Vòng bi phù hợp giúp ngăn chặn thời gian chết trong ngành công nghiệp ô tô
Một nhà sản xuất xe hơi của Đức đã tăng tuổi thọ sử dụng của xe từ khoảng ba tháng lên hơn 36 tháng nhờ giải pháp ổ trục con lăn hình cầu được SKF thiết kế riêng.
Tốc độ thay đổi công nghệ trong sản xuất đang tăng tốc. Máy móc đang được cải tiến và sản lượng cũng tăng. Tuy nhiên, khi các nhà máy phát triển, những chi tiết nhỏ thường bị bỏ qua – đặc biệt là khi nói đến vòng bi.
Ngành công nghiệp ô tô là một ví dụ điển hình. Trong những năm 1980, một chiếc ô tô thông thường nặng hơn 1.000 kg một chút. Ngày nay, không hiếm những chiếc xe nặng gấp đôi con số đó. Trong khi đó, những cải tiến trong kỹ thuật sản xuất đồng nghĩa với việc các nhà máy đang sản xuất nhiều ô tô hơn bao giờ hết chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn.
Băng tải yếu thường là một vấn đề
Những thay đổi trong kỹ thuật sản xuất và tốc độ sản xuất tăng cao có thể gây áp lực lên môi trường hiện tại, đặc biệt là băng tải và ổ trục hỗ trợ chúng. Các kỹ sư SKF ngày càng đến thăm các nhà máy đang gặp phải tình trạng ngừng hoạt động do băng tải không thể chịu được tải trọng lớn hơn hoặc tăng sản lượng. Corinna Ulherr, kỹ sư ứng dụng và bán hàng công nghiệp tại SKF, cho biết vấn đề thường chỉ giới hạn ở các ổ trục chưa được nâng cấp theo những thay đổi tại nhà máy hoặc đã được lựa chọn sai ngay từ đầu.
“Ví dụ, hầu hết các nhà sản xuất có thể đã có sẵn dây chuyền sản xuất, và họ muốn sản lượng cao hơn hoặc có những chiếc xe nặng hơn, nhưng họ lại không nghĩ đến ổ trục trong băng tải”, Ulherr nói. “Vấn đề thường nằm ở ổ trục chèn, vì chúng không thể đáp ứng được tốc độ sản xuất mới hoặc tình hình tải trọng mới.”
Sử dụng sai ổ trục chèn là một lỗi phổ biến
Các vấn đề phát sinh từ việc sử dụng sai ổ bi chèn xuất hiện ở nhiều lĩnh vực, đặc biệt là những lĩnh vực sử dụng nhiều băng tải trong điều kiện vận hành khắc nghiệt. Năm 2018, Ulherr đã đến thăm một nhà sản xuất xe hơi ở Đức, nơi ổ bi liên tục bị hỏng từ ba đến sáu tháng một lần.
“Vòng bi chèn thường là vấn đề vì chúng không thể thích ứng với tốc độ sản xuất mới hoặc tình huống tải mới”
Corinna Ulherr , bán hàng công nghiệp, kỹ sư ứng dụng tại SKF.
Thiết bị được đề cập là một phần của băng chuyền rộng năm mét dùng để vận chuyển công nhân trong quá trình làm việc trên xe. Chiều rộng của băng chuyền đồng nghĩa với việc nhiệt độ tăng thêm vài độ sẽ dẫn đến sự giãn dài do nhiệt của trục. Ổ trục chèn luôn là ổ trục định vị, do đó chúng không thể chịu được sự giãn dài của trục.
Độ giãn dài, cùng với độ lệch nhẹ của dây đai, đã tạo ra lực dọc trục làm tăng thêm tải trọng lên ổ trục. Lực hướng tâm từ tang trống nặng và lực căng trước của dây đai cũng cao hơn mức ổ trục được thiết kế để chịu đựng. Tệ hơn nữa, ổ trục không được bôi trơn đầy đủ và kết quả là bị hỏng.
“Vòng bi chèn thường được sử dụng vì chúng dễ lắp đặt và nhanh chóng, nhưng người ta dễ quên rằng chúng chỉ dùng để định vị vòng bi”, Ulherr nói. “Đó có thể là một sai lầm tốn kém, bởi vì khi chúng hỏng, thường thì bạn không thể thay thế chúng mà không phải dừng sản xuất.”
Đó là trường hợp của nhà sản xuất ô tô Đức. Sản xuất bị đình trệ trong khi vòng bi được thay thế. Công nhân tạm thời không có băng chuyền phải đi bộ dọc theo xe để tiếp tục làm việc. Sản lượng giảm 10%.
