Đang tải...

Tài liệu cơ khí Hướng dẫn cho người mới bắt đầu tìm hiểu về rung động của máy

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi bmt-hui, 4/2/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. bmt-hui
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    15/10/09
    Số km:
    531
    Được đổ xăng:
    32
    Mã lực:
    51
    Xăng dự trữ:
    41 lít xăng
    #1 bmt-hui, 4/2/10
    Last edited by a moderator: 20/11/13
    Hướng dẫn cho người mới bắt đầu tìm hiểu về rung động của máy (gọi tắt là rung động máy). Beginner’s Guide to Machine vibration.
    Từ bài viết này sẽ có một loạt các bài viết sẽ hướng dẫn các bạn là kỹ sư hay kỹ thuật viên bảo trì hay nhân viên vận hành máy dễ dàng hiểu nhanh chóng các khái niệm về rung động máy. Bài viết này tránh các công thức hay thuật ngữ toán và vật lý học mà chỉ tập chung vào các khái niệm cơ bản cần thiết để thực hiện việc theo dõi rung động. Các câu từ được dùng thật dễ hiểu với hình ảnh mô tả sinh động.
    Phần 1: Tại sao việc theo dõi rung động rất quan trọng trong bảo trì máy?
    Theo dõi rung động máy và sử dụng các thông tin mà bạn thu thập được sẽ tiết kiệm chi phí, tại sao vậy? và làm như thế nào? Chúng ta sẽ đi tìm hiểu vấn đề này ở phần 1 này.
    Sau khi đọc phần này bạn sẽ nắm được các vấn đề sau:
    - Hiểu được cụm từ rung động của máy (machine vibration).
    - Nêu một số nguyên nhân chủ yếu gây rung động máy.
    - Giải thích lý do cần thiết phải theo dõi rung động máy
    - Tìm hiểu cách thức tiết kiệm chi phí khi thực hiện theo dõi rung động máy.

    RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ?

    Hầu hết trong chúng ta đều quen thuộc với rung động hay dao động, một vật đang rung động sẽ di chuyển qua lại hay đi tới và đi lui. Chúng ta từng bắt gặp các ví dụ về rung động trong đời sống hàng ngày: một quả lắc đang dao động qua lại, một dây đàn được gẩy đang rung, một chiếc xe tải rung động khi chạy trên địa hình gồ ghề và các hoạt động về địa chất gây ra sự chấn động lớn hay còn gọi là động đất.
    Có nhiều cách thí nghiệm để thấy hay cảm nhận một vật đang rung động. Chúng ta có thể chạm vào một vật đang rung và cảm nhận sự rung động, chúng ta cũng có thể nhìn thấy một vật rung động đang chuyển động qua lại.
    Rung động cũng có thể tạo âm thanh mà tai ta có thể nghe thấy hay nhiệt mà ta có thể cảm nhận. Bạn thử trà đi trà lại bàn chân trên tấm thảm nhà bạn bạn sẽ thấy âm thanh và nóng ở bàn chân.

    [​IMG]
    TRONG CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP CÓ MỘT KIỂU RUNG ĐỘNG MÀ CHÚNG TA MUỐN ĐỀ CẬP ĐẾN: RUNG ĐỘNG CỦA MÁY (MACHINE VIBRATION)
    Vậy rung động máy là gì? Đơn giản là sự di chuyển qua lại của máy hoặc các bộ phận máy. Tất cả các thành phần máy di chuyển qua lại hay dao động qua lại là đang rung động.
    Rung động máy có thể có nhiều dạng khác nhau. Một thành phần máy có thể dao động một khoảng cách lớn hoặc nhỏ, nhanh hoặc chậm và có thể cảm nhận được âm thanh và nhiệt. Rung động máy thường có thể cố ý được tạo ra nhờ thiết kế của máy và tùy vào mục đích sử dụng của máy như sàng rung, phễu nạp liệu, băng tải, máy đánh bóng, máy dầm đất, v.v…. Nhưng hầu hết, rung động máy là không mong muốn và nó thường gây ra những hư hỏng cho máy. BÀI VIẾT NÀY CHỦ YẾU NÓI VỀ THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY KHÔNG MONG MUỐN. Hãy xem các ví dụ về rung động máy không mong muốn.

