Hư hỏng và phương pháp sửa chữa ổ lăn (ổ bi, bạc đạn)

1. Các dạng hư hỏng ổ lăn chính

Tróc rỗ bề mặt do mỏi
- Do ứng suất tiếp xúc thay đổi theo thời gian. Sau một thời gian làm việc, các vết nứt tế vi phát triển thành tróc trên rãnh vòng và trên bề mặt con lăn. Tróc là dạng hỏng chủ yếu của các ổ lăn làm việc với vận tốc cao, chịu tải trọng lớn, được che kín tốt.

Mòn con lăn và vòng ổ
- Thường xảy ra với các ổ bôi trơn không tốt, có các hạt kim loại rơi vào ổ. Mòn là dạng hỏng chủ yếu của các ổ lăn trong ôtô, máy kéo, máy xây dựng…
Vỡ vòng cách
- Do lực ly tâm và tác dụng của con lăn gây nên, thường xảy ra với các ổ quay nhanh
Vỡ con lăn và vòng ổ
- Do động năng va đập lớn, do lắp ráp không chính xác (vòng bị lệch, con lăn bị kẹt…).
Biến dạng dư bề mặt rãnh vòng và con lăn
- Thường xảy ra đối với các ổ lăn chịu tải nặng và quay chậm,…

2. Các nguyên nhân là giảm tuổi thọ vòng bi

Lắp đặt vòng bi không đúng cách
- Khoảng 16% các trường hợp bị hư hỏng sớm là do lắp đặt không đúng cách, chủ yếu là do sử dụng lực quá mạnh, và dụng cụ lắp đặt không phù hợp
Bôi trơn ổ lăn không đúng cách
- 36% trường hợp vòng bi bị hư hỏng sớm là do việc sử dụng các chất bôi trơn không đúng chủng loại và không phù hợp.
- Ổ lăn là một chi tiết máy khó tiếp cận trong máy nên việc bôi trơn rất khó khan, vì thế việc bôi trơn phải được làm cẩn thận, có thể sử dụng hệ thống bôi trơn tự động.
Sự nhiễm bụi bẩn của ổ lăn
- Do đặc thù cấu tạo, ổ lăn hầu như không được che chắn trong suốt quá trình hoạt động, nên dễ dính bụi bẩn, con lăn là một chi tiết có độ chính xác cao, nên rất dễ bị hỏng vì nguyên nhân này 14%.
Hiện tượng mỏi của ổ lăn
- Nguyên nhân chính là do máy hoạt động với tải trọng vượt quá tải trọng thiết kế của ổ lăn, không được bão dưỡng thường xuyên, dẫn đến tuổi thọ ổ lăn giảm nhanh chóng 34%

3. Vấn đề không đồng tâm của ổ lăn

 Nguyên nhân của sự không đồng tâm
• Nguyên nhân chính là sai số do lắp đặt nằm ngoài giới hạn cho
phép, gây hiện tượng rung và tiếng ồn
• Một nguyên nhân nữa là do mất đồng tâm trục giữa máy dẫn
động và bị động.
Cho nên để biết xem hiện tượng trên là do lệch tâm của ổ đỡ hay không thì không thể dựa trên mỗi số đo rung động của máy mà trước tiên nên kiểm tra lại sự đồng tâm trục của 2 máy (alignment)
để loại bỏ nguyên nhân này trước sau đó mới tiến hành kiểm tra sự đồng tâm của ổ lăn.

Độ lệch tâm của vòng bi tỷ lệ nghịch với tuổi thọ  

-  Vấn đề là khi lượng lệch tâm lớn hơn khe hở bên trong của ổ đỡ, tuổi thọ của của nó sẽ ngắn lại. Tất cả vòng bi đều có khe hở bên trong cho phép giãn nở nhiệt và một lượng nhỏ lệch tâm khi
làm việc. Khi khe hở này không đủ cho sự lệch tâm lớn sẽ dẫn tới sự tiếp xúc các bề mặt kim loại với nhau gây ra ứng suất động và vòng bi bị hư nhanh chóng.

Phương pháp xác định sựu không đồng tâm ổ lăn

Gắn đồng hồ kiểm tra
đo mức độ lệch tâm Run – Out
vòng ngoài của vòng bi  

Gắn đồng hồ kiểm tra đo sự
tiếp xúc với trục quay.  

