Tầm quan trọng của cân tâm (The importance of Shaft alignment)

Tầm quan trọng của cân tâm

(The importance of Shaft alignment)

Tác giả: John Piotrowski

Biên dịch: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com

Cân chỉnh đồng tâm giữa trục của thiết bị dẫn động và được dẫn động (Gọi tắt là cân tâm). Ví dụ như giữa trục động cơ điện (máy dẫn động) và trục bơm (máy được dẫn động). Việc cân chỉnh phải theo các giá trị cho phép của nhà sản xuất.  

Hầu hết các câu hỏi của các nhà quản lý, kỹ sư, quản đốc, và nhà thầu đều liên quan đến chủ đề cân tâm và tầm quan trọng của nó trong bảo dưỡng các thiết bị động trong nghành công nghiệp.

Xem thêm:

Tăng trưởng nhiệt (Thermal growth) ở các máy quay: cách xác định, định lượng và xử lý các tác động của nó.

Tại sao có khái niệm cân chỉnh nóng (hot alignment) và cân chỉnh nguội (cold alignment)?

Thế nào là cân tâm chính xác?

Trong một thời gian dài, sự mất đồng tâm trục xảy ra khi đường tâm của trục hai máy quay không nằm trên một đường thẳng. Nghe thì có vẻ đơn giản, nhưng vẫn có một lượng lớn người hiểu nhầm, thường những người này chỉ tìm hiểu chủ đề cân tâm khi cố gắng định nghĩa chính xác lượng mất cân bằng có thể tồn tại khi hai trục quay kết nối với nhau qua khớp nối cứng hay khớp nối mềm.

Cân tâm như thế nào cho chính xác?

Đo sự mất đồng tâm trục như thế nào khi mà có quá nhiều kiểu thiết kế khớp nối?

Ở đâu thì cần đo sự mất đồng tâm trục?

Đo theo đơn vị góc hay khoảng cách lệch tâm song song? Khi nào cần cân tâm, khi máy đang ngừng hay đang chạy?

Thêm các định nghĩa khác về cân tâm: sự mất đồng tâm trục là sự lệch vị trí trục khỏi đường tâm quay của trục được đo ở điểm truyền ngẫu lực khi máy đang chạy ở điều kiện bình thường.

Để hiểu rõ hơn định nghĩa này, ta hãy phân tích từng ý để mô tả rõ hơn những vấn đề liên quan. Sự lệch trục khi mà đường tâm quay thực tế của trục lệch so với đường tâm dự kiến.

 

Hình 1: Tình trạng mất đồng tâm trục

Hình 1 cho thấy trường hợp có sự mất đồng tâm trục giữa bơm và mô tơ. Đối với khớp nối mềm (khớp đàn hồi) thì nó có thể bù được một lượng mất đồng tâm trên. Ở hình trên cho thấy có độ lệch theo phương ngang và phương đứng ở điểm truyền năng lượng ở bơm và môtơ. Mục tiêu của người tiến hành việc cân tâm là phải định vị trí máy sao cho độ lệch tâm nằm trong giá trị dung sai cho phép. Một bảng dung sai ở hình 2 sẽ cho phép thành lập mục tiêu cân tâm cho người tiến hành. Giá trị này thay đổi theo tốc độ quay của máy, tốc độ càng cao thì giá trị lệch tâm cho phép càng nhỏ.

Hình 2: Bảng dung sai cân tâm

Mục tiêu của cân tâm chính xác là gì?

Mục tiêu của cân tâm là tăng tuổi thọ vận hành của máy móc. Để đạt được mục tiêu này, các bộ phận chi tiết máy có khả năng dẫn tới hư hỏng phải vận hành trong giới hạn thiết kế của nó, kể ra như là ổ trục, seal làm kín, khớp nối và trục.

Cân tâm chính xác sẽ đạt được những kết quả sau:

1-     Giảm lực hướng kính và dọc trục để tăng tuổi thọ ổ trục và sự ổn định của rôto.

2-     Tối thiểu lực gây cong trục ở các điểm truyền lực từ vị trí khớp nối tới ổ trục phía khớp nối

3-     Tối thiểu sự mài mòn của các bộ phận khớp nối

4-     Giảm khả năng hư seal làm kín

5-     Duy trì khe hở thích hợp của bánh công tác bên trong thân bơm.

6-     Loại bỏ khả năng hư trục từ sự mỏi của kim loại

7-     Hạ mức rung động trên vỏ máy, buồng ổ trục và rô to.

 

Các biểu hiện của sự mất đồng tâm trục là gì?

Sự mất đồng tâm này không dễ phát hiện ra khi máy đang chạy. Lực hướng kính được truyền từ trục tới trục là tĩnh lực rất khó đo được từ bên ngoài vỏ máy. Rất tiếc là không có cảm biến hay thiết bị phân tích nào có thể đặt bên ngoài vỏ máy để đo bao nhiêu lực đang tác động lên ổ trục, trục hay khớp nối. Do vậy những gì mà ta thấy thực tế do ảnh hưởng của những lực này sẽ biểu hiện ra những tình trạng sau:

-         Ổ trục, seal làm kín, trục hoặc khớp nối hư sớm so với tuổi thọ thiết kế

-         Rung động theo phương hướng kính và dọc trục lớn. Chú ý : các thí nghiệm cho thấy các thiết kế khớp nối khác nhau thì biểu hiện rung động khác nhau. Điều này xuất hiện khi có tác động cơ học xảy ra khi khớp nối quay.

