Hỗ trợ kỹ thuật nào dành cho bộ truyền động điện công nghiệp?

Hiểu rõ các sự cố phổ biến của bộ truyền động điện và các dấu hiệu cảnh báo sớm

Các nguyên nhân gây sự cố hàng đầu: bất thường về nguồn điện, ảnh hưởng từ môi trường và mỏi cơ học

Hơn 40 phần trăm tổng số sự cố của bộ chấp hành công nghiệp thực tế bắt nguồn từ các vấn đề về nguồn điện. Các dao động điện áp gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến bảng điều khiển và động cơ, dẫn đến tổn thất trung bình khoảng 740.000 đô la Mỹ mỗi năm do thời gian ngừng sản xuất, theo Báo cáo năm 2023 của Ponemon. Ngoài ra còn có yếu tố môi trường nữa. Khi các bộ chấp hành bị phơi nhiễm trong điều kiện khắc nghiệt, bụi bẩn và độ ẩm xâm nhập vào các gioăng kín và kết nối điện, làm gia tăng đáng kể tốc độ hao mòn. Và cũng đừng quên hiện tượng mỏi cơ học. Chuyển động lặp đi lặp lại liên tục gây áp lực lớn lên bánh răng và ổ bi theo thời gian. Hiện tượng này trở nên đặc biệt nghiêm trọng đối với thiết bị vận hành trong môi trường yêu cầu tần suất hoạt động cao, nơi mà thiết bị có thể thực hiện hơn 5.000 chu kỳ vận hành mỗi tháng mà không ngừng nghỉ.

Các triệu chứng quan trọng cần theo dõi — tiếng ồn bất thường, chu kỳ hoạt động không ổn định và thất bại khi kích hoạt chế độ điều khiển thủ công

Khi các ổ bi bắt đầu mòn hoặc bánh răng bị hư hỏng, chúng ta thường nghe thấy tiếng kêu rè rè hoặc lạch cạch. Nếu có tiếng xì phát ra từ đâu đó, điều này thường cho thấy hệ thống khí nén đang bị rò rỉ không khí. Ngoài ra còn có hiện tượng chu kỳ hoạt động bất ổn: đôi khi các bộ phận không còn chuyển động với tốc độ ổn định nữa, hoặc dừng lại giữa chừng trong quá trình vận hành. Những vấn đề này thường chỉ ra sự cố liên quan đến hệ thống điều khiển hoặc nguồn điện không ổn định. Việc điều khiển thủ công (manual override) không còn hoạt động đúng cách? Đó thường là dấu hiệu cho thấy một số bộ phận bên trong đã bị kẹt hoặc các khớp nối không được căn chỉnh chính xác. Việc xử lý sớm những sự cố này sẽ tạo nên sự khác biệt rất lớn. Các nghiên cứu cho thấy các doanh nghiệp áp dụng bảo trì dự đoán thay vì chờ đợi sự cố xảy ra có thể giảm chi phí sửa chữa khoảng 60 phần trăm. Điều này hoàn toàn hợp lý nếu suy ngẫm kỹ.

Quy trình Bảo trì và Kiểm tra Chủ động cho Bộ truyền động Điện

Lịch bảo trì phòng ngừa tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61508 dành cho các ứng dụng yêu cầu độ an toàn cao

Đối với các bộ truyền động hoạt động trong các quy trình mà yếu tố an toàn là quan trọng nhất, việc tuân thủ các hướng dẫn bảo trì theo tiêu chuẩn IEC 61508 sẽ tạo nên sự khác biệt lớn. Về cơ bản, tiêu chuẩn này yêu cầu các công ty thiết lập các đợt kiểm tra định kỳ phù hợp với mức độ quan trọng của thiết bị cũng như chức năng thực tế mà thiết bị đảm nhiệm hàng ngày. Chẳng hạn, các hệ thống xử lý chất nguy hiểm hoặc các hệ thống chịu trách nhiệm đóng khẩn cấp thiết bị trong tình huống khẩn cấp cần được kiểm tra kỹ lưỡng mỗi ba tháng một lần. Các kiểm tra này bao gồm cả việc thực hiện các bài kiểm tra an toàn thực tế và đảm bảo các công cụ chẩn đoán hoạt động đúng cách. Các công ty tuân thủ chế độ bảo trì dự phòng này sẽ giảm đáng kể nguy cơ hỏng hóc — khoảng hai phần ba so với những công ty chỉ tiến hành sửa chữa khi thiết bị đã phát sinh sự cố. Độ tin cậy như vậy không chỉ đáp ứng tốt các yêu cầu về tuân thủ pháp lý mà còn giúp tiết kiệm chi phí, đặc biệt khi tính đến tổn thất do thời gian ngừng hoạt động.

