Máy tính giới hạn nhiệt độ thành phần
Tính toán nhiệt độ hoạt động cho phép của các thành phần thiết bị
Các thông số tính toán
Dựa trên ISO 13381-1 và hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị
Giới hạn nhiệt độ
—
—
—
—
Phân loại vùng nhiệt độ:
Máy tính hoạt động như thế nào
Tiêu chuẩn tham khảo
Tiêu chuẩn quốc tế:
- ISO 13381-1 – Giám sát tình trạng và chẩn đoán máy móc – Dự báo
- IEC 60034-1 – Máy điện quay – Đánh giá và hiệu suất
- IEEE 112 – Quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn cho động cơ cảm ứng đa pha
- ISO 281 – Vòng bi lăn – Tải trọng động định mức và tuổi thọ định mức
- API 670 – Hệ thống bảo vệ máy móc (giám sát nhiệt độ)
Tính toán sự gia tăng nhiệt độ
Sự tăng nhiệt độ so với môi trường xung quanh được tính toán dựa trên:
- Thành phần tạo nhiệt
- Hiệu quả làm mát
- Chu kỳ nhiệm vụ và hệ số tải
- Điều kiện môi trường
Giới hạn nhiệt độ tiêu chuẩn
Nhiệt độ tối đa điển hình cho các thành phần thông thường:
- Vòng bi: 100-120°C (212-248°F)
- Vòng bi lăn: 110-130°C (230-266°F)
- Động cơ loại F: Điểm nóng 155°C (311°F)
- Dầu thủy lực: 60-80°C (140-176°F)
- Dầu hộp số: 80-90°C (176-194°F)
Giảm độ cao
Giới hạn nhiệt độ phải được giảm ở độ cao lớn:
- 0-1000m: Không giảm giá
- 1000-2000m: -5°C trên 1000m
- 2000-4000m: -10°C trên 1000m
- > 4000m: Cần cân nhắc đặc biệt
Lớp cách điện động cơ
Lớp học | Nhiệt độ tối đa | Sự gia tăng điển hình | Điểm nóng |
---|---|---|---|
A | 105°C | 60°C | +5°C |
B | 130°C | 80°C | +10°C |
F | 155°C | 105°C | +10°C |
H | 180°C | 125°C | +15°C |
Tác động của nhiệt độ
- Tuổi thọ ổ trục: Giảm một nửa cho mỗi 15°C trên mức định mức
- Tuổi thọ động cơ: Giảm một nửa cho mỗi 10°C trên mức định mức
- Tuổi thọ dầu: Giảm một nửa cho mỗi lần tăng 8-10°C
- Cuộc sống của hải cẩu: Giảm đáng kể so với giới hạn
Thực hành tốt nhất
- Đo nhiệt độ tại nhiều điểm
- Xem xét nhiệt độ đỉnh điểm so với nhiệt độ trung bình
- Tính đến các biến động theo mùa
- Theo dõi xu hướng thay vì giá trị tuyệt đối
- Đảm bảo thông gió và làm mát thích hợp
- Vệ sinh cánh tản nhiệt và bộ lọc thường xuyên
Ví dụ sử dụng & Hướng dẫn lựa chọn giá trị
Ví dụ 1: Động cơ công nghiệp
Kịch bản: Động cơ 75 kW trong môi trường nhà máy nóng
- Thành phần: Cuộn dây động cơ
- Lớp cách điện: F (155°C)
- Môi trường xung quanh: 40°C
- Độ cao: 500 m
- Nhiệm vụ: Liên tục
- Làm mát: Không khí cưỡng bức (TEFC)
- Kết quả: Tối đa: 145°C, Báo động: 116°C
- Hoạt động bình thường: Dự kiến 90-110°C
Ví dụ 2: Vòng bi hộp số
Kịch bản: Vòng bi con lăn hộp số tốc độ cao
- Thành phần: Vòng bi lăn
- Cách nhiệt: Không áp dụng
- Môi trường xung quanh: 25°C
- Độ cao: 0 m (mực nước biển)
- Nhiệm vụ: Không liên tục
- Làm mát: Làm mát dầu
- Kết quả: Tối đa: 120°C, Báo động: 96°C
- Thực hành tốt: Giữ dưới 85°C
Ví dụ 3: Hệ thống thủy lực
Kịch bản: Đơn vị thủy lực di động
- Thành phần: Dầu thủy lực
- Cách nhiệt: Không áp dụng
- Môi trường xung quanh: 35°C (mùa hè)
- Độ cao: 1500 m
