TRẦN ĐỨC THÀNH
TRƯƠNG THỊ THANH PHƯƠNG
Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Abstract:
Hiện nay việc chẩn đoán hư hỏng được thực hiện bằng các chuyên gia nhiều kinh nghiệm. Họ nhận dạng hư hỏng bằng cách quan sát các tín hiệu dao động thu được ở hai trạng thái bình thường và hư hỏng, rồi sau đó phân tích các tín hiệu để xác định dạng hư hỏng đã xảy ra. Do vậy, để thuận tiện cho công tác chẩn đoán hư hỏng cơ khí, cần thiết phải nghiên cứu tổng hợp các dấu hiệu nhận dạng hư hỏng khác nhau trong hệ truyền động cơ khí, xây dựng nên một thư viện nhỏ về cơ sở dữ liệu. Trên cơ sở các dữ liệu này, có thể xây dựng một công cụ phần mềm hỗ trợ việc chẩn đoán. Currently, damage diagnosis is performed by experienced experts. They identify damage by observing vibration signals obtained in two states, normal and damaged, and then analyze the signals to determine the type of damage that has occurred. Therefore, to facilitate the diagnosis of mechanical damage, it is necessary to research and synthesize the signs of identifying different damage in mechanical transmission systems, building a small library of databases. material. On the basis of these data, a software tool can be built to support diagnosis.
Keywords: dấu hiệu (sign), hư hỏng cơ bản (basic damage), truyền động cơ khí (mechanical transmission)
1. Đặt vấn đề
Khi thiết bị trong quá trình hoạt động bị hư hỏng thì điều đầu tiên là phải nghe để chẩn đoán sơ bộ rồi sau đó mới dừng máy mở thiết bị ra kiểm tra từng bộ phận một để dò tìm xác định hư hỏng. Như vậy việc chẩn đoán đòi hỏi tốn nhiều thời gian, công sức mà thậm chí là không phát hiện được sai hỏng.
Việc chẩn đoán các hư hỏng còn mang tính chủ quan của người sửa chữa, chưa có một phân tích hệ thống rõ ràng để nhận biết hư hỏng của các thiết bị cơ khí một cách chính xác, để sớm đưa ra các biện pháp thay thế có hiệu quả và bảo dưỡng dự phòng có điều kiện, nhằm duy trì tốt quá trình làm việc của thiết bị, máy móc. Vì vậy cần phải có những phương pháp chẩn đoán chính xác và hiệu quả hơn bằng tín hiệu dao động
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Tổng quan về hư hỏng
2.1.1. Một số dạng hư hỏng của truyền động bánh răng
Bánh răng thường bị mòn hoặc tróc rỗ bề mặt răng, làm tăng khe hở giữa các răng, vì vậy phát sinh tiếng ồn khi làm việc, hiện tượng nứt chân răng do chèn ép dầu hoặc do chịu tải lớn dẫn đến nguy cơ gãy răng cũng thường xảy ra. Đối với các bánh răng hộp số, do thường xuyên thay đổi vị trí ăn khớp nên dễ bị va đập làm sứt mẻ phần đỉnh răng, làm giảm khả năng chịu tải. Những bánh răng côn như bánh răng chủ động cầu xe và bánh răng trên vỏ hộp vi sai, nếu điều chỉnh độ ăn khớp không chính xác sẽ chèn ép răng, lỏng răng hoặc ăn khớp lệch... đó cũng là nguyên nhân gây ồn hoặc tăng ma sát, tăng mài mòn.
Nguyên nhân gây ra hư hỏng của truyền động bánh răng được chia thành ba loại sau đây: các hư hỏng do chế tạo (sai số dạng răng, độ lệch tâm của các bánh...), các hư hỏng do lắp ráp (hư hỏng về độ không song song, độ không đồng trục...), và các hư hỏng xuất hiện khi làm việc (mòn răng, tróc rỗ bề mặt răng, gãy răng, nứt răng…). Các hư hỏng này biểu thị sai số truyền động và gây ra sự hư hỏng khi bộ truyền bánh răng làm việc.