-         Nhiệt độ thân máy ở cao nơi gần ổ trục hay nơi ổ trục hoặc nhiệt độ dầu bôi trơn cửa ra tăng cao.

-         Rò rỉ quá mức ở seal làm kín làm kín ổ trục.

-         Bulông chân máy bị lỏng.

-         Bulông khớp nối lỏng hoặc gẫy.

-         Một vài thiết kế khớp nối mềm bị nóng lên khi chạy trong tình trạng mất đồng tâm trục. Nếu là khớp nối đàn hồi bằng chất dẻo sẽ nhìn thấy bột cao su bao phủ bề mặt.

-         Số lượng khớp nối hư tăng lên bất thường hoặc mài mòn nhanh chóng.

-         Trục bị rạn nứt ở ngõng trục (nơi vị trí ổ trục) hoặc bích của khớp nối.

-         Lượng lớn mỡ hoặc nhớt xuất hiện bên trong bao che khớp nối

 

 Hình 3: Xoắn trục gây ra do mất đồng tâm trục lớn

 Các bước cân tâm

Có 8 bước cân tâm cơ bản:

1-     Chuẩn bị dụng cụ và con người đã qua đào tạo.

2-     Nắm một số thông tin liên quan về máy sẽ cân tâm. Có cần dụng cụ chuyên dùng để cân tâm không? Máy có chuyển từ ngừng chạy sang chạy lại không? Nếu có, thì bao lâu?Bạn có phải cố ý làm trục mất đồng tâm để di chuyển chúng sang đồng tâm khi máy đang chạy không?

3-     Trước khi tiến hành công việc bạn phải nhớ là “an toàn là trên hết”. Đặt bảng thông báo “đang sửa máy” và khóa bảng nút khởi động.

4-     Kiểm tra tình trạng máy sơ bộ: độ cong vênhcủa trục, chân kênh “soft foot”, khớp nối, ổ trục, bệ máy và đường ống có kéo máy hay không?

5-     Đo vị trí trục (hay đo khoảng lệch tâm). Dung sai lệch tâm có nằm trong giá trị cho phép không?

6-     Quyết định sẽ di chuyển theo phương nào (phương ngang hay dọc trục)? Di chuyển bao nhiêu? Sau khi đã di chuyển bạn quay lại bước 5 để kiểm tra.

7-     Lắp khớp nối và quay thử trục hệ thống máy (nếu có thể). Lắp bao che khớp nối.

8-     Chạy thử máy.

Hình 4: Thời gian dự tính dẫn tới hư hỏng của máy móc theo sự thay đổi của lượng mất đồng tâm trục khác nhau

Hình 5: Thời gian dự tính thực hiện các bước cân tâm

Làm thế nào để giảm thời gian thực hiện cân tâm?

Đầu tiên, người thực hiện công việc cân tâm phải biết họ đang làm gì? và mục tiêu của họ là gì? Họ phải chuẩn bị tất cả các dụng cụ thích hợp cần thiết cho công việc.

Chìa khóa dẫn đến thành công của việc cân tâm là làm sao để có khả năng tối thiểu hóa số lần di chuyển chân máy.

Bao lâu thì nên tiến hành kiểm tra và cân tâm lại?

Như đã đề cập ở trên, máy di chuyển ngay sau khi bạn khởi động, sự di chuyển này là khá nhanh và vị trí máy sẽ cố định sau khi sự giãn nở nhiệt và điều kiện vận hành ổn định (sau 2 giờ đến 1 tuần). Tuy nhiên, vẫn có sự thay đổi nhỏ xảy ra trong một khoảng thời gian dài. Vị trí máy sẽ thay đổi từ từ do các nguyên nhân sau: nền món máy nứt hoặc biến dạng, nền đất máy bị trượt. Khi nền móng có sự di chuyển chậm, đường ống kết nối với máy sẽ bị kéo đẩy, trong trường này máy có thể bị mất độ đồng tâm. Nhiệt độ thay đổi theo mùa cũng gây nên bê tông, móng máy, đường ống giãn ở ra hoặc co lại.

Đề nghị nên kiểm tra lại cân tâm sau 3-6 tháng chạy máy đối với các máy mới được lắp đặt và sau đó cứ 1 năm kiểm tra 1 lần.

Cân tâm bằng laser có thể không cần tháo khớp nối (coupling spacer)

Làm sao bạn biết nhà thầu xây dựng đã lắp đặt và cân tâm máy chính xác và hợp lý?

Trong hợp đồng với nhà thầu xây dựng, phải yêu cầu họ cung cấp thông số cân tâm ban đầu và thông số cân tâm cuối cùng, tình trạng softfoot (chân kênh) và cách sửa chữa của họ, thông tin về sự cong của trục và bích khớp nối (hub), lượng dịch chuyển máy họ đã làm và dung sai cân tâm cuối cùng. Đừng thỏa mãn với câu trả lời (khi bạn yêu cầu các thông số trên) như: “Chúng tôi đã dùng đồng hồ so” hoặc “Chúng tôi đã sử dụng máy cân tâm laser”.

    Đồng hồ so và laser không di chuyển máy, mà con người di chuyển chúng.

Related Posts by Categories