Nguyên nhân bánh xe đẩy phát ra tiếng ồn và cách hạn chế

Khi bánh xe lăn trên sàn, mọi va chạm nhỏ, biến dạng vật liệu và chuyển động không ổn định đều có thể tạo dao động. Khung xe đẩy hoạt động giống một bề mặt cộng hưởng, khuếch đại các dao động này thành tiếng rít, tiếng lạch cạch, tiếng ù hoặc tiếng va đập mà người sử dụng nghe thấy.

Vì vậy, muốn hạn chế tiếng ồn cần xác định âm thanh bắt nguồn từ phần tiếp xúc với sàn, bộ phận quay hay toàn bộ kết cấu xe đẩy.

Tiếng ồn hình thành như thế nào khi bánh xe lăn?

Một bánh xe vận hành êm cần đáp ứng đồng thời ba điều kiện:

·         Mặt lăn tiếp xúc tương đối liên tục với sàn

·         Bánh xe quay trơn quanh trục

·         Cụm càng xoay đổi hướng ổn định, không rung lắc

Khi một trong các điều kiện này không được bảo đảm, chuyển động lăn sẽ tạo ra rung động.

Bề mặt bánh xe càng cứng thì càng ít biến dạng khi gặp khe gạch, hạt cát hoặc điểm gồ ghề. Năng lượng va chạm vì thế truyền trực tiếp vào trục và khung xe, tạo âm thanh rõ hơn. Ngược lại, lớp lăn mềm và đủ dày có khả năng biến dạng đàn hồi, hấp thụ một phần xung lực trước khi rung động truyền lên xe.

Hướng dẫn kỹ thuật của Blickle cũng cho biết xe thường vận hành yên tĩnh hơn khi sử dụng bánh có đường kính lớn, lớp lăn mềm và dày; bánh có lớp lăn cứng thường tạo tiếng ồn cao hơn trong cùng điều kiện mặt sàn.

Tuy nhiên, bánh mềm không phải lúc nào cũng tốt hơn. Vật liệu quá mềm dưới tải trọng lớn có thể bị ép bẹt, tăng lực cản lăn, sinh nhiệt và gây hiện tượng bám–trượt trên sàn. Vì thế, độ cứng phải phù hợp với tải, tốc độ và bề mặt vận hành.

Vật liệu bánh xe quá cứng

Bánh làm từ nylon, polypropylene, gang, thép hoặc nhựa cứng có ưu điểm là chịu tải tốt, ít biến dạng và dễ lăn trên nền nhẵn. Đổi lại, chúng hấp thụ va đập kém hơn bánh cao su hoặc polyurethane mềm.

Khi bánh cứng đi qua:

·         Mạch gạch

·         Khe sàn

·         Mảnh vụn

·         Bề mặt bê tông nhám

·         Mép thang máy

·         Đường nối giữa hai loại vật liệu sàn

điểm tiếp xúc chịu một xung lực ngắn. Xung lực này tạo tiếng “cộc”, “lộc cộc” hoặc tiếng rung liên tục tùy tốc độ di chuyển và mức độ gồ ghề.

Trên sàn cứng và bằng phẳng, khác biệt giữa các vật liệu có thể chưa rõ khi xe không tải. Khi tăng tải, lực tác động tại điểm tiếp xúc lớn hơn nên tiếng ồn thường trở nên rõ rệt.

Bánh cao su đàn hồi, cao su mềm hoặc polyurethane mềm thường phù hợp hơn với môi trường yêu cầu độ êm như bệnh viện, khách sạn, văn phòng và khu phục vụ. Các tài liệu kỹ thuật về bánh xe công nghiệp cũng xếp cao su mềm và lốp khí nén vào nhóm vận hành êm hơn, trong khi thép, gang và nhựa cứng nằm ở nhóm tạo nhiều tiếng động hơn.

