Nguyên nhân gây bể bạc đạn hỏng vỡ vòng bi do dầu mỡ bôi trơn

Vòng bi lăn là thành phần có độ tin cậy cao và phần lớn vòng bi sẽ có tuổi thọ cao như thiết bị mà chúng được lắp đặt. Tuy nhiên, trong khi vòng bi chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ trong tất cả các hỏng hóc của thiết bị, đôi khi chúng bị gặp sự cố. Và khi bị hư hỏng, nó thường là một sự kiện quan trọng, dẫn đến sửa chữa tốn kém và làm ngưng máy ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất.

Khi vòng bi bị hỏng, chỉ có một số ít lỗi xảy ra do vật liệu của vòng bi bạc đạn. Hầu hết các hư hỏng là do một hoặc nhiều điều kiện thông thường có thể được ngăn chặn. Thông thường, nguyên nhân gây ra lỗi mang có thể đến từ những yếu tố sau:

Điều kiện hoạt động khắc nghiệt

Lưu trữ, xử lý và lắp đặt bị lỗi

Bôi trơn kém

Bài viết này tập trung vào việc phân tích các lỗi liên quan đến các vấn đề bôi trơn.

Tránh các lỗi bôi trơn

Vòng bi bạn đạn bị hỏng vì nhiều lý do, nhưng bôi trơn không đúng cách nằm ở đầu danh sách, theo nhiều nghiên cứu khác nhau:

Bôi trơn không đúng cách: 40-50 phần trăm

Lắp bạc đạn không đúng cách: 25 đến 30 phần trăm

Các nguyên nhân khác: khoảng 20%

Đạt đến giới hạn chịu đựng tự nhiên của vật liệu: dưới 10%

vòng bi bị vỡ

Vòng bi chống ma sát phải được bôi trơn để ngăn chặn tiếp xúc giữa kim loại với kim loại giữa các phần bi lăn, rãnh và bộ phận giữ. Ngoài ra, bôi trơn bảo vệ vòng bi chống ăn mòn và hao mòn, giúp tiêu tán nhiệt, giúp ngăn chặn sự nhiễm bẩn rắn và lỏng, và giảm tiếng ồn. Vòng bi bôi trơn đúng cách sẽ có cơ hội tốt nhất để đạt được tuổi thọ tối đa.

Đối với chính vòng bi, có rất nhiều nguyên nhân cho lỗi dầu nhờn, bao gồm:

Không đủ chất bôi trơn hoặc độ nhớt không phù hợp.

Sự xuống cấp bạc đạn do phải hoạt động kéo dài mà không bổ sung chất bôi trơn, tái bôi trơn.

Nhiệt độ quá cao

Sự xâm nhập của các vật chất lạ

Sử dụng mỡ trong khi nên sử dụng dầu tĩnh hoặc dầu tuần hoàn

Lựa chọn sai loại mỡ bôi trơn

Sử dụng quá nhiều mỡ để bôi trơn

Vòng bi lăn được bảo vệ bởi sự hiện diện liên tục của một phần rất mỏng - một phần triệu của một inch – lớp màng elastohydrodynamic của chất bôi trơn giữa các bi và rãnh lăn, và giữa lồng, nhẫn và các yếu tố cán. Các lỗi liên quan đến dầu nhờn có thể tránh được bằng cách chọn dầu mỡ hoặc dầu tạo ra một lớp màng đủ để giữ các phần tử vòng bi không tiếp xúc nhau.

Lỗi bôi trơn có thể được phát hiện bởi sự hiện diện của rãnh lăn (raceways) đổi màu (xanh / nâu) và các bi. Quá nhiều vết mài mòn trên các bi, rãnh và vòng cách, phớt, dẫn đến quá nóng và hư hại nặng sau đó.

Ngoài ra, nếu ổ đỡ không có đủ dầu bôi trơn, hoặc nếu chất bôi trơn bị mất các đặc tính bôi trơn của nó, một màng dầu có khả năng chịu tải không thể hình thành được. Kết quả là tiếp xúc kim loại với kim loại giữa các con lăn và rãnh, vòng cách, kẹt vòng bi.

Các kiểu mài mòn bao gồm mài mòn từng điểm, xây xát, kẹt dính, cào xước. Những hư hỏng kiểu này xảy ra khi màng bôi trơn quá mỏng để ngăn chặn sự hàn kết hợp với các chiếu xạ vi mô tại các giao diện trượt giữa hai phần giao phối. Sau khi các mối hàn kết hợp với nhau, lực trượt xé rách kim loại ra khỏi một bề mặt, tạo ra các hốc phút trên một mặt và các mặt chiếu trên mặt kia. Những khiếm khuyết này dẫn đến nhiều thiệt hại hơn. Mặc dù sự mài mòn bắt đầu ở cấp độ vi mô, nhưng nó vẫn tiến triển đều đặn sau khi nó bắt đầu.

vòng bi bạc đạn bị bể

Lựa chọn chất bôi trơn

Việc bôi trơn rõ ràng đóng một vai trò quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ của một vòng bi. Nếu không có chất bôi trơn, vòng bi có thể sẽ hư hỏng sớm và có thể kéo theo các thiết bị hỏng theo. Ba mối quan tâm chính với chất bôi trơn là:

Chỉ định đúng lượng - Vòng bi lăn cán hoạt động ở nhiệt độ tối ưu khi sử dụng lượng dầu bôi trơn tối thiểu. Số lượng chất bôi trơn cần thiết cũng phụ thuộc vào các chức năng khác mà nó phải thực hiện, chẳng hạn như làm mát và niêm phong.

