Vòng bi là bộ phận quan trọng trong động cơ điện, máy bơm, quạt công nghiệp và nhiều thiết bị quay khác. Trong quá trình vận hành, vòng bi có thể bị mài mòn, rỗ bề mặt hoặc hư hỏng do tải trọng, bôi trơn không phù hợp và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Những thay đổi này có thể tạo ra các dấu hiệu rung động bất thường trước khi thiết bị gặp sự cố nghiêm trọng.

Cảm biến rung vòng bi được sử dụng để ghi nhận những thay đổi đó, cung cấp dữ liệu phục vụ giám sát tình trạng máy và hỗ trợ phát hiện sớm nguy cơ hư hỏng. Khi kết hợp với phương pháp phân tích tín hiệu phù hợp, dữ liệu rung còn có thể giúp kỹ thuật viên xác định bộ phận có khả năng gặp vấn đề và lên kế hoạch bảo trì hiệu quả hơn.

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CẢM BIẾN RUNG VÒNG BI

Cảm biến rung vòng bi là cách gọi các cảm biến rung được sử dụng để theo dõi tình trạng hoạt động của vòng bi trong máy móc công nghiệp. Thiết bị thường được lắp trên vỏ ổ bi hoặc gối đỡ để đo rung động truyền từ vòng bi và các bộ phận quay sang kết cấu máy.

Khi vòng bi hoạt động bình thường, rung động thường nằm trong một phạm vi nhất định theo điều kiện vận hành của máy. Khi xuất hiện khuyết tật hoặc thay đổi cơ khí, tín hiệu rung có thể thay đổi về biên độ, tần số hoặc dạng sóng. Cảm biến ghi nhận những thay đổi này để hệ thống giám sát theo dõi và hỗ trợ đánh giá tình trạng vòng bi.

TẦM QUAN TRỌNG CỦA CẢM BIẾN RUNG VÒNG BI

Phát hiện sớm dấu hiệu hư hỏng

Vòng bi có thể bắt đầu xuất hiện các khuyết tật nhỏ trước khi người vận hành nhận thấy tiếng ồn hoặc rung động bằng cảm quan. Cảm biến rung động giúp ghi nhận những thay đổi của tín hiệu, hỗ trợ phát hiện dấu hiệu xuống cấp sớm hơn so với việc chỉ quan sát hoặc nghe tiếng máy.

Giảm nguy cơ hư hỏng lan sang các bộ phận khác

Khi vòng bi xuống cấp, rung động và tải trọng động có thể tăng lên, ảnh hưởng đến trục, khớp nối, gối đỡ và các bộ phận liên quan. Nếu vấn đề không được xử lý, tình trạng hư hỏng có thể lan rộng trong cụm máy.

Việc theo dõi rung động giúp kỹ thuật viên nhận biết các thay đổi bất thường và kiểm tra kịp thời, qua đó hỗ trợ hạn chế nguy cơ hư hỏng thứ cấp.

Hỗ trợ bảo trì dự đoán

Cảm biến rung vòng bi cung cấp dữ liệu rung theo thời gian để đánh giá xu hướng xuống cấp của thiết bị. Khi dữ liệu cho thấy rung động tăng bất thường, đội ngũ bảo trì có thể lên kế hoạch kiểm tra, chuẩn bị phụ tùng để sửa chữa phù hợp. 

Hạn chế gián đoạn dây chuyền sản xuất

Vòng bi hư hỏng có thể khiến động cơ, máy bơm hoặc quạt phải dừng hoạt động để sửa chữa. Trong nhà máy, sự cố ở một thiết bị quan trọng còn có thể ảnh hưởng đến cả dây chuyền sản xuất.

Cảm biến rung vòng bi không ngăn chặn trực tiếp mọi sự cố, nhưng có thể cung cấp thông tin để doanh nghiệp chủ động kiểm tra và bảo trì trước khi hư hỏng trở nên nghiêm trọng.