Các điểm kiểm tra thiết yếu: bôi trơn bộ truyền động bánh răng, độ kín khít của gioăng phớt và hiệu năng nhiệt

Ba khu vực kiểm tra then chốt nhằm ngăn ngừa hỏng hóc nghiêm trọng:

• Bôi trơn bộ truyền động bánh răng kiểm tra độ nhớt mỗi 6 tháng; nhiễm bẩn làm tăng tốc độ mài mòn lên gấp ba lần trong các hệ thống vận hành với tần suất cao
• Độ kín mối hàn kiểm tra độ kín của gioăng bằng phương pháp thử áp lực hàng năm—90% các sự cố rò rỉ bắt nguồn từ gioăng bị lão hóa
• Hiệu suất nhiệt giám sát nhiệt độ vận hành hàng tháng; các sai lệch liên tục vượt quá +15°C so với mức chuẩn ban đầu cho thấy nguy cơ cháy động cơ sắp xảy ra

Việc phân tích tương quan giữa các thông số này giúp thiết lập các mốc bảo trì dự đoán, từ đó kéo dài tuổi thọ phục vụ lên 40%.

Xử sự sự cố điện đối với bộ truyền động điện công nghiệp

Kiểm tra hệ thống: độ ổn định điện áp, kiểm tra tính liên tục và kiểm tra điện trở cách điện

Các sự cố điện chiếm hơn 60% tổng số sự cố của bộ truyền động điện công nghiệp. Một phương pháp tiếp cận hệ thống bắt đầu bằng việc xác minh độ ổn định điện áp bằng đồng hồ vạn năng để phát hiện các dao động vượt quá ±10% so với thông số định mức—nhằm ngăn ngừa hiện tượng động cơ ngừng quay do điện áp thấp hoặc hư hỏng bo mạch in (PCB) do điện áp cao. Tiếp theo, thực hiện kiểm tra tính liên tục:

• Cắt nguồn điện bằng quy trình khóa và gắn thẻ (lockout/tagout)
• Kiểm tra trực quan các khối đầu nối để phát hiện ăn mòn hoặc các mối nối lỏng lẻo
• Theo dõi đường dẫn mạch để xác định các dây dẫn bị đứt

Các phép kiểm tra điện trở cách điện quan trọng yêu cầu sử dụng bộ kiểm tra một chiều 500 V. Các giá trị dưới 1 MΩ cho thấy có nước xâm nhập hoặc suy giảm cách điện—đây là những rủi ro lớn gây sự cố chạm đất trong môi trường ẩm ướt. Ba phép kiểm tra này giải quyết 85% sự cố điện và giảm 40% thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Chẩn đoán các vấn đề cơ khí trên bộ chấp hành điện

Phân tích độ rung và tiếng ồn để phân biệt giữa mài mòn bạc đạn, lệch tâm khớp nối và hư hỏng bánh răng

Khi nói đến việc phát hiện các vấn đề cơ khí trong thiết bị, phân tích phổ rung là một trong những công cụ hiệu quả nhất hiện có. Tiếng ồn tần số cao trên 4 kHz thường cho thấy ổ trượt đã mòn hoặc lượng bôi trơn không đủ. Ngược lại, các dao động trùng với tốc độ quay của trục thường chỉ ra sự sai lệch trong việc căn chỉnh các thành phần. Hư hỏng bánh răng cũng biểu hiện khác biệt: chúng tạo ra các dạng sóng hài rõ rệt, đặc biệt khi các răng ăn khớp với nhau, kèm theo những thay đổi bất thường về mức mô-men xoắn. Kỹ thuật viên thực hiện chẩn đoán chính xác sẽ sử dụng máy phân tích FFT cầm tay để đo đạc và so sánh kết quả với thông số kỹ thuật do nhà sản xuất cung cấp cũng như các tiêu chuẩn ISO 10816 về mức độ nghiêm trọng của rung. Điều này giúp xác định liệu máy móc có cần được kiểm tra, bảo dưỡng trước khi các sự cố lớn hơn phát sinh hay không.

Loại sự cố	Mẫu rung động	Mức độ ồn	Xác nhận chẩn đoán
Mòn bạc đạn	Các xung tần số cao	Tiếng lạo xạo / ken két	Số liệu đọc theo trục của cảm biến gia tốc
Lệch tâm khớp nối	các hài bậc 1 theo vòng/phút (RPM)	Tiếng gõ nhịp điệu	Công cụ căn chỉnh bằng tia laser
Hư hỏng bánh răng	Các hài do ăn khớp răng	Va chạm kim loại	Phân tích pha và kiểm tra dạng sóng

Các đợt kiểm tra độ rung định kỳ hàng quý giúp giảm 38% thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch nhờ phát hiện sớm. Khi các bất thường vượt ngưỡng Loại III theo tiêu chuẩn ISO 10816, việc tháo rời ngay lập tức là bắt buộc nhằm kiểm tra các dấu hiệu như mài mòn răng bánh răng, xói mòn bề mặt vòng bi hoặc biến dạng khớp nối—từ đó ngăn ngừa các sự cố dây chuyền làm suy giảm độ chính xác định vị.