Theo các tài liệu về chi tiết máy và truyền động cơ khí, truyền động bánh răng có những dạng hỏng chủ yếu sau đây [8], [5], [9]:
a. Tróc rỗ vì mỏi bề mặt răng
Tróc vì mỏi bề mặt răng là một hiện tượng hư hỏng do mỏi bề mặt bánh răng ở bộ truyền động bánh răng có bôi trơn tốt. Khi cặp bánh răng làm việc, ứng suất tiếp xúc thay đổi theo chu kỳ vượt quá giới hạn bền mỏi của vật liệu bánh răng, bề mặt răng hình thành vết nứt và dầu tràn vào các vết nứt, vết nứt bị bịt miệng áp suất dầu tăng lên làm cho các vết nứt phát triển càng lớn và mảnh kim loại bị bóc ra khỏi bề mặt răng, hình thành nên tróc rỗ.
Tróc rỗ thường bắt đầu ở vùng gần tâm ăn khớp về phía chân răng vì ở đây ứng suất tiếp xúc và lực ma sát có trị số lớn nhất. Tại vị trí tróc rỗ ứng suất tập trung và lan ra đến vùng lân cận cho đến khi bề mặt bị tróc rỗ hoàn toàn.
b. Mòn răng
Mòn răng thường xảy ra do bộ truyền động bôi trơn không tốt có sự xâm nhập của các phần tử hạt mài hay bụi bẩn từ bên ngoài vào vùng ăn khớp bánh răng. Răng mòn nhiều ở đỉnh và chân răng do vận tốc trượt lớn. Mòn răng làm dạng răng thay đổi, tải trọng tăng lên, tiết diện răng giảm xuống và răng bị gãy.
c. Gãy răng
Gãy răng là một trong những dạng hư hỏng cuối cùng của bánh răng. Do tải trọng tác động lên răng sẽ gây ra ứng suất uốn lớn nhất tại chân răng. Phía chân răng ở bề mặt tiếp xúc chịu ứng suất kéo còn bề mặt đối diện của răng chịu ứng suất nén. Khi ứng suất kéo ở chân răng vượt quá độ bền giới hạn của vật liệu bánh răng, vết nứt xuất hiện tại chân răng và phát triển dần lên đến một lúc nào đó dưới tải trọng tác động răng bị gãy ra.
2.1.2. Một số dạng hư hỏng trong ổ lăn
Ổ lăn nằm trong số các chi tiết phức tạp nhất của máy và thường xuyên hỏng hóc. Các khuyết tật có thể gặp ở ổ lăn bao gồm: sự tróc rỗ, sự rít do thiếu dầu mỡ, ăn mòn (gây nên tróc rỗ), độ cứng không đảm bảo…
Phần lớn các máy móc hiện nay có các chi tiết quay lắp trên ổ bi hay ổ đũa. Các ổ này có tuổi thọ giới hạn, phụ thuộc vào điều kiện lắp ráp, tải trọng, vận tốc góc và việc bảo dưỡng chúng.
Các ổ lăn chịu hai dạng khuyết tật sau [3]:
+ Các khuyết tật phân bố, thể hiện bởi phổ dao động dải rộng ảnh hưởng ở mức độ toàn cục đến các dao động.
+ Các dạng hỏng dạng điểm, gây nên các va đập mỗi khi một con lăn đi qua vị trí khuyết tật.
Khi mới bắt đầu hư hỏng trong ổ lăn thường thấy các khuyết tật dạng điểm. Trong khi đó, các khuyết tật phân bố nói chung tương ứng với trạng thái xuống cấp mạnh.
Theo các tài liệu về chi tiết máy và truyền động cơ khí, khi làm việc ổ lăn có thể có các dạng hỏng cơ bản sau đây [7], [2]:
a. Tróc rỗ vì mỏi bề mặt làm việc của ổ lăn
Dạng hư hỏng chủ yếu đối với các ổ lăn làm việc trong điều kiện bình thường (tải trọng, số vòng quay lớn và trung bình), được che kín không có các hạt kim loại và bụi lọt vào. Dưới tác động của tải trọng sự tiếp xúc giữa bề mặt con lăn và bề mặt vòng ổ tạo ra ứng suất nén trên bề mặt làm việc. Ứng suất này thay đổi có chu kỳ, khi nó vượt quá độ bền mỏi cho phép của vật liệu làm ổ lăn. Kết quả mảnh kim loại bị tróc ra khỏi bề mặt. Tróc rỗ có thể xảy ra ở vòng ngoài, vòng trong và con lăn.