Xem thêm: Cảm biến đo độ rung động cơ và nguyên lý hoạt động 

ỨNG DỤNG CỤ THỂ CỦA CẢM BIẾN RUNG VÒNG BI

Cảm biến rung vòng bi thường được sử dụng ở những vị trí mà tình trạng ổ bi ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của máy móc, cụ thể:

Cảm biến rung vòng bi động cơ điện công nghiệp 

Trong động cơ điện công nghiệp, vòng bi có nhiệm vụ đỡ trục quay và duy trì vị trí tương đối giữa rôto với các bộ phận cố định. Cảm biến rung thường được lắp trên vỏ ổ bi ở đầu truyền động hoặc đầu không truyền động của động cơ để theo dõi tình trạng rung tại từng vị trí.

Dữ liệu rung giúp phát hiện những thay đổi có thể liên quan đến ổ bi xuống cấp, mất cân bằng rôto hoặc lệch trục. Với động cơ quan trọng, cảm biến có thể được kết nối với hệ thống giám sát để theo dõi xu hướng rung theo thời gian và hỗ trợ lập kế hoạch bảo trì.

Cảm biến rung vòng bi quạt công nghiệp và hệ thống HVAC

Trong hệ thống HVAC, cảm biến rung vòng bi có thể được lắp trên vỏ ổ bi của động cơ quạt hoặc gối đỡ trục quạt, tùy cấu tạo của thiết bị. Ứng dụng này thường gặp ở quạt cấp gió, quạt hồi gió, quạt hút công nghiệp và các hệ thống thông gió vận hành liên tục. 

Cảm biến rung vòng bi máy bơm nước

Trong các hệ thống bơm nước, cảm biến rung có thể được lắp tại vỏ ổ bi động cơ hoặc gối đỡ trục bơm để theo dõi tình trạng cơ khí của cụm thiết bị. Các ứng dụng điển hình bao gồm bơm tuần hoàn nước lạnh, bơm nước làm mát, bơm cấp nước và bơm xử lý nước thải. 

Cảm biến rung vòng bi máy nén khí và chiller 

Đối với máy nén khí và chiller, cảm biến rung có thể được sử dụng để giám sát vòng bi tại các vị trí phù hợp trên động cơ hoặc cụm máy nén. Đây là những thiết bị mà hư hỏng ổ bi có thể ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành và làm gián đoạn quá trình cung cấp khí nén hoặc làm lạnh. 

Cảm biến rung vòng bi hộp giảm tốc và băng tải 

Trong dây chuyền sản xuất, vòng bi được sử dụng tại động cơ, hộp giảm tốc, con lăn và các cụm truyền động. Cảm biến rung có thể được lắp trên vỏ ổ bi hoặc gối đỡ ở những vị trí quan trọng để theo dõi các dấu hiệu xuống cấp trong quá trình vận hành. 

Xem thêm: Cảm biến độ rung động và 4 phân loại phổ biến 

HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CẢM BIẾN RUNG VÒNG BI

Để lựa chọn cảm biến rung vòng bi phù hợp, cần xác định mục tiêu giám sát và các yêu cầu kỹ thuật của thiết bị, bao gồm dải tần số, độ nhạy, vị trí lắp đặt, điều kiện môi trường và tín hiệu đầu ra.

Xác định dải tần số đo

Nếu chỉ cần theo dõi mức rung tổng thể, hãy chọn cảm biến có dải tần phù hợp với tốc độ quay và tiêu chuẩn đánh giá rung của máy. Đối với việc phát hiện sớm khuyết tật vòng bi, nên ưu tiên cảm biến gia tốc có khả năng đáp ứng tần số cao và kết hợp với phương pháp phân tích phổ hoặc bao tín hiệu. Dải tần 10-30 kHz có thể hữu ích trong một số ứng dụng.

Lựa chọn độ nhạy và dải đo

Độ nhạy quyết định mức tín hiệu đầu ra tương ứng với gia tốc rung đầu vào. Cảm biến gia tốc IEPE có độ nhạy 100 mV/g thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng giám sát máy quay. Khi cần đo rung động mạnh hoặc có biên độ gia tốc lớn, có thể cân nhắc loại 10 hoặc 30 mV/g để tăng khả năng đo trong dải rộng hơn.

