Các hư hỏng trong bơm bánh răng thường gặp

Trong ba loại bơm thì bơm bánh răng chính là loại thông dụng nhất. Vì vậy mà những thông tin về thiết bị luôn thu hút sự quan tâm của rất nhiều người.Vậy chần chờ gì mà bạn không cùng chúng tôi cập nhật ngay 7 sự cố hỏng hóc thường gặp để kịp thời khắc phục khi cần nhé!

1. Xước vỏ bơm và bề mặt răng

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng này đó là do dầu thủy lực bị bẩn. Những hạt cát, bụi bẩn, hạt kim loại nhỏ, đất cát…sẽ tạo nên những vết xước có hình thù khác nhau lâu dài là vỏ bơm bị phá hủy.

Với áp lực lớn, tốc độ quay nhanh, tạp chất sẽ phá hủy các lớp đã được gia tăng cơ khí, nhiệt luyện. Sau khi mất đi lớp bề mặt này thì hiện tượng xâm thực sẽ diễn ra ngày càng mạnh mẽ hơn.

Ngoài ra, chất bẩn còn gây xước bề mặt của bích số 8. Giữa bích số 8 và bánh răng sẽ tồn tại một lớp nêm dầu bôi trơn. Nhiệm vụ của lớp dầu này đó là giảm ma sát, giảm lượng nhiệt tỏa ra. Yếu tố tiên quyết để hình thành lớp nêm dầu đó là mặt bích số 8 phải được nhẵn và mịn. Nếu bị trầy xước thì lớp nêm dầu không được hình thành thì chắc chắn bơm bánh răng sẽ bị hư hỏng.

2. Bơm bánh răng bị rò rỉ

Nếu tháo lắp, bảo dưỡng vệ sinh bơm nhông thì khách hàng cần quan tâm đặc biệt đến 5 phớt: 2 phớt cổ trục, 2 phớt ở 2 bích số 8, 2 phớt ở 2 nắp.

Phớt ở nắp có nhiệm vụ làm kín khe hở ở bên ngoài và bên trong bơm. Phớt cổ trục là phớt đồng- đây chính là phớt có khả năng làm kín tốt. Tuy nhiên do không làm bằng cao su nên vẫn có khe hở nhỏ nhưng do dầu có tính chất nhớt nên có thể làm kín.

Phớt số 3 ở mặt bích bơm có cấu tạo khá đặc biệt gồm 1 tăng gân cứng và 1 gioăng làm kín. Chức năng của chi tiết này đó là không cho dầu chảy từ buồng hút sang buồng đầy và từ buồng đẩy sang buồng hút.

Khi tháo và lắp phớt thì người kỹ thuật cần chú ý sao cho lắp đúng vị trí, đúng chiều bởi lắp ngược phớt thì khiến dầu chảy rò rỉ lưu lượng dầu khiến lưu lượng bơm giảm. Bơm không đạt công suất như thiết kế.

3. Mòn đỉnh răng

Đây chính là hỏng hóc thường gặp nhất đối với các bơm nhông hoạt động lâu dài. Cụ thể là trong quá trình ăn khớp của hai bánh răng, bề mặt của bánh răng chủ động sẽ phải lăn trên bánh răng bị động nên sẽ tạo ra hiện tượng ma sát ăn mòn. Song song với đó, các lớp dầu khi chuyển động dưới mức áp suất cực cao cũng sinh ra ma sát.

Khi bơm còn mới, khe hở của đỉnh răng với vỏ bơm sẽ rất nhỏ. Theo thời gian hoạt động lâu dài, khe hở này lớn, kéo theo áp suất và lưu lượng bơm sẽ giảm.

Mòn đỉnh răng là hiện tượng diễn ra mạnh mẽ và không có một cách nào ngăn chặn. Biện pháp cuối cùng được đưa ra đó là thay mới bơm nhông.