    [​IMG] NGUYÊN NHÂN GÂY RA RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ?
    Hầu hết các rung động máy là do một nhiều nguyên nhân sau:
    a) Có các lực tác động lặp đi lặp lại
    b) Sự lỏng (looseness)
    c) Sự cộng hưởng

    (a) Có các lực tác động lặp đi lặp lại

    Hình ảnh một chiếc thuyền đang neo ở một vịnh. Sóng đánh bên mạn tàu, và những cơn song dài liên tục đánh vào mạn thuyền, thuyền lắc lư mạnh.
    Thuyền lắc lư lư mạnh là do sóng tác động một lực lặp đi lặp lại nhiều lần vào thuyền.
    [​IMG] Hầu hết rung động máy là do các lực lặp lại giống như nguyên nhân gây ra lắc lư mạnh cho thuyền. Các lực mà lặp lại như thế sẽ tác động lên các thành phần của máy và gây cho máy rung động.

    CÁC LỰC LẶP LẠI GÂY RUNG ĐỘNG CHO MÁY NÀY ĐẾN TỪ ĐÂU?

    Hầu hết là do: sự mất cân bằng động, mất đồng tâm trục, sự mài mòn, các bộ phận máy được dẫn động không hợp lý. Xem 4 ví dụ về 4 loại lực tác động lặp lại:

    Sự mất cân bằng động

    Các bô phận máy bị mất cân bằng động do chứa một điểm nặng “heavy spots” dẫn đến khi quay xuất hiện một lực tác động lặp lại trên máy. Sự mất cân bằng này thường gây ra do mật độ vật liệu phân bố không đều, sự thay đổi kích cỡ bulong, sự xâm thực bên trong, mất cân bằng về trọng lượng, cân bằng sai, cánh mô tơ điện không đồng đều, bị gẫy, bị biến dạng, ăn mòn hoặc các cánh quạt bị đóng bẩn.
    [​IMG] Mất đồng tâm trục

    Các thành phần của máy không đồng tâm dẫn đến tạo các lực tác động lặp lại trên máy khi quay. Sự mất đồng tâm thường do lắp ráp sai, do sàn bệ đặt máy không phẳng, do sự dãn nở nhiệt, tạo sự xoắn do xiết quá chặt và do gắn khớp nối sai.
    [​IMG] Sự mài mòn

    Sự mài mòn gây ra một lực lặp lại trên máy bởi sự cọ xát của các bề mặt bị mài mòn. Sự mài mòn của vòng bi, các bánh răng, dây đai thường do sự lắp ráp không đúng, bôi trơn kém, khuyết tật trong quá trình sản xuất và do quá tải.
    [​IMG] Các bộ phận máy được dẫn động không hợp lý

    Điều này gây ra một lực lặp lại trên máy do sự cung cấp năng lượng gián đoạn. Ví dụ bơm hút không khí theo từng xung, động cơ đốt trong mất đánh lửa, sự gián đoạn tiếp xúc của chổi chuyển mạch trong động cơ điện một chiều.
    [​IMG] (b) SỰ LỎNG LOOSENESS

    SỰ LỎNG của các chi tiết máy gây ra rung động máy. Nếu các các chi tiết máy trở nên lỏng, sự rung động đang đang ở mức cho phép có thể trở nên quá mức và không thể kiểm soát.
    SỰ LỎNG có thể gây ra rung ở máy quay và cả máy không quay. Nguyên nhân thường là do khe hở vòng bi quá lớn, lỏng bulong móng, sự tách rời của các chi tiết lắp ghép, sự ăn mòn và sự nứt của các kết cấu kim loại.
    [​IMG]

