Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm sử dụng thiết bị đo nhiệt để phân tích tình trạng làm việc của ổ lăn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - TỐNG HẢI YẾN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỂ PHÂN TÍCH TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA Ổ LĂN Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết trình bày luận văn thân thực hiện, chƣa đƣợc sử dụng cho khóa luận tốt nghiệp khác Theo hiểu biết cá nhân, chƣa có tài liệu khoa học tƣơng tự đƣợc công bố, trừ thông tin tham khảo đƣợc trích dẫn Tháng 04 năm 2014 Tống Hải Yến Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Lời cảm ơn Trƣớc hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn khoa học tôi, thầy giáo PGS.TS Hoàng Vị, ngƣời tận tình bảo, động viên giúp đỡ cho nhiều suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Đồng thời xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí nhƣ Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học trƣờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp – Đại học Thái nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Mục lục Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục bảng, biểu MỞ ĐẦU Giới thiệu Mục tiêu nghiên cứu .10 Kết dự kiến .10 Phƣơng pháp phƣơng pháp luận .10 Nội dung luận văn 11 CHƢƠNG 1: Ổ LĂN VÀ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA Ổ LĂN 12 1.1 Ổ lăn thƣờng dùng 12 1.1.1 Giới thiệu chung 12 1.1.2 Các thông số vận hành vòng bi 15 1.2 Các tình trạng hỏng nguyên nhân gây hỏng ổ lăn 17 1.2.1 Các hoạt động bất thƣờng, nguyên nhân biện pháp khắc phục 17 1.2.2 Các dạng hỏng thƣờng gặp ổ lăn 20 1.3 Một số giải pháp đánh giá tình trạng hỏng Ổ 25 1.3.1 Theo dõi (giám sát) tình trạng làm việc ổ lăn dựa yếu tố nhiệt độ 25 1.3.1.1 Khái quát chung 25 1.3.1.2 Phƣơng pháp theo dõi (giám sát) nhiệt độ 29 1.3.1.3 Thiết bị giám sát nhiệt độ phƣơng pháp không tiếp xúc 30 1.3.2 Theo dõi phân tích rung động 32 1.3.3 Theo dõi phân tích dầu bôi trơn 34 1.3.4 Kỹ thuật NDT 34 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.3.5 Kỹ thuật siêu âm 35 1.4 Kết luận chƣơng 38 2.1 Mô hình thí nghiệm thu nhận tín hiệu nhiệt 40 2.1.1 Sơ đồ chung mô hình thí nghiệm 40 2.1.2 Thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc AZ8857 42 2.1.3 Thiết kế, chế tạo chi tiết mô hình thí nghiệm 43 2.2 Lắp ghép chi tiết để tạo thành mô hình hoàn chỉnh 44 2.3 Kết luận chƣơng 48 CHƢƠNG 3: THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 49 3.1 Thiết lập thí nghiệm 49 3.1.1 Các trang thiết bị thí nghiệm 49 3.1.2 Lắp đặt thiết bị thí nghiệm 49 3.1.3 Trình tự thực thí nghiệm 50 3.1.3.1 Trình tự thực thí nghiệm với mô hình thiết kế 50 3.1.3.2 Trình tự thí nghiệm với mô hình máy đo ma sát - mòn 52 3.2 Kết thí nghiệm 55 3.2.1 Kết thí nghiệm với mô hình thiết kế 55 3.2.2 Kết thí nghiệm với mô hình máy đo ma sát - mòn 58 3.3 Kết luận chƣơng 64 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 66 4.1 Các kết đạt đƣợc 66 4.2 Đề xuất hƣớng nghiên cứu 67 Tài liệu tham khảo .68 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Danh mục hình ảnh Hình 1: Cấu tạo ổ lăn 12 Hình 2: Các loại ổ bi 14 Hình 3: Các loại ổ đũa 14 Hình 4: Rỗ tróc ổ lăn 20 Hình 5: Một số hình ảnh rỗ vòng bi 21 Hình 6: Một số hình ảnh mòn ổ bi 23 Hình 7: Một số hình ảnh nứt gẫy vòng bi 24 Hình 8: Hình ảnh bề mặt vòng bi bị biến dạng dư 24 Hình 9: Gỉ sét bám vòng bi 25 Hình 10: Hình ảnh nhiệt đồ thị nhiệt độ B6204 27 Hình 11: Ghi nhiệt độ hồng ngoại hình ảnh ổ bi chuẩn đoán lỗi 27 Hình 12: Giám sát tình trạng làm việc số thiết bị thông qua hình ảnh nhiệt hồng ngoại 29 Hình 13: Một số loại nhiệt kế hồng ngoại 31 Hình 14: Đo phân tích rung động phương pháp phân tích phổ FFT34 Hình 15: Mô hình lấy mẫu để giám sát tình trạng dầu bôi trơn 34 Hình 16: Dùng kỹ thuật siêu âm để giám sát tình trạng hoạt động thiết bị 36 Hình 1: Mô hình thí nghiệm để đo nhiệt độ Ổ lăn trình làm việc 40 Hình 2: Sơ đồ khối mô hình thực nghiệm thu nhận tín hiệu nhiệt 40 Hình 3: Mô hình máy đo ma sát - mòn 41 Hình 4: Mô hình phận có lắp ổ bi côn 30304 41 Hình 5: Thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc tia hồng ngoại AZ 8857 42 Hình 6: Bản vẽ chi tiết trục 43 Hình 7: Hình ảnh ổ bi 6203 44 Hình 8: Bản vẽ lắp mô hình thí nghiệm 45 Hình 9: Mô hình thí nghiệm sau lắp ráp hoàn chỉnh 46 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 10: Mô hình cấu tạo máy đo ma sát – mòn 46 Hình 11: Mô hình máy đo ma sát - mòn sau lắp ráp hoàn chỉnh 47 Hình 12: Hình ảnh ổ bi côn 30304 47 Hình 1: Mô hình hoàn chỉnh đặt vào vị trí chuẩn bị thí nghiệm 50 Hình 2: Thiết bị đo nhiệt độ AZ 8857 điều chỉnh đưa thang đo oC.50 Hình 3: Hình ảnh mẫu thí nghiệm ổ bi 6203 50 Hình 4: Đo nhiệt độ ổ bi 6203 51 Hình 5: Đo nhiệt độ ổ bi 6203 cũ 52 Hình 6: Đo nhiệt độ ổ bi 6203 hỏng 52 Hình 7: Đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m= 20kg 53 Hình 8: Các hình ảnh đo khe hở độ đảo ổ bi côn 54 Hình 9: Đo nhiệt độ ổ bi côn với m = 20kg điều chỉnh khe hở ổ bi 55 Hình 10: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 5kg 56 Hình 11: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 10kg 57 Hình 12: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 15kg 58 Hình 13: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn tải trọng m = 10kg 59 Hình 14: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn tải trọng m = 20kg 60 Hình 15: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với chế độ không tải 61 Hình 16: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với tải trọng m = 10kg 62 Hình 17: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với tải trọng m = 20kg 63 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Danh mục bảng, biểu Bảng 1: Nguyên nhân biện pháp khắc phục hoạt động bất thường ổ lăn 18 Bảng 2: Tần suất hư hỏng chi tiết ổ lăn 24 Bảng 1: Các thông số kỹ thuật thiết bị đo nhiệt độ AZ 8857 42 Bảng 1: Kết đo khe hở độ đảo ô bi côn với tải trọng: Không tải, có tải ( m = 10kg, m = 20kg) 54 Bảng 2: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng m = 5kg 55 Bảng 3: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng tương ứng m = 10kg 56 Bảng 4: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng tương ứng m = 15kg 57 Bảng 5: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 10kg .58 Bảng 6: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 20kg .59 Bảng 7: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với chế độ chạy không tải 61 Bảng 8: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 10kg .61 Bảng 9: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 20kg .62 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Giới thiệu Ổ lăn chi tiết máy đƣợc sử dụng phổ biết truyền động Độ tin cậy độ xác ổ lăn có ý nghĩa quan trọng với