Bạn có bao giờ tự hỏi tại sao có loại mỡ bôi trơn mềm mịn như bơ, còn có loại lại đặc quánh, cứng như sáp nến? Thật ra, sự khác biệt đó không phải ngẫu nhiên mà được xác định rõ ràng theo thang đo độ đặc của mỡ bôi trơn.
1. Khái niệm về độ đặc của mỡ bôi trơn
Độ đặc của mỡ bôi trơn (Grease consistency) là chỉ số cho biết mức độ cứng hoặc độ xuyên kim của mỡ công nghiệp. Độ đặc của mỡ bôi trơn còn thể hiện khả năng giữ nguyên hình dạng và chống lại sự biến dạng dưới tác động lực cơ học. Thông số này thường được xác định thông qua phép thử xuyên kim theo tiêu chuẩn NLGI.
Dựa vào độ sâu mà đầu kim xuyên vào mẫu mỡ sau khi khuấy trộn, có thể xác định chính xác độ đặc của từng loại mỡ. Từ đó, hệ thống phân loại độ đặc của mỡ bôi trơn được thiết lập theo thang chuẩn từ cấp 000 (gần như bán lỏng) đến cấp 6 (rắn như khối).
Độ đặc là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả bôi trơn, khả năng giữ mỡ tại các bề mặt chuyển động như vòng bi, bánh răng, hoặc khớp xoay của robot. Mỡ có độ đặc cao thường bám tốt hơn, đồng thời tăng khả năng chống nước và chịu nhiệt trong các môi trường làm việc khắc nghiệt.
2. Thang đo thứ tự phân loại cấp bậc NLGI của mỡ bôi trơn
Độ đặc của mỡ được xác định chủ yếu bởi độ nhớt của dầu gốc, loại chất làm đặc và tỷ lệ chất làm đặc. Trong đó, chất làm đặc đóng vai trò như một khung đỡ bên trong mỡ, giữ dầu gốc và chất phụ gia ở trạng thái ổn định. Khi cánh tay robot hoạt động, chịu lực ép hoặc chuyển động xoay, khung này sẽ bị biến dạng và giải phóng dầu ra ngoài, giúp dầu lan đến các bề mặt cần bôi trơn.
Mỡ càng mềm thì dầu càng dễ được giải phóng, trong khi mỡ càng đặc thì khả năng giữ ổn định tại chỗ càng cao. Theo phân loại của Viện Mỡ bôi trơn Quốc gia Hoa Kỳ (NLGI), độ đặc của mỡ được chia thành 9 cấp, từ 000 đến 6, tương ứng với độ xuyên kim xác định bằng phương pháp ASTM D217.
2.1 Cấp NLGI từ 00 đến 0
Mỡ cấp NLGI thấp thường được sử dụng tại các khớp xoay tốc độ cao, nơi cần mỡ có độ chảy tốt để giảm mô-men xoắn khởi động và đảm bảo lan đều trong các khe hẹp và vùng ma sát nhỏ. Loại mỡ này nhờ vào khả năng dễ dàng phân phối, len lỏi qua đường ống dẫn nhỏ và cấp phát chính xác đến từng điểm bôi trơn trên cánh tay robot.
2.2 Cấp NLGI từ 1 đến 3
Nhóm mỡ có độ đặc trung bình, được sử dụng phổ biến trong các cụm truyền động của các thiết bị cơ khí, đặc biệt tại các vị trí như ổ lăn (rolling bearings), hộp giảm tốc cycloidal. Mỡ ở nhóm này có khả năng bám dính tốt, đồng thời vẫn đủ linh hoạt để di chuyển vào các khe hẹp, đảm bảo duy trì lớp bôi trơn ổn định trong điều kiện tải trọng lớn và rung động liên tục.
Trong đó, mỡ công nghiệp có độ đặc NLGI cấp 2, được sử dụng rộng rãi và thường được các nhà sản xuất robot như Fanuc, ABB và Yaskawa khuyến nghị. Một trong những dòng sản phẩm chính là Mỡ SHELL GADUS S2 V220 2, loại mỡ này mang lại sự cân bằng tối ưu giữa khả năng chịu tải, độ ổn định cơ học và hiệu suất bôi trơn, giúp đảm bảo độ chính xác chuyển động và kéo dài tuổi thọ cho hệ thống truyền động của robot.
