Sự trượt dồn vòng đỡ là gì?

Trong quá trình vận hành hằng ngày của thiết bị cơ khí, ổ lăn, với vai trò là một trong những bộ phận cốt lõi, đóng vai trò then chốt trong truyền động và đỡ tải. Tuy nhiên, hiện tượng ổ lăn bị creep thường gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với hoạt động bình thường của thiết bị. Hôm nay, hãy cùng tìm hiểu ổ lăn bị creep là gì, nguyên nhân, tác động và các biện pháp ứng phó tương ứng.

1 Creep vòng ổ lăn là gì?

Creep vòng ổ lăn là sự dịch chuyển tương đối giữa vòng trong hoặc vòng ngoài của ổ lăn với trục hoặc vỏ ổ, dẫn đến ma sát hoặc mài mòn. Cụ thể, khi vòng trong trượt tương đối so với trục, hiện tượng này gọi là creep vòng trong; khi vòng ngoài trượt tương đối so với vỏ ổ lăn, hiện tượng này gọi là creep vòng ngoài.

Trong điều kiện bình thường, độ lắp giữa ổ lăn và trục, cũng như giữa ổ lăn và vỏ ổ, thường là lắp chặt hoặc lắp trung gian. Điều này tạo ra ma sát tĩnh đáng kể, đảm bảo không có chuyển động tương đối, và cơ năng được truyền qua sự quay của các phần tử lăn giữa vòng trong và vòng ngoài. Tuy nhiên, khi trạng thái đứng yên này bị phá vỡ, hiện tượng creep sẽ xảy ra.

2. Tác hại của creep vòng ổ lăn

Creep vòng ổ lăn có ảnh hưởng cực kỳ tiêu cực đến hoạt động bình thường của thiết bị cơ khí, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

 

(1) Mài mòn chi tiết tăng nhanh 

Creep vòng ổ lăn làm tăng tốc độ mài mòn của các chi tiết như trục và vỏ ổ lăn. Trong quá trình creep, ma sát tăng lên có thể gây ra vết xước, thậm chí tạo thành rãnh trên bề mặt trục hoặc vỏ ổ. Sự mài mòn này không chỉ làm giảm độ chính xác của thiết bị mà còn có thể dẫn đến hỏng hóc hoàn toàn.

(2) Giảm hiệu suất vận hành

Creep vòng ổ lăn làm tăng ma sát, chuyển một lượng lớn năng lượng thành nhiệt và tiếng ồn lãng phí. Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất vận hành của thiết bị cơ khí mà còn có thể gây ra các vấn đề khác, như dầu bôi trơn bị hỏng hoặc ổ lăn quá nhiệt.

 

(3) Ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị

 

Creep vòng ổ lăn có thể làm giảm độ chính xác của thiết bị, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của nó. Ví dụ, trong thiết bị có độ chính xác cao, creep vòng có thể khiến thiết bị không đáp ứng được các thông số thiết kế, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất sản xuất.

 (4) Tăng chi phí bảo trì

Creep vòng ổ lăn có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị thường xuyên hơn, làm tăng tần suất và chi phí bảo trì. Nếu vấn đề creep vòng không được xử lý kịp thời, có thể gây hư hỏng nghiêm trọng hơn cho thiết bị, thậm chí phải thay thế toàn bộ máy.

 

 

Nguyên nhân gây creep ổ lăn (vòng ngoài ổ lăn quay)

(1) Vấn đề dung sai lắp ghép

Dung sai lắp ghép giữa ổ lăn và trục (hoặc vỏ ổ lăn) phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt. Các quy cách, cấp chính xác, điều kiện tải và môi trường làm việc khác nhau đòi hỏi dung sai lắp ghép khác nhau. Nếu chọn dung sai lắp ghép không phù hợp, chẳng hạn dùng lắp lỏng, lực ép tương hỗ sẽ giảm. Điều này có thể khiến trục (hoặc ổ lăn) mất định vị tĩnh và bắt đầu trượt dưới tác dụng của mô-men xoắn, dẫn đến creep ổ lăn.

(2) Độ chính xác gia công và lắp đặt không đủ

Việc không đáp ứng các tiêu chuẩn yêu cầu về dung sai gia công, độ nhám bề mặt và độ chính xác lắp ráp của trục, ổ lăn hoặc vỏ ổ lăn sẽ ảnh hưởng đến dung sai lắp ghép, dẫn đến creep ổ lăn. Ví dụ, trong quá trình tháo lắp hoặc lắp lại ổ lăn, có thể làm mất ba via hoặc biến dạng, khiến đường kính trục bị giảm hoặc đường kính lỗ bị tăng. Điều này làm tăng khe hở lắp ghép và phá vỡ dung sai phù hợp.

