Cách "bắt bệnh" và chăm sóc động cơ, bộ truyền động

Đo chất lượng điện năng và phân tích hiệu suất giúp kỹ thuật viên có cái nhìn tổng quan hơn về hiệu suất và tình trạng "sức khỏe" của toàn bộ hệ thống.

Động cơ là trái tim của mọi ngành công nghiệp. Đặc biệt, với sự phát triển của tự động hóa, vai trò của động cơ ngày càng quan trọng. Tuy nhiên, động cơ "đổ bệnh" có thể gây ra thiệt hại lớn cho nhà máy, dẫn đến việc dừng sản xuất gây tốn kém do chi phí sửa chữa đội lên và năng suất sụt giảm.

Động cơ hiện đại rất phức tạp và cả những cỗ máy mà chúng vận hành cũng vậy. Việc duy trì động cơ luôn hoạt động ở trạng thái tốt nhất là một thách thức không nhỏ. Thế nhưng, với sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại như phần mềm, điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo (AI), các đội ngũ kỹ thuật có thể tối ưu hóa công việc, phát hiện sớm các sự cố bất ngờ, nâng cao hiệu suất và kéo dài tuổi thọ cho động cơ.

Bài viết này sẽ chia sẻ những cách hiệu quả nhất để xử lý khi động cơ và bộ truyền động gặp trục trặc, đồng thời gợi ý các giải pháp lâu dài để động cơ hoạt động bền bỉ hơn.

Tại sao động cơ gặp sự cố?

Nói ngắn gọn, động cơ gặp sự cố chủ yếu do hai nhóm nguyên nhân: vấn đề về điện hoặc vấn đề về cơ khí. Vòng bi bị hao mòn quá mức (liên quan đến cơ khí) có thể khiến động cơ hỏng. Tương tự, lớp cách điện cuộn dây bị phá hủy cũng vậy. Hầu hết các sự cố động cơ đều nằm trong hai phạm trù này.

Tất nhiên, có vô vàn yếu tố dẫn đến hỏng vòng bi hay phá hủy lớp cách điện.

Nóng quá mức

Gần 30% sự cố động cơ là do bị quá nóng. Điều này cho thấy mức độ nghiêm trọng của vấn đề này. Quá nhiệt khiến cả các bộ phận điện và cơ khí của động cơ bị "già" đi nhanh chóng, cuối cùng dẫn đến hỏng động cơ.

Một chiếc camera nhiệt đáng tin cậy có thể phát hiện những dấu hiệu "nóng bất thường" rất sớm. Nhờ đó, đội ngũ kỹ thuật có thể kiểm tra và sửa chữa kịp thời trước khi động cơ bị hỏng nặng. Chúng ta cũng sẽ nói về cách áp dụng các chiến lược bảo trì chủ động để ngăn chặn tình trạng dừng máy.

Camera nhiệt giúp kỹ thuật viên dễ dàng thấy sự chênh lệch nhiệt độ, nhanh chóng phát hiện vấn đề về hiệu suất do mất cân bằng hoặc quá tải. Theo Fluke

Vấn đề về điện

Điện áp tăng/giảm đột ngột (transient voltage) có thể "làm tổn thương" lớp cách điện cuộn dây của động cơ. Theo thời gian, những tổn thương này tích tụ và gây ra sự cố động cơ bất ngờ, làm tê liệt hoạt động của nhà máy.

Tìm hiểu nguyên nhân của các xung điện áp này có thể khá khó khăn. Chúng có thể xuất hiện khi các thiết bị tải lân cận bật/tắt, do sự cố trong hệ thống tụ bù, hoặc thậm chí là do thời tiết.

Sự mất cân bằng điện áp giữa các pha cũng góp phần làm hỏng lớp cách điện cuộn dây. Ngay cả khi mức mất cân bằng nhỏ, nó cũng tạo áp lực không đáng có lên các mạch điện của động cơ, dẫn đến dòng điện tăng cao và nhiệt độ đủ lớn để phá hủy lớp cách điện.

Ngoài ra, hiện tượng biến dạng sóng hài (harmonic distortions), bộ biến tần (variable frequency drives) và dòng điện sigma cũng có thể gây hao mòn thêm lớp cách điện cuộn dây.

Vậy giải pháp là gì? Một thiết bị phân tích chất lượng điện năng và động cơ được thiết kế tốt có thể đo lường chính xác điện áp, dòng điện và các vấn đề về sóng hài. Các công cụ hiện đại còn có thể phát hiện các vấn đề về chất lượng điện như xung điện áp thoáng qua, mất cân bằng, sụt áp hoặc tăng áp, giúp bạn nhìn thấy nguy cơ từ xa và có biện pháp xử lý sớm.

Vấn đề về cơ khí

Sự hao mòn sớm trên các bộ phận truyền động cơ khí của động cơ có thể dẫn đến hỏng động cơ vĩnh viễn. Có một vài yếu tố chính dẫn đến điều này:

Lệch trục gây ra rung động quá mức trong toàn bộ máy móc, đặc biệt là ở trục động cơ. Theo thời gian, sự rung lắc này gây ra đủ hao mòn để "hạ gục" động cơ của bạn vĩnh viễn.