    (c) SỰ CỘNG HƯỞNG

    Hình ảnh một em bé đang đánh đu tự do trên một cái đu mà không có sự đẩy của ai đó. Nếu chúng ta quan sát gần, chúng ta sẽ thấy cậu bé đang đu với một tốc độ riêng. Qua ví dụ, chúng ta có thể thấy rằng cậu bé mất 3 giây mới hoàn thành một chu kỳ đu.
    [​IMG] Vận tốc đu của cậu bé thực tế là một tính chất vật lý của hệ đu của cậu bé, nhiều như chính trọng lượng của cậu bé, là một đặc tính vật lý của cậu bé. Đó là tốc độ mà lúc đó cậu bé có khuynh hướng đu qua lại khi đang ngồi trên chiếc đu đó. Đó là vận tốc đu riêng (hay tự nhiên) của cậu bé trên cái đu này và chỉ có một cách duy nhất để cậu ta có thể thay đổi nó là giao thoa với sự đu tự nhiên bằng cách tự cậu ta đẩy bằng chân để thay đổi tình trạng, hay trà xát chân cậu ta trên mặt đất hay bằng cách khác nào đó.
    Máy cũng có khuynh hướng rung ở các vận tốc dao động xác định. Vận tốc dao động khi một máy có khuynh hướng rung được gọi là vận tốc dao động riêng. Vận tốc dao động riêng của một máy là vận tốc rung động của các dao động tự nhiên của máy. Đó là vận tốc để máy có rung động. Một máy duy trì rung động tự do sẽ có khuynh hướng rung ở vận tốc riêng dao động tự nhiên.
    Hầu hết các máy đều có từ hai vận tốc dao động riêng trở lên. Ví dụ một máy bao gồm 2 nền móng với các vận tốc dao động riêng khác nhau sẽ có ít nhất hai vận tốc dao động riêng. Nói chung, máy càng nhiều thành phần tổ hợp thì càng có nhiều vận tốc dao động riêng.
    Bây giờ xem xét lại trường hợp cậu bé đang đu. Nếu chúng ta tác động lực đẩy lặp lại vào cậu bé nhằm cho cậu ta đu qua thời gian cao hơn và cao hơn nữa.
    [​IMG] Tuy nhiên chúng ta chỉ làm cho cậu bé đu ngày một cao hơn nếu chúng ta đẩy cùng với nhịp đu. Nếu nhịp đẩy của chúng ta không đúng, tức là khi cậu ta đi lên ta lại đẩy xuống, cậu bé sẽ không đu như ta mong muốn. Để đạt được điều đó nhịp đẩy của chúng ta phải hòa cùng nhịp vận tốc dao động riêng của cậu bé. Ví dụ chúng ta đẩy vào thời gian mà cậu bé đạt đến điểm cao nhất, như thế cậu bé sẽ đu nhanh hơn và cao hơn.
    Điều gì sẽ xảy ra nếu máy của chúng ta, “bị đẩy” bởi một lực lặp lại với nhịp điệu trùng với vận tốc dao động riêng của máy?
    Máy sẽ rung động ngày một tăng do lực lặp lại kích thích máy rung ở một vận tốc gần với vận tốc riêng. Rung động máy sẽ ngày càng mãnh liệt và quá mức cho phép. Một máy rung động theo cách thức trên được cho là đã bị cộng hưởng.
    Một lực lặp lại gây ra sự cộng hưởng có thể nhỏ và có thể do xuất phát từ một chuyển động của một thành phần tốt của máy. Một lực lặp lại nhỏ có thể sẽ không gây một vấn đề gì cho đến khi bắt đầu gây ra sự cộng hưởng. Tuy nhiên sự cộng hưởng nên luôn tránh khi nó gây ra phá hủy nhanh chóng và khốc liệt. Ví dụ toàn bộ cầu sẽ sụp đổ do vận tốc dao động riêng bị kích thích và hài hòa với nhịp điệu diễu binh của tốp lính.

    TẠI SAO PHẢI THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY?

