Làm thế nào để hạn chế mài mòn và bó kẹt ở bạc lót trục?

Vì sao bạc lót trục bị mài mòn hoặc bó kẹt?

Hiện tượng hư hỏng thường không xuất phát từ một nguyên nhân duy nhất mà do nhiều yếu tố kết hợp. Các nguyên nhân phổ biến gồm:

• Tải trọng vượt quá khả năng chịu tải của vật liệu
• Áp suất bề mặt quá cao
• Tốc độ trượt không phù hợp
• Thiếu dầu bôi trơn
• Dầu có độ nhớt hoặc tính năng không phù hợp
• Khởi động, dừng hoặc đảo chiều thường xuyên
• Nhiệt độ làm việc cao
• Dị vật xâm nhập vào bề mặt trượt
• Trục quá thô hoặc độ cứng không phù hợp
• Trục và bạc lắp sai tâm
• Khe hở lắp ghép quá nhỏ hoặc quá lớn
• Vật liệu bạc không phù hợp với điều kiện vận hành

Vì vậy, trước khi thay vật liệu, cần xác định đúng nguyên nhân gây mài mòn hoặc bó kẹt.

Mài mòn và bó kẹt ở bạc trượt khác nhau như thế nào?

Những yếu tố cần kiểm tra khi bạc trượt bị hư hỏng

Tải trọng và áp suất bề mặt

Khi tải trọng tác động lên trục tăng, áp suất tại vùng tiếp xúc giữa trục và bạc cũng tăng theo.Nếu áp suất vượt quá giới hạn của vật liệu:

• Bề mặt bạc trượt có thể bị biến dạng
• Tốc độ mài mòn tăng
• Màng dầu dễ bị phá vỡ
• Nguy cơ cào xước và bó kẹt tăng

Không nên chỉ xem xét tổng tải trọng mà cần quy đổi thành áp suất bề mặt thực tế tác động lên bạc.

Tốc độ quay và tốc độ trượt

Tốc độ trượt cao làm tăng nhiệt sinh ra do ma sát. Tuy nhiên, tốc độ quá thấp cũng có thể gây bất lợi vì khó hình thành màng dầu ổn định, đặc biệt trong các cơ cấu:

• Khởi động và dừng thường xuyên
• Quay một góc nhỏ
• Chuyển động dao động
• Đảo chiều liên tục

Đây là lý do các ứng dụng tốc độ thấp nhưng tải trọng cao vẫn có nguy cơ mài mòn và bó kẹt lớn.

Giá trị PV

PV là tích của:

• P: áp suất bề mặt
• V: tốc độ trượt

Chỉ tiêu này được sử dụng để đánh giá mức độ khắc nghiệt của điều kiện làm việc đối với bạc trượt.Khi giá trị PV tăng:

• Nhiệt ma sát tăng
• Màng dầu khó duy trì
• Nguy cơ mài mòn và bó kẹt tăng
• Yêu cầu đối với vật liệu và dầu bôi trơn cao hơn

Không nên lựa chọn vật liệu chỉ dựa trên tải trọng tối đa hoặc tốc độ tối đa riêng lẻ. Cần đánh giá cả giá trị PV và phạm vi sử dụng khuyến nghị của vật liệu.

Điều kiện bôi trơn

Màng dầu có vai trò ngăn bề mặt trục tiếp xúc trực tiếp với bạc. Khi đánh giá điều kiện bôi trơn, cần kiểm tra:

• Loại dầu
• Độ nhớt
• Lượng dầu có trong bạc
• Khả năng bổ sung dầu
• Khả năng giữ dầu của vật liệu
• Nhiệt độ làm việc
• Chu kỳ bảo trì

Nếu dầu quá ít, không phù hợp hoặc suy giảm tính năng ở nhiệt độ sử dụng, nguy cơ tiếp xúc kim loại trực tiếp sẽ tăng.

Vật liệu và bề mặt trục

Hiệu quả của bạc lót không chỉ phụ thuộc vào vật liệu bạc mà còn phụ thuộc vào trục đối ứng.Cần đánh giá:

• Vật liệu trục
• Độ cứng
• Phương pháp xử lý nhiệt hoặc xử lý bề mặt
• Độ nhám
• Độ tròn
• Độ đồng tâm

Bề mặt trục quá thô có thể làm bạc mài mòn nhanh. Ngược lại, sự kết hợp vật liệu không phù hợp cũng có thể làm tăng nguy cơ dính trượt và bó kẹt.

Khe hở giữa trục và bạc

Khe hở lắp ghép cần đủ để duy trì chuyển động và hình thành màng dầu, nhưng không được quá lớn.Nếu khe hở quá nhỏ:

• Dầu khó phân bố
• Nhiệt và ma sát tăng
• Nguy cơ bó kẹt cao hơn

Nếu khe hở quá lớn:

• Trục dễ rung và đảo
• Tải trọng phân bố không đều
• Phát sinh tiếng ồn
• Độ chính xác quay giảm

Khi bạc bị mài mòn, đường kính trong tăng lên và khe hở với trục cũng tăng theo.Một trong những yếu tố cần xem xét kĩ lưỡng là cơ chế bôi trơn của bạc trượt. Với bạc lót thông thường, dầu cần được cung cấp từ bên ngoài. Trong khi đó, bạc trượt tự bôi trơn ngậm dầu có khả năng lưu giữ dầu ngay trong cấu trúc vật liệu và cung cấp dầu ra bề mặt trong quá trình vận hành.Vì vậy, để hiểu vì sao loại bạc lót này có thể giảm nhu cầu bảo trì và hỗ trợ hạn chế mài mòn, cần xem xét cơ chế hoạt động của cấu trúc lỗ xốp chứa dầu.