Chọn phương pháp lắp đặt

Bắt vít trực tiếp thường được ưu tiên khi cần giám sát cố định và phân tích rung ở tần số cao, với điều kiện bề mặt lắp và phụ kiện phù hợp. Đế nam châm thuận tiện cho việc kiểm tra định kỳ bằng thiết bị di động, nhưng có thể làm giảm khả năng đáp ứng ở tần số cao. Phương pháp gắn bằng keo chỉ nên sử dụng khi được nhà sản xuất cho phép và phù hợp với dải tần cần đo. Bề mặt lắp cần chắc chắn, sạch và phẳng; kiểu ren và mô-men siết phải tuân theo tài liệu kỹ thuật của cảm biến.

Xác định vị trí lắp đặt

Cảm biến nên được đặt trên bề mặt cứng gần vỏ ổ bi hoặc gối đỡ cần giám sát để thu nhận rung động rõ ràng. Với động cơ điện, có thể lựa chọn vị trí ở phía truyền động hoặc phía không truyền động tùy mục tiêu đo.

Đánh giá điều kiện môi trường

Trong môi trường có bụi, độ ẩm cao hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước, cần chọn cảm biến có cấp bảo vệ IP phù hợp, chẳng hạn IP67 khi điều kiện sử dụng yêu cầu. Nếu có hóa chất ăn mòn, cần kiểm tra vật liệu vỏ và đầu nối. Tại khu vực có nguy cơ cháy nổ, thiết bị cần đáp ứng chứng nhận ATEX hoặc IECEx phù hợp với phân vùng và yêu cầu an toàn tại nơi lắp đặt.

Lựa chọn tín hiệu đầu ra

Nếu cần phân tích dạng sóng, phổ FFT hoặc bao tín hiệu để nhận diện khuyết tật vòng bi, nên chọn cảm biến gia tốc có đầu ra tương thích với bộ thu thập dữ liệu, chẳng hạn IEPE, cùng hệ thống phân tích phù hợp. Nếu mục tiêu là theo dõi mức rung tổng thể và phát cảnh báo qua PLC, cảm biến có đầu ra 4-20 mA có thể đáp ứng nhu cầu khi tín hiệu đã được quy đổi và đầu vào điều khiển tương thích. 

MUA CẢM BIẾN RUNG VÒNG BI ECOSENSE TẠI SENSORS VIỆT NAM

Sensors Việt Nam cung cấp nhiều dòng cảm biến rung với đa dạng dải đo và kiểu lắp đặt, phù hợp từ hệ thống HVAC đến máy móc trong dây chuyền sản xuất công nghiệp. Nổi bật trong danh mục là dòng cảm biến rung ổ bi ECO-VS của ECOSENSE (Pháp), được thiết kế cho các ứng dụng giám sát rung động trong công nghiệp. Với tín hiệu ngõ ra 4-20 mA, thiết bị có thể kết nối với hệ thống PLC/SCADA để theo dõi mức rung, phát cảnh báo và hỗ trợ triển khai chức năng dừng máy tự động khi đạt ngưỡng nguy hiểm, tùy theo cấu hình hệ thống.

Dòng cảm biến rung công nghiệp ECO-VS được thiết kế để giám sát mức rung tổng thể của động cơ, máy bơm, quạt và máy nén. Thiết bị cung cấp nhiều tùy chọn dải đo gồm 0-10, 0-25, 0-50 và 0-100 mm/s RMS, với dải tần số từ 10 Hz đến 1.000 Hz, đáp ứng các nhu cầu giám sát rung trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

ECO-VS có vỏ bằng thép không gỉ, cấp bảo vệ IP67 và dải nhiệt độ hoạt động từ -50°C đến +90°C. Những đặc điểm này giúp thiết bị phù hợp với nhiều điều kiện vận hành công nghiệp, kể cả môi trường có độ ẩm hoặc bụi.

Để tìm hiểu thêm về cảm biến rung vòng bi và nhận tư vấn, báo giá dòng cảm biến rung công nghiệp ECO-VS, vui lòng truy cập website Sensors Việt Nam hoặc Cảm biến Việt Nam.