Bề mặt bánh xe bị mòn, méo hoặc có điểm phẳng

Bánh xe không còn tròn đều sẽ không tạo chuyển động lăn liên tục. Mỗi khi phần bị méo hoặc điểm phẳng chạm sàn, thân xe bị nâng lên rồi hạ xuống một khoảng nhỏ. Chu kỳ này lặp lại theo mỗi vòng quay và tạo tiếng va đập có nhịp.

Dấu hiệu thường gặp gồm:

·         Tiếng “cộc” lặp lại đều theo tốc độ

·         Xe rung theo chu kỳ

·         Một bánh nhảy nhẹ khi đẩy

·         Bề mặt bánh mòn lệch về một phía

·         Lớp cao su hoặc polyurethane bong khỏi lõi

·         Bánh xuất hiện vết nứt, lõm hoặc dính vật cứng

Điểm phẳng có thể hình thành khi xe chịu tải lớn nhưng đứng yên lâu, bánh bị kéo lê trong trạng thái khóa hoặc vật liệu đã lão hóa. Với bánh có lớp lăn mềm, tải trọng tập trung trong thời gian dài còn có thể gây biến dạng dư.

Nếu tiếng ồn xuất hiện đúng một lần sau mỗi vòng quay, nên kiểm tra độ tròn và toàn bộ chu vi bánh trước khi bôi trơn ổ trục. Dầu mỡ không thể khắc phục một mặt lăn đã biến dạng.

Sàn gồ ghề hoặc có nhiều vật cản nhỏ

Ngay cả bánh xe còn tốt cũng có thể phát tiếng ồn lớn trên mặt sàn không phù hợp.

Những yếu tố thường gây rung gồm:

·         Cát, sỏi hoặc mạt kim loại

·         Mạch gạch sâu

·         Nền bê tông thô

·         Sàn nứt hoặc bong lớp phủ

·         Thanh nẹp chuyển tiếp nhô cao

·         Khe cửa thang máy

·         Đường ray hoặc rãnh thoát nước

Hạt cứng bám vào bánh có thể tạo tiếng lạo xạo, đồng thời làm xước mặt lăn và sàn. Nếu dị vật mắc vào khe giữa bánh với càng, nó còn gây ma sát liên tục hoặc làm bánh quay lệch.

Bánh có đường kính nhỏ dễ rơi sâu hơn vào các khe và phải vượt vật cản với góc tiếp cận lớn hơn. Bánh đường kính lớn thường đi qua chướng ngại nhẹ nhàng hơn, nhờ đó giảm xung lực truyền vào khung. Tuy nhiên, hiệu quả còn phụ thuộc vào độ mềm của lớp lăn, tải trọng và kích thước thực tế của vật cản.

Ổ trục thiếu bôi trơn hoặc bị nhiễm bẩn

Ổ trục và bạc lót giúp bánh quay quanh trục với ma sát thấp. Khi dầu mỡ bị khô, rửa trôi hoặc lẫn bụi bẩn, các bề mặt chuyển động không còn được phân cách đầy đủ.

Kết quả có thể là:

·         Tiếng rít cao

·         Tiếng ken két

·         Tiếng sạn khi quay

·         Bánh quay nặng

·         Nhiệt tăng tại moay-ơ

·         Độ rơ tăng dần

Bụi, cát, sợi vải hoặc mạt kim loại lọt vào ổ trục có thể tạo vết lõm và mài mòn bề mặt lăn. SKF xác định bôi trơn và nhiễm bẩn là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ ổ lăn; các hạt cứng lớn có thể gây hư hại đáng kể khi bị cán qua vùng tiếp xúc.

Không nên mặc định mọi ổ trục đều cần tra thêm dầu. Một số bánh sử dụng ổ kín hoặc bạc tự bôi trơn. Bơm sai loại chất bôi trơn có thể làm hỏng phớt, hút thêm bụi hoặc phản ứng không phù hợp với vật liệu. Cần kiểm tra hướng dẫn của nhà sản xuất trước khi bảo dưỡng.

