Hiểu về sự lỏng lẻo cơ học trong máy móc quay

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Bộ dụng cụ cân bằng và chẩn đoán rung động hoàn chỉnh từ Vibromera, bao gồm bốn cảm biến rung động có dây cáp, mô-đun giao diện tín hiệu, máy đo tốc độ laser có chân đế từ tính, cân kỹ thuật số, cáp USB và hộp đựng. Hệ thống được thiết kế để cân bằng rô-to tại hiện trường và theo dõi tình trạng trên thiết bị công nghiệp.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Định nghĩa: Độ lỏng cơ học là gì?

Độ lỏng cơ học là tình trạng các bộ phận trong máy móc quay có khe hở quá mức, lắp ghép không chặt, khớp nối bị mòn hoặc hư hỏng kết cấu, tạo điều kiện cho chuyển động tương đối không mong muốn giữa các bộ phận cần được kết nối cứng. Điều này tạo ra chuyển động phi tuyến tính rung động hành vi được đặc trưng bởi nhiều sóng hài về tốc độ chạy, biên độ thay đổi thất thường và sự khác biệt về hướng rung động không theo quy luật thông thường.

Sự lỏng lẻo là một vấn đề phổ biến của máy móc không chỉ gây ra rung động quá mức trực tiếp mà còn ngăn cản việc chẩn đoán và sửa chữa hiệu quả các vấn đề khác như mất cân bằng hoặc sự không thẳng hàng. Nó phải được xác định và khắc phục trước khi các nỗ lực giảm rung động khác có thể thành công.

Các loại lỏng lẻo cơ học

Loại A: Độ lỏng quay (Độ lỏng ổ trục)

Khoảng hở quá mức giữa ổ trục và trục hoặc vỏ ổ trục:

Vòng bi với trục: Bề mặt trục bị mòn, khớp nối không đủ chặt, lỗ ổ trục bị hỏng
Vòng bi với vỏ: Lỗ khoan vỏ bị mòn, nắp ổ trục lỏng lẻo, lắp ép không đủ chặt
Vòng bi bên trong: Quá mức khe hở ổ trục từ mặc
Triệu chứng: sóng hài 1×, 2×, 3×; cao hơn theo hướng xuyên tâm

Loại B: Độ lỏng lẻo của kết cấu (Bệ/Nền móng)

Lắp ráp không đầy đủ các thành phần không quay:

Bệ rời: Bu lông neo không chặt, vữa bị hư hỏng
Lắp đặt đế rời: Bu lông lắp thiết bị bị lỏng hoặc mất
Khung hoặc nền móng bị nứt: Hư hỏng cấu trúc cho phép di chuyển
Triệu chứng: Nhiều sóng hài (thường lên tới 5 lần hoặc hơn); phản ứng không ổn định, phi tuyến tính

Loại C: Độ lỏng của linh kiện

Các thành phần lắp ráp rời rạc:

Cánh quạt rời: Cánh quạt lỏng trên trục, chốt bị mòn hoặc mất
Khớp nối lỏng lẻo: Khớp nối trục lỏng lẻo
Ròng rọc/Bánh răng rời: Các thành phần bị lỏng trên trục
Vỏ bọc/Bảo vệ rời: Tấm kim loại kêu lạch cạch
Triệu chứng: Sóng hài và sóng hài phụ; có thể có các thành phần 1/2×, 1/3×

Chữ ký rung động

Đặc điểm tần số

Sự lỏng lẻo tạo ra các mẫu tần số đặc biệt:

Nhiều sóng hài: Mạnh 1×, 2×, 3×, 4× và cao hơn (không giống như mất cân bằng chủ yếu là 1×)
Hạ hài: Có thể thấy các thành phần 1/2×, 1/3× (Độ lỏng loại C)
Nội dung không hài hòa: Đỉnh ở bội số không nguyên của tốc độ chạy
Sàn tiếng ồn nâng cao: Tăng băng thông rộng từ các tác động ngẫu nhiên

Hành vi biên độ

Mức độ tổng thể cao: Tổng độ rung không cân xứng với lực đẩy
Phi tuyến tính: Độ rung không thể thay đổi theo tốc độ hoặc tải trọng một cách có thể dự đoán được
Thất thường: Biên độ thay đổi đáng kể giữa các phép đo
Sự khác biệt về hướng: Có thể cao hơn 2-5 lần theo một hướng so với hướng vuông góc

