Hiểu về các lỗi truyền động đai
Định nghĩa: Lỗi truyền động dây đai là gì?
Lỗi truyền động đai là các vấn đề trong hệ thống truyền động dây đai bao gồm hao mòn, hư hỏng hoặc xuống cấp dây đai; độ căng dây đai không chính xác; puli không thẳng hàng; puli bị mòn hoặc lệch tâm; và các vấn đề cộng hưởng. Những khiếm khuyết này tạo ra đặc điểm rung động chữ ký ở tần số cụ thể liên quan đến tốc độ dây đai, tốc độ quay của ròng rọc và số lượng dây đai, giúp chúng có thể được nhận dạng thông qua vibration analysis.
Mặc dù truyền động đai đơn giản và tiết kiệm hơn so với khớp nối trực tiếp hoặc bánh răng, nhưng chúng lại tạo ra các nguồn rung động và chế độ hỏng hóc độc đáo đòi hỏi phải hiểu biết để chẩn đoán và bảo trì máy móc hiệu quả.
Các lỗi thường gặp của bộ truyền động đai
1. Dây đai không thẳng hàng
Ròng rọc không song song hoặc dây đai không nằm ở giữa rãnh:
- Triệu chứng: Cao rung động trục (song song với trục)
- Tính thường xuyên: Chủ yếu là tốc độ trục của ròng rọc 1×
- Thị giác: Dây đai trượt về một bên của ròng rọc, mòn không đều
- Nguyên nhân: Ròng rọc không thẳng hàng, trục cong, khung bị biến dạng
- Các hiệu ứng: Dây đai bị mài mòn nhanh hơn, chịu tải trọng bên, tuổi thọ dây đai giảm
2. Độ căng dây đai không đúng
Căng không đủ (Quá lỏng)
- Triệu chứng: Dây đai trượt, rung động tần số thấp, tiếng kêu rít
- Tính thường xuyên: Các thành phần biến đổi, không đồng bộ từ trượt
- Các hiệu ứng: Mất điện, gia nhiệt và tráng men băng tải, thay đổi tốc độ
- Thị giác: Độ võng dây đai quá mức giữa các puli
Căng quá mức (Quá chặt)
- Triệu chứng: Tải trọng chịu lực cao, độ rung tăng cao ở tần số trục
- Các hiệu ứng: Vòng bi mòn nhanh, trục lệch, dây đai đứt
- Đo lường: Độ lệch của đai quá nhỏ khi ép
3. Sự hao mòn và hư hỏng của dây đai
- Mài mòn bề mặt: Bề mặt vành đai nhẵn, tráng men giúp giảm ma sát
- Nứt: Các vết nứt bề mặt do tuổi tác, uốn cong, tiếp xúc với môi trường
- Sự thoái hóa của dây: Sự suy thoái cốt thép bên trong
- Hư hỏng thành bên: Bị sờn do không thẳng hàng hoặc tiếp xúc với mép ròng rọc
- Rung động: Mức độ tổng thể tăng dần, hành vi thất thường
4. Cộng hưởng vành đai
- Khoảng cách đai hoạt động như một sợi dây rung với tần số tự nhiên
- Sự kích thích ở tốc độ chạy có thể kích thích sự cộng hưởng của dây đai
- Dao động hoặc rung động của vành đai có thể nhìn thấy
- Tiếng ồn và độ rung ở tần số tự nhiên của vành đai (thường là 5-50 Hz)
- Giải pháp: Thay đổi độ căng của dây đai hoặc thêm bánh dẫn hướng dây đai
5. Lỗi ròng rọc
- Ròng rọc lệch tâm: Tạo ra độ rung 1× từ độ căng dây đai thay đổi
- Rãnh mòn: Dây đai không đúng vị trí, tiếp xúc không đều
- Ròng rọc bị hỏng: Các vết khía, vết lõm hoặc vết ăn mòn trên bề mặt ròng rọc
- Ròng rọc cong: Sự dao động tạo ra sự thay đổi độ căng của dây đai theo chu kỳ
Tần số rung động đặc trưng
Tần suất vượt qua đai (BPF)
Tần suất một điểm trên vành đai đi qua một vị trí cố định:
- Tính toán: BPF = Tốc độ băng tải (m/giây) / Chiều dài băng tải (m)
- Thay thế: BPF = (π × D × RPM) / (60 × Chiều dài dây đai)
- Giá trị điển hình: 1-20 Hz cho hầu hết các bộ truyền động đai công nghiệp
- Sử dụng chẩn đoán: Các khuyết tật của đai tạo ra các đỉnh ở BPF và sóng hài
Nhiều tần số đai
Đối với truyền động nhiều đai (thường gặp trong hệ thống đai chữ V):
- Mỗi vành đai có chiều dài hiệu dụng hơi khác nhau
- Tạo tần số nhịp từ sự khác biệt nhỏ về tốc độ
- Điều chế biên độ tần số thấp (nhịp 1-5 Hz)
- Bình thường đối với ổ đĩa nhiều đai nhưng chỉ ra đai không khớp
Tần số ròng rọc
- Tốc độ quay của ròng rọc: 1× cho mỗi ròng rọc