Trục bánh xe bị lỏng, cong hoặc lắp sai

Trục bánh giữ bánh ở vị trí ổn định trong càng. Khi bu-lông trục bị lỏng, bánh có thể dịch chuyển sang hai bên và va vào càng, vòng đệm hoặc đầu bu-lông.

Âm thanh đặc trưng thường là tiếng “lạch cạch”, nhất là khi:

·         Đổi hướng

·         Đi qua mặt sàn không bằng phẳng

·         Bắt đầu đẩy hoặc dừng xe

·         Tải trọng dịch chuyển trên mặt xe

Nếu siết trục quá chặt, ổ trục hoặc ống lót có thể bị ép, làm bánh quay nặng và phát tiếng rít. Vì vậy, mục tiêu không phải là siết càng mạnh càng tốt mà là đạt đúng độ chặt cần thiết, không có độ rơ bất thường nhưng bánh vẫn quay tự do.

Trục bị cong hoặc càng bánh bị biến dạng cũng khiến bánh quay lệch. Khi đó, mặt lăn chịu tải không đều, nhanh mòn một bên và có thể cọ vào kết cấu xung quanh.

Cụm càng xoay bị khô, lỏng hoặc hư hỏng

Bánh xe xoay thường có hai chuyển động riêng:

·         Bánh quay quanh trục ngang

·         Càng bánh xoay quanh trục đứng

Vì vậy, dù ổ bánh còn tốt, cụm xoay vẫn có thể là nguồn gây tiếng ồn.

Thiếu bôi trơn trong vòng bi xoay có thể tạo tiếng rít hoặc tiếng nghiến khi đổi hướng. Độ rơ trong mâm xoay tạo tiếng lạch cạch và khiến bánh rung nhanh qua lại. Hiện tượng này dễ nhận thấy khi xe bắt đầu di chuyển, đổi hướng đột ngột hoặc bị kéo ngược.

Một nguyên nhân khác là hiện tượng bánh xoay đảo hướng liên tục khi tốc độ, tải trọng và hình học càng không ổn định. Bánh không giữ được hướng lăn mà lắc sang hai bên, tạo rung truyền lên khung. Tiếng ồn lúc đó thường đi kèm cảm giác xe rung hoặc khó điều khiển chứ không chỉ là âm thanh đơn lẻ.

Bánh xe chịu tải vượt khả năng hoặc tải phân bố không đều

Khi tải trọng vượt khả năng làm việc của bánh xe, lớp lăn bị biến dạng quá mức, ổ trục chịu lực cao và cụm càng dễ lệch. Những thay đổi này làm tăng ma sát, rung động và tiếng va đập.

Không nên tính tải đơn giản bằng cách lấy tổng tải chia đều cho số bánh trong mọi trường hợp. Trên sàn không bằng phẳng, có thời điểm chỉ ba trong bốn bánh tiếp xúc và chịu phần lớn trọng lượng. Tải cũng có thể dồn về một phía khi hàng hóa đặt lệch hoặc xe đi qua dốc.

Các dấu hiệu cho thấy tải có liên quan đến tiếng ồn gồm:

·         Xe không tải chạy êm nhưng có tải lại kêu

·         Bánh bị ép bẹt rõ rệt

·         Moay-ơ nóng lên sau khi di chuyển

·         Xe khó khởi động hoặc đổi hướng

·         Một số bánh mòn nhanh hơn các bánh còn lại

·         Khung hoặc càng bánh bị biến dạng

ISO 22883 quy định các yêu cầu và phương pháp thử đối với bánh xe, bánh xoay dùng trong ứng dụng đến 1,1 m/s, tương đương 4 km/h. Các thử nghiệm tải và vận hành tiêu chuẩn cho thấy khả năng chịu tải phải được đánh giá trong những điều kiện xác định, thay vì chỉ dựa vào kích thước bên ngoài của bánh.

Tuy nhiên, tiêu chuẩn thử tải không đồng nghĩa với một ngưỡng tiếng ồn chung cho mọi loại xe đẩy. Mức âm thực tế còn chịu ảnh hưởng của sàn, tải, tốc độ, kết cấu xe và phương pháp đo.

