Hiểu về hiện tượng rỗ ở ổ trục và bánh răng
Định nghĩa: Rỗ là gì?
Rỗ là sự hình thành các lỗ rỗng, hố lõm hoặc vết lõm nhỏ trên bề mặt ổ trục, các bộ phận lăn hoặc răng bánh răng. Rỗ có thể là kết quả của hai cơ chế riêng biệt: (1) rỗ do mỏi từ mỏi tiếp xúc lăn, biểu thị thiệt hại mỏi bề mặt giai đoạn đầu và (2) rỗ do ăn mòn từ sự tấn công điện hóa, tạo ra các lỗ rỗng bề mặt thông qua việc loại bỏ vật liệu. Trong ổ trục, rỗ thường được coi là một dạng sớm hoặc nhẹ của bong tróc, Trong khi ở bánh răng, rỗ được coi là một chế độ hỏng hóc cụ thể khác với gãy răng hoặc mài mòn quá mức.
Rỗ tạo ra độ nhám bề mặt và tập trung ứng suất tạo ra rung động và tiếng ồn, và nếu không được khắc phục, hiện tượng rỗ có thể tiến triển thành các vết nứt lớn hơn và cuối cùng là hỏng linh kiện.
Các loại rỗ
1. Rỗ mỏi (Cơ học)
Kết quả từ hiện tượng mỏi tiếp xúc lăn:
Micropitting
- Kích cỡ: Các hố rất nhỏ (đường kính 10-50 micromet)
- Vẻ bề ngoài: Kết cấu bề mặt màu xám mờ, hầu như không nhìn thấy bằng mắt thường
- Vị trí: Tập trung ở những khu vực có áp lực cao
- Tiến trình: Có thể tiến triển thành hiện tượng rỗ lớn hoặc ổn định tùy thuộc vào điều kiện
- Phổ biến trong: Bánh răng có màng bôi trơn mỏng, ổ trục tốc độ cao
Rỗ lớn (Rỗ ban đầu)
- Kích cỡ: Đường kính 1-5 mm, sâu 0,1-0,5 mm
- Vẻ bề ngoài: Các hố hoặc miệng hố có thể nhìn thấy rõ ràng
- Quá trình: Vết nứt mỏi dưới bề mặt lan truyền lên bề mặt
- Tiến trình: Thường phát triển thành các mảng lớn hơn
- Khung thời gian: Có thể mất nhiều tháng đến nhiều năm để tiến triển đến thất bại
2. Rỗ ăn mòn (Hóa chất)
Kết quả từ quá trình điện hóa:
- Gây ra: Độ ẩm, axit hoặc hóa chất tiếp xúc với bề mặt chịu lực
- Vẻ bề ngoài: Các hố gồ ghề, màu gỉ sét thường có các sản phẩm ăn mòn
- Phân bổ: Có thể lan rộng trên khắp các bề mặt thay vì chỉ giới hạn ở các vùng tải
- Độ sâu: Thông thường nông hơn hố mỏi ban đầu
- Những yếu tố gây căng thẳng: Các hố ăn mòn đóng vai trò là điểm khởi đầu cho các vết nứt mỏi
3. Rỗ điện
- Gây ra: Dòng điện chạy qua ổ trục tạo ra hồ quang
- Vẻ bề ngoài: Các miệng hố nhỏ, cách nhau gần nhau theo các mô hình đều đặn (có rãnh)
- Phổ biến trong: Động cơ có ổ đĩa VFD, trục nối đất không đủ
- Đặc điểm: Bề ngoài giống ván giặt hoặc gợn sóng
- Phát hiện: Mẫu đặc biệt trong kiểm tra trực quan
Phương pháp phát hiện
Phân tích rung động
Rỗ tạo ra các dấu hiệu rung động đặc trưng:
- Giai đoạn đầu: Sự gia tăng nhỏ trong rung động tần số cao
- Tần suất lỗi: Sự xuất hiện của BPFO, BPFI, hoặc BSF tùy thuộc vào vị trí
- Phân tích phong bì: Hiệu quả nhất để phát hiện tình trạng rỗ ở giai đoạn đầu
- Tiến trình: Biên độ và số lượng hài hòa tăng lên khi hố phát triển
Kiểm tra trực quan
- Yêu cầu tháo rời ổ trục hoặc tiếp cận ống soi
- Tìm kiếm các vùng xám mờ (rỗ nhỏ) hoặc các hố lõm có thể nhìn thấy (rỗ lớn)
- Đếm và kích thước hố để đánh giá mức độ nghiêm trọng
- Ảnh chụp để làm tài liệu và xu hướng
Phân tích dầu
