Đội bảo trì đã làm đúng mọi bước: họ tắt động cơ, tiến hành đo đạc để cân chỉnh đồng tâm trục động cơ một cách chính xác, và thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Ở nhiệt độ phòng, các thông số đo được đều hoàn hảo. Nhưng vài giờ sau khi khởi động lại, có điều gì đó không ổn.

Máy rung nhiều hơn dự kiến. Các ổ trục nóng hơn bình thường. Khớp nối có dấu hiệu mòn sớm. Chỉ trong vài tuần, đội ngũ lại phải khắc phục sự cố lần nữa, tự hỏi họ đã bỏ sót điều gì. Hầu hết kỹ thuật viên cho rằng nếu máy móc đã được cân tâm trục chính xác khi nghỉ, nó sẽ duy trì trạng thái đó. Nhưng khi hệ thống hoạt động, nhiệt độ tăng sẽ làm thay đổi tất cả.

Sự giãn nở nhiệt là một lực âm thầm làm thay đổi cân chỉnh đồng tâm trục khi nhiệt độ tăng cao. Khi thiết bị quay nóng lên, các thành phần kim loại giãn nở — đôi khi chỉ vài phần nghìn inch, đôi khi đến vài milimét. Môi trường nhiệt độ cao, chẳng hạn như nhà máy điện và nhà máy lọc dầu, đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi do nhiệt này. Trong những điều kiện này, các máy bơm, động cơ và quạt công nghiệp thường dễ bị sai lệch nếu việc cân chỉnh đồng tâm trục bơm, cân chỉnh đồng tâm trục động cơ hay cân chỉnh đồng tâm trục quạt không được thực hiện chuẩn xác.

Giãn nở nhiệt gây ra lệch tâm trục

Chủ động đón đầu hiện tượng giãn nở nhiệt có thể tạo ra sự khác biệt giữa vận hành trơn tru và hỏng hóc thường xuyên. Kỹ thuật viên có thể tránh được những sự cố không mong muốn nếu biết tính đến độ giãn nở nhiệt ngay từ khâu cân chỉnh và dự liệu trước những thay đổi khi máy nóng lên.

Mục lục

  1. Mở đầu: Khi trục lệch dù đã cân chỉnh đúng

  2. Sự giãn nở nhiệt và tác động đến cân chỉnh đồng tâm trục

  3. Cân chỉnh đúng trong xưởng, lệch trục khi vận hành – Tại sao?

  4. Cách tính giãn nở nhiệt và ứng dụng trong cân chỉnh trục

  5. Cách chủ động kiểm soát giãn nở nhiệt khi cân chỉnh đồng tâm trục

  6. Tính năng Live Trend – Theo dõi trục dịch chuyển theo thời gian thực

  7. Câu chuyện thực tế: Cân chỉnh sai lệch do giãn nở nhiệt và cách khắc phục

  8. Kết luận: Đừng chỉ cân chỉnh khi máy nghỉ – Hãy cân chỉnh theo cách máy vận hành

Dịch chuyển vô hình: Nhiệt độ thay đổi cân chỉnh đồng tâm trục như thế nào

Mặc dù hầu hết mọi người đều hiểu rằng nhiệt làm kim loại giãn nở, họ lại không ngờ nó có thể khó lường đến vậy. Sự gia nhiệt không đồng đều, đặc tính vật liệu khác nhau và tải trọng biến đổi khiến cho giãn nở nhiệt không phải lúc nào cũng xảy ra như dự tính. Và vì kim loại giãn nở theo mọi hướng, sự thay đổi độ đồng tâm trục không phải lúc nào cũng tuyến tính hoặc đồng đều. Một phần của máy có thể nóng lên nhanh hơn phần khác, hoặc một vật liệu có thể giãn nở nhiều hơn vật liệu kế bên.