Khung xe và các chi tiết liên kết khuếch đại rung động

Nguồn rung có thể rất nhỏ nhưng âm thanh nghe được lại lớn do khung xe cộng hưởng.

Tấm kim loại mỏng, giỏ rỗng, tay đẩy hoặc các mối ghép lỏng có thể rung theo chuyển động của bánh. Bu-lông, tấm chắn, phanh, móc treo và hàng hóa đặt trên xe cũng có thể va vào nhau.

Trong trường hợp này, thay bánh xe chưa chắc loại bỏ được tiếng ồn hoàn toàn. Cần kiểm tra:

·         Bu-lông gắn càng bánh với khung

·         Các mối hàn và tấm kim loại

·         Cơ cấu phanh

·         Tay đẩy

·         Khay, giỏ hoặc vách chắn

·         Hàng hóa có được cố định hay không

Có thể xác định hiện tượng cộng hưởng bằng cách đẩy xe chậm và giữ lần lượt từng chi tiết nghi ngờ. Nếu âm thanh giảm khi một tấm hoặc thanh kim loại được giữ cố định, nguồn tiếng động có thể nằm ở kết cấu chứ không phải bên trong bánh.

Cách nhận biết nguyên nhân qua loại âm thanh

Tiếng rít hoặc ken két

Loại âm thanh này thường liên quan đến:

·         Ổ trục hoặc bạc lót thiếu bôi trơn

·         Cụm xoay bị khô

·         Phớt cọ vào chi tiết quay

·         Bánh hoặc trục bị siết quá chặt

·         Vật liệu bánh bám–trượt trên sàn

Hãy nâng bánh khỏi mặt đất và quay bằng tay. Nếu tiếng rít vẫn xuất hiện, nguyên nhân nhiều khả năng nằm trong bánh, trục hoặc cụm xoay. Nếu bánh chỉ kêu khi tiếp xúc với sàn, cần kiểm tra vật liệu mặt lăn và điều kiện bề mặt.

Tiếng lạch cạch

Tiếng lạch cạch thường cho thấy có khe hở hoặc chi tiết va vào nhau:

·         Bu-lông trục lỏng

·         Mâm xoay có độ rơ

·         Vòng đệm thiếu hoặc mòn

·         Bánh cọ vào càng

·         Bu-lông gắn bánh với khung bị lỏng

·         Phanh hoặc tấm chắn rung

Cần xử lý sớm vì khe hở thường tăng theo thời gian, làm tải va đập lên trục và ổ trục lớn hơn.

Tiếng cộc lặp lại theo chu kỳ

Âm thanh có nhịp đều thường xuất phát từ mặt lăn:

·         Bánh có điểm phẳng

·         Một đoạn mặt bánh bị bong

·         Dị vật cắm vào bánh

·         Bánh bị nứt hoặc méo

·         Mối nối trên lớp lăn không đồng đều

Tần suất tiếng cộc tăng theo tốc độ xe là dấu hiệu quan trọng cho thấy lỗi lặp lại sau mỗi vòng quay.

Tiếng ù hoặc rung liên tục

Tiếng ù có thể bắt nguồn từ:

·         Bánh cứng chạy trên nền nhám

·         Ổ trục đã mòn

·         Nhiều bánh cộng hưởng đồng thời

·         Xe di chuyển quá nhanh

·         Bánh xoay dao động sang hai bên

·         Khung kim loại khuếch đại rung động

Nên thử giảm tốc độ và đẩy xe trên một đoạn sàn nhẵn. Nếu âm thanh giảm rõ rệt, tương tác giữa bánh với mặt sàn là yếu tố chính.