2.3 Cấp NLGI từ 4 đến 6
Mỡ có độ đặc rất cao thường chỉ sử dụng trong một số vị trí đặc biệt của robot công nghiệp như trục chịu tải lớn, khớp quay tốc độ rất cao hoặc hoạt động trong môi trường rung mạnh, nhiệt độ cao. Nhờ độ đặc lớn, mỡ ở cấp này giữ vị trí tốt, khó bị văng khỏi vùng ma sát và phù hợp với các cụm cơ cấu yêu cầu duy trì lớp bôi trơn cố định trong thời gian dài.
3. Phương pháp kiểm tra độ xuyên kim – ASTM D217
Độ xuyên kim của mỡ bôi trơn là thông số kỹ thuật dùng để đo độ đặc của mỡ bôi trơn, phản ánh mức độ mềm hoặc cứng khi chịu tải. Giá trị này được xác định bằng cách đo độ sâu mà hình nón tiêu chuẩn xuyên vào mỡ theo phương pháp ASTM D217. Kết quả giúp phân loại mỡ theo thang độ đặc NLGI, từ NLGI 000 (rất mềm) đến NLGI 6 (rất cứng).
3.1 Thiết bị khuấy mỡ
Trong phương pháp kiểm tra độ xuyên kim theo tiêu chuẩn ASTM D217, mẫu mỡ cần được xử lý sơ bộ bằng thiết bị khuấy tiêu chuẩn nhằm mô phỏng điều kiện cơ học thực tế mà mỡ sẽ chịu trong quá trình vận hành, chẳng hạn như trong ổ lăn, hộp số hoặc cụm truyền động khép kín.
Thiết bị khuấy bao gồm một ống chứa hình trụ bằng kim loại, bên trong là một pít-tông đục lỗ đều trên bề mặt tiếp xúc. Pít-tông được vận hành theo chuyển động tịnh tiến lên xuống 60 chu kỳ liên tiếp, buộc mỡ chảy qua các lỗ nhỏ. Quá trình này được gọi là worked penetration, tức độ xuyên kim sau khi khuấy.
Sau khi xử lý, mẫu mỡ đạt trạng thái ổn định sẽ được sử dụng cho bước đo chính thức. Toàn bộ quá trình khuấy phải được thực hiện ở nhiệt độ kiểm soát nghiêm ngặt 25 °C ± 1 °C, nhằm đảm bảo độ lặp lại cao và độ chính xác của kết quả đo.
3.2 Thiết bị đo xuyên kim
Sau khi mẫu mỡ đã được khuấy đạt trạng thái ổn định, bước tiếp theo là đo độ xuyên kim bằng thiết bị chuyên dụng gọi là Penetrometer. Mục đích của phép đo là xác định khả năng chống biến dạng của mỡ dưới tác dụng trọng lực.
Thiết bị Penetrometer bao gồm ba thành phần chính:
- Cốc chứa tiêu chuẩn (Test cup): dùng để chứa mẫu mỡ đã khuấy, bề mặt mỡ phải được làm phẳng, không có bọt khí hoặc vết nứt nhằm đảm bảo điều kiện đo chuẩn xác.
- Hình nón thử nghiệm (Standard test cone): có trọng lượng xác định (thông thường là 150 g ± 0.1 g), góc chóp 90°, được chế tạo từ kim loại và hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn ASTM D217.
- Đồng hồ đo độ sâu (Dial indicator): hiển thị chính xác độ sâu mà hình nón xuyên vào lớp mỡ, với đơn vị đo là 0.1 mm (dmm).
Quy trình đo độ xuyên kim của mỡ bôi trơn:
Hình nón được hạ xuống sao cho đỉnh nón vừa chạm nhẹ bề mặt mỡ, sau đó đồng hồ đo được đặt về vị trí 0. Khi bắt đầu phép đo, nón được thả rơi tự do trong 5 giây, dưới tác dụng trọng lượng bản thân.