b. Mòn ổ lăn
Mòn xảy ra do có sự xâm nhập của các hạt bụi từ môi trường bên ngoài vào ổ lăn hoặc dầu bôi trơn không sạch. Trong quá trình làm việc của ổ lăn các hạt bụi này đóng vai trò là các hạt mài, dưới tác dụng của chuyển động quay, các con lăn xoay và trượt trên các vòng ổ, các hạt mài nằm giữa con lăn và vòng ổ cũng xoay và trượt trên bề mặt tiếp xúc.
Kết quả làm mòn bề mặt con lăn và vòng ổ. Bề mặt bị mòn trở nên sáng bóng hơn.
Tốc độ mòn nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ hạt và tính chất của hạt mài. Khi ổ lăn bị mòn sẽ làm tăng khe hở, tăng độ lệch tâm, giảm số lượng con lăn tham gia chịu tải.
c. Vỡ vòng cách
Xảy ra khi ổ lăn làm việc với tốc độ quay cao vượt quá tốc độ cho phép của vòng cách được thiết kế. Như vậy với tốc độ cao, lực quán tính ly tâm sinh ra lớn hơn lực ly tâm cho phép của vòng cách, kết quả vòng cách bị gãy.
2.1.2. Hư hỏng bộ truyền động đai
Bộ truyền đai là một trong những bộ quan trọng của truyền động cơ khí nó thường dùng để truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục có khoảng cách tương đối lớn. Trong quá trình làm việc do ma sát giữa dây đai và puli, do các mảnh vụn hay bụi rơi vào, do nhiệt độ môi trường xung quanh vùng làm việc hoặc do dầu hay mỡ bôi trơn hay các hoá chất dính vào đai... dẫn đến làm cho đai mau bị hư hỏng.
Bộ truyền động đai thường xảy ra một số các dạng hư hỏng sau:
a. Đứt dây đai
Hiện tượng đứt dây đai thường xảy ra do một số các nguyên nhân sau:
Do quá trình thiết kế bộ truyền động đai không đúng, khoảng cách giữa hai puli quá lớn so với chiều dài đai hoặc dây đai trong quá trình chế tạo bị khuyết tật nứt.
Do dây đai lăn trên gờ của puli hoặc có vật cứng ở bên ngoài rơi vào bộ truyền động đai hoặc trong quá trình làm việc tải dao động quá lớn.
b. Mòn dây đai
Trong quá trình làm việc đai ma sát vào rãnh puli làm cho đai bị mòn. Hiện tượng mòn đai thường xảy ra một số hư hỏng sau:
- Mòn ở góc trên
Do rãnh puli quá lớn so với bề rộng dây đai.
- Mòn ở góc dưới
Do quá trình lắp ráp dây đai vào rãnh puli không chính xác hoặc do puli bị mòn.
- Mòn ở mặt dưới
Do mặt dưới của dây đai ma sát vào mặt đáy rãnh puli, puli bị mòn, các hạt bụi rơi vào rãnh puli.
- Mòn ở sườn bên
Do đai trượt trong rãnh puli, hai puli không thẳng hàng, puli bị mòn, đai không chính xác.
c. Bề mặt dây đai bị tróc vảy, nhão hay trương nở
Do dây đai nhiễm dầu hoặc hoá chất.
d. Mòn puli
Do puli bị lệch hoặc có các hạt bụi rơi vào khe hở giữa puli và đai trong quá trình làm việc.
e. Puli không thẳng
Do trong quá trình chế tạo mặt đầu của puli không vuông góc với đường tâm lỗ puli lắp trên trục, hoặc vít siết puli vào trục bị lỏng, hoặc trong quá trình lắp ráp puli vào trục không chính xác, hoặc lỗ puli lớn hơn đường kính trục.
2.1.3. Hư hỏng trục
Trục là một trong những chi tiết quan trọng trong truyền động cơ khí, trục được dùng để đỡ các chi tiết máy quay và để truyền mô men xoắn. Trục làm việc tốt hay xấu có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm việc của các chi tiết máy lắp trên trục hoặc của cả máy. Các hư hỏng của trục thường là do mỏi gây nên mà hư hỏng quan trọng nhất là gãy trục.