hoạt động tổng thể thiết bị, máy móc Việc phát lỗi chẩn đoán tình trạng ổ lăn giai đoạn đầu cần thiết để tránh hỏng hóc trình làm việc Trƣớc đây, hầu hết nghiên cứu ổ tập trung vào tăng khả tải, tăng độ bền, nâng cao chất lƣợng làm việc độ xác ổ Gần đây, nghiên cứu tập trung vào hƣớng nghiên cứu nguyên nhân gây sai hỏng ổ bi cách khắc phục [1-3] William H Detweiler đƣa nguyên nhân phổ biến cách khắc phục cho ổ bi nhiệt [4] Thông thƣờng, dự báo tình trạng làm việc ổ thông qua nhà sản xuất nhƣng thực tế không đƣợc nhƣ Nếu ổ hỏng ảnh hƣởng lớn đến trình làm việc hệ thống thiết bị, máy móc Cho nên, việc dự báo trƣớc tình trạng ổ để có kế hoạch khắc phục kịp thời giúp an toàn cho ngƣời đảm bảo hệ thống thiết bị hoạt động liên tục Khi làm việc ổ thƣờng phát sinh rung, nhiệt, tiếng ồn, Các nhà nghiên cứu cho rằng, cần phải giám sát tình trạng ổ thông qua yếu tố Cùng với rung động tiếng ồn, nhiệt phát sinh yếu tố ảnh hƣởng lớn đến chế độ làm việc ổ nhƣ hệ thống thiết bị, máy móc Lƣợng nhiệt phát sinh đƣợc tạo ma sát, chế độ bôi trơn làm nguội không đúng, tải bất thƣờng, phản ánh rõ tình trạng làm việc ổ Cho nên, cần phải đánh giá tình trạng làm việc ổ thông qua thông số nhiệt Giải đƣợc vấn đề khai thác tối đa công suất thời gian sử dụng ổ; chủ động việc kéo dài tuổi thọ ổ trục; đảm bảo hiệu suất vận hành tối đa thiết bị, máy móc; giảm thiểu cố đột xuất gây thiệt hại không nhỏ chi phí bảo trì, vận hành nhƣ sút giảm suất sản xuất hệ thống thiết bị Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hiện nay, việc sử dụng thiết bị đo nhiệt để giám sát, phân tích, đánh giá tình trạng làm việc thiết bị đƣợc nhiều nhà khoa học nƣớc quan tâm nghiên cứu ứng dụng nhƣ: Việc sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để phát lỗi ổ bi điều kiện tải động [5]; dùng nhiệt kế hồng ngoại để kiểm tra, giám sát tình trạng ổ bi giai đoạn tải trọng động [6]; phân tích hiệu ứng nhiệt (nhiệt độ) ma sát vòng bi [7] nhƣng Việt Nam có công trình nghiên cứu lĩnh vực đƣợc công bố Xuất phát từ đặc điểm tình hình trên, tác giả chọn đề tài: "Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm sử dụng thiết bị đo nhiệt để phân tích tình trạng làm việc ổ lăn" Mục tiêu nghiên cứu Dự kiến mục tiêu chung đề tài: Dự báo đƣợc sai hỏng ổ lăn để đảm bảo hiệu suất vận hành tối đa thiết bị, giảm cố ngƣng máy Việc đƣợc thực cách giám sát, phân tích tình trạng làm việc ổ lăn với thông số nhiệt Mục tiêu cụ thể là: Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm khảo sát đánh giá tình trạng làm việc ổ lăn thông qua thông số nhiệt Tiến hành thí nghiệm để phân tích, đánh giá thông số nhiệt ổ lăn, chẩn đoán nguyên nhân gây sai hỏng ổ lăn nhằm đƣa lời khuyên hợp lý Kết dự kiến - Mô hình thí nghiệm sử dụng thiết bị đo nhiệt để đánh giá tình trạng làm việc ổ lăn - Dữ liệu xác định tình trạng làm việc ổ lăn thông qua thông số nhiệt (thử nghiệm) Phƣơng pháp phƣơng pháp luận - Phƣơng pháp nghiên cứu: Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 9: Đo nhiệt độ ổ bi côn với m = 20kg điều chỉnh khe hở ổ bi 3.2 Kết thí nghiệm 3.2.1 Kết thí nghiệm với mô hình thiết kế - Thí nghiệm 1: Với tải trọng tƣơng ứng m = 5kg, tốc độ quay động n = 1360 vg/ph, kết đo nhiệt độ ổ bi đƣợc thể bảng 3.2 Bảng 2: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng m = 5kg Thời gian (phút) 5kg - Nhiệt độ ( oC) Ổ hỏng Ổ cũ Ổ 25 25 25 10 27.5 26.3 26.5 20 29.2 27.1 