Bơm nước là thiết bị chạy liên tục trong nhiều hệ thống công nghiệp và dân dụng, nên vòng bi là chi tiết chịu mài mòn chính. Một vòng bi bơm nước phù hợp giúp máy chạy êm, giảm rung và hạn chế dừng máy ngoài kế hoạch. Ngược lại, chọn sai mã hoặc sai loại kín thường dẫn tới hỏng sớm chỉ sau vài tháng. Bài viết dưới đây tổng hợp cách phân loại, đọc thông số và chọn vòng bi theo từng kiểu bơm. Nội dung hướng tới người mua cần đặt hàng đúng chủng loại, không đi sâu vào lý thuyết thiết kế. Các thông số kỹ thuật cụ thể nên đối chiếu catalogue của nhà sản xuất trước khi chốt đơn.
Vòng bi bơm nước là cụm ổ lăn đỡ trục bơm, giữ trục quay đồng tâm với vỏ và cánh bơm. Trong một bơm ly tâm thông thường có hai vị trí: đầu trục phía cánh bơm chịu tải hướng kính lớn, đầu còn lại phía khớp nối hoặc động cơ chịu tải kết hợp. Tùy kết cấu, mỗi vị trí dùng một loại vòng bi khác nhau.
Tải tác động lên vòng bi gồm ba thành phần. Thứ nhất là lực hướng kính sinh ra khi cánh bơm đẩy nước, tỷ lệ với cột áp và đường kính cánh. Thứ hai là lực dọc trục do chênh áp giữa hai mặt cánh, thường gặp ở bơm một tầng cánh. Thứ ba là rung và va đập khi bơm hút khí hoặc chạy ở điểm làm việc lệch.
Môi trường làm việc quyết định tuổi thọ vòng bi không kém gì tải trọng. Bơm nước sạch, bơm nước nóng, bơm hóa chất và bơm chìm có yêu cầu về vật liệu và kiểu kín hoàn toàn khác nhau. Bụi, hơi ẩm và nước rò qua gioăng trục là nguyên nhân hỏng vòng bi phổ biến trong thực tế.
Vòng bi cầu một dãy (loại 62xx, 63xx) là lựa chọn phổ biến nhất cho bơm ly tâm nước sạch cỡ nhỏ và trung. Loại này chịu tải hướng kính tốt, chịu được một phần tải dọc trục và có giá thành hợp lý. Khi bơm có cột áp vừa phải và trục không quá dài, một cặp bi cầu thường đủ đáp ứng.
Vòng bi cầu hai dãy hoặc bi tự lựa dùng khi trục bơm dài, dễ võng hoặc khi vỏ bơm khó đảm bảo đồng tâm tuyệt đối. Khả năng tự bù lệch góc giúp giảm ứng suất lên ổ và hạn chế mài mòn không đều.
Vòng bi đũa trụ phù hợp với bơm công suất lớn, tải hướng kính cao và trục cứng. Loại này không chịu tải dọc trục nên thường phải ghép với một ổ đỡ dọc trục riêng.
Cụm bi chặn hoặc cặp bi tiếp xúc góc xử lý lực dọc trục ở bơm nhiều tầng cánh và bơm trục đứng. Cách bố trí cặp đối nhau quyết định chiều chịu tải, nên khi thay thế cần giữ đúng thứ tự lắp.
Vòng bi có nắp kín hoặc kín tiếp xúc dùng cho bơm nước ngoài trời, bơm chìm và môi trường ẩm. Ký hiệu 2RS là kín tiếp xúc hai mặt, 2Z là chắn kim loại hai mặt. Với bơm nước nóng, cần chọn loại có khe hở lớn hơn và mỡ chịu nhiệt phù hợp.
| Tiêu chí | Bi cầu một dãy | Bi tự lựa | Bi đũa trụ | Cặp bi tiếp xúc góc |
| Tải hướng kính | Trung bình | Trung bình | Cao | Trung bình |
| Tải dọc trục | Một phần | Hạn chế | Không | Cao |
| Bù lệch trục | Kém | Tốt | Kém | Kém |
| Bơm phù hợp | Ly tâm cỡ nhỏ, trung | Trục dài, vỏ khó đồng tâm | Bơm công suất lớn | Bơm nhiều tầng, trục đứng |
| Ghi chú | Phổ biến, dễ thay | Cần kiểm tra góc lắp | Cần ổ đỡ dọc trục kèm theo | Giữ đúng chiều lắp |
Bảng trên chỉ mang tính định hướng; thông số tải và khe hở cụ thể tham khảo catalogue của từng hãng.
Mã vòng bi thường gồm phần số cơ bản và các hậu tố mô tả kết cấu. Với loại bi cầu, hai chữ số cuối cho biết đường kính lỗ chia cho 5, hai chữ số đầu thể hiện series kích thước và kiểu ổ. Ví dụ nhóm 6205 có lỗ trục danh nghĩa 25 mm, thuộc series nhẹ.
Hậu tố mới là phần dễ gây nhầm lẫn khi đặt hàng. Ký hiệu kín, khe hở, cấp chính xác và kiểu lồng giữ thay đổi tùy nhà sản xuất. Cùng một mã cơ bản nhưng khác hậu tố có thể không lắp lẫn nếu khe hở hoặc kiểu kín khác nhau.