Theo các tài liệu về chi tiết máy và truyền động cơ khí, khi làm việc trục có thể có các dạng hỏng cơ bản sau đây [7], [2]:
a. Gãy trục do mỏi uốn
Do ứng suất uốn biến đổi mà xảy ra khi trục làm việc chịu tải trọng xoắn một chiều. Vết nứt mỏi hầu như bắt đầu tại vài vết khất trên trục như tại góc lượn, rãnh vòng chặn, rãnh then, vùng tróc rỗ... Khi ứng suất uốn sinh ra do tải trọng lớn hơn giới hạn độ bền mỏi uốn của vật liệu thì trục bị gãy.
b. Gãy trục do mỏi xoắn
Hư hỏng do ứng suất xoắn, gãy trục hiếm khi xảy ra do xoắn thuần tuý, các vết nứt có thể theo mặt phẳng trượt ngang hoặc dọc hoặc theo đường chéo của ứng suất kéo lớn nhất. Gãy xoắn thì phức tạp hơn so với gãy uốn. Gãy xoắn là một trường hợp quá tải có thể phát triển trên vật liệu dẻo theo mặt phẳng trượt ngang và dọc, nhưng trên vật liệu dòn nứt phát triển theo đường xoắn ốc 450 đến ứng suất kéo chính. Các vết nứt do mỏi xoắn có thể phát triển do ứng suất trượt hay ứng suất kéo hoặc cả hai.
2.2. Tổng quan về chẩn đoán hư hỏng
2.2.1. Tầm quan trọng của việc bảo dưỡng và theo dõi thiết bị
a. Tầm quan trọng của việc bảo dưỡng
Trong quá trình hoạt động của thiết bị máy móc, ngay cả trong điều kiện làm việc bình thường. Sự lão hóa của vật liệu theo thời gian làm việc của thiết bị máy móc đôi khi cũng gây nên sự cố hay tai nạn bất thường không lường trước được. Do vậy để khai thác tốt thiết bị máy móc trong quá trình hoạt động, phải duy trì thiết bị ở tình trạng hoạt động tốt, ta phải bảo dưỡng thiết bị nhằm tránh cho thiết bị không bị xảy ra sự cố hư hỏng đáng tiếc trong quá trình làm việc [6].
Việc bảo dưỡng thiết bị theo hai phương án: Bảo dưỡng ngăn ngừa có hệ thống và bảo dưỡng có điều kiện [3].
+ Bảo dưỡng ngăn ngừa có hệ thống:
Bảo dưỡng ngăn ngừa có hệ thống do nhà thiết kế chỉ định, thiết bị máy móc sau một thời hạn sử dụng nhất định theo chỉ dẫn phải được thay thế. Như vậy với việc bảo dưỡng có hệ thống, không những thay thế các chi tiết bị hư hỏng không làm việc được nữa mà còn có thể thay thế cả những chi tiết ở trạng thái làm việc tốt chưa bị hư hỏng, từ đó làm tăng đáng kế giá thành bảo dưỡng.
+ Bảo dưỡng có điều kiện:
Theo dõi định kỳ hay liên tục trạng thái làm việc của thiết bị và chỉ can thiệp thay thế khi kiểm tra phát hiện có sự thay đổi bất thường về tình trạng hoạt của thiết bị. Giải pháp này được ưa chuộng hơn, vì giảm được số lần can thiệp có hệ thống thường là đắt tiền và cho phép tránh được các hư hỏng, nhờ biết rõ tình trạng “sức khoẻ” của thiết bị.
Việc bảo dưỡng cũng khá tốn kém. Vấn đề quan trọng là phải tìm ra mức độ tối ưu, tức là bảo dưỡng thiết bị với giá thấp nhất nhưng lại không gây nguy hiểm cho người vận hành [3].
Nếu không bảo dưỡng thiết bị thì sẽ có quá nhiều sự cố, phí tổn để giải quyết các sự cố sẽ tăng lên. Ngược lại, nếu bảo dưỡng ngăn ngừa quá nhiều, tổng chi phí cũng sẽ tăng lên.