Chỉ định đúng loại - Vòng bi lăn có thể được bôi trơn bằng mỡ hoặc dầu. Trong những trường hợp đặc biệt, chất bôi trơn rắn có thể được sử dụng.

Tham khảo: Lựa chọn mỡ bò chịu nhiệt.

Giữ sạch chất bôi trơn.

Việc lựa chọn chất bôi trơn phụ thuộc vào các điều kiện như nhiệt độ vận hành, tốc độ quay, tải trọng và môi trường. Nói chung, dầu là chất bôi trơn mang tốt nhất, nhưng nó không phải lúc nào cũng thực tế vì những cân nhắc thiết kế.

Nên sử dụng dầu mỡ bôi trơn khi vòng bi hoạt động dưới tốc độ và nhiệt độ bình thường. Mỡ có nhiều ưu điểm hơn dầu, bao gồm các quy trình ứng dụng đơn giản và ít tốn kém hơn, độ bám dính tốt hơn và cải thiện khả năng chống ẩm và chất gây ô nhiễm.

Lựa chọn mỡ phải tùy theo ứng dụng cụ thể. Các yếu tố cần xem xét bao gồm độ cứng (tính nhất quán), độ ổn định (khả năng duy trì tính nhất quán) và khả năng chống nước (nhũ tương hóa). Tuy nhiên, dầu mỡ được lơ lửng trong một bazơ hoặc chất mang, và khi các bazơ này tiếp xúc với hơi ẩm hoặc nhiệt, chúng có thể biến thành xà phòng hoặc tro than. Vì vậy, cần phải sử dụng phụ gia tổng hợp để ngăn chặn sự suy giảm của chất bôi trơn.

Việc bơm mỡ quá nhiều có thể gây ra sự gia tăng nhanh chóng về nhiệt độ, đặc biệt ở tốc độ cao vì các bộ phận lăn phải đẩy dầu mỡ ra khỏi đường. Điều này dẫn đến sự khuấy trong dầu mỡ, tạo ra nhiệt. Việc thêm nhiều dầu mỡ hơn chỉ làm trầm trọng thêm vấn đề, tạo ra nguy cơ hư hỏng nặng.

Vòng bi hoạt động ở tốc độ chậm, và những thiết bị cần bảo vệ chống ăn mòn, có thể được bao bọc hoàn toàn bằng mỡ. Độ dài của thời gian mà vòng bi bôi trơn bằng mỡ sẽ vận hành thỏa đáng mà không cần tái lập phụ thuộc vào kích thước vòng bi, loại, tốc độ, nhiệt độ vận hành và mỡ được sử dụng.

Dầu là chất bôi trơn được ưu tiên khi tốc độ hoặc điều kiện hoạt động ngăn cản việc sử dụng mỡ hoặc nơi nhiệt phải được truyền từ ổ đỡ. Dầu thường được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu hoạt động của các thành phần khác như seal và bánh răng.

Hệ thống tắm dầu thích hợp cho tốc độ trục thấp. Để tránh những thay đổi dầu thường xuyên do nhiệt độ hoạt động cao, có thể sử dụng hệ thống tuần hoàn dầu. Ở tốc độ trục cao, dầu phải xuyên qua bên trong ổ đỡ để loại bỏ nhiệt thừa. Một hệ thống phun dầu là một phương pháp hiệu quả để đảm bảo rằng dầu đến đúng nơi cần thiết. Tốc độ của dầu được bơm phải đủ cao để đảm bảo đủ dầu thấm qua xoáy khí được tạo ra trong vòng quay vòng bi.

Tần số bơm dầu cần thay đổi phụ thuộc vào điều kiện vận hành và chất lượng dầu. Đối với các hệ thống tắm dầu, dầu nên được thay đổi thường xuyên hơn nếu nhiệt độ của nó vượt quá 120 độ F (49 độ C), hoặc nếu máy hoạt động trong môi trường có chứa chất gây mài mòn hoặc chất gây ô nhiễm. Đối với hệ thống dầu tuần hoàn, khoảng thời gian thay dầu được xác định bằng cách kiểm tra chất lượng dầu để xác định sự có mặt của các hạt kim loại mài mòn, quá trình oxy hóa dầu và phân tích phụ gia.