27.2 30 31.4 28.6 28.3 40 34.8 30.2 28.6 50 36.4 32.7 29.2 60 38.9 33.2 29.8 70 41.5 35.9 30.5 80 44.8 37.4 31.2 90 48.7 39.2 31.6 100 50.9 41.1 32 110 51.5 41.5 32.3 120 51.8 41.7 32.5 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 10: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 5kg - Thí nghiệm 2: Với tải trọng tƣơng ứng m = 10kg, tốc độ quay động n = 1360 vg/ph, kết đo nhiệt độ ổ bi đƣợc thể bảng 3.3 Bảng 3: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng tương ứng m = 10kg Thời gian (phút) 10kg - Nhiệt độ ( oC) Ổ hỏng Ổ cũ Ổ 25 25 25 10 28.3 27 26.5 20 30.5 28.8 27.5 30 35.8 30.4 28.5 40 38.5 32.9 29.6 50 39.9 35.9 30.2 60 42.7 38.2 31.1 70 46.5 40.8 32.4 80 51.8 42.7 33.1 90 53.6 44.8 33.7 100 56.9 45.9 34 110 58.4 46.6 34.4 120 58.7 46.8 34.5 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 11: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 10kg - Thí nghiệm 3: Với tải trọng tƣơng ứng m = 15kg, tốc độ quay động n = 1360 vg/ph, kết đo nhiệt độ ổ bi đƣợc thể bảng 3.4 Bảng 4: Kết đo nhiệt độ ổ bi với tải trọng tương ứng m = 15kg Thời gian (phút) 15kg- Nhiệt độ ( oC) Ổ hỏng Ổ cũ Ổ 25 25 25 10 29.7 27.8 26.9 20 31.6 30.3 27.5 30 36.5 32.9 28.7 40 41.7 35.7 29.9 50 45.3 37.5 30.5 60 49.9 38.9 31.7 70 52.6 40.1 32.9 80 54.2 42.1 33.6 90 57.9 45.8 34.3 100 59.6 48.6 35.7 110 60.9 50.1 36.1 120 61.2 50.3 36.2 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 12: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi tải trọng tương ứng m = 15kg Từ kết đƣợc thể bảng 3.2; bảng 3.3; bảng 3.4 đồ thị ta thấy: - Với thời gian theo dõi nhiệt độ, tải trọng tác dụng ổ hỏng làm việc đƣợc 6000 nhiệt độ sinh trình làm việc cao so với ổ cũ làm việc đƣợc 4000 ổ - Nhiệt độ ổ tăng tăng tải trọng tác dụng lên ổ Khi tăng tải trọng thi ổ hỏng sinh nhiệt nhanh hơn, cao ổ cũ ổ Nguyên nhân dẫn đến vấn đề bề mặt làm việc trong, ổ bi bi xuất mòn không đều, khe hở hƣớng kính lớn Cho nên, trình làm việc ma sát bề mặt trƣợt (mặt đầu lăn với cạnh bên, bề mặt vòng cách với bề mặt lăn) lớn, cộng thêm va đập lăn với bề mặt tiếp xúc lớn dẫn đến việc sinh nhiệt ổ bi lớn 3.2.2 Kết thí nghiệm với mô hình máy đo ma sát - mòn - Khi chƣa điều chỉnh khe hở ổ bi côn: + Thí nghiệm 1: Với tải trọng đặt lên mô hình m = 10kg, kết đo nhiệt độ ổ bi côn đƣợc thể bảng 3.5 Bảng 5: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 10kg Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Nhiệt độ ứng với tốc độ (oC) Thời gian (phút) 450 vg/ph 900 vg/ph 1500 vg/ph 24 25 25.4 10 26.5 26.7 28.3 20 26.8 27.1 29.1 30 27.1 27.5 30.5 40 27.5 28 31.7 50 28.3 29.6 33.4 60 29 29.3 35 70 30.9 31.8 36.2 80 31.2 32.8 36.5 90 32.5 33.4 36.7 100 32.8 34.2 37.1 110 32.5 34.8 37.2 120 32.7 34.5 37.4 Hình 13: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn tải trọng m = 10kg + Thí nghiệm 2: Với tải trọng đặt lên mô hình m = 20kg, kết đo nhiệt độ ổ bi côn đƣợc thể bảng 3.6 Bảng 6: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 20kg Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Thời gian (phút) Nhiệt độ ứng với tốc độ (oC) 450 vg/ph 900 vg/ph 1500 vg/ph 24 25 25.4 10 27.1 27.8 28.5 20 27.8 28.3 29.1 30 28.5 28.9 30.5 40 28.9 29.8 31.9 50 29.5 31.7 34.7 60 30.1 33.8 36.8 70 31.2 34.1 37.5 80 32.1 34.8 38.3 90 32.8 35 38.8 100 33.5 36.1 39.3 110 34.1 36.6 39.5 120 34.3 36.8 39.7 Hình 14: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn tải trọng m = 20kg Từ bảng 3.5; 3.6 đồ thị ta thấy, nhiệt độ ổ phụ thuộc vào tốc độ làm việc ổ Khi tốc độ làm việc tăng nhiệt độ ổ tăng theo Tải trọng tăng nhiệt độ ổ tăng - Khi điều chỉnh khe hở ổ bi côn: + Thí nghiệm 1: Mô hình chạy với chế độ không tải, kết đo nhiệt độ đƣợc thể bảng 3.7 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Bảng 7: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với chế độ chạy không tải Thời gian (phút) 450 vg/ph 900 vg/ph 1500 vg/ph 24 24 24 10 27 27.3 27.7 20 30 30.2 30.5 30 31 31.1 31.3 40 33.8 33.8 33.9 50 33.8 33.8 33.9 60 33.8 33.8 33.9 70 33.8 33.8 33.9 80 33.8 33.8 33.9 90 33.8 33.8 33.9 100 33.8 33.8 33.9 110 33.8 33.8 33.9 120 33.8 33.8 33.9 Nhiệt độ ứng với tốc độ (oC) Hình 15: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với chế độ không tải + Thí nghiệm 2: Mô hình chạy với tải trọng m = 10kg, kết đo nhiệt độ đƣợc thể bảng 3.8 Bảng 8: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 10kg Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Thời gian (phút) Nhiệt độ ứng với tốc độ (oC) 450 vg/ph 900 vg/ph 1500 vg/ph 24 24.5 25 10 29.8 30.5 34.5 20 33.5 34.2 38.4 30 34.9 37.8 44 40 36.1 40.1 46.6 50 37.5 42.3 47.7 60 38.7 43.6 48.1 70 39.9 44.7 51.3 80 40.3 45.5 51.6 90 41.7 47.2 52.5 100 42.4 48.5 52.7 110 42.9 48.7 52.9 120 43 49 53 Hình 16: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với tải trọng m = 10kg + Thí nghiệm 3: Mô hình chạy với tải trọng m = 20kg, kết đo nhiệt độ đƣợc thể bảng 3.9 Bảng 9: Kết đo nhiệt độ ổ bi côn với tải trọng m = 20kg Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Thời gian (phút) Nhiệt độ ứng với tốc độ (oC) 450 vg/ph 900 vg/ph 1500 vg/ph 24 25 25.4 10 30.1 31.7 34.5 20 33.8 35.5 39.9 30 35.5 39.8 45.5 40 38.9 41.7 47.7 50 41.1 43.9 49.9 60 42.2 46.4 51.2 70 43.8 49.3 53.1 80 45.5 50.9 54.5 90 47.7 53.8 56.9 100 48.9 54.5 57.8 110 50.1 55.1 59.5 120 50.3 55.7 59.8 Hình 17: Đồ thị mô tả nhiệt độ ổ bi côn chạy với tải trọng m = 20kg Từ bảng 3.7; 3.8; 3.9 đồ thị cho thấy, chạy không tải nhiệt độ ổ không thay đổi, không phụ thuộc vào tốc độ làm việc ổ Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Nhiệt độ ổ tăng nhanh nhiều so với không thay đổi khe hở ổ Tốc độ gia nhiệt ổ tăng tải trọng tăng tốc độ làm việc ổ tăng Từ kết đo đƣợc từ mô hình thí nghiệm phân tích có số đánh giá nhƣ sau: - Ở chế độ không tải tốc độ gia nhiệt ổ bi không phụ thuộc vào tốc độ làm việc ổ - Tốc độ gia nhiệt ổ bi phụ thuộc vào thời gian làm việc ổ - Với chế độ tải trọng, tốc độ gia nhiệt ổ phụ thuộc vào tốc độ làm việc ổ Từ ta có số khuyến cáo trình sử dụng ổ: - Giới hạn tốc độ làm việc ổ theo chế độ tải trọng: Với ổ bi làm việc với tải trọng nhỏ làm việc tốc độ cao - Khi máy làm việc dần đến ổn định nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ loại ổ (ổ mới, ổ cũ, ổ hỏng) đƣợc phân biệt rõ rệt theo thời gian làm việc ổ - Chế độ làm việc ổ dựa theo tải trọng tốc độ vòng quay nhiệt độ làm việc ổ thay đổi dẫn đến việc cần phải theo dõi nhiệt độ ổ quan trọng nhằm đảm bảo an toàn cho máy 3.3 Kết luận chƣơng Thông qua số liệu đo nhiệt độ tiến hành đánh giá triệu chứng hƣ hỏng ổ bi theo tín hiệu đo độ theo miền thời gian với đặc trƣng ổ bi xuất triệu chứng hƣ hỏng Kết thí nghiệm phân tích tác giả rút đƣợc số kết luận sau: - Theo biểu đồ nhiệt thí nghiệm nhận thấy tốc độ gia tăng nhiệt độ liên quan đến thời gian