Vì vậy bảo dưỡng tối ưu là sự phối hợp hài hòa giữa bảo dưỡng ngăn ngừa có hệ thống và bảo dưỡng sửa chữa.
Bảo dưỡng thiết bị máy móc nhằm mục đích [4], [6]:
+ Phát hiện sớm sự cố của thiết bị sẽ đảm bảo được an toàn cho con người và thiết bị.
+ Giảm đến mức thấp nhất thời gian dừng sản xuất để sửa chữa, thay thế thiết bị, do đó nâng cao được năng suất, bảo đảm được chất lượng của sản phẩm và giảm giá thành sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
+ Tối ưu hóa giá thành bảo dưỡng, do chỉ can thiệp sửa chữa, thay thế các chi tiết bị hư hỏng.
b. Tầm quan trọng của việc theo dõi thiết bị
Việc theo dõi thiết bị nhằm giảm mức độ bảo dưỡng ngăn ngừa mà không gây thêm một nguy cơ hỏng hóc nào cả cho thiết bị. Do vậy giảm được chi phí cho việc bảo dưỡng, nếu như chi phí cho việc theo dõi là thấp.
Việc theo dõi thiết bị là một phần của chính sách bảo dưỡng và phải bảo đảm một số các yếu tố sau [6]:
- Ngăn ngừa được các nguy cơ lớn, tránh trường hợp dừng máy trong khi các điều kiện an toàn không đảm bảo.
- Phát hiện sớm các bất thường, nhằm tránh tối đa các thiệt hại, bằng cách thay thế các chi tiết máy bị hư hỏng trước khi xảy ra sự cố hay vào thời điểm thuận lợi nhất.
- Phân tích được sự cố sau khi xảy ra, nhằm sửa chữa các khuyết tật phát hiện được, tránh không xảy ra nữa hoặc đưa ra các biện pháp cải tiến cần thiết.
Theo dõi định kỳ hay liên tục, trạng thái của thiết bị và chỉ can thiệp khi việc kiểm tra này cho thấy có sự thay đổi về hành vi của máy. Tùy theo loại hư hỏng nghi ngờ và độ phức tạp khi xác định hư hỏng, bằng việc lựa chọn một thông số biểu thị hư hỏng và xác định một ngưỡng giá trị cho phép của thông số nói lên mức độ nguy hiểm trong một dải tần số nhất định. Các thông số biểu thị hư hỏng bao gồm [1]:
- Thông số đại lượng vật lý (dịch chuyển, vận tốc hay gia tốc của dao động):
+ Dịch chuyển đối với các hư hỏng mà hậu quả dao động ở tần số rất thấp hay khi các cảm biến được sử dụng là các cảm biến dịch chuyển (đầu dò,…).
+ Vận tốc đối với các hư hỏng mà các biểu hiện dao động ở tần số thấp hay trung bình.
+ Gia tốc cho các trường hợp tổng quát.
- Thông số ứng với dạng hỏng kiểu va chạm (tróc rỗ trong ổ lăn, hư hỏng một răng trong truyền động bánh răng...):
+ Hệ số đỉnh hay hệ số kurtosis là các đại lượng biểu thị hình dạng của tín hiệu.
+ Đại lượng đáp ứng với cộng hưởng của cảm biến có các đặc tính riêng của mỗi nhà sản xuất thiết bị (BCU, HFD, SPM, SDT, g/SE...)
- Sự theo dõi các kích thước của phổ hay phổ loga.
Ứng với mỗi thông số biểu thị hư hỏng, ngưỡng cho phép được xác định bằng thực nghiệm, nhờ sự so sánh với một tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà sản xuất hay so sánh với mức độ mà thông số có được khi thiết bị, máy móc được coi là ở trạng thái hoạt động tốt.
Dải tần số được xác định bằng mối liên hệ trực tiếp với thông số đã chọn, phụ thuộc vào nguy cơ hư hỏng gây ra bởi các hiện tượng (bình thường hay bất thường) hơn là bằng các hư hỏng quan sát được.
2.2.2. Phát hiện và chẩn đoán hư hỏng
a. Phát hiện
Phát hiện sự thay đổi hành vi của máy móc, từ một hay nhiều thông số nhận được thông qua đo đạc. Ví dụ: dao động, tiếng ồn, nhiệt độ...
