Động cơ điện rất cần thiết cho nhiều hoạt động của nhà máy, bất kể ngành nào, vì vậy, hiểu cách thức và nguyên nhân chúng hỏng hóc có thể giúp bạn phát triển một chương trình bảo trì tốt hơn trong nhà máy của mình.
Ảnh 1: thiết bị phân tích tình trạng vòng bi bằng sóng siêu âm (UP15000
Động cơ điện là cần thiết để đảm bảo rằng các nhà máy chạy trơn tru và hiệu quả. Nếu một lỗi xảy ra, có thể dẫn đến ngừng hoạt động, gây tổn thất cho nhà máy và tạo ra nhiều mối nguy hiểm về an toàn. Có một số dạng hư hỏng khác nhau, vì vậy nếu hiểu được chúng, tuổi thọ của động cơ có thể kéo dài từ 2 đến 15 năm.
Chiến lược bảo trì đã chuyển từ loại bảo trì phản ứng của đường cong PF (PF curve, viết tắt từ Potential Faiure và Functional Failure) sang giai đoạn bảo trì dự đoán. Bạn có thể phát hiện các vấn đề trước khi chúng làm hỏng động cơ nghiêm trọng bằng công nghệ siêu âm. Bởi vì có rất nhiều thành phần khác nhau trong một động cơ nên dạng hỏng hóc (Failure Modes) có thể xuất hiện ở nhiều nơi khác nhau. Một động cơ có từ 8 đến 10 thành phần, mỗi thành phần có chế độ hỏng hóc riêng. Bằng cách xử lý chúng đúng cách, bạn có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của động cơ.
Ghi chú:
Đường cong PF là một mô hình đồ họa để trực quan hóa tình trạng của một tài sản theo thời gian. Nó rất hữu ích trong việc giải thích khái niệm bảo trì dựa trên tình trạng và các khái niệm liên quan khác.
Đường cong PF thể hiện mối quan hệ giữa tình trạng tài sản và thời gian. Có thể thấy trong mô hình rằng: khi bắt đầu xảy ra lỗi, tình trạng tài sản bắt đầu giảm cho đến khi xảy ra lỗi chức năng (F). Mục tiêu chung của việc kiểm tra tài sản trong kế hoạch bảo trì dự đoán là phát hiện tình trạng xuống cấp trước khi tài sản bị lỗi chức năng.
Các nhà phân tích áp dụng các công nghệ dự đoán khác nhau, để phát hiện các triệu chứng lỗi đáng chú ý từ điểm P nơi có thể phát hiện lỗi.
Đường cong PF
Vỏ động cơ (Motor housing)
Hỏng hóc trong vỏ động cơ có thể phát sinh do lắp đặt không đúng cách, hư hỏng vật lý, ăn mòn và tích tụ liệu. Mặc dù vỏ động cơ có vẻ không phải là một thành phần ảnh hưởng hiệu suất thực tế, nhưng những thiếu sót này cuối cùng có thể ảnh hưởng đến cách thức hoạt động của những người khác.
Ví dụ, một bàn chân mềm có thể dẫn đến hỏng vòng bi, uốn cong trục và gãy hoặc nứt chân. Khi được đặt trên một bề mặt phẳng, điều này sẽ xuất hiện nếu động cơ không có tất cả các chân của nó nằm trên bề mặt. Vật liệu tích tụ có thể làm nóng nhiệt độ vận hành của động cơ, làm hỏng các bộ phận khác của động cơ, chẳng hạn như vòng bi.
Ảnh 2. Thiết bị bơm mỡ kết hợp nghe dùng sóng siêu âm gối đỡ (UP201) giúp xác định bơm mỡ đã đủ hay chưa
Stato động cơ (Motor Stator)
Các dạng hư hỏng stator động cơ xuất hiện do hư hỏng vật lý, nhiễm bẩn, ăn mòn, nhiệt độ cao, mất cân bằng điện áp, chân máy bị hỏng và cháy cuộn dây đã từng quấn lại. Rất nhiều lần, những lỗi này có thể nhìn thấy ở các xưởng sửa chữa động cơ.