làm việc ổ, tốc độ gia tăng nhiệt độ ổ cũ hỏng lớn nhất; Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - Trong chế độ làm việc tải trọng, tốc độ ổn định phát tình trạng bất thƣờng ổ đo nhiệt để kịp thời dừng máy bảo dƣỡng, thay thay đổi chế độ bôi trơn, làm nguội Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN Trong trình thực hiên đề tài, với cố gắng thân đƣợc hƣớng dẫn thầy giáo hƣớng dẫn khoa học, tác giả hoàn thành nội dung luận văn thạc sĩ kỹ thuật Luận văn đạt đƣợc số kết đƣa số đề xuất hƣớng nghiên cứu dƣới đây: 4.1 Các kết đạt đƣợc Qua khảo sát kết nghiên cứu độ tin cậy chẩn đoán hƣ hỏng ổ thiết bị, máy móc, kỹ thuật có nhiều phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy chẩn đoán hƣ hỏng nhƣ thông qua phƣơng pháp chẩn đoán dựa vào thông số biểu ổ nhƣ nhiệt độ, rung động, tiếng ồn,… sử dụng thiết bị đo đại Trong luận văn này, tác giả sử dụng phƣơng pháp chẩn đoán hƣ hỏng ổ bi thông qua phân tích tín hiệu đo nhiệt độ ổ bi chế độ làm việc khác Căn vào số liệu đo nhiệt, tác giả tiến hành đánh giá dạng hƣ hỏng ổ bi thông qua thông số biểu ổ nhƣ tốc độ gia tăng giá trị nhiệt độ lớn nhất, giá trị nhiệt độ ổ bi thay đổi tải trọng xuất hƣ hỏng Một số kết luận văn đạt đƣợc: - Đã thiết kế, chế tạo đƣợc mô hình đo nhiệt độ ổ bi chế độ tải trọng khác nhau; đƣa đƣợc giải pháp thí nghiệm để kiểm nghiệm nhiệt độ làm việc loại ổ bi phù hợp với tình hình thực tế - Dựa vào thiết bị nhà trƣờng tự thân tác giả đầu tƣ mua thiết bị cảm biến đo nhiệt hồng ngoại Mô hình thí nghiệm đo không tiếp xúc sử dụng thiết bị đo nhiệt hồng ngoại, đảm bảo kiểm nghiệm đƣợc tình trạng nhiệt độ ổ theo thời gian ổ, theo tải trọng, theo tốc độ vòng quay ổ - Kết đánh giá trang thái kỹ thuật ổ bi thông qua tín hiệu đo nhiệt, luận văn rút đƣợc số kết luận sau: + Đối với ổ ổ cũ, qua thí nghiêm nhận thấy: (1) tốc độ gia tăng nhiệt độ ổ cũ lớn miền tốc độ, tải trọng; (2) xuất Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ nhiệt độ cao trƣờng hợp tải trọng lớn tăng ma sát ổ bi; (3) không chênh lệch nhiệt độ trƣờng hợp không tải miền tốc độ khác với ổ mới, điều kết luận ổ bi không xuất hƣ hỏng; + Đối với ổ hỏng nhận thấy rằng: (1) nhiệt độ lớn ổ bi tăng tải trạng thái kỹ thuật ổ bi chuyển trạng thái tốt sang trạng thái kỹ thuật xấu; (2) dựa vào đặc trƣng nhiệt độ đo kết luận vòng vòng bi lăn ổ bi xuất dấu hiệu hƣ hỏng - Mô hình thiết bị sử dụng hữu ích để đào tạo đại học sau đại học Trƣờng ĐH Kỹ thuật Công nghiêp Thái nguyên chuyên đề chẩn đoán ổ bi 4.2 Đề xuất hƣớng nghiên cứu Kết nghiên cứu luận văn có đóng góp kỹ thuật chuẩn đoán hƣ hỏng ổ bi, có giá trị quan trọng công tác đào tạo, nhiên luận văn số hạn chế cần phải tiến hành nghiên cứu nhƣ: - Thiết kế mô hình thí nghiệm đo nhiệt với phổ rộng, bị nhiễu; - Sử dụng thiết bị phân tích kết đo tiên tiến để đánh giá dạng hƣ hỏng ổ bi đƣợc xác hơn; - Thu thập phân tích phổ nhiệt để tiến hành đánh giá đƣợc nhiều dạng hƣ hỏng ổ bi; - Đánh giá nhiều chủng loại ổ bi khác với tốc độ khác nhau; - Thiết kế lắp đặt đƣợc hệ thống theo dõi nhiệt độ ổ quan trọng theo giải pháp tích hợp vào hệ thống kỹ thuật nhƣ hệ thống an toàn Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Tài liệu tham khảo [1] Chuẩn đoán hƣ hỏng vòng bi, http://teteco.com.vn, truy cập ngày 27.04.2013 [2] Nguyễn Văn Giáp1, Nguyễn Hà Tuấn2, Nguyễn Trung Thành1, Vũ Lai Hoàng1, Nguyễn Hồng Kông1, Lâm Hoàng