Ứng suất đường ống xảy ra khi hệ thống đường ống chịu lực quá mức, thường do lắp đặt sai có thể làm tình trạng lệch trục trở nên nghiêm trọng hơn. Ứng suất đường ống làm tăng áp lực lên các bộ phận quay và có thể làm hỏng động cơ của bạn.

Chân mềm (soft foot), thường do ứng suất đường ống gây ra, cũng có thể làm hỏng vòng bi sớm, dẫn đến sự cố động cơ. Chân mềm có thể gây lệch trục hoặc làm tình trạng lệch trục sẵn có trầm trọng hơn. Điều này làm tiêu hao năng lượng và cuối cùng khiến động cơ hỏng.

Cách khắc phục: Một công cụ căn chỉnh bằng laser tốt có thể phát hiện và điều chỉnh tình trạng lệch trục. Các công cụ căn chỉnh laser tốt nhất có thể đo lường nhanh và chính xác ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (nhiệt độ cao, rung động mạnh).

Mất cân bằng trục và các chi tiết bị lỏng cũng có thể gây hao mòn sớm cho các bộ phận truyền động cơ khí, dẫn đến hỏng động cơ. Thêm vào đó, các yếu tố như quá tải hoặc bôi trơn không đủ có thể khiến vòng bi nhanh hỏng, góp phần gây ra sự cố động cơ sớm.

Cách khắc phục: Kiểm tra rung động là một trong những cách hiệu quả nhất để phát hiện mất cân bằng, lỏng lẻo và tình trạng vòng bi. Sử dụng thiết bị theo dõi rung động hoặc cảm biến không dây cho phép các đội ngũ phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn và giải quyết chúng ngay từ đầu.

Phương pháp bảo trì chủ động

Bảo trì chủ động là cách tốt nhất để giữ cho động cơ và bộ truyền động luôn hoạt động ở hiệu suất cao nhất. Thay vì chỉ sửa chữa khi thiết bị đã hỏng (phương pháp bảo trì phản ứng), bảo trì chủ động giúp đội ngũ kỹ thuật đi trước vấn đề vài bước, từ đó giảm thời gian ngừng máy đột ngột và tiết kiệm chi phí bảo trì.

Bảo trì phòng ngừa

Bảo trì phòng ngừa, hay bảo trì dựa trên lịch trình cố định, có thể bao gồm kiểm tra và vệ sinh định kỳ, kiểm tra và siết chặt các bộ phận, cũng như kiểm tra chất lượng nguồn điện.

Xây dựng một chương trình bảo trì phòng ngừa có thể giúp kéo dài tuổi thọ động cơ đáng kể – đặc biệt nếu bạn theo dõi tiến độ hoàn thành các công việc này trên hệ thống quản lý bảo trì bằng máy tính (CMMS).

Đo lường chất lượng điện năng và phân tích hiệu suất giúp kỹ thuật viên có cái nhìn rõ ràng hơn về tình trạng và hiệu suất tổng thể của hệ thống. Theo Fluke

Bảo trì dự đoán

Bảo trì dự đoán thậm chí còn giúp tăng cường độ tin cậy cho nhà máy hơn nữa. Phương pháp này sử dụng mạng lưới các cảm biến kết nối đám mây để theo dõi tình trạng thiết bị theo thời gian thực. Phần mềm phân tích dữ liệu sử dụng AI có thể sàng lọc các số liệu này và ngay lập tức cảnh báo người vận hành về bất kỳ dấu hiệu bất thường nào.

Nếu thực hiện đúng, bảo trì dự đoán cho phép người vận hành biết chính xác động cơ của nhà máy cần gì để luôn "khỏe mạnh" – từ đó đội ngũ kỹ thuật có thể thực hiện đúng các công việc bảo trì cần thiết. Bằng cách theo dõi và phân tích xu hướng của mức độ rung động, nhiệt độ và chất lượng điện năng, các nhà máy có thể ngăn chặn sự cố động cơ.

Xây dựng giải pháp

Hầu hết các nhà máy thành công không chỉ áp dụng một chiến lược bảo trì duy nhất. Thông thường, các đội ngũ sẽ kết hợp nhiều phương pháp để điều chỉnh kế hoạch bảo trì phù hợp với ngân sách và mục tiêu sản xuất của mình.

Một giải pháp "độ tin cậy kết nối" sẽ liên kết các phần khác nhau của chương trình bảo trì lại với nhau. Nhờ đó, đội ngũ kỹ thuật có thể dễ dàng nhìn thấy bức tranh tổng thể – và cả những chi tiết nhỏ – cùng một lúc.

"Độ tin cậy kết nối" có nghĩa là tất cả các hệ thống, công cụ và con người có thể dễ dàng chia sẻ dữ liệu và trao đổi thông tin. Các cảm biến giám sát tình trạng sẽ truyền dữ liệu sức khỏe thiết bị về một trung tâm dữ liệu, giúp đội ngũ bảo trì dễ dàng truy cập thông tin về các lệnh công việc. Khả năng kết nối đám mây giúp việc chia sẻ dữ liệu với những người quản lý không có mặt tại hiện trường trở nên thuận tiện. Và việc phân tích dữ liệu cho phép bạn theo dõi và phân tích xu hướng tình trạng thiết bị để có thể ngăn chặn các vấn đề tiềm ẩn.

Theo processingmagazine