Do đó, sự cân chỉnh trục nhìn có vẻ hoàn hảo trong xưởng bỗng trở nên lệch tâm khi máy chạy thực tế. Điều này có thể dẫn đến:

  • Rung động quá mức

  • Tiêu thụ năng lượng tăng cao

  • Ổ trục và phớt làm kín hỏng sớm

  • Thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch

Và lệch tâm trục không phải là mối lo duy nhất. Nếu máy vận hành nóng hơn dự kiến, điều đó có thể báo hiệu ổ trục bị mòn, hiệu suất điện giảm, hoặc những vấn đề tiềm ẩn khác. Ngay cả khi đã bôi trơn đúng cách, ma sát vẫn sinh nhiệt. Động cơ và các linh kiện điện còn góp phần tăng nhiệt khi điện trở trong mạch tăng lên.

Nếu không được kiểm soát, vấn đề lệch tâm trục do giãn nở nhiệt ban đầu có thể biến thành sự cố nghiêm trọng hơn ảnh hưởng đến độ tin cậy của thiết bị — tiêu tốn hàng nghìn đô la do thời gian ngừng máy, chi phí sửa chữa và sản lượng bị mất.

Phép tính làm thay đổi mọi thứ

Vậy làm thế nào để chuẩn bị cho hiện tượng lệch tâm do giãn nở nhiệt, khi mà độ lớn và hướng lệch lại thay đổi tùy từng máy?

Bạn bắt đầu bằng cách xác định chính xác mức dịch chuyển diễn ra — và diễn ra ở đâu. Điều đó đồng nghĩa với việc đo lường mức giãn nở nhiệt dự kiến trên mỗi máy.

Để dự đoán giãn nở nhiệt, bạn cần có ba đại lượng:

  • Chênh lệch nhiệt độ (T) – chênh lệch giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ vận hành.

  • Chiều dài trục (L) – khoảng cách từ đế máy đến tâm trục.

  • Hệ số vật liệu (C) – mức độ giãn nở của kim loại trên mỗi đơn vị thay đổi nhiệt độ.

Công thức tính giãn nở nhiệt: T × L × C

Ví dụ, nếu một trục thép không gỉ ban đầu ở 70°F, nóng lên đến 130°F, và dài 10 inch, nó sẽ giãn nở: 60 × 10 × 0,0000074 = 0,00444 inch.

Con số gần năm phần nghìn inch này tuy nhỏ, nhưng cũng đủ để làm các máy quay bị lệch trục.

Làm thế nào để đi trước một bước so với sự giãn nở nhiệt

Biết được máy sẽ giãn nở bao nhiêu chỉ là bước đầu — việc bù trừ cho nó mới là bước tiếp theo.

Tin tốt là sự giãn nở nhiệt không phải là một ẩn số hoàn toàn. Nếu lên kế hoạch cho nó ngay trong lúc cân chỉnh, bạn có thể đảm bảo trục vẫn thẳng hàng trong giới hạn cho phép khi máy nóng lên. Thay vì đợi máy bị lệch rồi mới căn chỉnh lại, bạn có thể dự đoán trước sự dịch chuyển bằng cách nhập sẵn các thông số giãn nở nhiệt vào thiết bị ROTALIGN Touch, điều chỉnh phù hợp và hoàn thành chính xác ngay từ lần cân chỉnh đầu tiên. Dưới đây là cách thực hiện:

1. Xác định rủi ro giãn nở nhiệt

Xem xét dữ liệu nhiệt độ trong quá khứ của thiết bị và đo nhiệt độ vận hành thực tế thay vì chỉ dựa vào ước tính. Thông số do nhà sản xuất cung cấp là khởi điểm hữu ích, nhưng việc xác nhận bằng dữ liệu thực tế sẽ đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao hơn.

2. Để ROTALIGN Touch tính toán giúp bạn

Với ROTALIGN Touch, việc điều chỉnh bù cho giãn nở nhiệt trở nên đơn giản. Bạn chỉ cần nhập ba giá trị:

  • Nhiệt độ bắt đầu (khi máy ngừng hoạt động)

  • Nhiệt độ vận hành (khi máy chạy đầy tải)

  • Khoảng cách từ đế máy đến tâm trục

Hệ thống sẽ tự động tính toán chính xác mức bù giãn nở nhiệt cần thiết — không cần phải nhẩm tính phức tạp.