Bạc trượt tự bôi trơn ngậm dầu hoạt động như thế nào?

Bạc trượt tự bôi trơn ngậm dầu thường được sản xuất bằng công nghệ thiêu kết luyện kim bột. Bên trong vật liệu tồn tại hệ thống lỗ xốp có khả năng chứa dầu bôi trơn.Trong quá trình vận hành:

• Dầu được giữ trong các lỗ xốp của bạc.
• Chuyển động và nhiệt độ giúp dầu được đưa ra bề mặt trong.
• Dầu hình thành màng bôi trơn giữa trục và bạc.
• Khi thiết bị dừng và nhiệt độ giảm, một phần dầu được hút trở lại vào cấu trúc lỗ xốp.

Cơ chế này giúp bạc trượt ngậm dầu duy trì khả năng bôi trơn mà không cần bổ sung dầu liên tục trong nhiều ứng dụng.Tuy nhiên, màng dầu không phải lúc nào cũng được duy trì ổn định. Trong các điều kiện tốc độ thấp, tải trọng cao, khởi động, dừng hoặc đảo chiều thường xuyên, lượng dầu đưa ra bề mặt có thể không đủ để ngăn hoàn toàn sự tiếp xúc trực tiếp giữa trục và bạc. Khi đó, ngoài dầu bôi trơn, vật liệu bạc có thể cần thêm một cơ chế hỗ trợ để giảm ma sát và hạn chế bó kẹt.Đây là lý do graphit tự do được bổ sung vào một số vật liệu bạc trượt ngậm dầu. Trong khi dầu đảm nhiệm vai trò tạo màng bôi trơn chính, graphit hoạt động như chất bôi trơn rắn, hỗ trợ duy trì tính năng trượt khi màng dầu bị suy giảm.Nói cách khác, dầu và graphit không thay thế nhau mà bổ trợ cho nhau: dầu giúp phân tách hai bề mặt trong điều kiện vận hành bình thường, còn graphit hỗ trợ giảm ma sát tại những thời điểm điều kiện bôi trơn trở nên bất lợi.

Graphit tự do có vai trò gì trong vật liệu bạc trượt?

Graphit có cấu trúc dạng lớp, cho phép các lớp tinh thể trượt tương đối với nhau. Nhờ đặc tính này, graphit có thể hoạt động như chất bôi trơn rắn tại bề mặt tiếp xúc giữa trục và bạc.Graphit có thể hỗ trợ:

• Giảm ma sát giữa trục và bạc
• Hạn chế tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt kim loại
• Giảm nguy cơ cào xước
• Hạn chế bó kẹt
• Duy trì tính năng trượt khi màng dầu không ổn định

Vai trò này đặc biệt hữu ích trong các giai đoạn:

• Khởi động
• Dừng máy
• Đảo chiều
• Chuyển động dao động
• Vận hành ở tốc độ thấp và tải trọng cao

Tuy nhiên, graphit không thay thế hoàn toàn dầu bôi trơn. Để bạc trượt hoạt động ổn định, vẫn cần lựa chọn đồng bộ vật liệu bạc, loại dầu, khe hở lắp ghép, vật liệu trục và điều kiện vận hành.

FCS-20G – Vật liệu cho bạc lót trục cần chống mài mòn và bó kẹt

FCS-20G của Peace-Lon là vật liệu bạc trượt ngậm dầu nền Fe–C, sử dụng nền sắt có tổ chức peclit và phân tán graphit tự do có kích thước hạt trung bình khoảng 40 μm.Thông qua phương pháp thiêu kết đặc biệt, tổ chức nền sắt được chuyển từ ferrit sang peclit, giúp tăng độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn. Graphit tự do hỗ trợ bôi trơn và hạn chế hiện tượng cào xước, dính trượt hoặc bó kẹt bề mặt.Các thông số của FCS-20G gồm:

FCS-20G được phát triển cho các điều kiện tốc độ thấp, chuyển động dao động và tải trọng cao. Các ứng dụng tiêu biểu gồm:

• Motor trượt ghế ô tô
• Motor cửa kính điện
• Motor cửa trượt ô tô
• Các loại motor làm việc trong điều kiện tải trọng cao

Hỗ trợ kỹ thuật từ Peace-Lon Vietnam

Khi bạc lót trục bị mài mòn hoặc bó kẹt, cần phân tích tổng thể vật liệu, tải trọng, tốc độ, kiểu chuyển động, bề mặt trục và điều kiện bôi trơn.Peace-Lon Vietnam có thể hỗ trợ:

• Đánh giá điều kiện sử dụng
• Lựa chọn vật liệu bạc trượt ngậm dầu
• Kiểm tra phạm vi PV
• Sản xuất thử
• Đánh giá độ mài mòn và tính năng trượt
• Xây dựng phương án sản xuất hàng loạt

Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn nhanh và hiệu quả nhất về giải pháp hạn chế mài mòn và bó kẹt ở bạc trượt