Mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt

Vòng bi trượt hoặc ổ trục trơn bao gồm một trục hoặc ổ trục trượt quay tự do trong một ống lót hoặc vỏ kim loại hỗ trợ. Không có các thành phần lăn trong các vòng bi trượt. Vòng bi trượt được bôi trơn bằng mỡ hoặc dầu, trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt.

Mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt

Mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt được sử dụng để bôi trơn chốt và ống lót vì nó cung cấp chất bôi trơn đặc hơn dầu để hỗ trợ tải trọng tĩnh và bảo vệ chống lại rung động và tải sốc thường gặp trong nhiều ứng dụng này.

Mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt được sử dụng để bôi trơn ổ trục trượt khi việc làm mát ổ trục không phải là yếu tố quan trọng, thường là nếu ổ trục hoạt động ở tốc độ tương đối thấp. Mỡ cũng có lợi nếu xảy ra tải trọng va chạm hoặc nếu ổ trục thường xuyên khởi động và dừng hoặc đảo ngược hướng.

Ở cả hai đầu của vỏ ổ trục, áp suất thấp hơn và do đó độ nhớt biểu kiến ​​vẫn cao hơn. Mỡ dày hơn kết quả ở các đầu ổ trục hoạt động như một lớp đệm tích hợp để giảm sự xâm nhập của chất gây ô nhiễm.

Độ nhớt biểu kiến ​​của mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt thay đổi theo lực cắt (áp suất, tải trọng và tốc độ) tức là mỡ không phải là chất Newton hoặc chất lưu biến. Trong ổ trục trượt quay, khi ổ trục quay nhanh hơn (tốc độ cắt tăng), độ nhớt biểu kiến ​​của mỡ giảm và tiến gần đến độ nhớt của dầu gốc được sử dụng trong mỡ.

Lựa chọn mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt

Lựa chọn mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt cần chú ý các đặc điểm quan trọng sau:

• Xà phòng lithium hoặc chất làm đặc phức hợp lithium là chất làm đặc phổ biến nhất được sử dụng trong mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt và rất tốt cho hầu hết các ứng dụng ổ trục. Cấp mỡ được sử dụng thường là cấp NLGI #2 với độ nhớt dầu gốc khoảng 150 đến 220 cSt ở 40°C.
• Mỡ bò bôi trơn cho tốc độ thấp, tải trọng cao, nhiệt độ cao và cho chốt và ống lót có thể sử dụng dầu gốc có độ nhớt cao hơn và được pha chế với EP và phụ gia rắn. Mỡ bôi trơn để tăng khả năng chống nước có thể được pha chế với dầu gốc nặng hơn , chất làm đặc khác nhau và các công thức phụ gia đặc biệt.
• Mỡ bò bôi trơn để phân phối nhiệt độ thấp tốt hơn có thể kết hợp dầu gốc có độ nhớt thấp hơn được sản xuất theo thông số kỹ thuật NLGI #1. Vòng bi được bôi trơn bằng hệ thống phân phối mỡ tập trung thường sử dụng mỡ cấp #1, 0 hoặc 00.

Quy trình sử dụng mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt

Quy trình sử dụng mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt như sau:

• Quy trình bôi trơn cho ổ trục, chốt và ống lót không được xác định rõ ràng hoặc quan trọng như đối với ổ trục lăn vì mỡ không chịu tác động của lực khuấy do các bộ phận lăn tạo ra.
• Lượng mỡ cần bơm và tần suất sử dụng được quyết định nhiều hơn bằng cách thử và sai. Nhìn chung, hầu hết các ổ trục trượt không thể được bôi mỡ quá mức. Cần phải thận trọng khi bơm mỡ vào ổ trục được lắp phớt, để chúng không bị hư hỏng hoặc dịch chuyển do lực và thể tích của mỡ chảy vào.
• Độ khắc nghiệt của môi trường, tải trọng va chạm và đặc biệt là nhiệt độ vận hành sẽ là những yếu tố chính quyết định tần suất bôi trơn lại.
• Vòng bi trượt thường có thiết kế đơn giản hơn và không khó bôi trơn như vòng bi lăn. Độ nhớt phù hợp với điều kiện vận hành và chất bôi trơn sạch và khô thường đủ để tạo thành lớp màng bôi trơn lưu chất hoàn chỉnh và mang lại tuổi thọ vòng bi tuyệt vời.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vòng bi trượt