Cách kiểm tra bánh xe đẩy theo trình tự

Có thể khoanh vùng nguyên nhân bằng quy trình sau:

1.    Dọn sạch mặt sàn và loại bỏ dị vật bám trên bánh

2.    Đẩy xe không tải trên một đoạn sàn phẳng

3.    Lặp lại thử nghiệm với tải sử dụng thông thường

4.    Quan sát bánh nào rung, đảo hoặc không quay tự do

5.    Nâng từng bánh và quay bằng tay

6.    Kiểm tra độ rơ theo phương ngang và phương đứng

7.    Xoay cụm càng để phát hiện tiếng rít hoặc điểm kẹt

8.    Quan sát toàn bộ chu vi bánh để tìm vết mòn, nứt và điểm phẳng

9.    Kiểm tra bu-lông trục, bu-lông gắn càng và cơ cấu phanh

10.  Thử xe trên một mặt sàn khác để phân biệt lỗi bánh với lỗi bề mặt

Chỉ nên thay đổi một yếu tố trong mỗi lần thử. Nếu vừa tra dầu, siết bu-lông và thay bánh cùng lúc, rất khó xác định nguyên nhân thực sự.

Cách hạn chế tiếng ồn bánh xe đẩy

Vệ sinh bánh và đường di chuyển

Loại bỏ tóc, sợi dây, bụi, cát và mạt kim loại quanh trục. Vệ sinh định kỳ giúp giảm ma sát, ngăn dị vật làm xước bánh và hạn chế chất bẩn xâm nhập vào ổ trục.

Không dùng dung môi mạnh khi chưa xác nhận khả năng tương thích với cao su, polyurethane, nhựa và phớt ổ trục.

Bôi trơn đúng vị trí

Chỉ bôi trơn các bộ phận được nhà sản xuất cho phép, thường có thể gồm:

·         Bạc lót

·         Ổ trục hở

·         Khớp xoay

·         Điểm tra mỡ chuyên dụng

Không để dầu mỡ dính lên mặt lăn hoặc sàn vì có thể làm giảm độ bám và tạo rủi ro trượt. Với ổ kín, tiếng ồn kéo dài thường cần kiểm tra hoặc thay thế thay vì cố bơm thêm chất bôi trơn.

Siết và căn chỉnh lại liên kết

Kiểm tra trục bánh, tấm đế, bu-lông bắt càng và cơ cấu phanh. Thay vòng đệm hoặc chi tiết khóa ren đã hỏng.

Sau khi siết, bánh phải:

·         Không lắc ngang bất thường

·         Không cọ vào càng

·         Quay tự do

·         Không bị ép lệch

·         Đổi hướng trơn tru

Thay bánh bị hư hỏng

Bánh có điểm phẳng, nứt sâu, bong lớp lăn hoặc moay-ơ mòn thường không thể phục hồi ổn định bằng bôi trơn. Thay đúng loại bánh giúp tránh tiếng ồn tái phát và ngăn hư hại lan sang trục hoặc càng.

Nên thay theo cặp hoặc theo bộ khi các bánh đã mòn không đều đáng kể, vì chênh lệch đường kính có thể khiến tải phân bố lệch.

Chọn vật liệu phù hợp với mặt sàn

Đối với khu vực cần vận hành êm, có thể ưu tiên:

·         Cao su mềm cho tải nhẹ đến trung bình

·         Cao su đàn hồi cho khả năng hấp thụ va đập tốt hơn

·         Polyurethane mềm khi cần cân bằng giữa độ êm, độ bền và tải trọng

·         Bánh có lớp lăn dày cho sàn có khe hoặc độ nhám nhất định

Bánh polyurethane mềm khoảng 75 Shore A được sử dụng trong một số thiết kế tải cao nhằm kết hợp lớp lăn đàn hồi, độ ồn thấp và khả năng chịu tải động. Trong khi đó, polyurethane cứng khoảng 92–94 Shore A thường lăn nhẹ và chịu mài mòn tốt hơn nhưng hấp thụ rung kém hơn. Các giá trị này chỉ minh họa sự khác biệt giữa các nhóm vật liệu, không phải thông số bắt buộc cho mọi xe đẩy.