Đặc điểm pha

Không ổn định Giai đoạn: Góc pha thay đổi thất thường giữa các phép đo
Phân tán pha lớn: Biến thiên ±30-90° ở cùng tốc độ
Thất bại Cân bằng: Giai đoạn không thể đoán trước làm cho việc tính toán cân bằng trở nên không đáng tin cậy

Các tính năng dạng sóng thời gian

Dạng sóng không đều, không hình sin
Các đỉnh bị cắt cụt hoặc bị cắt xén (tác động đến các ràng buộc)
Sự kiện ngẫu nhiên bốc đồng
Mất cấu trúc tuần hoàn

Vị trí và nguyên nhân phổ biến

Liên quan đến vòng bi

Bề mặt trục bị mòn khiến ổ trục bị rung lắc
Lỗ khoan ổ trục bị mòn hoặc hư hỏng
Độ vừa khít không đủ (lựa chọn dung sai sai)
Bu lông nắp ổ trục bị lỏng hoặc không được siết chặt
Vỏ ổ trục chia tách có bề mặt tiếp xúc bị mòn

Nền móng và Lắp đặt

Bu lông neo lỏng (tình trạng lỏng lẻo kết cấu phổ biến nhất)
Vữa dưới bệ bị hỏng hoặc mất
Nền bê tông nứt
Bu lông lắp thiết bị lỏng vào tấm đế
Lỗ bu lông bị hỏng hoặc dài ra

Các thành phần quay

Quạt hoặc cánh quạt bị lỏng trên trục (chìa khóa bị mòn, vít cố định bị lỏng)
Khớp nối trục không đủ độ vừa khít
Vít bộ ròng rọc bị lỏng hoặc mất
Các bộ phận của rôto bị lỏng trên trục

Cấu trúc

Khung hoặc vỏ máy bị nứt
Các vết nứt do mỏi trong mối hàn
Bu lông kết cấu lỏng lẻo
Liên kết hoặc chất kết dính bị hỏng

Phương pháp phát hiện

Phân tích rung động

Phân tích FFT: Tìm kiếm nhiều sóng hài (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
Kiểm tra tính nhất quán: Độ kết hợp thấp giữa các phép đo cho thấy hành vi không tuyến tính
So sánh theo hướng: Sự khác biệt lớn giữa chiều ngang và chiều dọc
Phản ứng với kích thích bên ngoài: Máy gõ, quan sát phản ứng bất thường

Kiểm tra thực tế

Kiểm tra trực quan

Kiểm tra các khoảng trống, vết nứt, sự ăn mòn, hư hỏng
Kiểm tra dấu hiệu chứng kiến cho thấy có sự di chuyển
Quan sát các mẫu mòn sơn tại các giao diện
Tìm kiếm các mảnh kim loại cho thấy sự mài mòn

Kiểm tra vòi

Đập các bộ phận nghi ngờ bị lỏng bằng búa
Lắng nghe tiếng lạch cạch hoặc âm thanh đục thay vì tiếng chuông chắc
Cảm thấy có chuyển động hoặc rung động quá mức
So sánh với các thành phần tốt đã biết

Xác minh mô-men xoắn

Kiểm tra tất cả các bu lông bằng cờ lê lực
Kiểm tra theo thông số kỹ thuật
Kiểm tra các ốc vít bị hỏng, hư hỏng hoặc bị ăn mòn
Kiểm tra các sợi chỉ bị tước

Kiểm tra đẩy/kéo

Áp dụng lực vào các thành phần nghi ngờ
Quan sát chuyển động không nên xảy ra
Sử dụng đồng hồ đo để định lượng lượt chơi
So sánh với các thành phần mới hoặc được bảo đảm đúng cách

Quy trình sửa chữa

Đối với độ lỏng lẻo của ổ trục

Thay thế vòng bi: Nếu mang bản thân nó mòn
Sửa chữa trục: Tạo lại trục bị mòn bằng cách mạ crôm hoặc hàn, gia công lại theo kích thước
Sửa chữa nhà ở: Vỏ máy có kích thước lớn hơn, sử dụng ổ trục lớn hơn; hoặc gia cố bằng phương pháp phun/hàn kim loại
Cải thiện sự vừa vặn: Sử dụng các phụ kiện can thiệp phù hợp theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất
Nắp ổ trục: Siết chặt hoặc thay thế nếu bị mòn