Cấu tạo của vòng bi trượt

Vòng bi trượt hoặc ổ trục trơn bao gồm một trục hoặc ổ trục trượt quay tự do trong một ống lót hoặc vỏ kim loại hỗ trợ. Không có các thành phần lăn trong các vòng bi trượt. Thiết kế và cấu tạo của chúng có thể tương đối đơn giản, nhưng lý thuyết và hoạt động của các vòng bi trượt khá phức tạp. Chúng ta cùng phân tích về chốt và ống lót, ổ trục trượt khô và bán bôi trơn, và ổ trục đệm nghiêng.

• Chốt và ống lót tốc độ thấp là một dạng vòng bi trượt trong đó trục hoặc vỏ thường không quay hết vòng. Việc quay một phần ở tốc độ thấp, trước khi đảo ngược hướng thông thường, không cho phép hình thành lớp màng chất lỏng đầy đủ và do đó tiếp xúc kim loại với kim loại xảy ra bên trong ổ trục. Chốt và ống lót liên tục hoạt động trong chế độ bôi trơn ranh giới. Nhiều ứng dụng thiết bị khai thác và xây dựng ngoài trời kết hợp chốt và ống lót. Do đó, tải trọng va đập và nhiễm bẩn nước và bụi bẩn thường là những yếu tố chính trong quá trình bôi trơn của chúng.

Các loại ổ trục này thường được bôi trơn bằng mỡ chịu áp suất cực đại (EP) để hỗ trợ chịu tải. Molypden disulfide rắn (moly) được đưa vào mỡ để tăng khả năng chịu tải của mỡ bôi trơn.

• Vòng bi trục trượt khô bao gồm một trục quay trong ống lót khô, thường là polyme, có thể được pha trộn với các chất rắn như molypden, than chì, PTFE hoặc nylon. Các ổ trục này chỉ giới hạn ở các ứng dụng tải trọng thấp và tốc độ bề mặt thấp. Các ổ trục trượt bán bôi trơn bao gồm một trục quay trong ống kim loại xốp bằng đồng thau hoặc nhôm thiêu kết, trong đó dầu bôi trơn được chứa trong các lỗ rỗng của kim loại xốp. Các ổ trục này chỉ giới hạn ở tải trọng thấp, tốc độ thấp đến trung bình và nhiệt độ lên đến 100°C (210°F).
• Vòng bi đệm nghiêng hoặc đế xoay bao gồm một trục quay bên trong một vỏ được tạo thành từ các miếng đệm cong. Mỗi miếng đệm có thể xoay độc lập và căn chỉnh với độ cong của trục. Sơ đồ của vòng bi đệm nghiêng được trình bày trong Hình 3. Ưu điểm của thiết kế này là sự căn chỉnh chính xác hơn của vỏ đỡ với trục quay và tăng độ ổn định của trục.

Nguyên lý hoạt động của vòng bi trượt

Vòng bi trục hoạt động ở chế độ ranh giới (tiếp xúc kim loại với kim loại) chỉ trong quá trình khởi động và tắt thiết bị khi tốc độ quay của trục (vòng bi) không đủ để tạo ra màng dầu. Trong quá trình khởi động và tắt máy, hầu hết các hư hỏng đối với vòng bi xảy ra.

Lực nâng thủy tĩnh, được tạo ra bởi nguồn cấp dầu áp suất bên ngoài, có thể được sử dụng để làm nổi các trục lớn, nặng trước khi khởi động (trục quay) để ngăn ngừa loại hư hỏng này. Trong quá trình vận hành bình thường, trục quay với tốc độ đủ để đẩy dầu giữa các bề mặt cong phù hợp của trục và vỏ, do đó tạo ra một nêm dầu và một màng dầu thủy động.