Tăng đường kính bánh khi điều kiện cho phép

Bánh lớn vượt khe và vật cản dễ hơn bánh nhỏ, nhờ đó giảm sốc và rung. Tuy nhiên, việc tăng đường kính có thể thay đổi chiều cao xe, lực tác dụng lên càng và khoảng trống lắp đặt.

Cần chọn cả cụm bánh phù hợp thay vì lắp một bánh lớn vào càng cũ khi kích thước, tải trọng hoặc độ lệch tâm không tương thích.

Sử dụng bánh hoặc càng có khả năng giảm chấn

Trong môi trường có nền gồ ghề hoặc hàng hóa nhạy cảm, càng bánh có lò xo và lớp lăn đàn hồi có thể giảm xung lực truyền lên khung. Các hệ thống càng giảm chấn được thiết kế để phân phối tải đều hơn, hấp thụ va đập và giảm tiếng động trong quá trình vận chuyển.

Giải pháp này không thay thế việc sửa sàn hoặc thay bánh đã hỏng. Nó phù hợp khi rung động là đặc điểm khó tránh khỏi của điều kiện vận hành.

Kiểm soát tải và tốc độ

Không chở vượt tải trọng định mức của bánh và toàn bộ xe. Hàng hóa nên được đặt gần tâm, hạn chế tải dồn lên một góc.

Đẩy xe ở tốc độ ổn định, tránh:

·         Tăng tốc đột ngột

·         Đổi hướng gấp

·         Kéo lê bánh đang khóa

·         Va mạnh vào gờ

·         Thả xe tự chạy trên dốc

Tốc độ cao làm tăng tần suất va chạm với các điểm gồ ghề và có thể kích thích dao động của bánh xoay.

Khi nào cần thay bánh thay vì tiếp tục bảo dưỡng?

Nên cân nhắc thay bánh hoặc cả cụm càng khi xuất hiện một trong các tình trạng sau:

·         Mặt lăn nứt, bong hoặc biến dạng vĩnh viễn

·         Bánh có điểm phẳng gây va đập theo chu kỳ

·         Ổ trục có độ rơ lớn hoặc quay sạn sau khi vệ sinh

·         Trục hoặc càng đã cong

·         Mâm xoay lỏng nhưng không thể điều chỉnh

·         Bánh thường xuyên quá tải

·         Vật liệu bánh không phù hợp với mặt sàn

·         Tiếng ồn quay lại ngay sau bảo dưỡng

·         Bánh gây ảnh hưởng đến khả năng điều khiển hoặc an toàn

Nếu nhiều bánh cùng phát tiếng ồn, cần đánh giá cả thiết kế hệ thống. Chỉ thay một bánh có thể không hiệu quả khi nguyên nhân nằm ở tải trọng, sàn, kích thước bánh hoặc cấu hình bánh xoay và bánh cố định.

Bánh xe đẩy phát ra tiếng ồn chủ yếu do rung động tại mặt tiếp xúc, ma sát trong ổ trục, độ rơ của trục và cụm xoay, tải trọng không phù hợp hoặc kết cấu xe khuếch đại dao động. Âm thanh khác nhau thường phản ánh các dạng lỗi khác nhau: tiếng rít liên quan nhiều đến ma sát, tiếng lạch cạch cho thấy khe hở, còn tiếng cộc có chu kỳ thường xuất phát từ mặt bánh bị méo hoặc hư hỏng.

Biện pháp hiệu quả nhất là kiểm tra theo trình tự từ mặt sàn, mặt lăn, ổ trục và trục bánh đến cụm xoay và khung xe. Vệ sinh, bôi trơn đúng cách và siết lại liên kết có thể xử lý các lỗi nhẹ. Khi bánh đã biến dạng, ổ trục mòn hoặc vật liệu không phù hợp với điều kiện sử dụng, thay bánh đúng tải trọng, đường kính và độ cứng sẽ mang lại hiệu quả bền vững hơn.