Cách đơn giản nhất để nâng cao tuổi thọ của máy chính là trong giai đoạn thiết kế, người thiết kế chú ý và tính toán đến các chi tiết làm giảm độ hao mòn kết cấu ma sát, giảm thời gian và chi phí thay thế, sửa chữa chi tiết mòn, giảm lực ma sát để tăng hiệu suất cho máy.
Nghiên cứu thiết kế các kết cấu ma sát
- Lựa chọn sơ đồ nguyên lý làm việc của kết cấu ma sát để tăng độ bền mòn và độ tin cậy
- Lựa chọn và phối hợp vật liệu trong cặp ma sát
- Lựa chọn hình dáng và kích thước các chi tiết dựa trên tính toán độ bền chung và của riêng các bộ phận
- Nghiên cứu để tìm giải pháp giảm quá tải chung và cục bộ
- Đảm bảo các thiết bị hoạt động bình thường nhất là các kết cấu ma sát trong điều kiện môi trường bao gồm hệ thống bôi trơn và nhiệt độ chi tiết máy
- Bảo vệ bề mặt ma sát chi tiết và kết cấu khỏi hư hỏng trong quá trình sử dụng
- Tìm các giải pháp và công cụ giúp đánh giá tình trạng kết cấu ma sát.
Biện pháp nâng cao tuổi thọ máy lạnh
Lựa chọn vật liệu
Tính chất cần thiết của vật liệu trong cặp ma sát
- Độ bền và độ cứng tốt: Đảm bảo độ bền và độ cứng phù hợp với tính chất và mức độ mài mòn do hoạt động của các chi tiết máy. Khi thay thế cần đảm bảo vật liệu có tính chất tương đương với bộ phận ban đầu
- Những vật liệu dùng cho khớp ma sát có tính chất chịu ma sát cao
- Các chi tiết máy làm việc trong các môi trường môi trường mài mòn cao và chịu tải trọng lớn nên cần khả năng chống mài mòn tốt
- Độ bền tĩnh và động cao ở mọi nhiệt độ
- Hệ số ma sát nhỏ khi bôi trơn bi giới hạn
- Không bị kẹt khi dầu bôi trơn gián đoạn
- Nhiệt dung và hệ số dẫn nhiệt cao
- Vật liệu phổ biến, có tính công nghệ cao
- Có độ xốp nhất định để cải thiện bôi trơn và tăng độ bền chống xước của ma sát
Trên đây là toàn bộ tính chất được dùng để đánh giá vật liệu dùng cho các cặp ma sát. Trong thực tế, một chi tiết trong ma sát sẽ chỉ cần được làm từ loại vật liệu đáp ứng một hoặc một vài tính chất kế trên sao cho đảm bảo hoạt động của thiết bị.
Một số quy tắc hợp vật liệu
Khi tiến hành lựa chọn vật liệu cho chi tiết ma sát cần tuân thủ các quy tắc hợp vật liệu để đảm bảo các chi tiết có thể phối hợp với nhau một cách tốt nhất, hạn chế được ma sát gây hư hỏng hoặc mài mòn mạnh để kéo dài tuổi thọ cho máy.
Cũng cần phải chú ý rằng, các quy tắc này không bao trùm cho tất cả các cặp vật liệu nhưng có nhiều giá trị tham khảo trước khi đưa ra lựa chọn cuối cùng.
- Với các cặp ma sát trượt, kết hợp vật liệu rắn với vật liệu mềm có kết tinh nhỏ hơn nhiệt độ trung bình của bề mặt ma sát. Cặp vật liệu này sẽ có khả năng chống kẹt tốt và độ tin cậy cao.
- Khi kết hợp hai loại vật liệu cứng, các chi tiết ít xâm nhập vào nhau nên có độ bền mòn cao hơn.
- Tránh kết hợp hai vật liệu mềm hoặc dùng cùng một loại vật liệu. Các cặp ma sát như vậy có độ bền mòn thấp, không đáng tín cậy và dễ tạo ra các ổ xâm thực ở bề mặt ma sát.
- Những kết cấu ma sát khó bôi trơn nên sử dụng vật liệu xốp hay hợp kim chống ma sát
- Các chi tiết bằng thép của kết cấu ma sát cần được gia công bằng hạt mài chống ma sát ở nguyên công tinh cuối cùng.
Thay ma sát trượt bằng ma sát lăn
Sự thay đổi này đem đến nhiều lợi ích hơn khi nâng cao độ tin cậy của chi tiết và tính kinh tế của máy.
Trong trường hợp bạc ắc của máy tầm cao thường dùng bi đũa, ổ lăn này đem đến nhiều ưu điểm hơn:
- Giảm ma sát, đặc biệt có lợi cho những máy chạy thường xuyên
- Tiết kiệm kim loại màu dành cho sản xuất ổ trượt, giảm chi phí bôi trơn, bảo dưỡng thuận tiện
Vậy nhưng ổ lăn có tiếng ồn lớn và chịu rung kém hơn.
Giảm biến dạng nhiệt và ứng suất ban đầu trong các chi tiết khi lắp đặt
Nhiệt độ giữa các bộ phận máy và gia dẫn khác nhau dẫn đến biến dạng nhiệt không đều ở các chi tiết máy. Các biến dạng không chỉ làm thay đổi hình dạng mà còn làm biến đổi giá trị khe hở, đoi căng của mối ghép cũng như vị trí tương đối của các bề mặt xác lập khi lắp ráp, giảm độ tin cậy của máy.
Một vài biện pháp cải thiện tính trạng biến dạng do nhiệt:
- Giảm nâng nhiệt cục bộ
- Giảm quá nhiệt của hơi hút về máy nén
- Làm mát máy nén thích hợp
Sự lắp đặt các cơ cấu có thẻ làm xuất hiện các ứng xuất ban đầu trong các chi tiết của kết cấu, ảnh hưởng xấu đến độ bền vững và độ tin cậy của cơ cấu. Tiến hành giảm ứng xuất bằng lắp đặt máy tựa trên các điểm tại đệm chống rung.
Giảm tải và bảo vệ bề mặt làm việc
Giảm tải cho máy nén lúc khởi động hay khi nhiệt độ đạt yêu cầu sẽ nâng cao tuổi thọ máy. Khi khởi động, việc giảm tải sẽ tạo màng dầu bảo vệ giảm ma sát cho chi tiết máy khi dầu bôi trơn chưa đến được bề mặt ma sát đầy đủ.
Giữ bề mặt ma sát luôn sạch sẽ. Đảm bảo vệ sinh thiết bị thường xuyên để tránh cáu bẩn, cặn từ những bộ phận khác ảnh hưởng đến chi tiết máy.
Một số phương pháp giảm biến dạng nhiệt:
- Giảm nhiệt cục bộ
- Giảm độ quá nhiệt của hơi hút về máy nén
- Làm mát máy nén
Việc lắp đặt các cơ cấu có thể làm xuất hiện các ứng xuất ban đầu trong các chi tiết kết cấu, ảnh hưởng xấu đến độ bền vững và độ tin cậy của cơ cấu. Có thể làm giảm ứng suất bằng cách lắp đặt máy tựa trên các điểm trên đệm chống lưng.