- Nhiệm vụ: Không liên tục
- Làm mát: Bộ làm mát dầu khí
- Kết quả: Tối đa: 75°C, Báo động: 60°C
- Phê bình: Dầu bị phân hủy nhanh chóng ở nhiệt độ > 80°C
Cách chọn giá trị
Lựa chọn loại thành phần
- Vòng bi:
- Bóng: Chịu tải tiêu chuẩn, nhiệt độ vừa phải
- Con lăn: Chịu tải nặng, chịu được nhiệt độ cao
- Tay áo: Màng dầu nhạy cảm với nhiệt độ
- Động cơ:
- Cuộn dây: Nhiệt độ điểm nóng bên trong
- Bề mặt: Nhiệt độ vỏ/khung
- Vòng bi: Kiểm tra riêng
- Chất lỏng:
- Thủy lực: Nhiệt độ tối đa điển hình 60-80°C
- Dầu hộp số: 80-90°C tối đa điển hình
- Chất làm mát: Phụ thuộc vào hệ thống
Hướng dẫn về lớp cách điện
- Lớp A (105°C): Động cơ cũ, tuổi thọ hạn chế
- Lớp B (130°C): Tiêu chuẩn công nghiệp
- Lớp F (155°C): Phổ biến nhất hiện nay
- Lớp H (180°C): Nhiệm vụ nặng nề, ứng dụng đặc biệt
- Note: Động cơ thường sử dụng lớp cách điện F với lớp cách điện B
Nhiệt độ môi trường
- Công nghiệp trong nhà: 25-40°C điển hình
- Nhiệt độ ngoài trời: Phạm vi -20 đến +40°C
- Nhiệt đới/sa mạc: Lên đến 50°C
- Bắc Cực: Xuống tới -40°C
- Sử dụng trường hợp xấu nhất: Nhiệt độ môi trường dự kiến nóng nhất
Loại làm mát Tác động
- Đối lưu tự nhiên:
- Khả năng làm mát hạn chế
- Nhạy cảm với tắc nghẽn
- Giảm tỷ lệ 10-20%
- Không khí cưỡng bức:
- Tiêu chuẩn cho động cơ
- Kiểm tra hoạt động của quạt
- Vệ sinh bộ lọc thường xuyên
- Làm mát bằng nước/dầu:
- Hiệu quả nhất
- Theo dõi nhiệt độ chất làm mát
- Kiểm tra lưu lượng
Điểm đo nhiệt độ
- Động cơ: RTD cuộn dây, vỏ ổ trục, bề mặt
- Vòng bi: Vòng ngoài, vỏ, ống thoát dầu
- Hộp số: Bể chứa dầu, khu vực ổ trục, vỏ bọc
- Máy bơm: Vỏ ổ trục, khu vực phớt, vỏ
- Thực hành tốt nhất: Xu hướng tất cả các điểm, báo động nóng nhất
📘 Hướng dẫn đầy đủ: Máy tính giới hạn nhiệt độ
🎯 Máy tính này có chức năng gì
Xác định giới hạn nhiệt độ cho phép đối với các thành phần thiết bị: ổ trục, động cơ, hệ thống thủy lực.
Xem xét các điều kiện vận hành, khả năng làm mát và ảnh hưởng của độ cao theo IEC 60034-1 và IEEE 112.
💼 Ứng dụng chính
- Giám sát ổ trục: Nhiệt kế hiển thị 95°C trên vỏ ổ trục. Giới hạn: 110°C. Đánh giá: 86% – vùng cảnh báo. Kiểm tra bôi trơn.
- Bảo vệ động cơ: Động cơ 160 kW, cách điện loại F. Nhiệt độ cuộn dây (RTD): 142°C. Giới hạn: 155°C. Bình thường, biên độ 13°C.
- Độ cao lớn: Thiết bị ở độ cao 2500m. Mật độ không khí thấp hơn 24%. Nhiệt độ tăng 10-12°C. Giải pháp: giảm giới hạn hoặc làm mát cưỡng bức.
- Hệ thống thủy lực: Nhiệt độ dầu: 78°C. Giới hạn: 70°C. Quá nhiệt 8°C. Kiểm tra dung tích làm mát.
Lớp cách điện (IEC 60034-1):
- Lớp B: 130°C (tiêu chuẩn cũ)
- Lớp F: 155°C (tiêu chuẩn hiện đại)
- Lớp H: 180°C (chịu tải nặng)
Nguyên tắc chung: Tuổi thọ cách nhiệt tăng gấp đôi khi nhiệt độ hoạt động giảm 10°C.
⚠️ Các yếu tố quan trọng
- Độ cao > 1000m cần giảm công suất: -3-5°C hoặc công suất -3% trên 1000m
- Bôi trơn kém có thể làm tăng gấp đôi nhiệt độ ổ trục
- Đường dẫn làm mát bị chặn gây ra sự gia tăng 30-50°C
- Quá tải 10% làm tăng nhiệt độ 15-20°C