Đối với sự lỏng lẻo về cấu trúc

Siết chặt tất cả các ốc vít: Mô-men xoắn theo thông số kỹ thuật bằng cách sử dụng mẫu thích hợp
Thay thế bu lông bị hỏng: Lắp bu lông mới có kích thước và cấp chính xác
Sửa chữa nền móng: Loại bỏ vữa cũ, làm sạch bề mặt, đổ vữa mới
Nứt hàn: Sửa chữa các vết nứt ở khung hoặc bệ đỡ nếu phù hợp
Thêm phần gia cố: Tấm ốp hoặc giằng cho các kết cấu yếu

Đối với độ lỏng lẻo của thành phần

Siết chặt lại các vít cố định với mô-men xoắn và khóa ren thích hợp
Thay thế chìa khóa và rãnh chìa khóa bị mòn
Sử dụng khớp nối can thiệp thích hợp cho các thành phần lắp ép
Chốt hoặc các thành phần chính bị lỏng nhiều lần
Thay thế các thành phần bị hư hỏng

Chiến lược phòng ngừa

Giai đoạn thiết kế

Chỉ định kích thước và số lượng ốc vít phù hợp
Thiết kế phù hợp với sự can thiệp
Cung cấp độ cứng kết cấu thích hợp
Tránh tập trung ứng suất dẫn đến nứt
Chỉ định các loại vật liệu và cấp độ ốc vít phù hợp

Giai đoạn cài đặt

Sử dụng cờ lê lực được hiệu chuẩn
Thực hiện theo trình tự siết chặt thích hợp
Sử dụng hợp chất khóa ren khi cần thiết
Đảm bảo bề mặt sạch và phẳng trước khi lắp ráp
Xác minh sự phù hợp đáp ứng thông số kỹ thuật
Thực hiện kiểm tra kiểm soát chất lượng

Giai đoạn bảo trì

Kiểm tra mô-men xoắn định kỳ (hàng năm hoặc theo lịch trình giám sát độ rung)
Rung động theo xu hướng để phát hiện sự lỏng lẻo đang phát triển
Kiểm tra trực quan trong thời gian mất điện
Siết chặt lại khi cần thiết
Xử lý rung động kịp thời trước khi nó gây ra sự lỏng lẻo

Thách thức chẩn đoán

Che giấu các vấn đề khác

Sự lỏng lẻo có thể che giấu hoặc bắt chước các lỗi khác
Ngăn chặn chính xác cân bằng do phản ứng không tuyến tính
Làm cho sự liên kết khó hoặc không thể
Có thể tạo ra các kiểu rung động tương tự như vết nứt hoặc khuyết tật ổ trục

Bản chất tiến bộ

Sự lỏng lẻo thường bắt đầu nhỏ và dần dần trở nên tồi tệ hơn
Rung động từ sự lỏng lẻo gây ra sự lỏng lẻo hơn (phản hồi tích cực)
Có thể tiến triển từ nhẹ đến nặng trong vài tuần nếu không được điều trị
Cuối cùng gây ra thiệt hại thứ cấp cho ổ trục, trục, móng

Mối quan hệ với các lỗi khác

Sự lỏng lẻo so với sự mất cân bằng

Tính năng	Mất cân bằng	Sự lỏng lẻo
Tần số chính	Chỉ 1×	1×, 2×, 3×, 4×+ sóng hài
Độ ổn định pha	Nhất quán, có thể lặp lại	Thất thường, thay đổi giữa các phép đo
Tính tuyến tính	Rung động ∝ tốc độ²	Không tuyến tính, không thể đoán trước
Phản ứng với sự cân bằng	Giảm rung động	Cải thiện tối thiểu hoặc không cải thiện
Mẫu định hướng	Tương tự theo chiều ngang/dọc	Thường cao hơn nhiều theo một hướng