4. Bơm bị hỏng vì quá tải

Bơm thủy lực chính là trung tâm của hệ thống, làm việc liên tục với tần suất cao. Chính vì thế mà bơm thường xuyên bị hỏng hóc do quá tải lâu ngày. Theo như chúng tôi tổng hợp thì có đến 3 lý do khiến bơm dầu bị quá tải mà khách hàng thường gặp. Đó là:

Do xy lanh thủy lực bị kẹt

Bơm bánh răng, bơm piston, bơm cánh gạt gặp sự cố do xi lanh dầu bị kẹt. Trong một số trường hợp, áp suất làm việc quá lớn khiến xi lanh thủy lực đã thực hiện hết hành trình mà van phân phối không có tác động nào để thay đổi được trạng thái. Đây là một trường hợp rất nguy hại. Bởi theo thông thường thì khi ben dầu đi đến cuối hành trình thì van phân phối dầu sẽ tác động để điều khiển cho ben giữ nguyên tại vị trí hoặc ben thụt về ban đầu. Nếu ben được giữ nguyên tại vị trí thì van sẽ tác động để dầu thủy lực được dẫn về thùng chứa, ngăn chặn việc bơm đẩy tiếp tục vào buồng xi lanh.

Bơm piston hay bơm nhông thì đều không sinh ra áp lực mà nó tạo ra dòng dầu có lưu lượng xác định và vận tốc dòng tùy thuộc vào chính công suất của bơm tạo ra. Dòng năng lượng lúc này chính là động năng và khi bị chặn lại thì nó sẽ chuyển hóa thành áp năng. Dòng dầu sẽ được cung cấp và truyền năng lượng từ bơm dầu. Khi nó vào trong xi lanh thì sẽ chuyển động theo hình thức dọc theo chiều của piston bên trong xi lanh. Khi piston trở thành vật cản chắn thì chắc chắn áp suất sẽ tăng lên và lực đẩy xuất hiện.

Điều đó cũng có nghĩa là khi chưa có vật chắn hoặc đã có vật chắn nhưng không đủ lực để có thể kìm hãm được lực động năng của dòng lưu lượng thì lúc này sẽ không có áp suất. Bơm không sinh ra áp suất, áp suất phụ thuộc vào tải trọng.

Quay trở lại với lý do van phân phối không tác động, có rất nhiều lý do khiến thiết bị này bị này như vậy: do thiết kế, do bị va đập… Kết hợp với việc piston đang bị chắn lại làm cho áp suất tăng và tăng liên tục và đạt đến mức áp suất max của bơm thì bơm sẽ bị hỏng và xuất hiện các trường hợp như:

Đường ống dẫn dầu thủy lực sẽ bị vỡ do kết cấu ống không chống chịu được áp suất cao. Lưu lượng dầu sẽ bị hao hụt do rò rỉ nên chắc chắn sẽ không sinh thêm áp suất.

Gioăng phớt của bơm hay xi lanh thường thông thường sẽ không được gia cố nhiều lớp và không đủ chất lượng nên khi gặp mức áp suất cao sẽ bị phá hủy. Lúc này thì bên trong bơm sẽ không kín, dầu hay các chất lỏng thủy lực sẽ di chuyển từ khoang áp cao, khoang áp thấp ra bên ngoài.

Và cuối cùng là bơm bị vỡ và thường điều này sẽ xảy ra với những hệ thống đang sử dụng bơm nhái, hàng giả, kém chất lượng.

Để có thể giúp khách hàng tránh được tình trạng bơm hỏng do ben dầu bị kẹt thì đội ngũ kỹ sư của chúng tôi thường khuyên khách hàng nên bổ sung một van an toàn được lắp trong hệ thống. Trách nhiệm của nó trong bất kỳ các hệ thống, bộ nguồn lớn nhỏ thì đều là bảo vệ bơm và bảo vệ sự an toàn cho con người, vật ở xung quanh.