Một giải pháp có khả năng chịu tải cao hơn
Giải pháp của Ulherr bao gồm việc lắp đặt ổ trục con lăn cầu kín SKF bên trong các vỏ được thiết kế đặc biệt. “Ổ trục con lăn có khả năng chịu tải cao hơn nhiều so với ổ trục chèn nhỏ”, bà nói, “và chúng có thêm một lợi thế là có thể thích ứng với sự lệch trục, một hiện tượng thường gặp trong các ứng dụng này. Ổ trục không định vị có thể di chuyển dọc trục trong đế vỏ và do đó dễ dàng thích ứng với độ giãn dài của trục. Trong khi đó, ổ trục định vị chịu tải trọng dọc trục.”
Việc bôi trơn đúng cách cũng là một phần quan trọng của bài toán. Băng tải di chuyển ở tốc độ thấp cần mỡ có độ nhớt cao. Việc bôi trơn ổ trục bằng SKF Grease LGEV2, một loại mỡ gốc dầu khoáng có độ nhớt cao, chứa molypden disulfide và than chì, đã được chứng minh là tối ưu để bôi trơn ổ trục ở tốc độ thấp mà công nhân sử dụng trong quá trình lắp ráp xe. Mỡ có các hạt khoáng như than chì đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng đòi hỏi sản xuất phải dừng và khởi động thường xuyên hoặc di chuyển theo các hướng khác nhau.
Tăng đáng kể tuổi thọ sử dụng
Các biện pháp của Ulherr đã kéo dài tuổi thọ từ khoảng ba tháng lên hơn 36 tháng và giảm đáng kể nguy cơ hỏng hóc.
“Mặc dù đây là một tình huống cụ thể, nhưng tôi đã gặp rất nhiều trường hợp như thế này”, Ulherr nói. “Chúng tôi thường gặp vấn đề với vòng bi chèn vì khách hàng không nhận thức được rằng chúng không thể chịu được tải trọng nặng hoặc chúng chỉ đang định vị vòng bi.”
Thông điệp của Ulherr gửi đến các nhà vận hành nhà máy rất rõ ràng: ngay khi thiết kế lại máy móc hoặc có thay đổi về tải trọng hoặc tốc độ, bạn phải xem xét lại lựa chọn ổ trục. Mặc dù nhà sản xuất ô tô Đức đã chọn một hệ thống được thiết kế riêng, Ulherr cho biết họ luôn tìm cách sử dụng các linh kiện tiêu chuẩn để khách hàng dễ dàng thay thế khi cần. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng khả thi, vì vậy việc lựa chọn đúng trong giai đoạn thiết kế hoặc thiết kế lại có thể giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian ngừng hoạt động về lâu dài.
“Mục tiêu của tôi là giúp khách hàng nhận thức được rằng khi lắp đặt một dây chuyền hoặc máy móc mới, họ nên cân nhắc đến các vòng bi đã sử dụng, chứ không chỉ tái sử dụng vì chúng đã hoạt động tốt trước đó”, Ulherr nói. “Chúng tôi luôn có thể tùy chỉnh các giải pháp, nhưng sẽ tốt hơn cho khách hàng nếu họ xem xét tất cả các vòng bi đang sử dụng ngay từ đầu.”
Tuổi thọ định mức vòng bi SKF
Tuổi thọ chịu mỏi của một ổ trục riêng lẻ là số vòng quay (hoặc số giờ hoạt động ở tốc độ không đổi) mà ổ trục hoạt động trước khi xuất hiện dấu hiệu mỏi kim loại đầu tiên (mỏi tiếp xúc lăn hoặc bong tróc) trên một trong các vòng hoặc các chi tiết lăn của nó. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và kinh nghiệm thực tế đều cho thấy tuổi thọ chịu mỏi của các ổ trục giống hệt nhau hoạt động trong cùng điều kiện có sự khác biệt đáng kể.
Khi bạn muốn tránh hiện tượng vòng bi bị hỏng do mỏi trước khi ứng dụng đạt được tuổi thọ mong muốn, bạn có thể sử dụng phương pháp thống kê để xác định kích thước vòng bi. Tuổi thọ định mức L 10 là tuổi thọ mỏi dự kiến đạt được hoặc vượt quá 90% của một nhóm đủ lớn các vòng bi giống hệt nhau hoạt động trong cùng điều kiện.
Tuổi thọ định mức L 10 là một công cụ đã được chứng minh và hiệu quả, có thể được sử dụng để xác định kích thước vòng bi phù hợp nhằm tránh hư hỏng do mỏi. Hãy so sánh tuổi thọ định mức được tính toán với kỳ vọng tuổi thọ của ứng dụng vòng bi. Bạn có thể sử dụng kinh nghiệm từ các lựa chọn trước đây, nếu có, hoặc áp dụng các hướng dẫn trên trang web của SKF.
Để được tư vấn và hỗ trợ về kỹ thuật vui lòng liên hệ:
Mr Dũng 0918.332358 / 0989.063460
Email: vietdung@tstvietnam.vn
Web: https://idmarket.vn/