-  Gá đồng hồ so đo lượng lệch tâm tĩnh và động của vòng ngoài với trục. Kiểm tra tương tự với vòng trong, với đồng hồ so gắn trên thân máy và đầu đo gắn trên vòng trong, trong khi quay trục.
Độ lệch cho phép là 1.0 mil/inch(1.0 milliradian). Tức là đường kính 4 inches thì cho phép lệch 4,0 mil/inche. Chú ý 1mil = 0.025mm

Hướng khắc phục vấn đề không đồng tâm

• Cách đơn giản để đánh giá con lăn bị lệch tâm là quay trục từ từ để cảm nhận và dùng ống nghe để nghe. Đây là cách làm hay mỗi khi tiến hành sữa chữa máy, tuy nhiên cách này phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của thợ bảo dưỡng.

• Thông thường các nhà sản xuất kiểm soát độ lệch tâm của vòng bi bằng cách kiểm soát một hoặc tất cả các thông số sau:

 Độ lắp chặt và độ chính xác gia công lỗ thân máy

 Dung sai lắp ghép

 Dụng cụ và lực ép khi lắp

 Độ vuông góc của vai trục

Các thông số vận hành của ổ lăn :

Tiếng ồn của vòng bi

- Trong suốt quá trình vận hành, sử dụng thiết bị theo dõi âm thanh để đo âm lượng và đặc tính của tiếng ồn khi vòng bi quay. Có thể phân biệt các hư hỏng của vòng bi như sự tróc vảy dựa trên đặc tính bất thường của tiếng ồn.

Rung động của vòng bi

- Một thiết bị phân tích biểu đồ tần số dạng phổ được sử dụng để đo độ lớn của rung động và sự phân bố của các tần số. Các kết quả kiểm tra có thể xác định được các nguyên nhân của các bất thường

của vòng bi.Việc theo dõi những bất thường về rung động từ vòng bi trong suốt thời gian vận hành là rất hữu ích trong việc bảo trì.

Nhiệt độ vòng bi

- Nhiệt độ vòng bi có thể dự tính được từ nhiệt độ đo được bên ngoài vỏ của gối đỡ, mà còn có thể đo trực tiếp từ vòng ngoài của
vòng bi bằng một đầu đo đi xuyên qua một lỗ dầu trên vỏ gối.Thông thường nhiệt độ vòng bi tăng lên từ từ sau khi khởi động
máy đến khi chạy ổn định sau khoảng 1-2 tiếng đồng hồ. Nhiệt độ vòng bi khi chạy ổn định phụ thuộc vào tải, tốc độ quay và đặc tính
truyền nhiệt của máy. Sự bôi trơn không đủ hay lắp ráp không đúng có thể gây ra nhiệt độ ổ bi tăng nhanh chóng.
Ảnh hưởng của sự bôi trơn
• Giảm ma sát và mài mòn: màng dầu giúp giảm ma sát, sự mài
mòn và ngăn ngừa sự tiếp xúc trực tiếp của các chi tiết kim loại.
• Kéo dài tuổi thọ mỏi của kim loại: phụ thuộc vào độ nhớt và độ dày của màng dầu giữa các bề mặt tiếp xúc. Màng dầu càng dày
sẽ giúp kéo dài tuổi thọ mỏi, và nếu độ nhớt thấp sẽ dẫn đến màng dầu nhỏ và nếu độ nhớt quá thấp sẽ dẫn đến không đủ tạo màng dầu.
• Giảm sự sinh nhiệt do ma sát và tác dụng làm mát.
• Có tác dụng làm kín và ngăn ngừa gỉ sét
Chất bôi trơn
• Phụ thuộc vào điều kiện và mục đích sử dụng nhằm đạt được sự
vận hành tốt nhất cho vòng bi, mà ta chọn loại chất bôi trơn.
• Chất bôi trơn thường:
Bôi trơn bằng mỡ
Bôi trơn bằng dầu.
Xem thêm:

- Hướng dẫn đọc ký hiệu ổ lăn (Ổ bi, Bạc đạn)
- Cấu tạo phân loại vòng bi (Ổ lăn, Bạc đạn)