Lỗi stato xảy ra do cuộn dây quấn lại bị cháy. Điều này thường xảy ra trước khi động cơ có thể được quấn lại, cần phải sửa chữa khẩn cấp. Nhưng vì nhà máy cần đưa động cơ trở lại hoạt động càng sớm càng tốt, nên việc sửa chữa thường vội vàng có thể làm hỏng stato do gia nhiệt vỏ và stato không đúng cách. Điều này cũng có thể dẫn đến sự thiếu hiệu suất của động cơ.
Rô to động cơ (Motor Rotors)
Rôto bao gồm nhiều lớp thép lá và cuộn dây rôto bao gồm các thanh bar bằng đồng hoặc hợp kim nhôm được nối tắt ở cả hai bên bằng các vòng nối tắt (Shorting ring). Sau đó, các bộ phận này có thể bị hỏng do ứng suất nhiệt (thermal stress), hư hỏng vật lý, mất cân bằng, thanh rôto bar bị hỏng, nhiễm bẩn và lắp đặt không đúng cách.
Hư hỏng vật lý trên rô-to có thể phát triển sau một số nhiệm vụ bảo trì khẩn cấp nhất định, bao gồm thay thế vòng bi, phục hồi lại động cơ và trong quá trình tháo và lắp lại. Nói chung, không nên thay vòng bi động cơ tại các địa điểm của nhà máy, đặc biệt là trên các thiết bị quan trọng.
Roto động cơ bị mất cân bằng động là hư hỏng điển hình, nhưng điều này có thể gây ra nhiều ứng suất lên vòng bi. Điều này cuối cùng sẽ dẫn đến việc rôto tiếp xúc/cọ xát trực tiếp với stato và tạo ra một điểm hỏng hóc khác. Một lần nữa, việc phục hồi lại không phù hợp, chẳng hạn như gây động cơ quá nóng, cũng có thể làm hỏng các bộ phận rôto.
Bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn cân bằng động chính xác, bạn có thể chắc chắn rằng mình đang ngăn ngừa những lỗi mất cân bằng này.
Ảnh 3: Hệ thống bôi trơn tự động OnTrak cho vòng bi
Ma sát là kẻ thù, nếu tra quá nhiều mỡ cũng gây ra nhiều thiệt hại như quá ít mỡ. Ontrak giám sát ma sát trong thời gian thực và gửi cảnh báo khi vòng bi cần lưu ý. Bôi trơn vòng bi của bạn từ xa, tự động tra đúng lượng mỡ vào đúng thời điểm. Bôi trơn dựa trên tình trạng loại bỏ phỏng đoán và giữ cho vòng bi của bạn hoạt động mạnh mẽ. Không có cách nào dễ dàng hơn để ngăn chặn sự hư hỏng sớm vòng bi.
Vòng bi động cơ (Bearings)
Vòng bi bên trong động cơ điện có thể hư hỏng do việc xử lý và bảo quản vòng bi không đúng cách, lắp đặt không đúng cách, lệch tâm trục (misalignment), bôi trơn không đúng cách, quá trình khởi động/dừng, nhiễm bẩn, quá tải và mất cân bằng động ở quạt làm mát động cơ.
Sự nhiễm bẩn là một trong những lý do lớn nhất dẫn đến các hư hỏng vòng bi. Điều này xảy ra khi các chất gây ô nhiễm hoặc hơi ẩm bên ngoài xâm nhập vào ổ trục, thường là trong quá trình bôi trơn. Bạn có thể thực hiện các bước để ngăn ngừa ô nhiễm trong quá trình bơm mỡ bổ sung để đảm bảo rằng chúng không bị nhiễm bẩn.
Điều quan trọng nữa là động cơ của bạn được trang bị phù hợp với nhiệm vụ mà nó đã được chọn. Điều này có nghĩa là sử dụng đúng vòng bi cho ứng dụng của nó. Các động cơ sử dụng puly hoặc đĩa xích gắn trên trục sẽ cần các ổ lăn trong động cơ, đây là loại phổ biến ở hầu hết các động cơ tiêu chuẩn.
