Nguyên nhân hỏng Vòng bi & Bánh răng liên quan đến Bôi trơn

Vòng bi và bánh răng là những chi tiết máy then chốt trong hầu hết các thiết bị công nghiệp. Bài viết này sẽ phân tích các nguyên nhân hỏng vòng bi và các vấn đề trong bôi trơn bánh răng công nghiệp liên quan trực tiếp đến chất lượng và phương pháp bôi trơn, đồng thời đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ vòng bi và bánh răng, kéo dài tuổi thọ hoạt động của chúng.

1. Tầm quan trọng của bôi trơn đối với vòng bi và bánh răng

Chất bôi trơn (dầu hoặc mỡ) thực hiện nhiều chức năng sống còn cho vòng bi và bánh răng:

• Giảm ma sát: Tạo lớp màng ngăn cách giữa các bề mặt kim loại chuyển động (con lăn/bi với rãnh lăn, các cặp răng bánh răng).
• Chống mài mòn: Ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp gây mài mòn, tróc rỗ bề mặt.
• Tản nhiệt: Mang nhiệt lượng sinh ra do ma sát và tải trọng ra khỏi vùng tiếp xúc.
• Chống ăn mòn: Bảo vệ bề mặt khỏi các tác nhân gây gỉ sét, ăn mòn.
• Làm sạch (đối với dầu tuần hoàn): Loại bỏ các hạt mài mòn, cặn bẩn.
• Giảm tiếng ồn và rung động.

Khi các chức năng này không được đảm bảo do bôi trơn kém, vòng bi và bánh răng sẽ bị hỏng hóc.

2. Các nguyên nhân hỏng vòng bi phổ biến liên quan đến Bôi trơn

Nghiên cứu cho thấy hơn 50% các trường hợp hỏng vòng bi sớm có liên quan đến vấn đề bôi trơn. Dưới đây là các nguyên nhân hỏng vòng bi chính:

2.1 Bôi trơn không đủ lượng

Mô tả: Lượng dầu hoặc mỡ cung cấp không đủ để hình thành lớp màng bôi trơn cần thiết giữa các bề mặt làm việc.

Hậu quả: Tiếp xúc kim loại-kim loại, ma sát tăng cao, nhiệt độ tăng nhanh, mài mòn nghiêm trọng, kẹt cứng vòng bi.

Nguyên nhân thường gặp: Bỏ sót điểm bôi trơn, lịch trình tái bôi trơn quá thưa, rò rỉ chất bôi trơn, chọn sai phương pháp tính toán lượng mỡ ban đầu hoặc tái bổ sung.

2.2 Bôi trơn thừa

Mô tả: Cung cấp quá nhiều chất bôi trơn, đặc biệt là mỡ, vào ổ đỡ vòng bi.

Hậu quả: Mỡ bị khuấy trộn quá mức (churning) gây tăng nhiệt độ đáng kể, làm suy thoái nhanh chất bôi trơn. Áp suất bên trong ổ đỡ tăng có thể làm hỏng phớt làm kín, gây rò rỉ và tạo điều kiện cho nhiễm bẩn xâm nhập. Tiêu hao năng lượng tăng.

Nguyên nhân thường gặp: Tâm lý “thà thừa hơn thiếu”, tra mỡ theo cảm tính mà không theo khuyến cáo kỹ thuật.

2.3 Chọn sai loại chất bôi trơn

Mô tả: Sử dụng dầu/mỡ có độ nhớt dầu gốc, loại dầu gốc, loại chất làm đặc (đối với mỡ), hoặc hệ phụ gia không phù hợp với điều kiện vận hành (tốc độ, tải trọng, nhiệt độ, môi trường).

Hậu quả:

• Độ nhớt quá thấp: Màng dầu mỏng, dễ bị phá vỡ dưới tải trọng, gây mài mòn.
• Độ nhớt quá cao: Tăng ma sát nội, tăng nhiệt độ, tăng tiêu hao năng lượng, khó lưu thông đến các vị trí cần thiết (đặc biệt ở nhiệt độ thấp hoặc tốc độ cao).
• Sai loại dầu gốc/chất làm đặc: Không chịu được nhiệt độ, không kháng nước, không tương thích với vật liệu…
• Thiếu phụ gia cần thiết (ví dụ: EP cho tải nặng): Gây mài mòn dính, tróc rỗ.

Cách phòng ngừa: Luôn tuân thủ khuyến cáo của nhà sản xuất vòng bi và thiết bị. Phân tích kỹ điều kiện vận hành.

Đọc thêm: Hướng dẫn lựa chọn chất bôi trơn phù hợp

2.4 Nhiễm bẩn chất bôi trơn

Mô tả: Chất bôi trơn bị lẫn các tạp chất như bụi bẩn, hạt kim loại, nước, hóa chất, hoặc nhiễm chéo giữa các loại dầu mỡ không tương thích.

Hậu quả:

• Hạt rắn: Gây mài mòn nghiêm trọng, làm trầy xước bề mặt làm việc.
• Nước: Gây gỉ sét, ăn mòn, làm giảm khả năng chịu tải của màng dầu, thúc đẩy suy thoái dầu/mỡ (thủy phân, oxy hóa).
• Hóa chất: Có thể phản ứng với dầu gốc hoặc phụ gia, làm mất tính năng bôi trơn.
• Nhiễm chéo: Gây biến đổi cấu trúc mỡ, suy giảm hiệu năng.

Cách phòng ngừa: Quy trình lưu trữ, xử lý, tra nạp sạch sẽ. Sử dụng phớt làm kín hiệu quả, bình thở hút ẩm. Lọc dầu định kỳ (nếu là hệ thống dầu tuần hoàn).