Việc phát hiện thường dựa trên sự biến thiên của một thông số có ý nghĩa của trạng thái kết cấu, sau đó tiếp tục thực hiện đều đặn việc thu thập dữ liệu đo đạc và so sánh các tín hiệu nhận được [4].
Chẩn đoán là một công cụ đặc biệt hữu ích trong bảo dưỡng dự báo, vượt xa sự cảnh báo đơn thuần và được đặc trưng bởi việc xác định bản chất chính xác của khuyết tật gặp phải, mức độ trầm trọng khuyết tật và tính khẩn thiết của hành động can thiệp.
Xác định nguồn gốc của sự thay đổi nhận thấy được trong giai đoạn phát hiện, có thể ước lượng được mức độ trầm trọng của khuyết tật để quyết định xử lý.
Việc chẩn đoán phải nhờ đến các kỹ thuật khảo sát mạnh hơn tùy theo mức độ phức tạp và độ chính xác của việc chẩn đoán yêu cầu, tùy theo tầm quan trọng về kinh tế của hư hỏng đang nghi ngờ.
Hiện nay việc theo dõi và chẩn đoán hư hỏng thiết bị, máy móc thường sử dụng các phương pháp sau:
+ Theo dõi nhiệt độ
+ Phân tích dầu bôi trơn
+ Phân tích tiếng ồn
+ Phân tích dao động
Phương pháp phân tích dao động được sử dụng phổ biến hiện nay và cho hiệu quả cao.
Tùy theo tính phức tạp của thiết bị và môi trường xung quanh, có thể xảy ra hai trường hợp:
+ Nếu thông số đo được chỉ gắn với một khuyết tật nào đó thì việc phát hiện và chẩn đoán thực hiện trong một công đoạn.
Việc phát hiện một sự cố bất thường và chẩn đoán nó phải được thực hiện càng sớm càng tốt để tiến hành các công đoạn bảo dưỡng có điều kiện thậm chí là bảo dưỡng dự báo.
2.2.3. Các kỹ thuật chẩn đoán hư hỏng
a. Phát hiện hình bao (giải điều biến biên độ tập trung trên một vùng cộng hưởng)
Hư hỏng do các lực va đập gây nên, tạo ra các xung lực có biên độ lớn trong một khoảng thời gian rất ngắn. Các va đập kích thích cộng hưởng tần số cao của các phần tử khác nhau của máy, tạo ra các xung tần số cao mà biên độ của chúng được điều biến bởi tần số xuất hiện của hư hỏng đang xét.
Các đáp ứng ở các dạng cộng hưởng này thể hiện trên phổ bởi sự tồn tại các “bướu” nằm ở vùng tần số cao, cách xa các tần số quay của máy. Việc giải điều biến theo biên độ của các đáp ứng với các dạng cộng hưởng cho phép tìm lại tần số của các lực kích thích, trong khi các lực kích thích thường không thể phát hiện trong phổ tín hiệu thô, vì chúng bị che khuất bởi nhiễu cơ bản. Thao tác giải điều biến này gọi là kỹ thuật phát hiện hình bao (xem Hình 1). Kỹ thuật này loại bỏ các thành phần tần số cao của tín hiệu, chỉ thực hiện chuyển đổi thông tin, sao cho chỉ giữ lại hình bao trước khi tính toán biến đổi Fourier.
b. Nghiên cứu các dải bên điều biến [1]
Biên độ hay tần số gây ra bởi một hiện tượng bình thường hay bất thường trong máy có thể chịu ảnh hưởng của tải trọng thay đổi hay vận tốc tác động có chu kỳ trên biên độ của các lực hay tạo ra sự biến đổi rất nhỏ của các tần số. Khi đó tồn tại các lực được gọi là các lực “được điều biến”.
Sự điều biến lực là điều biến biên độ, sự điều biến vận tốc là điều biên tần số.