Lớp màng chất lỏng thủy động lực học đầy đủ này cho phép các ổ trục này chịu được tải trọng cực lớn và hoạt động ở tốc độ quay cao. Tốc độ bề mặt từ 175 đến 250 m/s (30.000 đến 50.000 feet/phút) là phổ biến. Nhiệt độ thường bị giới hạn bởi chất bôi trơn được sử dụng, vì babbitt chì và thiếc có thể đạt nhiệt độ lên tới 150°C (300°F).

Điều quan trọng là phải hiểu rằng trục quay không nằm ở giữa vỏ ổ trục trong quá trình vận hành bình thường. Khoảng cách bù trừ này được gọi là độ lệch tâm của ổ trục và tạo ra một vị trí duy nhất cho độ dày màng dầu tối thiểu, như minh họa trong Hình 4.

Thông thường, độ dày màng dầu tối thiểu cũng là khe hở hoạt động động của ổ trục. Kiến thức về độ dày màng dầu hoặc khe hở động cũng hữu ích trong việc xác định các yêu cầu về lọc và hoàn thiện bề mặt kim loại.

Thông thường, độ dày màng dầu tối thiểu trong vùng tải trong quá trình vận hành dao động từ 1,0 đến 300 micron, nhưng giá trị từ 5 đến 75 micron phổ biến hơn ở thiết bị công nghiệp cỡ trung. Độ dày màng sẽ lớn hơn ở thiết bị có trục có đường kính lớn hơn.

Áp suất gặp phải ở vùng tiếp xúc của ổ trục trượt nhỏ hơn đáng kể so với áp suất tạo ra ở ổ trục lăn. Điều này là do diện tích tiếp xúc lớn hơn được tạo ra bởi các bề mặt phù hợp (độ cong tương tự) của ổ trục trượt và vỏ.

Áp suất trung bình trong vùng tải của ổ trục trượt được xác định bằng lực trên một đơn vị diện tích hoặc trong trường hợp này, trọng lượng hoặc tải trọng được ổ trục hỗ trợ chia cho diện tích tải trọng gần đúng của ổ trục (đường kính ổ trục nhân với chiều dài của ổ trục). Trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp, các giá trị này nằm trong khoảng từ 690 đến 2.070 kPa (100 đến 300 psi).

Ở những áp suất thấp này, hầu như không có sự gia tăng độ nhớt của dầu trong diện tích tiếp xúc ổ trục do áp suất. Ổ trục động cơ pittông ô tô và một số ứng dụng công nghiệp chịu tải nặng có thể có áp suất trung bình từ 20,7 đến 35 MPa (3.000 đến 5.000 psi). Ở những mức áp suất này, độ nhớt có thể tăng nhẹ. Áp suất tối đa mà ổ trục gặp phải thường gấp đôi giá trị trung bình, tối đa khoảng 70 MPa (10.000 psi).

Hiện tượng xoáy dầu là hiện tượng có thể xảy ra ở ổ trục trượt tốc độ cao khi vị trí trục bên trong vỏ trở nên không ổn định và trục tiếp tục thay đổi vị trí trong quá trình vận hành bình thường do lực chất lỏng tạo ra bên trong ổ trục. Có thể giảm xoáy dầu bằng cách tăng tải hoặc thay đổi độ nhớt, nhiệt độ hoặc áp suất dầu trong ổ trục.

Một giải pháp lâu dài có thể bao gồm một ổ trục mới với các khoảng hở hoặc thiết kế khác nhau. Roi dầu xảy ra khi tần số xoáy dầu trùng với tần số tự nhiên của hệ thống và có thể gây ra sự cố nghiêm trọng với vòng bi trượt.

Kết luận

Qua bài biết trên chúng ta đã nắm được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vòng bi trượt, đặc điểm và tính chất của mỡ bò bôi trơn vòng bi trượt cũng như cách sử dụng mỡ và phương pháp bảo trì đúng cách. Hy vọng các bạn sẽ chuẩn hoá sơ đồ bôi trơn, quy trình vận hành, quy trình bảo trì bảo dưỡng và quy trình cung ứng vật tư tiêu hao phù hợp cho doanh nghiệp của mình.