3. Theo dõi thay đổi theo thời gian thực

Tính năng Live Trend của ROTALIGN Touch sẽ theo dõi cách trục dịch chuyển khi máy nóng lên, cho phép bạn thấy được giãn nở nhiệt diễn ra đều hay sự lệch tâm phát sinh theo hướng nào nhiều hơn hướng khác.

Hệ thống sử dụng cảm biến laser có độ chính xác cao để giám sát thay đổi vị trí khi máy chuyển từ trạng thái nguội sang vận hành đầy tải. Khi máy đạt nhiệt độ vận hành, thiết bị sẽ ghi lại tình trạng cân chỉnh cuối cùng. Kỹ thuật viên có thể dùng dữ liệu này để đặt mục tiêu cân chỉnh chính xác, đảm bảo rằng khi giãn nở nhiệt xảy ra, các trục máy sẽ dịch chuyển vào đúng vị trí mong muốn. Bằng cách cân chỉnh dựa trên hành vi thực tế của máy, bạn loại bỏ được quy trình thử-sai khi phải điều chỉnh lệch tâm sau khởi động.

Live Trend còn giám sát cả lực căng đường ống và chuyển động của máy do quá trình vận hành gây ra trong suốt giai đoạn máy tăng tốc và giảm tốc, giúp bạn có cái nhìn toàn diện về cách các lực tương tác lên thiết bị trong toàn bộ chu trình hoạt động. Và vì cân chỉnh chỉ là một phần của bài toán, Live Trend cũng theo dõi độ rung của máy, giúp phát hiện sớm các dấu hiệu mất cân bằng, lực tác động quá mức hoặc hư hỏng đang hình thành trước khi chúng trở nên nghiêm trọng.

Cân chỉnh một lần, vận hành trơn tru

Với ROTALIGN Touch trong tay, việc tính đến giãn nở nhiệt trở nên nhanh chóng, chính xác và nhẹ nhàng — giúp bạn tự tin cân chỉnh và giữ cho máy móc vận hành ở hiệu suất đỉnh cao.

Một hãng sản xuất tua-bin toàn cầu đã trực tiếp trải nghiệm điều này. Các máy của họ được cân chỉnh hoàn hảo khi máy ngừng, nhưng sau khi khởi động, mọi thứ lại thay đổi. Tốc độ cao và nhiệt độ cực cao khiến các trục dịch chuyển khó lường, tạo ra những vấn đề rung động mà phương pháp cân chỉnh truyền thống không thể phát hiện.

Bằng cách sử dụng ROTALIGN Touch, họ đã theo dõi vị trí trục xuyên suốt quá trình máy nóng lên và khi máy đạt nhiệt độ vận hành. Dữ liệu thu thập được cho thấy lý do vì sao máy của họ không giữ được đồng tâm và cần phải thay đổi những gì.

🔗 Xem chi tiết nghiên cứu điển hình.

Bạn đã cân chỉnh cho tương lai chưa?

Bạn sẽ không bao giờ chỉnh đồng hồ sai giờ rồi mong vẫn đúng lịch trình. Vậy tại sao lại cân đồng tâm trục ở nhiệt độ phòng và kỳ vọng máy vẫn giữ nguyên đồng tâm khi máy nóng lên?

Với ROTALIGN Touch, bạn có thể tính đến sự giãn nở nhiệt trước khi nó làm lệch cân chỉnh đồng tâm trục của máy. Trong thực tế, máy móc không chỉ đơn thuần vận hành — chúng luôn di chuyển, giãn nở và tự ổn định. Và nếu việc cân chỉnh trục của bạn không tính đến điều đó, bạn sẽ luôn bị chậm một bước.

Với ROTALIGN Touch, bạn có thể cân chỉnh cho điều kiện máy vận hành, thay vì chỉ cân chỉnh khi máy đứng yên.