Các điều biến này làm xuất hiện trên phổ các dải vạch tập trung trên tần số mang và khoảng cách của chúng được gọi là “tần số điều biến”, tương ứng với tần số chuyển động của hư hỏng làm rối loạn nó (xem Hình 2).
c. Nghiên cứu phân tích phổ tín hiệu dao động
Tất cả các hư hỏng như mất cân bằng, không đồng trục, hiện tượng xoáy của dầu, biến dạng của trục, sự tháo lỏng mối ghép ren, sự tróc rỗ của ổ lăn, hư hỏng của khớp nối hay trong truyền động bánh răng..., đều gây ra các dao động mà chu kỳ hay tần số lặp lại tương ứng với tần số của hiện tượng gây ra nó, các tần số này được xác định bằng việc nghiên cứu động học máy [1].
d. Nghiên cứu và theo dõi các giá trị phổ lôga [1]
Phổ loga hiểu theo một cách đơn giản là phổ của logarit của phổ.
Phổ loga giúp làm rõ bước phân cách các hàm điều hòa của lược các dải bên (hư hỏng dạng va đập có chu kỳ) hay các dải bên của sự điều biến (hiện tượng gây nên sự thay đổi có chu kỳ của vận tốc hay của lực)…
Ví dụ: Phổ loga thực hiện với độ phóng to 4000/13000Hz làm hiện rõ các tần số loga từ 11,8 đến 20ms và các hài loga của chúng ứng với các tần số quay của bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn, đặc biệt là xung quanh 8500Hz (xem Hình 3).
Hình 3- Quan hệ giữa phổ và phổ loga trên một hộp giảm tốc
Ưu điểm của phân tích phổ loga là rút ra được tần số mô tả khuyết tật. Nó càng hữu ích hơn khi vận tốc góc thấp và số cấp truyền động tăng lên. Bởi vì trong trường hợp này, số bó các dải bên có trong phổ của đáp ứng trở nên dày đặc và khó phân tích, đặc biệt khi tồn tại các thành phần phổ khác đến từ các máy kế cận.
3. Kết luận
Theo dõi và chẩn đoán hư hỏng máy móc, thiết bị là một phương pháp hiệu quả trong việc bảo dưỡng dự phòng có điều kiện, nhằm duy trì tình trạng hoạt động tốt của thiết bị, nhất là các thiết bị của dây chuyền sản xuất tự động. Việc tổng hợp những hư hỏng cơ khí của hệ thống truyền động cơ khí trong quá trình vận hành giúp người điều khiển thiết bị nắm vững và lường trước những hư hỏng sẽ xảy ra để giảm thiểu tối đa hư hỏng trong quá trình vận hành máy móc để đạt được hiệu suất cao trong quá sán xuất.
Tài liệu tham khảo
[1] Boulenger A. (1980), ‘‘Maintenance Conditionnelle par analyse des vibrations’’ (Bảo trì điều kiện bằng phân tích độ rung), Techniques de l’Ingénieur,18(30), pp. 1-29.
[2] Canal, W. (1978), “Gear group, failure analysis gears- shafts- bearings- seals” (Nhóm bánh răng, phân tích lỗi bánh răng-trục-vòng bi-phớ), Rexnord Industries,11(34), pp. 1-20.
[3] Carreau D. (1990), ‘‘Surveillance des roulements par l’analyse des vibrations” (Giám sát các quy trình bằng phân tích rung động), CETIM- Informations, 13(115), pp. 1-16.
[4] Carreau D., Bardou O., Randall B., Sidahmed M. (1994), ‘‘Réflexion sur les méthodes et systèmes de surveillance des roulements’’ (Phản ánh trên các phương pháp và hệ thống giám sát quy trình), Revue Fransaise de Mécanique,15(3), pp. 1-10.
[5] Gopinath K., Mayuram M.M. (2002), Machine Design II (Thiết kế máy II), Indian Institute of Technology Madras, Idia.
[6] Morel J. (1990), ‘‘Surveillance vibratoire et maintenance prédictive” (Giám sát rung và dự đoán bảo trì), Techniques de l’Ingénieur- Traité Mesures et Contrôle,7(35), pp. 1-25
[7] Nguyễn Trọng Hiệp (1994), Chi tiết máy tập 2, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
[8] Nguyễn Trọng Hiệp (1997), Chi tiết máy tập 1, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
[9] Ognjanovic M. (2004), “Progressive gear teeth wear and failure probability modeling’’ (Mô hình hóa xác suất hỏng hóc và mài mòn răng bánh răng tiến bộ), Tribology in industry, 26(3), pp. 44-49.