Bôi trơn luôn có thể là nguyên nhân chính gây ra hỏng hóc vì có rất nhiều chỗ mà người ta có thể bôi trơn không đúng cách. Quá nhiều hoặc quá ít bôi trơn, cùng với hình thức bôi trơn không phù hợp, có thể dẫn đến hao mòn sớm.
Tất cả mỡ động cơ phải là chất bôi trơn gốc polyurea và không phải là chất bôi trơn đa năng. Người ta phải luôn rút phích cắm ra khỏi đáy để mỡ cũ có thể được thoát ra ngoài đúng cách. Ngoài ra, van xả có thể giúp ngăn ngừa quá nhiều dầu mỡ.
Lỗi phốt vòng bi động cơ có xu hướng xuất hiện do bôi trơn hoặc lắp đặt không đúng cách.
Quạt làm mát cho động cơ (Motor Fans)
Quạt động cơ có xu hướng hỏng hóc do hư hỏng vật lý, tích tụ băng, vật lạ và ăn mòn. Quạt giúp giảm nhiệt độ trên động cơ, đây là điều cần thiết để đảm bảo các bộ phận còn lại hoạt động tốt.
Lỗi bảo vệ quạt động cơ cũng có thể dẫn đến hỏng động cơ nghiêm trọng hơn. Điều này có xu hướng xảy ra thông qua thiệt hại vật chất và cắm. Bằng cách giữ chúng sạch sẽ, bạn có thể tiến xa trong việc ngăn chặn hỏng hóc của bộ phận bảo vệ quạt.
Cách điện cho động cơ và cuộn dây (Motor Insulation and Windings)
Có một số vấn đề tiềm ẩn khi nói đến cách điện động cơ và cuộn dây. Nhiễm bẩn và độ ẩm có thể dẫn đến hỏng cuộn dây. Quá nóng là một vấn đề khác có thể gây ra lỗi động cơ. Đánh thủng cách điện, ứng suất chu kỳ và gai điện biến tần (AC drive stress), có thể dẫn đến các hỏng hóc cho động cơ.
Tuổi thọ của lớp cách điện trong động cơ điện tiêu chuẩn dựa trên nhiệt độ của động cơ. Điều này có nghĩa là đối với một động cơ điện đang hoạt động ở nhiệt độ đặc biệt cao, bạn có thể làm giảm tuổi thọ của nó. Trên thực tế, cứ mỗi 18 đến 20 độ F, tuổi thọ của vật liệu cách điện sẽ giảm đi một nửa. Mặc dù cách điện tốt hơn có thể kéo dài tuổi thọ, nhiệt độ dễ dàng là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Điều này có nghĩa là đưa không khí mát hơn bên ngoài vào.
Sự cố cách điện có thể là một vấn đề lớn, vì nó sẽ làm cho các cuộn dây bị ngắn mạch. Những vấn đề này có thể được phát hiện thông qua MCE test và chụp ảnh nhiệt hồng ngoại. Các cuộn dây ngắn mạch từ vòng này đến vòng khác có thể xuất hiện do tác nhân gây ô nhiễm, cọ xát, rung động hoặc sự tăng áp điện.
Các vấn đề khác như chu kỳ hoạt động và uốn cong thường xảy ra do các hoạt động khởi động và dừng của động cơ thường xuyên. Chu kỳ hoạt động này có thể dẫn đến việc gia nhiệt và làm nguội thường xuyên của cuộn dây và lớp cách điện, gây ra sự mòn và đứt, chẳng hạn như các lỗ thủng, cuối cùng dẫn đến việc động cơ bị ngắn mạch và hỏng.Trục động cơ (Motor Shaft)
Các dạng hư hỏng trục động cơ xảy ra do hư hỏng vật lý, do lỗi sản xuất không đúng cách, lắp đặt không đúng cách và ăn mòn. Ví dụ, lắp đặt động cơ không đúng cách có thể khiến các bộ phận chẳng hạn như vỏ động cơ bị ăn mòn và tạo ra sự mất cân bằng động.