- Số lượng rãnh: Một số thiết kế hiển thị tần số = rãnh × RPM
- Ròng rọc lệch tâm: 1× tốc độ trục của ròng rọc đó
Phát hiện và chẩn đoán
Phân tích rung động
- Phân tích quang phổ: Tìm kiếm các đỉnh ở BPF, tốc độ trục và sóng hài
- Đo lường trục: Độ rung trục cao cho thấy sự sai lệch
- Độ rung của ổ trục: So sánh vòng bi động cơ và thiết bị truyền động
- Tần số nhịp: Điều chế tần số thấp từ nhiều vành đai
Kiểm tra trực quan
- Tình trạng dây đai: Kiểm tra các vết nứt, lớp men, vết sờn, các mảnh bị mất
- Mẫu mặc: Sự mài mòn không đều cho thấy vấn đề về căn chỉnh hoặc căng thẳng
- Theo dõi vành đai: Quan sát xem dây đai có nằm chính giữa rãnh không
- Tình trạng ròng rọc: Kiểm tra các rãnh xem có bị mòn, hư hỏng, tích tụ không
- Alignment: Thước thẳng hoặc tia laser để kiểm tra độ thẳng hàng của ròng rọc
Đo độ căng
- Phương pháp lệch hướng: Ép đai ở giữa nhịp, đo độ võng (quy tắc chung: 1/64 inch trên mỗi inch nhịp)
- Máy đo độ căng: Thiết bị chuyên dụng đo tần số hoặc lực đai
- Thông số kỹ thuật của nhà sản xuất: So sánh với các giá trị căng thẳng được khuyến nghị
Các vấn đề thường gặp và giải pháp
Trượt đai
- Triệu chứng: Tiếng kêu rít, tốc độ thay đổi, gia nhiệt băng tải, tráng men
- Nguyên nhân: Độ căng thấp, dây đai bị mòn, nhiễm dầu, quá tải
- Giải pháp: Tăng độ căng, thay dây đai, vệ sinh puli, giảm tải
Đeo đai sớm
- Nguyên nhân: Sự sai lệch, độ căng không đúng, các yếu tố môi trường, sự mài mòn ròng rọc
- Giải pháp: Căn chỉnh chính xác, căng đúng cách, thay thế ròng rọc, bảo vệ môi trường
Rung động quá mức
- Nguyên nhân: Cộng hưởng dây đai, puli lệch tâm, dây đai bị mòn, mất cân bằng
- Giải pháp: Thêm thanh dẫn hướng hoặc bánh dẫn hướng, thay thế puli, căn chỉnh lại, thay thế dây đai
Hoạt động ồn ào
- Nguyên nhân: Dây đai bị mòn hoặc bị mài mòn, không thẳng hàng, cộng hưởng
- Giải pháp: Thay dây đai, căn chỉnh puli, điều chỉnh độ căng, thêm giảm chấn
Bảo trì phòng ngừa
Kiểm tra thường xuyên
- Kiểm tra tình trạng dây đai trực quan (hàng tháng)
- Kiểm tra độ căng (hàng quý hoặc theo nhà sản xuất)
- Kiểm tra sự liên kết (hàng năm hoặc sau khi thay dây đai)
- Kiểm tra độ mòn của puli (trong quá trình thay dây đai)
Thực hành thay thế dây đai
- Bộ phù hợp: Thay thế tất cả các dây đai trong ổ đĩa nhiều dây đai cùng một lúc
- Lựa chọn đúng đắn: Sử dụng đúng loại và kích thước đai cho ứng dụng
- Căn chỉnh trước khi lắp đặt: Kiểm tra sự căn chỉnh ròng rọc trước khi lắp dây đai mới
- Căng thẳng thích hợp: Thực hiện theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất
- Giai đoạn chạy thử: Kiểm tra lại và điều chỉnh độ căng sau 24-48 giờ đầu tiên
Ưu điểm và Hạn chế
Ưu điểm của truyền động đai
- Cách ly rung động (sự tuân thủ hấp thụ sốc)
- Bảo vệ quá tải (dây đai trượt thay vì làm hỏng các bộ phận)
- Tỷ số tốc độ có thể điều chỉnh (thay đổi kích thước ròng rọc)
- Tiết kiệm và đơn giản
- Hoạt động êm ái khi ở trong tình trạng tốt
Hạn chế
- Cần thay thế thường xuyên (tuổi thọ hữu hạn)
- Tổn thất hiệu suất do trượt (thường là 2-5%)
- Sự căng thẳng tạo ra tải trọng bên chịu lực
- Giới hạn ở mức truyền tải điện vừa phải
- Nhạy cảm với sự liên kết và điều kiện môi trường
Các lỗi truyền động đai, mặc dù nhìn chung ít nghiêm trọng hơn so với hỏng ổ trục hoặc bánh răng, nhưng lại ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy, hiệu suất và mức độ tiếng ồn của thiết bị. Việc hiểu rõ tần số rung động và chế độ hỏng hóc cụ thể của đai cho phép giám sát hiệu quả và bảo trì kịp thời, tối đa hóa tuổi thọ đai và ngăn ngừa các hỏng hóc bất ngờ trong máy móc truyền động đai.