Lựa chọn dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật đáng tin cậy cho bộ truyền động điện công nghiệp

Hỗ trợ từ nhà sản xuất gốc (OEM) so với hỗ trợ từ bên thứ ba được chứng nhận: đánh giá thời gian phản hồi theo thỏa thuận mức dịch vụ (SLA), hệ sinh thái phụ tùng thay thế và năng lực chẩn đoán

Các sự cố kỹ thuật xảy ra, và khi điều đó xảy ra, việc lựa chọn giữa hỗ trợ từ nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) hay các dịch vụ bên thứ ba được chứng nhận thực chất phụ thuộc vào việc xem xét ba yếu tố chính. Hãy bắt đầu với thỏa thuận mức độ dịch vụ (SLA). Hầu hết các công ty OEM cam kết phản hồi trong vòng bốn giờ nếu có sự cố nghiêm trọng xảy ra, trong khi các nhà cung cấp bên thứ ba có thể cung cấp dịch vụ 24/7 với mức giá thấp hơn, dù thời gian phản hồi của họ có thể dao động khá lớn tùy theo mức độ khẩn cấp của sự việc. Tiếp theo là khả năng cung ứng linh kiện thay thế. Các nhà sản xuất OEM thường có đầy đủ tất cả các thành phần được phê chuẩn chính thức cùng hồ sơ theo dõi đầy đủ, trong khi nhiều cửa hàng bên thứ ba lại lưu trữ các linh kiện cũ mà nhà sản xuất gốc đã ngừng sản xuất. Và cuối cùng là vấn đề về trình độ chuyên môn của người thực hiện. Kỹ thuật viên làm việc trực tiếp cho OEM thường am hiểu sâu sắc hệ thống vì họ chính là những người thiết kế và xây dựng nên chúng; còn các kỹ sư bên thứ ba được chứng nhận thường làm việc trên nhiều nền tảng khác nhau và mang đến kinh nghiệm quý báu trong việc khắc phục mọi loại sự cố cơ khí. Các nhà máy áp dụng cả hai cách tiếp cận — nhờ OEM hỗ trợ giải quyết các vấn đề phức tạp và dựa vào bên thứ ba để bảo trì định kỳ — đã ghi nhận mức giảm khoảng 37% thời gian ngừng hoạt động liên quan đến bộ chấp hành so với các nhà máy chỉ sử dụng duy nhất một nhà cung cấp. Đừng quên kiểm tra các chứng nhận phù hợp như tiêu chuẩn ISA/IEC 62443 mỗi khi cho phép bất kỳ bên nào truy cập từ xa nhằm xử lý sự cố đối với các hệ thống nhạy cảm về bảo mật.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Nguyên nhân phổ biến nào gây ra sự cố ở bộ truyền động điện?

Các nguyên nhân phổ biến bao gồm các bất thường về nguồn điện, tiếp xúc với môi trường và mỏi cơ học, lần lượt dẫn đến dao động điện áp, tích tụ bụi và gây ứng suất lên bánh răng và ổ bi.

Tại sao bảo trì dự đoán lại mang lại lợi ích cho các bộ truyền động?

Bảo trì dự đoán giúp phát hiện sớm các vấn đề, giảm chi phí sửa chữa khoảng 60% và hạn chế tối đa thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Các gioăng quan trọng nên được kiểm tra với tần suất bao lâu một lần?

Kiểm tra độ kín của gioăng bằng phương pháp thử áp suất hàng năm đảm bảo tính toàn vẹn của chúng, bởi 90% các sự cố xâm nhập bắt nguồn từ việc suy giảm chất lượng gioăng.

Mục đích của việc thực hiện phân tích rung là gì?

Phân tích rung giúp phân biệt giữa các vấn đề như mài mòn ổ bi, lệch trục khớp nối và hư hỏng bánh răng, hỗ trợ chẩn đoán chính xác trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng.

Sự hỗ trợ từ nhà sản xuất gốc (OEM) khác biệt như thế nào so với các dịch vụ bên thứ ba được chứng nhận?

Hỗ trợ OEM thường mang lại thời gian phản hồi nhanh hơn và các bộ phận được phê duyệt chính thức, trong khi các dịch vụ bên thứ ba được chứng nhận có thể cung cấp mức giá kinh tế hơn và kinh nghiệm trên nhiều nền tảng khác nhau.