Sự lỏng lẻo so với sự không thẳng hàng

Sự không cân xứng: Chủ yếu là 2× với một số 1×, pha ổn định
Sự lỏng lẻo: Nhiều sóng hài (từ 1× đến 5×+), pha không ổn định
Sự kết hợp: Sự không cân chỉnh có thể gây ra sự lỏng lẻo, và sự lỏng lẻo làm trầm trọng thêm các tác động của sự không cân chỉnh

Tác động đến hiệu suất máy móc

Tác động trực tiếp

Rung động cao: Mức độ quá mức gây khó chịu và lo ngại về an toàn
Tiếng ồn: Tiếng lạch cạch, tiếng đập hoặc tiếng gõ
Giảm độ chính xác: Lỗi định vị trục
Mài mòn nhanh: Tải trọng tác động làm hỏng các thành phần

Thiệt hại thứ cấp

Hư hỏng ổ trục: Tải trọng va đập và sự mất cân bằng do lỏng lẻo làm hỏng ổ trục
Rắc rối trục: Chuyển động vi mô khi lắp ráp lỏng lẻo gây ra hiện tượng ăn mòn ma sát
Lỗi ốc vít: Bu lông có thể bị mỏi và gãy do tải trọng thay đổi liên tục
Sự lan truyền vết nứt: Rung động lan truyền các vết nứt hiện có
Sự suy thoái của nền móng: Rung động liên tục làm hỏng bê tông và vữa

Các vấn đề vận hành

Ngăn cản sự cân bằng hiệu quả
Làm cho việc căn chỉnh không thể duy trì
Sự nhầm lẫn trong chẩn đoán che giấu các vấn đề khác
Độ tin cậy của thiết bị giảm

Ví dụ trường hợp

Tình huống: Quạt hút gió lớn, 1200 vòng/phút, độ rung quá mức

Triệu chứng ban đầu: Độ rung tổng thể 8 mm/giây (giới hạn báo động 4,5 mm/giây)
Phổ: Các thành phần mạnh 1×, 2×, 3×, 4×
Cố gắng cân bằng: Ba lần thử, không cải thiện, pha không ổn định
Cuộc điều tra: Kiểm tra thực tế cho thấy bốn trong tám bu lông neo bị lỏng
Sửa lỗi: Siết chặt lại tất cả các bu lông neo theo thông số kỹ thuật 400 N·m
Kết quả: Độ rung giảm xuống còn 1,8 mm/giây ngay lập tức
Theo dõi: Quá trình cân bằng đơn lẻ làm giảm độ rung xuống còn 0,8 mm/giây (bây giờ hệ thống đã tuyến tính)
Bài học: Luôn kiểm tra độ lỏng lẻo trước khi cân bằng

Thực hành tốt nhất

Danh sách kiểm tra chẩn đoán

Khi kiểm tra các vấn đề rung động, hãy luôn kiểm tra xem có bị lỏng lẻo không:

Phân tích phổ cho nhiều sóng hài
Kiểm tra độ lặp lại pha
Thực hiện kiểm tra vòi trên các thành phần nghi ngờ
Kiểm tra tất cả các mô-men xoắn bu lông
Kiểm tra các vết nứt, sự hao mòn, hư hỏng
Đầu tiên, hãy sửa độ lỏng lẻo trước khi chẩn đoán hoặc điều chỉnh khác

Giao thức bảo trì

Bao gồm kiểm tra mô-men xoắn bu lông trong lịch trình PM
Tài liệu giá trị mô-men xoắn cơ sở
Xu hướng mô-men xoắn giãn nở theo thời gian
Sử dụng hợp chất khóa ren trên các ốc vít quan trọng
Thay thế thay vì siết chặt lại nhiều lần nếu tình trạng giãn nở tái diễn

Sự lỏng lẻo cơ học là một nguyên nhân phổ biến nhưng thường bị bỏ qua gây ra rung động máy móc. Đặc điểm đa hài, hành vi phi tuyến tính và sự can thiệp của nó vào các biện pháp chẩn đoán và khắc phục khác khiến việc kiểm tra và khắc phục sự lỏng lẻo là bước đầu tiên trong bất kỳ nỗ lực khắc phục sự cố rung động nào.

← Quay lại Mục lục chính

Độ lỏng cơ học là gì? Chẩn đoán rung động

Được xuất bản bởi admin trên Tháng 10 28, 2025 Tháng 10 28, 2025