Hiểu về lỗi ghép nối
Định nghĩa: Lỗi ghép nối là gì?
Lỗi khớp nối là hư hỏng, hao mòn hoặc xuống cấp ở các khớp nối cơ khí kết nối trục dẫn động và trục bị động (động cơ với bơm, động cơ với quạt, v.v.). Những khiếm khuyết này bao gồm các chi tiết linh hoạt bị mòn, răng bị hỏng trong khớp nối bánh răng, chèn đàn hồi bị nứt hoặc vỡ, kết nối trục với trục bị lỏng và hư hỏng do lệch trục. Các vấn đề về khớp nối tạo ra các đặc tính rung động các mẫu được chi phối bởi sóng hài 2× và 3×, thường đi kèm với sóng hài cao rung động trục.
Trong khi các khớp nối được thiết kế để phù hợp với một số sự không thẳng hàng và cung cấp kết nối linh hoạt, chúng có tuổi thọ hữu hạn và có thể hỏng do sai lệch quá mức, quá tải, mỏi hoặc hao mòn, khiến việc kiểm tra và giám sát thường xuyên trở nên cần thiết.
Các loại khớp nối phổ biến và các khuyết điểm của chúng
1. Khớp nối đàn hồi (Phần tử linh hoạt)
Các khiếm khuyết điển hình
- Yếu tố hao mòn: Yếu tố cao su hoặc urethane bị thoái hóa do uốn cong
- Nứt: Các vết nứt mỏi ở phần tử linh hoạt
- Xé: Yếu tố rách do quá tải hoặc không thẳng hàng
- Làm cứng: Nhiệt độ hoặc tuổi tác làm cứng các yếu tố, mất đi tính linh hoạt
- Thiệt hại do hóa chất: Dầu hoặc hóa chất tấn công vật liệu đàn hồi
Triệu chứng rung động
- Tăng sóng hài 2× và 3× khi nguyên tố bị suy giảm
- Độ rung trục cao từ sự suy thoái của nguyên tố
- Rung động thất thường khi các yếu tố bị hỏng dần
- Lỗi cuối cùng: Toàn bộ phần tử bị hỏng, mất truyền động
2. Khớp nối bánh răng
Các khiếm khuyết điển hình
- Mòn răng: Răng bánh răng bị mòn do chuyển động trượt trong quá trình điều chỉnh sai lệch
- Lỗi bôi trơn: Mỡ không đủ dẫn đến trầy xước
- Lỗi phớt: Mỡ rò rỉ ra ngoài, chất gây ô nhiễm xâm nhập
- Răng gãy: Quá tải nghiêm trọng hoặc mệt mỏi làm gãy răng
- Độ lỏng của trục: Trục bị lỏng trên trục
Triệu chứng rung động
- Độ rung cao gấp 2 lần (dấu hiệu sai lệch chính được truyền qua khớp nối bị mòn)
- Ghép nối các đỉnh tần số tự nhiên (thường là 200-1000 Hz)
- Tiếng ồn lạch cạch và tác động nếu phản ứng dữ dội quá mức
- Nhiều sóng hài từ tiếp xúc răng không tuyến tính
3. Khớp nối lưới/lò xo kim loại
Các khiếm khuyết điển hình
- Lưới điện bị mòn hoặc vỡ
- Sự mỏi của yếu tố lò xo
- Sự suy giảm bôi trơn
- Hư hỏng niêm phong nắp
Triệu chứng
- Tăng độ rung gấp 2 lần
- Tiếng ồn từ các thành phần lưới lỏng lẻo hoặc bị hỏng
- Tiếng lạch cạch tần số cao
4. Khớp nối đĩa/màng chắn
Các khiếm khuyết điển hình
- Mệt mỏi đĩa đệm: Đĩa kim loại hoặc màng ngăn bị nứt do uốn cong
- Độ lỏng của bu lông: Bu lông kết nối bị lỏng
- Đĩa vỡ: Lỗi hoàn toàn của bộ đĩa
Triệu chứng
- Độ rung cao gấp 2 lần do ứng suất không cân chỉnh trên khớp nối cứng
- Có thể xảy ra sự cố thảm khốc đột ngột
- Tiếng kêu lạch cạch của kim loại nếu bu lông bị lỏng
Đặc điểm rung động của các vấn đề ghép nối
Nội dung tần số
- 2× Chiếm ưu thế: Hầu hết các lỗi khớp nối đều nhấn mạnh tốc độ chạy gấp 2 lần