Linh1; “Nghiên cứu chế tạo máy xác định tính ma sát – mòn vật liệu”; Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Viện Công Nghệ, Tổng cục Kỹ thuật Quốc phòng, Quốc phòng; 2014 [3] Bearing failure, www.wilcoxon.com, truy cập ngày 27.04.2013 [4] Ball & Roller Bearings: Failures, Causes and Countermeasures, http://www.Koyousa.com, truy cập ngày 27.04.2013 [5] William H Detweiler; “Common causes and cures for Roller Bearing overheating”; SKF USA Inc., King of Prussia, PA; 2004 [6] C BUJOREANU, S CRETU; “Temperature Influence on Bearing Scuffing Failure”; Tribology in industry, Volume 26, No 3&4, 2004 [7] J Seo, H Yoon, H Ha, D Hong, W Kim, "Infrared thermographic diagnosis mechanism for fault detection of ball bearing under dynamic loading conditions", Advanced materials research, Vols.295-297, p 1544-1547, 2011 [8] Wontae KIM 1, Jinju SEO 2, Dongpyp HONG 2; "Infrared Thermographic Inspection of Ball Bearing; Condition Monitoring for Defects under Dynamic Loading Stages"; 18th world conference on Nondestructive Testing, Durban, south Africa; Arpril 2012; 16 – 20 [9] Ambeprasad.S.Kushwaha 1, Atul B Wankhade 2, Dinesh E Mahajan 3, Darshan K Thakur 4; “Analysis of the Ball Bearing considering the Thermal Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ (Temperature) and Friction Effects”; National Conference on Emerging Trends in Engineering & Technology (VNCET); Vidyavardhini’s College of Engineering and Technology, Vasai; (30 Mar’12); Page 115- 120 [10] W T Kim, D Y Kim, J W Lee and D P Hong; “Condition Monitoring of Fault Diagnosis under Lubrication Condition in Ball Bearing using Infrared Thermography”; Div of Mechanical and Automotive Engineering, Kongju National University, Cheonan (Chungnam), Korea (South) 331-717, kwt@kongju.ac.kr Div of Mechanical System Engineering, Chonbuk National University, Jeonju (Chonbuk), Korea (South); July 2010; 561-756, kdyharu@jbnu.ac.kr (†, corresponding author) Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [...]... giải pháp đánh giá tình trạng hỏng của ổ lăn và định hƣớng nghiên cứu của đề tài Chƣơng 2: Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm Xây dựng đƣợc mô hình thí nghiệm và chuẩn bị các thiết bị thí nghiệm Chƣơng 3: Thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm đo nhiệt độ ổ bi với các mẫu đã chọn ta thu đƣợc kết quả dƣới dạng bảng biểu, xử lý và phân tích kết quả đạt đƣợc Chƣơng 4: Kết luận... hiện lỗi của ổ bi trong điều kiện tải động [7]; dùng nhiệt kế hồng ngoại để kiểm tra, giám sát tình trạng của ổ bi trong giai đo n tải trọng động [8] (Hình 1.10); phân tích các hiệu ứng nhiệt (nhiệt độ) và ma sát của vòng bi [9]; Sử dụng nhiệt hồng ngoại để giám sát tình trạng của ổ bi trong chuẩn đo n lỗi dƣới điều kiện bôi trơn [10] (Hình 1.11) a Hình ảnh nhiệt theo định lượng của B6204 với chế độ tải... ổ lăn nói riêng trong quá trình hoạt động bình thƣờng tạo ra nhiệt năng nên việc theo dõi bức xạ nhiệt để đánh giá tình trạng hoạt động của chúng là rất cần thiết Theo [7, 8] các tác giả đã tiến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ hành chụp hình ảnh nhiệt bằng hồng ngoại để đánh giá, phân tích tình trạng hoạt động của ổ lăn: Sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để phát hiện lỗi của. .. thực nghiệm + Nghiên cứu cơ sở - Phƣơng pháp luận: Mô hình hóa và hình thành mô hình thử nghiệm 5 Nội dung luận văn Ngoài lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: Ổ lăn và đánh giá tình trạng làm việc của ổ lăn Chƣơng này tác giả trình bày tổng quan về ổ lăn, các dạng sai hỏng và biện pháp khắc phục của ổ lăn, một số giải pháp đánh giá tình trạng hỏng của ổ. .. vòng bi: Những bất thƣờng của vòng bi có thể đƣợc phân tích bằng cách đo rung động của một máy đang chạy Một thiết bị phân tích biểu đồ tần số dạng phổ đƣợc sử dụng để đo độ lớn của rung động và sự phân bố của các tần số Các kết quả kiểm tra có thể xác định đƣợc nguyên nhân của các bất thƣờng của vòng bi Các dữ liệu đo đƣợc thay đổi theo điều kiện vận hành của vòng bi và vị trí đo rung động Vì vậy cần... nhỏ của những chi tiết này cũng có thể làm cho một thiết bị hoặc cả nhà máy ngừng hoạt động a So sánh hình ảnh nhiệt của hai động cơ b Kiểm tra nhiệt độ vòng bi của bơm đứng (vòng bi dưới nhiệt độ cao hơn) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ c Hình ảnh nhiệt cho thấy lò quay nung vôi bị hư hỏng Hình 1 12: Giám sát tình trạng làm việc của một số thiết bị thông qua hình ảnh nhiệt. .. hậu quả của chúng là khi các vết tróc và rỗ phát triển trên diện tích lớn sẽ dẫn đến gây hỏng đột ngột các chi tiết làm việc và làm đình trệ sự hoạt động của toàn bộ thiết bị nhƣ Hình 1.4 Do đó việc chuẩn đo n và phát hiện sớm dạng hỏng này đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động thiết bị Hình 1 4: Rỗ và tróc ở ổ lăn Tróc, rỗ xuất hiện sớm trong thời gian làm việc của ổ lăn trong... http://www.lrc-tnu.edu.vn/ b Đồ thị nhiệt độ của B6204 với các tải trọng khác nhau Hình 1 10: Hình ảnh nhiệt và đồ thị nhiệt độ của B6204 a Đồ thị nhiệt độ ở 1,000 rpm b Đồ thị nhiệt độ ở 3,000 rpm Hình 1 11: Ghi nhiệt độ hồng ngoại hình ảnh của ổ bi trong chuẩn đo n lỗi Một trong những vấn đề lớn nhất của các ổ lăn khi hoạt động đó là nhiệt độ tăng cao quá mức Nhiệt tăng cao quá mức [5, 6] có thể đƣợc tạo ra bởi ma sát,... Cấu tạo ổ lăn Ổ lăn ở một số thiết bị khác còn đƣợc gọi là vòng bi hay ổ bi Dựa vào khả năng chịu lực hƣớng tâm hay hƣớng trục hoặc cả hai, mà ổ bi chia ra gồm: Ổ bi đỡ một dãy; ổ bi đỡ chặn; ổ bi chặn đỡ; ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy; ổ đũa đỡ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ trụ ngắn; ổ đũa côn; ổ đũa đỡ lòng cầu hai dãy, một số loại ổ lăn điển hình đƣợc thể hiện trên Hình. .. dự đo n tốt hơn bất kỳ công nghệ nào Có thể mất một năm cho các chƣơng trình này để đạt đƣợc mức độ phức tạp và hiệu quả Kỹ thuật phân tích thực hiện trên mẫu dầu có thể đƣợc chia ra hai loại: Phân tích dầu đƣợc sử dụng và phân tích các phần tử mài mòn nhiễm trong dầu bôi trơn phân tích dầu đƣợc sử dụng sẽ xác định tình trạng của dầu đó, sẽ xác định chất lƣợng của dầu và kiểm tra có tiếp tục sử dụng ... Chƣơng 2: Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm Xây dựng đƣợc mô hình thí nghiệm chuẩn bị thiết bị thí nghiệm Chƣơng 3: Thí nghiệm phân tích kết thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm đo nhiệt độ ổ bi với... bày thiết kế mô hình thí nghiệm sử dụng thiết bị đo nhiệt để phân tích tình trạng làm việc ổ lăn Sau thiết kế, mô hình đƣợc lắp ráp hoàn chỉnh Tại gối ổ đƣợc lót đệm cao su để tránh nhiệt từ Ổ. .. thiết bị thí nghiệm Sau hoàn thành trình lắp ráp mô hình thí nghiệm để đo nhiệt độ Ổ lăn trình làm việc, điều chỉnh thiết bị đo nhiệt AZ 8857 thang đo nhiệt độ oC đặt mô hình vào vị trí thí nghiệm