Độ nhớt của dầu mỡ

Độ nhớt của dầu mỡ cũng quan trọng như lượng dầu mỡ bơm vào bạc đạn để đảm bảo bôi trơn đầy đủ. Độ nhớt yêu cầu phụ thuộc vào nhiệt độ hoạt động. Độ nhớt bôi trơn không đầy đủ xuất hiện dưới dạng bề mặt có độ bóng cao hoặc bóng loáng. Khi hư hại tăng dần, bề mặt sẽ xuất hiện vết xướt và cuối cùng là các cục bào tử. Kiểu chẻ này là hạt mịn được tạo ra bởi sự thất bại của chất bôi trơn.

Bôi trơn không đầy đủ

Trong giai đoạn băng giá, những mảnh kim loại mịn được kéo từ mương tạo ra một "giấc ngủ ngắn" đôi khi có thể cảm nhận được. Khu vực mờ sẽ cảm thấy trơn tru theo một hướng nhưng có độ nhám khác biệt. Khi kim loại được "kéo" ra khỏi bề mặt, các hố xuất hiện và những tiến bộ mờ để kéo.

Các đốm bẩn là một hình thức thiệt hại bề mặt gây ra khi hai bề mặt trượt và chất bôi trơn không thể ngăn chặn độ bám dính của các bề mặt. Các mảnh của một bề mặt bị rách đi và được dính lại thành hai bề mặt.

Quá Tải

Sống trượt xảy ra khi cán các bộ phận trượt khi họ đi từ khu vực dỡ xuống khu vực được nạp. Chất bôi trơn quá cứng cũng gây ra loại hư hỏng này, có thể hay xảy ra ở các vòng bi lớn.

Mờ bề mặt kim loại có thể xảy ra trên bề mặt con lăn và trong mương của vòng bi lăn hình cầu và hình trụ. Nó được gây ra bởi vòng quay con lăn đang bị chậm lại trong khu vực dỡ hàng, nơi các vòng không dẫn động các con lăn. Do đó, tốc độ quay của chúng thấp hơn khi chúng ở trong vùng nạp. Do đó, các con lăn chịu sự tăng tốc nhanh chóng, và dẫn đến trượt quá nặng đến nỗi nó có thể tạo ra vết bẩn.

Rãnh cũng là kết quả của việc bôi trơn không đầy đủ. Các khu vực chịu ma sát trượt, chẳng hạn như vòng cách và đầu của con lăn trong vòng bi lăn, đây là những phần đầu tiên bị ảnh hưởng.

Trường hợp tốc độ cao, lực quán tính trở nên quan trọng và yêu cầu bôi trơn tốt nhất. Các lực quán tính tác dụng lên các phần tử lăn ở tốc độ cao, với việc đột ngột khởi động và dừng lại, có thể dẫn đến lực lớn giữa các bi và vòng trong, vòng ngoài. Các lực lượng nghiêng , và ứng dụng lặp đi lặp lại gây ra hiện tượng gãy và đứt vòng cách.

Tham khảo: Cách lựa chọn mỡ bôi trơn cho vòng bi bạc đạn có tốc độ quay cao.

Tham gia hiệp hội kinh doanh dầu nhớt công nghiệp và vận tải để tìm kiếm khách hàng và nhà cung cấp dễ dàng hơn.

Dòng chảy không đầy đủ trong hệ thống dầu tuần hoàn có thể gây ra hư hỏng vòng bi lăn hình nón. Khu vực giữa mặt bích dẫn hướng và đầu lớn của con lăn phải chịu chuyển động trượt và khó bôi trơn hơn so với các khu vực đang chuyển động lăn. Do đó, một số con lăn có thể tự dính vào mặt bích dẫn hướng.

Seal bị rò rỉ dẫn đến hỏng vòng bi bạc đạn

Ngay cả trong điều kiện hoạt động tốt nhất, seal vẫn có thể bị rò rỉ mỡ bôi trơn. Thông thường, rò rỉ mỡ qua seal có thể được truy nguồn từ ba nguyên nhân cơ bản:

Điều kiện và kích thước của trục và nhà ở mang
Tra mỡ không đúng kỹ thuật
Ô nhiễm

Khi một Seal bị rò rỉ, nguyên nhân phổ biến nhất là trục mòn hoặc bị cạo xước, thường là kết quả của sự mài mòn do nhiễm bẩn. Các trục cần được thay thế hoặc sửa chữa để ngăn chặn hư hỏng seal.

Nếu chức năng chính của seal là loại trừ vật chất lạ, bê mặt ngoài của seal phải đối mặt với chất bẩn thay vì ổ đỡ. Nếu chất bôi trơn chịu áp lực từ sự tích tụ nhiệt hoặc các nguồn khác, Seal phải đối mặt với áp suất.

Một seal bị rò rỉ không phải luôn luôn là một dấu hiệu của sự hư hỏng của seal. Ví dụ, trong gối chặn gối, mỡ dư thừa thường được tẩy sạch qua các vòng đệm trong khi vận hành. Điều này chỉ ra rằng Seal đang hoạt động đúng cách.