- Thành phần 3×: Thường có mặt, chỉ ra sự sai lệch góc do khớp nối bị mòn
- 1× Có thể tăng: Từ hiệu ứng mất cân bằng của sự bất đối xứng liên kết
- Tần số cao: Tiếng lạch cạch và va chạm tạo ra tiếng ồn băng thông rộng
Đặc điểm định hướng
- Trục cao: Rung trục thường > 50% của rung xuyên tâm (sự sai lệch truyền qua khớp nối)
- Mẫu xuyên tâm: Có thể cao hơn ở các ổ trục liền kề khớp nối
- Pha 180°: Các phép đo trục ở đầu dẫn động và đầu bị dẫn động thường lệch pha 180°
Phát hiện và chẩn đoán
Phân tích rung động
- Theo dõi xu hướng biên độ gấp 2 lần (tăng cho thấy sự hao mòn hoặc mất cân bằng khớp nối)
- So sánh tỷ lệ rung động dọc trục và hướng tâm
- Tìm kiếm tiếng lạch cạch hoặc va chạm tần số cao
- Phân tích pha liên kết chéo (sự khác biệt lớn cho thấy có vấn đề)
Kiểm tra thực tế
- Thị giác: Kiểm tra các vết nứt, vết mòn, hư hỏng, rò rỉ dầu
- Kiểm tra bu lông: Kiểm tra tất cả các bu lông khớp nối chặt chẽ
- Phù hợp với trục: Kiểm tra độ lỏng lẻo trên trục
- Các yếu tố linh hoạt: Kiểm tra xem có bị mòn, nứt, cứng không
- Bôi trơn: Kiểm tra mỡ có trong khớp nối bánh răng
- Alignment: Căn chỉnh bằng laser để xác minh khớp nối trong phạm vi dung sai
Các chỉ số hoạt động
- Tiếng ồn bất thường từ khu vực khớp nối
- Hư hỏng hoặc hao mòn có thể nhìn thấy
- Rò rỉ chất bôi trơn
- Khớp nối nóng (cảm nhận nhiệt độ)
- Mùi cao su cháy (khớp nối đàn hồi)
Bảo trì phòng ngừa
Căn chỉnh
- Căn chỉnh chính xác trong quá trình lắp đặt
- Kiểm tra căn chỉnh định kỳ (hàng năm hoặc theo lịch trình)
- Giữ trong phạm vi dung sai lệch của nhà sản xuất khớp nối
- Tính đến sự tăng trưởng nhiệt trong quy trình căn chỉnh
Bôi trơn (Khớp nối bánh răng và lưới)
- Sử dụng loại mỡ được chỉ định
- Bôi trơn lại theo lịch trình (thường là 6-12 tháng)
- Kiểm tra các miếng đệm còn nguyên vẹn để duy trì khả năng bôi trơn
- Thay thế phớt trong quá trình đại tu khớp nối
Lịch trình kiểm tra
- Hàng tuần: Kiểm tra bên ngoài bằng mắt thường, lắng nghe tiếng ồn bất thường
- Hàng quý: Xu hướng rung động, kiểm tra nhiệt độ
- Hàng năm: Kiểm tra căn chỉnh, kiểm tra chi tiết
- Sự cố mất điện lớn: Tháo rời và kiểm tra các thành phần bên trong
Tiêu chí thay thế
- Các thành phần đàn hồi: Thay thế khi nứt > 1/3 độ sâu, hoặc cứng lại, hoặc sau giờ quy định của nhà sản xuất
- Răng khớp nối bánh răng: Thay thế khi độ mòn vượt quá giới hạn hoặc rỗ > 30% bề mặt
- Các yếu tố lưới/lò xo: Thay thế nếu bị hỏng, nứt hoặc theo lịch thay thế
- Khớp nối hoàn chỉnh: Sau những hỏng hóc lớn, hãy cân nhắc thay thế cả hai nửa và trục
Khiếm khuyết khớp nối là nguồn rung động phổ biến trong các máy móc được ghép nối. Đặc tính biên độ rung gấp 2 lần kết hợp với độ rung dọc trục cao giúp dễ dàng nhận biết các vấn đề về khớp nối, và việc kiểm tra thường xuyên kết hợp với giám sát độ rung cho phép thay thế theo kế hoạch trước khi hỏng khớp nối nghiêm trọng gây ra thiệt hại thứ cấp tốn kém cho các thiết bị được kết nối.