Do nâng hạ tải trọng quá nặng

Bơm sẽ bị quá tải do làm việc với tải trọng quá nặng. Bơm nhông khi làm việc quá tải sẽ dẫn đến tình trạng đó là các răng bị hư hại.

Tình trạng bơm nhông quay ngược có thể diễn ra nếu trong hệ thống không được trang bị van một chiều. Lúc này, ở đường đẩy, áp suất của chất lỏng sẽ bị tác dụng ngược lại lên bề mặt bánh răng và bơm sẽ bị đổi chiều quay. Và bơm nhông sẽ không thực hiện chức năng vốn có của nó mà trở thành một động cơ thủy lực.

Tương tự như với động cơ điện luôn nhận điện năng để làm năng lượng hoạt động thì động cơ thủy lực sẽ lấy năng lượng của dầu để làm việc được cung cấp từ bơm. Nó sẽ quay trục động cơ và làm trục động cơ có thể truyền momen cho các khớp nối, trục của máy ủi, máy cưa, máy cắt kim loại, xe công trình hạng nặng…được nối với nó.

Riêng đối với các loại động cơ điện momen mà nó mang lại cực lớn, chuyên dụng cho các loại máy siêu trường, siêu trọng, đặc biệt để dùng trong công trình xây dựng, khai thác mỏ quặng.

Khi bơm dầu hoạt động như một motor thủy lực thì có 2 vấn đề xảy ra:

+ Khi sản xuất bơm dầu mà cụ thể ở đây mà bơm bánh răng, các hãng không tính toán thiết bị chạy được cả 2 chiều nên hiệu suất sẽ không được đảm bảo thường thì khi đó, hiệu suất cực thấp. Nếu chúng ta làm phép so sánh với chế độ chạy thuận thì hiệu suất chỉ tầm 70 %.

+ Khi quá tải, nếu hệ thống không có van một chiều thì lúc này dòng dầu chảy sẽ làm bơm hoạt động theo chế độ bơm thông thường. Tuy nhiên, phớt số 3 ở bên trong bơm không thay đổi, vẫn lắp ở chế độ bơm nên sẽ bị thổi bay một cách nhanh chóng.

Đó cũng chính là lý do mà các nhân viên kỹ thuật của chúng tôi luôn nhắc khách hàng nên chọn van một chiều chính hãng để lắp đặt. Nó có thể ngăn chặn việc dầu làm bơm hoạt động theo chế độ thông thường.

+ Khi bơm phải thực hiện nhiệm vụ nâng hạ một vật có khối lượng tải trọng lớn và động cơ điện lớn hơn so với công suất làm việc của bơm thì chắc chắn trục bơm sẽ bị xoắn gãy. Bởi vì nếu hoạt động ở trạng thái quá tải, trục của bơm sẽ có xu hướng chuyển động ngược lại. Nguyên nhân đó là do xuất hiện áp lực từ phía tải.

Momen có thể xoắn gãy trục được tạo ra từ hai đầu: sự quay ngược, hoạt động của động cơ điện.

+ Ngoài ra, trong một số hệ thống thì quá tải do làm việc với tải trọng nặng thì áp suất tăng cao sẽ phá hủy bề mặt của các răng ăn khớp, các đỉnh răng. Đó là một sự phá hủy nghiêm trọng của tải trọng không chỉ đối với riêng bơm nhông mà còn đối với hệ thống bánh răng thông thường.

Quá tải nhiệt làm bơm bánh răng bị mài mòn

Không chỉ riêng bơm mà bất kỳ các loại thiết bị nào nếu sử dụng lâu dài thì sẽ bị mài mòn. Bên cạnh đó, nếu hoạt động liên tục với cường độ cao mà không có bất kỳ các phương pháp tỏa nhiệt nào thì chắc chắn nhiệt độ của hệ thống sẽ bị tăng dần.

