kết luận, bất kể bạn có cơ chế hỏng hóc do chất bôi trơn hay chất gây ô nhiễm, kết quả sẽ dẫn đến các chế độ hỏng hóc do bôi trơn hoặc góp phần trực tiếp vào các chế độ hỏng hóc cơ học của ổ trục. Khi nhiều cơ chế hỏng hóc được kết hợp, khả năng xảy ra hỏng hóc của chất bôi trơn càng lớn.

Máy FMEA được thực hiện trên ổ trục bị hỏng có thể thường xuyên tiết lộ các dấu hiệu hao mòn cơ học cho biết lỗi đó có liên quan đến chất bôi trơn hay không, mặc dù thường hư hỏng trong giai đoạn cuối của một hỏng hóc nghiêm trọng sẽ phá hủy hoặc làm lu mờ bằng chứng về nguyên nhân gốc rễ thực sự của lỗi.

Trong những trường hợp này, tốt nhất là thực hiện phân tích chất bôi trơn (mỡ hoặc dầu) để phát hiện manh mối của nguyên nhân gốc rễ, như chất bôi trơn bị phân hủy nhiệt, mức độ chất gây ô nhiễm bất thường, thay đổi độ nhớt, v.v.

Khi xây dựng một kết luận, nó cũng giúp bao gồm các hồ sơ bảo trì có sẵn hoặc dữ liệu giám sát tình trạng, chẳng hạn như phân tích rung động , nhiệt kế hoặc nhật ký bảo trì về việc tái bôi trơn và kiểm tra.

Một lần nữa, chỉ vì sự cố bôi trơn đã xảy ra không nhất thiết có nghĩa là chất bôi trơn không đủ thể tích. Nhiều hỏng hóc liên quan đến quá nhiều thứ, chẳng hạn như độ nhớt hoặc số lượng của chất bôi trơn. Hơn nữa, nếu một chất gây ô nhiễm đang thay thế chất bôi trơn hoặc phá vỡ chức năng của chất bôi trơn, chất gây ô nhiễm sẽ là nguyên nhân cuối cùng gây ra sự cố bôi trơn.

Đọc thêm về bôi trơn ổ trục:

Cách bảo vệ vòng bi khỏi các yếu tố

Tại sao bạn nên kiểm tra việc xả mỡ ổ trục

Người giới thiệu

Troyer, D. (2000, tháng 5). “Quy trình FMEA đối với các lỗi bôi trơn.” Thực hành Phân tích Dầu .

Bloch, HP (1999). Phân tích lỗi máy móc và khắc phục sự cố. Tập 2. trang 79

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.