Độ sâu nón chìm vào mỡ được ghi lại ngay sau đó và được gọi là giá trị độ xuyên kim. Giá trị này là cơ sở để phân loại mỡ theo thang cấp NLGI, giúp kỹ sư lựa chọn đúng loại mỡ theo đặc điểm vận hành, tốc độ, tải trọng và điều kiện môi trường của từng ứng dụng cụ thể.
3.3 Phân loại kết quả và biết cấp độ NLGI
Căn cứ vào giá trị độ xuyên kim thu được, mỗi loại mỡ sẽ được phân loại theo một cấp NLGI cụ thể, từ đó giúp kỹ sư đánh giá mức độ phù hợp của mỡ với điều kiện vận hành thực tế như: tốc độ quay, tải trọng, rung động, khả năng giữ mỡ tại vị trí bôi trơn, cũng như khả năng lan truyền trong các hệ thống khép kín.
Ví dụ: mỡ cấp NLGI 2 là loại được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp. Với độ đặc trung bình, mỡ NLGI 2 phù hợp cho ổ bi, ổ trượt, cụm bánh răng và hộp số trong đa số máy móc tự động và robot công nghiệp, đảm bảo cân bằng tốt giữa khả năng bám dính, độ chảy và hiệu quả bôi trơn trong điều kiện làm việc tiêu chuẩn.
4. Hiểu rõ cấp độ đặc của mỡ bôi trơn cho từng thiết bị, máy móc công nghiệp
Các loại mỡ bôi trơn thông dụng thường thuộc cấp độ NLGI 1 đến 3, phù hợp với đa dạng điều kiện làm việc trong công nghiệp.
Mỡ có cấp NLGI từ 000 đến 1 sở hữu độ đặc thấp, thường được ứng dụng trong các hệ thống yêu cầu khả năng chảy tốt, chẳng hạn như:
- Hộp số hoạt động ở tốc độ thấp,
- Hệ thống bánh răng hở.
– Cấp NLGI 0, 1 và 2 phù hợp với bánh răng chịu tải trọng lớn, nhờ khả năng duy trì lớp bôi trơn ổn định trong điều kiện tải cao.
– Cấp NLGI 1 đến 4 thường được sử dụng cho vòng bi tiếp xúc lăn, là dạng ổ trục phổ biến trong máy móc công nghiệp, hệ thống truyền động và robot.
– Cấp NLGI càng cao thì mỡ càng đặc và cứng, giúp mỡ bám tốt hơn vào bề mặt, hạn chế bị dịch chuyển khỏi vùng làm việc. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng có rung động mạnh hoặc cần kiểm soát rò rỉ. Ví dụ như ổ trục quay tốc độ cao, cụm truyền động chính xác hoặc robot công nghiệp.
5. Kết luận
Độ đặc của mỡ bôi trơn, đặc biệt trong các ứng dụng như cánh tay robot, đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hiệu suất vận hành ổn định và chính xác. Mỡ có độ đặc phù hợp sẽ giúp lớp bôi trơn bám chắc tại các khớp xoay, ổ trục và cụm truyền động những vị trí chịu tải trọng cao, chuyển động nhanh và liên tục. Nếu mỡ quá mềm, sẽ dễ bị văng khỏi vùng ma sát do rung động, ngược lại, nếu quá đặc, mỡ sẽ khó lan tỏa và không thể thâm nhập vào các khe hở nhỏ cần bôi trơn.
Vì vậy, việc hiểu rõ về độ đặc của mỡ bôi trơn công nghiệp và lựa chọn đúng loại mỡ cho từng thiết bị, linh kiện,… sẽ mang đến nhiều lợi ích cho doanh nghiệp.
Thiết bị robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.
Liên hệ ngay với Thiết Bị Robot để được hỗ trợ tư vấn:
Hotline: 091 9225 197
Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, TP. HCM
=============
Facebook: Linh Kiện Robot
Điện thoại
Email