- Các hạt kim loại trong mẫu dầu cho thấy sự loại bỏ vật liệu hoạt động
- Ferrography cho thấy hình thái hạt đặc trưng của rỗ so với mài mòn
- Nồng độ hạt tăng cho thấy thiệt hại đang tiến triển
Kiểm tra siêu âm
- Độ nhám bề mặt do rỗ làm tăng phát xạ siêu âm
- Máy dò siêu âm di động để theo dõi không xâm lấn
- Có hiệu quả trong việc phát hiện sớm trước khi các triệu chứng rung động rõ ràng
Nguyên nhân và cách phòng ngừa
Phòng ngừa rỗ mỏi
- Xếp hạng ổ trục phù hợp: Chọn ổ trục có tuổi thọ L10 vượt quá yêu cầu sử dụng
- Bôi trơn đúng cách: Đảm bảo độ dày màng đủ (tỷ lệ λ > 3)
- Độ sạch sẽ: Giảm thiểu ô nhiễm gây ra căng thẳng
- Alignment: Ngăn chặn tải cạnh do lệch trục
- Kiểm soát tải: Tránh quá tải (tuổi thọ ổ trục ∝ 1/Tải trọng³)
Phòng ngừa rỗ ăn mòn
- Niêm phong hiệu quả: Ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm
- Chất bôi trơn thích hợp: Sử dụng chất bôi trơn có chất ức chế ăn mòn
- Vật liệu chống ăn mòn: Vòng bi thép không gỉ cho môi trường ẩm ướt
- Bảo vệ lưu trữ: Bảo vệ vòng bi dự phòng khỏi độ ẩm
- Phòng ngừa ngưng tụ: Tránh chu kỳ nhiệt gây ngưng tụ
Phòng ngừa rỗ điện
- Nối đất trục thích hợp trong các ứng dụng động cơ VFD
- Vòng bi cách điện cho một đầu của động cơ
- Các thành phần lăn bằng gốm (không dẫn điện)
- Loại bỏ hoặc giảm thiểu dòng điện ổ trục
Rỗ trong bánh răng
Trong các ứng dụng bánh răng, hiện tượng rỗ có những đặc điểm riêng:
Rỗ răng bánh răng
- Xảy ra trên bề mặt răng ở vùng tiếp xúc
- Tập trung gần đường biên nơi trượt và lăn kết hợp
- Tạo ra tiếng ồn và độ rung đặc trưng ở tần số lưới bánh răng
- Có thể chấp nhận được ở mức độ vừa phải đối với một số ứng dụng
- Rỗ quá nhiều dẫn đến gãy răng
Phát hiện
- Tăng tần số lưới bánh răng rung động
- Dải bên ở tần số trục
- Tiếng ồn có thể nghe được thay đổi
- Kiểm tra trực quan các cạnh răng
Đánh giá mức độ nghiêm trọng
Tiêu chí về mức độ nghiêm trọng của rỗ ổ trục
- Người mới bắt đầu: Một vài lỗ nhỏ rải rác, < 5% vùng tải bị ảnh hưởng
- Ánh sáng: Rỗ có thể nhìn thấy, diện tích vùng tải 5-25%
- Vừa phải: Rỗ rộng, khu vực 25-50%, bắt đầu hợp nhất
- Nghiêm trọng: > Khu vực 50%, các hố nối lại tạo thành các vết nứt, cần thay thế ngay lập tức
Tiêu chí quyết định
- Tiếp tục hoạt động: Bắt đầu xuất hiện rỗ nhẹ với sự giám sát
- Thay thế kế hoạch: Rỗ vừa phải, lên lịch thay thế trong vòng 1-3 tháng
- Thay thế khẩn cấp: Rỗ nghiêm trọng, hãy thay thế ngay khi có thể
- Tắt máy khẩn cấp: Tiến triển nhanh, rung động cao hoặc nhiệt độ cao
Rỗ là một giai đoạn trung gian quan trọng trong quá trình xuống cấp ổ trục - nghiêm trọng hơn so với hao mòn bề mặt nói chung nhưng có thể kiểm soát được nếu phát hiện sớm. Thông qua việc theo dõi độ rung với phân tích vỏ ổ trục và các biện pháp bảo trì phù hợp, rỗ có thể được xác định ngay từ giai đoạn đầu, cho phép bảo trì theo kế hoạch trước khi tiến triển thành hư hỏng bong tróc nghiêm trọng.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 