Ảnh 4: Đường cong PF
Làm thế nào để động cơ của bạn hoạt động bền bỉ – vai trò của siêu âm (Ultrasound)
Bây giờ chúng ta đã biết các dạng hư hỏng động cơ khác nhau, chúng ta có thể thực hiện các bước tốt hơn để tạo một kế hoạch bảo trì thích hợp.
Điều quan trọng là phải hiểu rằng hỏng hóc có xu hướng xuất hiện đầu tiên ở các ổ trục. Sử dụng công nghệ siêu âm là một cách tuyệt vời để phát hiện các lỗi Giai đoạn 1. Các thiết bị kiểm tra siêu âm như Ultraprobe 15.000 có thể phát hiện hỏng hóc ở giai đoạn rất sớm, ngay cả ở các ổ trục tốc độ chậm.
Bôi trơn cũng là chìa khóa để giữ cho động cơ của bạn ở trạng thái tốt. Đảm bảo bôi trơn các động cơ với lượng mỡ trong định mức động cơ. Chỉ thêm mỡ hoặc dầu khi cần thiết.
Việc kết hợp chương trình bôi trơn có hỗ trợ của thiết bị siêu âm có thể giúp ngăn ngừa hỏng hóc vòng bi một cách lâu dài. Dụng cụ siêu âm rất tuyệt vời trong việc phát hiện bôi trơn không đủ hoặc quá mức. Đối với trường hợp cụ thể này, các dụng cụ như các ảnh trên đặc biệt dành riêng cho việc bôi trơn vòng bi.
Siêu âm rất hữu ích ngay cả khi cần giám sát từ xa (remote) và thường xuyên, chẳng hạn như với các ổ trục quan trọng hoặc khó tiếp cận. Các hệ thống như OnTrak sử dụng cảm biến siêu âm, thu thập dữ liệu và công nghệ đám mây để giám sát vòng bi động cơ 24/7 và gửi cảnh báo khi phát hiện lỗi. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng bộ bôi trơn một điểm (single point lubricator), sẽ tự động cấp mỡ, dựa trên tình trạng ổ trục – do đó, chỉ bôi trơn khi ổ trục cần.
Khi siêu âm ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong các hoạt động bảo trì, thì các ứng dụng của nó cũng vậy. Nó có thể được sử dụng để phát hiện các sự cố về điện như phóng hồ quang điện, hư hỏng thanh rô-to và sự mất cân bằng rô-to, cùng với các vấn đề về căn chỉnh và chân kênh (soft foot).
Nhưng đừng quên rằng chìa khóa để đạt được sự xuất sắc trong việc bảo dưỡng động cơ điện của bạn là sử dụng các công nghệ bổ sung: ngoài thiết bị siêu âm, còn sử dụng đánh giá mạch điện động cơ, phân tích độ rung, phân tích dầu bôi trơn, v.v.
Một số khuyến nghị bổ sung là giữ cho động cơ của bạn sạch sẽ và ở nhiệt độ thích hợp với luồng không khí ổn định, đồng thời bảo quản động cơ đúng cách để tránh hơi ẩm làm nhiễm bẩn động cơ. Ngoài ra, giữ độ ẩm và hóa chất cách xa động cơ để tránh nhiễm bẩn.
Cuối cùng, bạn có thể tận dụng tối đa động cơ của mình bằng cách thực hiện các bước bảo dưỡng chủ động. Mua động cơ chính xác cho tất cả các ứng dụng quan trọng của bạn và luôn sử dụng dịch vụ bảo trì chính xác để lắp đặt, căn chỉnh, cân bằng động và bôi trơn.
Bằng cách tuân thủ các bước này, bạn có thể kéo dài tuổi thọ của động cơ và hạn chế thời gian ngừng hoạt động trong nhà máy, đẩy nhanh hoạt động sản xuất một cách hiệu quả, giảm chi phí và cải thiện hiệu suất.
---
Xin chào bạn!
Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.
Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi.
Nguyễn Thanh Sơn
Nhận xét
Đăng nhận xét
Các bạn có câu hỏi gì, cứ mạnh dạn trao đổi nhé, baoduongcokhi sẵn sàng giải đáp trong khả năng của mình.