(3) Vấn đề vật liệu

Các loại ổ lăn khác nhau cần sử dụng thép ổ lăn tương thích, có độ bền, độ cứng vững và khả năng chống mài mòn cao. Hệ số ma sát của hợp kim ổ lăn phải thấp để đảm bảo hoạt động bình thường và giảm khả năng xảy ra creep ổ lăn.

(4) Các yếu tố khác

• Bôi trơn kém: Mỡ bôi trơn không đủ hoặc bị suy giảm có thể làm tăng ma sát trong quá trình ổ lăn hoạt động, từ đó có thể dẫn đến creep ổ lăn.
• Thiết bị hoạt động bất thường: Các sự cố như động cơ bị quá tải trong thời gian dài hoặc lệch tâm giữa trục động cơ và khớp nối có thể tạo thêm ứng suất lên ổ lăn và gây creep.
• Yếu tố môi trường: Điều kiện làm việc khắc nghiệt, như nhiệt độ cao, độ ẩm hoặc tiếp xúc với khí ăn mòn, có thể làm tăng tốc độ mài mòn của ổ lăn, giảm độ chính xác lắp ghép và cuối cùng gây ra creep ổ lăn.

Biện pháp xử lý creep vòng ngoài/vòng trong của ổ lăn

(I) Biện pháp phòng ngừa

• Kiểm soát chặt dung sai lắp ghép: Trong giai đoạn thiết kế và lựa chọn thiết bị, hãy chọn ổ lăn và dung sai lắp ghép phù hợp dựa trên điều kiện làm việc thực tế để đảm bảo độ lắp giữa ổ lăn, trục và vỏ ổ đáp ứng yêu cầu.
• Nâng cao độ chính xác gia công và lắp đặt: Tăng cường kiểm soát chất lượng đối với quá trình gia công trục, ổ lăn và vỏ ổ lăn, đảm bảo độ chính xác gia công và độ nhám bề mặt đạt tiêu chuẩn. Trong quá trình lắp đặt, phải tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu quy trình để tránh thay đổi khe hở lắp ghép do lắp đặt không đúng cách.
• Sử dụng vật liệu chất lượng cao: Chọn vật liệu ổ lăn phù hợp theo điều kiện vận hành của thiết bị để đảm bảo ổ lăn có đủ độ bền, độ cứng vững và khả năng chống mài mòn.
• Tăng cường quản lý bôi trơn: Thường xuyên kiểm tra số lượng và chất lượng mỡ bôi trơn, bổ sung hoặc thay thế kịp thời để đảm bảo ổ lăn hoạt động trong điều kiện được bôi trơn tốt.
• Thực hiện bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ: Thiết lập hệ thống bảo dưỡng định kỳ cho thiết bị. Kiểm tra thường xuyên tình trạng vận hành của ổ lăn, bao gồm nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn. Xử lý ngay các bất thường.

(II) Biện pháp sửa chữa

Chiến lược xử lý phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của hiện tượng creep vòng ổ lăn. Đối với trường hợp creep nhẹ, thường không cần xử lý đặc biệt. Chỉ cần tăng cường giám sát và kiểm tra định kỳ tình trạng vận hành của ổ lăn, như nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn. Nếu tình trạng vận hành của ổ lăn không xấu đi đáng kể, có thể tiếp tục sử dụng, nhưng phải đảm bảo bảo dưỡng và bôi trơn thường xuyên.

Đối với creep vòng ổ lăn nghiêm trọng, cần áp dụng các biện pháp sửa chữa sau:

• Ống lót: Lắp thêm một ống lót kim loại lên bề mặt trục hoặc vỏ ổ để khôi phục độ chính xác lắp ghép.
• Tạo rỗ: Tạo các điểm rỗ nhỏ trên bề mặt trục hoặc vỏ ổ lăn để tăng ma sát và ngăn creep.
• Hàn đắp: Phủ một lớp kim loại chống mài mòn, chống ăn mòn hoặc chịu nhiệt lên bề mặt chi tiết.
• Mạ chổi: Sử dụng phương pháp điện hóa để tạo lớp phủ trên bề mặt chi tiết.
• Phun phủ nhiệt: Làm nóng chảy vật liệu phun và nguyên tử hóa nó bằng dòng khí tốc độ cao để lắng đọng lớp phủ lên bề mặt chi tiết.
• Tạo lớp phủ bằng laser: Sử dụng công nghệ laser để phủ vật liệu lên bề mặt chi tiết, đây là một kỹ thuật biến tính bề mặt mới.

Mặc dù creep vòng ổ lăn là một sự cố thiết bị phổ biến, nhưng nếu hiểu rõ nguyên nhân, rủi ro và áp dụng các biện pháp phòng ngừa, xử lý hiệu quả, có thể giảm thiểu khả năng xảy ra, kéo dài tuổi thọ ổ lăn và đảm bảo thiết bị vận hành đúng cách.