Bên cạnh đó, có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến nhiệt độ tăng như: dầu bẩn, hiện tượng xâm thực, gấp ngoặc ống, quá tải, lượng dầu không đủ. Không chỉ làm gioăng phớt bị biến dạng, mất khả năng làm kín khít mà nhiệt cao còn làm các chi tiết giãn nỡ về nhiệt.

Bơm được làm hoàn toàn bằng kim loại nên khi nhiệt cao thì các chi tiết, bộ phận của bơm sẽ bị giãn nở. Như chúng tôi đã nói ở trong 1 bài viết trước đây, giữa bánh răng và vỏ bơm sẽ có một khe hở mà nhà sản xuất đã tính toán khi thiết kế sao cho không gây ra tổn thất chất lỏng trong bơm. Chức năng của nó là làm giảm ma sát của vỏ bơm và đỉnh răng.

Khi nhiệt độ cao thì chắc chắn khe hở nhỏ lại, ma sát của đỉnh răng và vỏ bơm tăng lên mà nếu lúc đó dầu có lẫn tạp chất, bụi cát hoặc hạt kim loại thì sẽ diễn ra tình trạng trầy xước vỏ bơm.

5. Lắp ngược làm bơm bánh răng bị hỏng

Theo như chúng tôi tổng hợp thì lỗi lắp ngược bích số 8, cụm bánh răng là thường xảy ra nhất.

Lắp ngược bích số 8

Lắp đặt bích số 8 khá phức tạp. Bích số 8 chính là hai vòng bi được lắp nố tiếp nhau. Trên bích số 8 sẽ có phớt số 3. Phớt này gồm một phớt cao su và một tăng gân cứng. Sự kết hợp này sẽ làm cho phớt cứng cáp, có tính đàn hồi và làm kín tốt. Trên bích có 2 đường rãnh nhỏ nhằm tỏa nhiệt và lưu thông dòng dầu. Khi bơm được kết nối với motor để thực hiện chuyển động quay thì trục sẽ ma sát với vòng bi.

Khi lắp, kỹ thuật cần đảm bảo sao cho phớt số 3 nằm ở phía cửa đẩy của bơm, hai đường rãnh nhỏ nằm ở phía cửa hút của bơm. Dụng ý khi lắp phớt số 3 tại cửa đẩy nhằm giúp chặn dòng dầu áp lực cao chảy qua buồng áp suất thấp trong bơm.

Dầu thủy lực có áp suất cao nếu đi qua khe rãnh bôi trơn thì sẽ làm giảm đi áp suất của dầu, nhớt. Nếu đi qua nhiều khe rãnh thì dầu sẽ bị nóng lên và điều này sẽ gây hại cho cả hệ thống.

Lắp ngược cụm bánh răng

Không chỉ riêng đối với bơm mà với bất kỳ các thiết bị nào thì nếu lắp ngược, không theo thiết kế sẽ gây hậu quả rất nghiêm trọng, thậm chí là hư hỏng. Vì bơm bánh răng có thể hoạt động ở chế độ bơm lẫn chế độ motor nên việc tháo lắp sẽ dễ nhầm lẫn hơn các loại bơm khác.

Kết cấu bơm nhông sẽ có cửa hút lớn hơn cửa xả. Thiết kế như vậy nhằm đảm bảo cho lượng dầu được hút liên tục, bơm đủ lưu lượng làm việc. Nó còn giúp ngăn chặn hiện tượng xâm thực có thể xảy ra khi làm giảm đáng kể số vòng quay của bơm. Nếu động cơ thủy lực thì cửa hút sẽ nhỏ hơn cửa xả.

Khi lắp ráp bơm thì người lắp phải lấy vỏ bơm làm chuẩn. Sau đó tiến hành lắp lần lượt 2 bánh răng vào vỏ bơm. Tiếp theo, người ta sẽ cầm trục của bánh răng và quay theo đúng chiều kim đồng hồ. Việc quay này sẽ phân rõ 2 vùng vào khớp và ra khớp. Vùng vào khớp ở cửa đẩy và vùng ra khớp ở cửa vào.

