NGUYÊN NHÂN NỨT GÃY BÁNH RĂNG

Trong bài viết NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI BÁNH RĂNG, chúng tôi có đề cập ngắn gọn "lỗi vật liệu, lỗi nhiệt luyện". Nó là nguyên nhân gốc rễ (root cause) của nhiều trường hợp nứt, gãy bánh răng.

Gãy bánh răng là một vấn đề không thể xem nhẹ trong ngành công nghiệp cơ khí. Tình trạng này có thể giảm hiệu suất và độ bền của thiết bị, ảnh hưởng đến toàn bộ quy trình sản xuất. Một nguyên nhân chính thường bị bỏ qua là việc lựa chọn không đúng vật liệu và quy trình tôi luyện không chính xác.

Nguyên Nhân Chọn Sai Vật Liệu

Nếu vật liệu không có đủ cơ tính (độ bền, độ dẻo, độ dai va đập) ngay từ đầu, thì dù gia công và nhiệt luyện tốt đến đâu, bánh răng cũng sẽ không chịu được tải trọng thiết kế và sớm bị hỏng (gãy, mòn).

Gãy bánh răng với dấu hiệu giòn

Quy Trình Xử Lý Nhiệt (Tôi Luyện) Không Đúng Cách

Đây chính là điểm mấu chốt giúp độ bền của bánh răng. Mục đích của nhiệt luyện bánh răng (như tôi, ram, thấm carbon, thấm nitơ...) là tạo ra một sự cân bằng lý tưởng:

• Bề mặt răng: Rất cứng (High Hardness, cao) để chống mài mòn.

• Lõi của răng (và chân răng): Phải dẻo dai (Toughness) để chịu va đập và uốn.

Nhưng khi Độ cứng quá cao dẫn đến "Giòn" (Brittleness): Nếu quá trình tôi (quá nhiệt, làm nguội quá nhanh) và đặc biệt là quá trình Ram (Tempering) không được kiểm soát đúng, vật liệu có thể đạt độ cứng rất cao nhưng lại mất đi độ dẻo dai. Nó trở nên giòn và nứt gãy răng

Một ví dụ rõ ràng là khi nhiệt độ trong lò tôi luyện vượt quá 800 độ C và độ cứng 40-60HRC mà không kiểm soát tốt thời gian, vật liệu có thể trở nên quá cứng và mất đi tính dẻo. Theo thống kê, 25% sự cố gãy bánh răng liên quan đến sai sót trong quy trình tôi luyện.

Hậu Quả Của Việc Gãy Bánh Răng

Khi vận hành, đặc biệt là khi có tải trọng va đập (shock load) dù chỉ là nhỏ, bánh răng (nhất là vùng chân răng, nơi tập trung ứng suất) sẽ không thể "biến dạng dẻo" một chút để hấp thụ lực, mà thay vào đó, nó sẽ bị gãy giòn (brittle fracture) một cách đột ngột.

Hậu quả của gãy bánh răng không chỉ là thiệt hại vật liệu mà còn gây ra nhiều vấn đề lớn hơn đối với hệ thống máy móc. Khi một bánh răng gãy, nó có thể kéo theo sự cố cho các bánh răng khác. Điều này dẫn đến việc ngừng sản xuất và chi phí sửa chữa là rất lớn.

Ngoài ra, sự cố này cũng tiềm ẩn nguy hiểm cho người vận hành máy móc. Một nghiên cứu cho thấy, khoảng 20% tai nạn trong môi trường sản xuất có liên quan đến sự cố gãy bánh răng mà không được phát hiện kịp thời.

Vì vậy, gãy bánh răng không chỉ do tải trọng bên ngoài, mà còn do chất lượng nội tại của bánh răng không đạt yêu cầu, trong đó "quá giòn do sai sót trong chọn vật liệu và nhiệt luyện" là một nguyên nhân hàng đầu.

Bánh răng bị mòn và hư hỏng

Tóm Tắt

Gãy bánh răng là vấn đề có thể được ngăn chặn nếu chúng ta chú ý đến việc chọn vật liệu và quy trình tôi luyện. Nhờ việc hiểu rõ nguyên nhân gãy bánh răng, nhà sản xuất có thể triển khai các giải pháp hiệu quả để tăng cường độ bền và cải thiện hiệu suất sản phẩm.

Việc thực hiện các biện pháp khắc phục và kiểm soát chất lượng không chỉ giảm rủi ro mà còn đảm bảo rằng các bánh răng hoạt động hiệu quả trong suốt vòng đời của chúng.

Chúng tôi sẽ sớm có bài viết về các phương pháp kiểm tra (không phá hủy) để phát hiện lỗi nhiệt luyện hoặc vết nứt siêu nhỏ trên bánh răng. Hãy đăng kí theo dõi để không bỏ lỡ những bài viết của chúng tôi!