Đọc thêm: Nhiễm Bẩn Chất Bôi Trơn

2.5 Suy thoái chất bôi trơn

Mô tả: Dầu/mỡ bị biến đổi tính chất hóa lý do oxy hóa, nhiệt phân, cạn kiệt phụ gia trong quá trình sử dụng.

Hậu quả: Mất khả năng bôi trơn, hình thành cặn bùn, axit, làm tăng độ nhớt hoặc phân hủy.

Cách phòng ngừa: Chọn chất bôi trơn có độ bền nhiệt và oxy hóa cao, không để thiết bị hoạt động quá nhiệt, thay dầu/mỡ đúng hạn hoặc dựa trên phân tích tình trạng.

Đọc thêm: Hiểu về sự suy thoái của chất bôi trơn

3. Các vấn đề thường gặp trong bôi trơn bánh răng công nghiệp

Bôi trơn bánh răng công nghiệp cũng đối mặt với nhiều thách thức tương tự và một số vấn đề đặc thù:

• Chọn sai độ nhớt và loại dầu bánh răng: Không đáp ứng yêu cầu về tải trọng (ví dụ: không có phụ gia EP cho bánh răng chịu tải nặng, đặc biệt bánh răng hypoid), tốc độ, nhiệt độ.
• Nhiễm bẩn: Bụi kim loại từ quá trình mài mòn bánh răng, nước, cặn bẩn.
• Tạo bọt trong dầu bánh răng: Giảm khả năng bôi trơn, gây quá nhiệt.
• Mực dầu không đủ: Dẫn đến bôi trơn thiếu cho các cặp bánh răng.
• Suy thoái dầu do nhiệt độ cao và oxy hóa.
• Đối với bánh răng hở: Thách thức về việc duy trì lớp bôi trơn bám dính trên bề mặt răng dưới tác động của lực ly tâm, nhiễm bẩn từ môi trường. Cần chất bôi trơn có độ nhớt cực cao, độ bám dính tốt, thường chứa chất bôi trơn rắn.

4. Giải pháp và thực hành tốt nhất để bảo vệ vòng bi và bánh răng

Để bảo vệ vòng bi và tối ưu hóa bôi trơn bánh răng công nghiệp, cần áp dụng một cách tiếp cận toàn diện:

4.1 Lựa chọn chất bôi trơn chính xác:

• Tuân thủ nghiêm ngặt khuyến cáo của nhà sản xuất thiết bị (OEM).
• Phân tích kỹ điều kiện vận hành: tải trọng, tốc độ, nhiệt độ, môi trường (độ ẩm, nhiễm bẩn).
• Chọn đúng độ nhớt dầu gốc (cho cả dầu và mỡ), cấp NLGI (cho mỡ), loại dầu gốc, chất làm đặc và hệ phụ gia (AW, EP, chống gỉ, chống oxy hóa…).

4.2 Đảm bảo lượng bôi trơn phù hợp:

• Tính toán và tra đúng lượng dầu/mỡ ban đầu và cho các lần tái bôi trơn. Tránh thừa hoặc thiếu.
• Sử dụng các dụng cụ tra nạp có kiểm soát (súng bơm mỡ có đồng hồ, cốc định lượng…).

4.3 Kiểm soát nhiễm bẩn nghiêm ngặt:

• Quy trình lưu trữ, vận chuyển, xử lý dầu mỡ phải sạch sẽ.
• Sử dụng phớt làm kín và vòng chắn phù hợp, chất lượng tốt.
• Lắp đặt bình thở hút ẩm cho các hộp số, bể dầu.
• Thực hiện lọc dầu định kỳ cho các hệ thống dầu tuần hoàn.

4.4 Lập lịch trình tái bôi trơn khoa học:

• Dựa trên khuyến cáo OEM, điều kiện vận hành, hoặc kết quả phân tích tình trạng (ví dụ: phân tích dầu, kiểm tra mỡ).

4.5 Sử dụng công nghệ hỗ trợ:

• Hệ thống bôi trơn tự động (các giải pháp của Easylube): Đặc biệt hiệu quả cho các vòng bi, bánh răng quan trọng, khó tiếp cận, hoặc yêu cầu bôi trơn thường xuyên với lượng nhỏ, chính xác. Giúp giảm thiểu sai sót do con người, đảm bảo bôi trơn đều đặn, tăng an toàn.

Đọc thêm: Lợi ích Hệ thống Bôi trơn Tự động

• Phân tích dầu/mỡ đã qua sử dụng: Một công cụ chẩn đoán mạnh mẽ.

4.6 Kiểm tra và bảo trì định kỳ:

• Theo dõi nhiệt độ, tiếng ồn, rung động bất thường của vòng bi và hộp số.
• Kiểm tra tình trạng dầu/mỡ, mức dầu, tình trạng rò rỉ.

Kết luận

Hiểu rõ các nguyên nhân hỏng vòng bi và các vấn đề trong bôi trơn bánh răng công nghiệp là bước đầu tiên để xây dựng một chiến lược bảo trì hiệu quả. Thành công trong việc bảo vệ vòng bi và các bộ truyền động quan trọng không chỉ nằm ở việc chọn sản phẩm dầu mỡ chất lượng, mà còn ở việc áp dụng đúng kỹ thuật bôi trơn, kiểm soát nhiễm bẩn và theo dõi tình trạng thiết bị một cách chủ động, bao gồm cả việc ứng dụng các giải pháp tự động hóa khi cần thiết.

Hãy liên hệ với Thái Sơn để được tư vấn các giải pháp bôi trơn chuyên biệt và các sản phẩm chất lượng cao, giúp bảo vệ tối ưu vòng bi và bánh răng trong nhà máy của bạn.