6. Chạy không tải

Có một số khách hàng chủ quan khi cho rằng, bơm nhông chạy không tải sẽ không ảnh hưởng gì. Tuy nhiên, trên thực tế thì không phải như vậy.

Có 2 vòng bi đỡ 2 trục bánh răng chủ động, bánh răng bị động sẽ có mặt trong tiếp xúc với trục. Teflon nhựa được chọn làm lớp tiếp xúc vì không kết dính và chịu nhiệt tốt. Lớp Teflon sẽ ngăn chặn việc ăn mòn cũng như ma sát giữa ổ bi và trục bánh răng.

Để tỏa nhiệt cũng như giảm ma sát thì giữa trục bơm và lớp Teflon thường được bôi dầu phù hợp với tốc độ định mức.

Khi bơm nhông chạy không tải, động cơ điện chạy với tốc độ cao thì lúc đó số vòng quay của bơm sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào động cơ điện. Và do cùng vòng quay với motor điện nên lực ly tâm lớn sẽ làm lớp dầu bôi trơn không được hình thành.

Nhiệt độ tăng cao vì ma sát tăng, lớp dầu làm mát biến mất và thời gian hoạt động kéo dài. Cuối cùng hậu quả đó là lớp teflon và trục bánh răng bị hư hại.

Bên cạnh đó, việc bơm phải chạy quá số vòng sẽ còn gây mất đi lớp bô trơn của đế và bơm bánh răng tạo nên sự ma sát lớn.

7. Xâm thực

Có một số khách hàng mang bơm đến để chúng tôi kiểm tra thì phát hiện trên bề mặt bơm xuất hiện tróc, rỗ. Điều này chứng tỏ bơm đã bị xâm thực. Các bong bóng bọt khí được hình thành và nổ, sức công phá này rất lớn và tạo nên áp lực trên bề mặt bánh răng. Các bọt khí khi nổ còn tạo nên các làn sóng nhỏ liên tục dao động làm tình trạng bánh răng bị mỏi. Mỏi là hiện tượng ứng suất liên tục tác động lên bề mặt bánh răng, không phải do sự tác động của các chất hóa học, không phải do tải trọng làm việc lớn.

Với chế độ làm việc thông thường, bơm có số vòng quay cao (>1000 vòng), tần suất hoạt động lớn kết hợp với hiện tượng xâm thực đã tạo nên một chế độ làm việc khắc nghiệt cho bơm.

Thông thường, bơm bánh răng sẽ được chế tạo từ thép 50 hoặc 45, qua giai đoạn nhiệt luyện, tôi luyện. Sao cho, khi thành phẩm, thiết bị đạt được độ cứng 52 đến 58 HRC.

Nếu bánh răng dùng cho công việc có áp suất trên 100 at thì vật liệu sản xuất là thép hợp kim và độ cứng của thiết bị đạt từ 58- 64 HRC. Sau khi cà răng và nhiệt luyện thì các bánh răng, răng sẽ được mài tinh.

Dù cho bánh răng được sản xuất tỉ mỉ với chất liệu tốt thì cũng sẽ không tránh khỏi sự hỏng hóc do hiện tượng xâm thực. Nếu xâm thực phá hủy được lớp bề mặt với độ cứng cao, độ bóng tốt, được nhiệt luyện thì quá trình này sẽ diễn ra sâu hơn, mạnh mẽ hơn. Cuối cùng nó sẽ khiến bơm rung lắc, kêu tiếng lớn và không lên áp.

Trên đây là những hư hỏng thường gặp nhất của bơm bánh răng mà chúng tôi đã tổng hợp và gửi đến các bạn. Hy vọng những thông tin bổ ích này sẽ giúp khách hàng có thể khắc phục sự cố bơm nhanh chóng, phòng ngừa và ngăn chặn những hỏng hóc có thể xảy ra.