    Để làm tốt công việc theo dõi rung động máy và thu được nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, chúng ta phải hiểu và trả lời các câu hỏi trên.
    Theo dõi các đặc tính rung động của máy cho chúng ta nắm được tính hình sức khỏe của máy. Chúng ta có thể sử dụng thông tin này để theo dõi các vấn đề hư hỏng có thể đang tiển triển.
    [​IMG] Tại sao lại chú ý đến tình trạng của máy? Tại sao không chạy máy lien tục cho đến khi hư hỏng và sửa chữa?
    Vận hành máy cho đến khi hư hỏng có thể chấp nhận được nếu máy đó dùng một lần, tuy nhiên hầu hết các máy đều không dùng một lần vì giá thành cao.
    Nếu chúng ta theo dõi lien tục tình trạng máy, chúng ta có thể nhận thấy bất cứ các vấn đề đang tiến triển, vì thế chúng ta có thể sửa chữa khắc phục vấn đề đó khi nó vẫn đang tiến triển.
    Trái lại nếu chúng ta không theo dõi máy để theo phát hiện các rung động không mong muốn thì máy sẽ vận hành giống như vận hành cho đến khi hư hỏng.
    Bởi vì theo dõi rung động máy tìm ra các rung động gây hư hỏng tiềm tang, nên chúng ta có thể ngăn ngừa các những hư hỏng đó và tiết kiệm thời gian, tiền bạc và sự hư hỏng. Vậy làm cách nào?
    Dưới đây chúng ta liệt kê các vấn đề phổ biến mà có thể tránh nhờ việc theo dõi rung động máy.
    (a) MÁY BỊ PHÁ HỦY NGHIÊM TRỌNG
    Các rung động máy nếu không được theo dõi đúng mức sẽ dẫn phá hủy máy nghiêm trọng, đòi hỏi chi phí cao trong sửa chữa hoặc thậm trí thay toàn bộ máy. Tuy nhiên nếu tình trạng máy được theo dõi thường xuyên, các hư hỏng tiềm tàng có thể được theo dõi và khắc phục sớm, khi đó công việc sửa chữa sẽ đơn giản hơn, nhanh hơn và rẻ hơn.
    (b) MÁY TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG MỨC CAO
    Một máy đang rung thì tiêu thụ năng lượng cao hơn, ví dụ như tải cao hơn thì tiêu thụ điện lớn hơn. Chúng ta có thể tối thiểu vấn đề này bằng cách theo dõi và bảo dưỡng máy thường xuyên.
    (c) MÁY KHÔNG SẴN SÀNG
    Bởi vì máy không được theo dõi thì giống như vận hành cho đến khi hư hỏng, thì lúc đó máy sẽ thường xuyên phải ngừng đột ngột, không có kế hoạch để sản xuất.
    (d) CHẬM TRỄ TRONG VIỆC GIAO HÀNG
    Bởi vì máy không được theo dõi thì giống như vận hành cho đến khi hư hỏng, thì lúc đó máy sẽ thường xuyên phải ngừng đột ngột, không có kế hoạch làm mất sản phẩm hoặc chậm ra sản phẩm, thời gian giao hàng sẽ bị ảnh hưởng.
    (e) Ứ TRỆ SẢN PHẨM Ở MỘT CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT
    Bởi vì máy không được theo dõi thì giống như vận hành cho đến khi hư hỏng, thì lúc đó máy sẽ thường xuyên phải ngừng đột ngột, không có kế hoạch một công đoạn nào đó, làm sản phẩm bị ứ trệ.
    (f) BẢO TRÌ KHÔNG CẦN THIẾT
    Máy đang chạy tốt mà tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chi tiết khi vẫn còn tốt sẽ dẫn đến lãng phí. Để tránh điều đó cần phải theo dõi tình trạng máy thường xuyên và chỉ sửa chữa khi cần thiết.
    (g) CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KÉM
    Máy đang chạy có thể có những hư hỏng mà không ảnh hưởng lắm tới chức năng bình thường của máy của máy, nếu không được phát hiện sớm thì hư hỏng này có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Đây là một trường hợp nguy hiểm. Nếu máy được theo dõi thường xuyên thì ít khi dẫn tới tình trạng này.
    (h) LÀM XẤU HÌNH ẢNH CỦA CÔNG TY
    Bởi vì máy không được theo dõi thì giống như vận hành cho đến khi hư hỏng, thì lúc đó máy sẽ thường xuyên phải ngừng đột ngột, không có kế hoạch làm mất sản phẩm hoặc chậm ra sản phẩm, thời gian giao hàng sẽ bị ảnh hưởng, làm mất lòng tin của khách hàng.
    (i) TĂNG RỦI RO VỀ SỨC KHỎE CHO CON NGƯỜI
    Vì khi máy rung cao sẽ gây ra tiếng ồn và lắc mạnh làm người công nhân mất đi sự thoải mái và cảm thấy không khỏe để tạo ra sản phẩm cho công ty. Và khi sự ngừng máy đột ngột không kế hoạch làm người công nhân không có việc làm và làm phá sản kế hoạch sản xuất.
     

Chia sẻ trang này