Các nguyên nhân chính gây ra rung động máy

Áp dụng kỹ thuật giám sát rung động nhằm phát hiện kịp thời hư hỏng và dự đoán thời điểm xảy ra hư hỏng hoàn toàn, hay nói một cách khác là thời điểm mà chi tiết hoặc thiết bị mất khả năng làm việc. Ngoài ra giám sát rung động còn giúp phát hiện và tránh được các hư hỏng ngẫu nhiên, hư hỏng ngoài ý muốn. Thông thường các loại hư hỏng này gây tổn thất chi phí rất lớn, nhất là các chi tiết, bộ phận của những máy quan trọng trong hệ thống sản xuất.

1.Các nguyên nhân gây nên rung động

Có nhiều nguyên nhân khác nhau gây rung động cho thiết bị, máy và hệ thống sản xuất như:

–                Mất cân bằng.

–                Không đồng trục.

–                Các mối lắp ghép bị lỏng.

–                Cộng hưởng dao động.

–                Trục bị cong.

–                Thiết bị không phù hợp…

Dưới đây đề cập đến một số nguyên nhân chính gây ra rung động, từ đó có thể phát hiện và đưa ra các giải pháp loại bỏ hoặc làm giảm bớt các rung động này.

a.Mất cân bằng

Sự phân bố khối lượng không đồng đều trên bộ phận quay gây nên mất cân bằng. Sự phân bố khối lượng không đồng đều được mô hình hóa tại một điểm và được gọi là đốm nặng.

Giá trị mất cân bằng = trọng lượng mất cân bằng × khoảng cách từ tâm quay đến vị trí trọng lượng mất cân bằng

Hoặc:

Như được trình bày trong hình 2 mất cân bằng nghiêm trọng thường tạo ra một biên độ cao bất thường tại vận tốc tới hạn và biên độ giảm xuống sau khi vượt qua vận tốc tới hạn. Tuy nhiên sau khi giảm xuống biên độ này vẫn còn lớn hơn so với biên độ của rôto cân bằng.

Khi đốm nặng chỉ hiện diện trong một mặt phẳng đơn thì gọi là mất cân bằng tĩnh. Có thể phát hiện ra hiện tượng này bằng cách đặt trục rôto lên đồ gá của thiết bị cân bằng. Rôto sẽ tự quay đến khi đốm nặng di chuyển đến vị trí thấp nhất.

Khi đốm nặng hiện diện trong hơn một mặt phẳng thì gọi là mất cân bằng động. Trong trường hợp này, đặt trục lên đồ gá sẽ không thấy được tình trạng mất cân bằng. Lực ly tâm do không cân bằng gây ra rung động.

b. Không đồng trục
Không đồng trục xảy ra do sai lệch vị trí ban đầu (do thiết kế, lắp đặt), hoặc sự thay đổi vị trí của một chi tiết máy do hiện tượng dãn nở nhiệt. Nguyên nhân này gây nên rung động và tạo ra các ứng suất có xu hướng gây hư hỏng cho những khớp nối trục và ổ đỡ.

Không đồng trục có thể là lệch góc, lệch song song hoặc kết hợp hai loại trên (xem hình 4).

c.Ma sát cơ học

Trong nhiều bộ truyền động của máy thường xảy ra ma sát cơ học do các nguyên nhân như:

–                Khi một trục tiếp xúc với lớp hợp kim babbit của ổ trượt, với các vòng lăn của ổ bi.

–                Khi một phần của rôto tiếp xúc vào vỏ máy…

Trong mỗi trường hợp, tín hiệu rung động sẽ được thể hiện ở một đỉnh biên độ thấp, thông thường ở khoảng giữa 1 và 10Hz.

c. Bánh răng bị mòn

Nếu bánh răng bị mòn, tần số rung động rất cao, pha rung động thay đổi thất thường và biên độ rung động thấp. Hiện tượng này phát sinh trên bánh răng bị mòn do các nguyên nhân sau:

–                Khe hở dọc theo đường ăn khớp của chiều rộng vành răng tạo va đập khi truyền tải trọng.

–                Lắp ráp không đảm bảo đồng tâm làm thay đổi thường xuyên chiều sâu ăn khớp của bánh răng, gây va đập kèm theo tiếng ồn có tần số thấp.

e.Độ rơ của máy

Các chi tiết máy được lắp không đúng quy cách hoặc bị rơ sau thời gian làm việc khiến chúng va đập với nhau dẫn đến rung động.

f.Trục khuỷu

Nguyên nhân gây ra rung động trong trường hợp này tương tự như là không đồng trục.

g.Độ lệch tâm tại ngõng trục

Độ lệch tâm của các ngõng trục cũng là nguyên nhân gây ra rung động trên các bánh răng, rung động rất lớn ở đường trung bình của bánh răng.

h. Lực khí động và áp lực thủy động

Đây là vấn đề liên quan đến chân vịt, bộ phận đẩy của máy bơm, máy nén ly tâm… Rung động có tần số tương ứng với tốc độ quay của bộ phận máy, từ đó gây ra hư hỏng trong máy.

i.Sự biến dạng

Trong lắp ráp thiết bị, thông thường người ta không kiểm tra tình trạng bị uốn hay biến dạng gây ra bởi những sai sót do thiết kế hoặc chế tạo chi tiết, phụ tùng. Đôi khi khuyết tật rất khó phát hiện được. Do đó trong giai đoạn thiết kế cần quan tâm đến cả lực tĩnh và lực động. Ví dụ, một giá đỡ máy có đủ độ cứng vững sẽ hạn chế rung động do mômen xoắn của động cơ gây ra.

j.Lựa chọn thiết bịkhông phù hợp

Thiết bị quá cỡ so với yêu cầu là không cần thiết, có thể gây ra rung động do các lực quán tính và do các hệ thống giảm chấn hoạt động không hiệu quả. Thiết bị có kích thước nhỏ hơn yêu cầu cũng gây ra rung động do quá tải và do đó khi lựa chọn thiết bị phải xem xét kỹ, đặc biệt là công suất cần thiết.

2. Ảnh hưởng của rung động

Rung động thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho người và máy. Rung động và cộng hưởng có thể làm nứt, gẫy các chi tiết máy như đai ốc, bu lông, trục, … Tiếng ồn, kết quả của rung động, tác động đến người vận hành máy trong một thời gian dài có thể gây mờ mắt, ù tai, làm việc kém hiệu quả và một số bệnh nghề nghiệp khác.

Rung động không được cách ly sẽ truyền qua bất kỳ vật rắn nào như sàn nhà xưởng, tường, các đường ống… gây ra nhiều thiệt hại.

3.Chẩn đoán và ngăn ngừa các hư hỏng

Có thể phân loại các mức độ hư hỏng theo mức độ rung động như sau:

–                Mức thấp: máy chạy êm.

–                Mức tăng: máy có một số thay đổi về tình trạng của hệ thống cơ khí.

–                Mức cao: máy có một số trục trặc kỹ thuật, đang trong tình trạng xấu.

Nếu sự thay đổi mức rung động được phát hiện sớm  và được phân tích, thì có thể can thiệp để thực hiện bảo trì phục hồi trước khi hư hỏng xảy ra. Rung động gia tăng cho thấy hư hỏng đang hoặc sắp xảy ra. Mức độ rung động càng tăng thì hư hỏng càng trở nên nghiêm trọng. Vì vậy trang bị hệ thống giám sát rung động cho máy là rất cần thiết.

Baotri.vn -Phạm Ngọc Tuấn – Nguyễn Văn Hiền

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s