Khi thay vòng bi cho bơm đang chạy, nên chụp lại mã trên mặt ổ cũ và đối chiếu với tài liệu bơm. Trường hợp mã bị mờ, đo đường kính trục và đường kính ngoài để tra ngược. Hướng dẫn chi tiết có trong bài cách đọc mã vòng bi, hoặc tra nhanh theo mã tại trang bảng mã.
Bơm ly tâm nước sạch thường dùng cặp bi cầu một dãy, một đầu cố định và một đầu di trượt để bù giãn nở nhiệt. Khi bơm chạy nước nóng, cần chừa khe hở dọc trục đủ lớn, nếu không ổ sẽ bị ép và nóng lên nhanh.
Bơm chìm làm việc trong nước nên vòng bi phải kín tuyệt đối, mỡ không bị rửa trôi. Loại dùng mỡ chịu nước và kín 2RS thường được ưu tiên. Kiểm tra gioăng trục định kỳ vì nước lọt vào khoang ổ là nguyên nhân hỏng sớm.
Bơm hóa chất yêu cầu vật liệu chịu ăn mòn, có thể là thép không gỉ hoặc gốm tùy nồng độ dung dịch. Không dùng vòng bi thép thông thường cho môi trường có hơi axit hoặc kiềm mạnh.
Bơm trục đứng nhiều tầng cần xử lý tải dọc trục lớn, nên cặp bi tiếp xúc góc hoặc cụm bi chặn được bố trí ở đầu trên. Sai chiều lắp cặp bi sẽ khiến ổ chịu tải ngược và hỏng nhanh.
Bơm ngoài trời hoặc nhà máy có bụi nên dùng nắp chắn kim loại kết hợp bảo trì định kỳ. Bụi xâm nhập làm mỡ biến chất, tăng ma sát và nhiệt độ ổ.
Tiếng ồn tăng dần khi bơm chạy là dấu hiệu sớm nhất. Tiếng rít đều thường do thiếu mỡ hoặc mỡ thoái hóa; tiếng lạch cạch theo chu kỳ gợi ý bi hoặc rãnh bị tróc. Rung đo được ở vỏ bơm tăng so với lúc mới lắp cũng là chỉ báo cần kiểm tra.
Nhiệt độ ổ tăng bất thường sau vài giờ chạy liên tục cho thấy bôi trơn không đủ hoặc khe hở sai. Với bơm có lỗ tra mỡ, nên ghi lại lượng mỡ và chu kỳ tra theo khuyến cáo nhà sản xuất.
Khi tháo kiểm tra, quan sát mặt rãnh và bi xem có vết xước, ố màu hoặc tróc. Vết ố xanh tím cho thấy ổ từng quá nhiệt; vết rỗ trên mặt lăn gợi ý nhiễm ẩm. Trục bị mòn cổ hoặc gioăng trục rò nước cần xử lý trước khi lắp ổ mới, nếu không ổ sẽ hỏng lại.
Vòng bi bơm nước dùng loại nào phổ biến nhất?
Bi cầu một dãy series 62xx và 63xx là loại phổ biến nhất cho bơm ly tâm cỡ nhỏ và trung. Loại này dễ tìm, giá hợp lý và đáp ứng phần lớn nhu cầu tải hướng kính.
Có nên thay vòng bi theo cặp không?
Nên thay đồng thời cả hai vị trí trên trục bơm. Hai ổ cùng tuổi thọ thường hỏng gần nhau, và thay lẻ dễ khiến ổ mới phải chịu tải lệch do ổ cũ đã mòn.
Ký hiệu 2RS và 2Z khác nhau thế nào?
2RS là kín tiếp xúc bằng cao su hai mặt, giữ bụi và nước tốt hơn. 2Z là chắn kim loại hai mặt, ma sát thấp hơn nhưng khả năng chắn nước kém hơn.
Bơm nước nóng có cần vòng bi riêng không?
Có. Bơm nước nóng cần vòng bi có khe hở lớn hơn và mỡ chịu nhiệt, nếu dùng loại tiêu chuẩn thì tuổi thọ giảm nhanh do mỡ thoái hóa.
Đặt mua vòng bi bơm nước cần cung cấp thông tin gì?
Nên cung cấp mã trên ổ cũ, model bơm, đường kính trục và môi trường làm việc. Có thể gửi ảnh mặt ổ để đối chiếu nhanh hơn.
Chọn đúng vòng bi bơm nước phụ thuộc ba yếu tố: kiểu bơm, tải thực tế và môi trường làm việc. Đọc đúng mã và giữ nguyên kết cấu khi thay thế giúp hạn chế hỏng lặp lại. Với hệ thống chạy liên tục, nên ghi chép chu kỳ bảo trì và kiểm tra gioăng trục cùng lúc thay ổ.
Techcomin cung cấp vòng bi cho bơm nước theo mã và theo model thiết bị, có đối chiếu catalogue trước khi giao. Giá tham khảo, liên hệ để nhận báo giá theo số lượng và chủng loại. Gửi mã ổ hoặc model bơm qua trang liên hệ để được kiểm tra tồn kho.
Tác giả: Đội kỹ thuật Techcomin, phụ trách tư vấn vòng bi và phụ tùng bơm cho khách hàng công nghiệp. Nội dung được tổng hợp từ tài liệu kỹ thuật và kinh nghiệm xử lý sự cố thực tế tại các hệ thống bơm nước.