ตลับลูกปืนร้อนจัด
ชนิดของลูกปืน รูปร่างต่างๆตามชนิดของการใช้งาน
สาเหตุของความเสียหายของแบริง
สาเหตุของความเสียหายของแบริง ตามลักษณะของความเสียหาย
ตลับลูกปืน หรือ แบริ่ง (Bearing) คือชิ้นส่วนเครื่องกลที่ทำหน้าที่รองรับเพลาและลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส เพื่อให้ชิ้นส่วนที่หมุนทำงานได้อย่างราบรื่น
หน้าที่หลักของแบริ่ง
- ลดแรงเสียดทาน เปลี่ยนแรงเสียดทานแบบลื่นไถลให้เป็นแรงเสียดทานแบบหมุน
- รับน้ำหนัก รองรับน้ำหนักและถ่ายเทแรงจากแกนหมุนไปยังโครงสร้าง
- รักษาตำแหน่ง ประคองเพลาให้หมุนตรงแนวและลดการสึกหรอ
ประเภทหลักๆ ของตลับลูกปืน
- ตลับลูกปืนเม็ดกลม (Ball Bearing) ใช้เม็ดลูกปืนทรงกลม เหมาะกับงานรอบหมุนเร็วและรับแรงโหลดปานกลาง
- ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก/เม็ดเรียว (Roller Bearing) เหมาะกับการรับน้ำหนักหรือแรงกระแทกปริมาณมาก
- ลูกปืนตุ๊กตา (Bearing Units) มีเสื้อตลับลูกปืนพร้อมติดตั้งเข้ากับโครงสร้างเครื่องจักรได้ทันที
สาเหตุที่ตลับลูกปืนเกิดความร้อนสูงผิดปกติ
โดยอุณหภูมิที่วัดได้เป็นตัวบ่งชี้ปัญหา พร้อมสาเหตุหลัก 6 ประการที่พบบ่อยๆ
ช่วงอุณหภูมิและระดับความรุนแรง
- ต่ำกว่า 70°C ช่วงการทำงานปกติสำหรับตลับลูกปืนหล่อลื่นด้วยจาระบีส่วนใหญ่
- 70–90°C เขตเฝ้าระวัง ควรตรวจสอบสาเหตุทันที
- สูงกว่า 90°C ระดับวิกฤต จาระบีเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว อายุการใช้งานของตลับลูกปืนลดลง
- สูงกว่า 120°C ภาวะฉุกเฉิน จาระบีถูกขับออก โลหะอ่อนตัว ซีลเสียหาย ต้องหยุดเครื่องทันที
- วิธีทดสอบเบื้องต้น ใช้หลังมือแตะที่เรือนตลับลูกปืน หากทนไม่ได้เกิน 3 วินาที แสดงว่าอุณหภูมิสูงกว่า 60°C
สาเหตุของความร้อนผิดปรกติของแบริง
1.จาระบีมากเกินไป
เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการเกิดความร้อนในตลับลูกปืนใหม่ การอัดจาระบีมากเกินไปทำให้เกิดการปั่นกวน (Churning) ความร้อนเกิดเร็วกว่าที่จะระบายออกได้ ควรเติมจาระบีเพียง 30-50% ของพื้นที่ว่าง และหลังอัดจาระบีควรให้เครื่องทำงาน 20 นาทีแล้วปล่อยให้เย็นตัว สัญญาณที่สังเกตได้คือมีจาระบีไหลออกจากซีลและอุณหภูมิพุ่งสูงในการทำงานครั้งแรก
สาเหตุความเสียหายของแบริงจากการขาดน้ำมันหล่อลื่น
2.จาระบีผิดชนิด
การใช้น้ำมันฐาน (Base Oil) ที่มีความหนืดไม่เหมาะกับความเร็วรอบ ตลับลูกปืนความเร็วสูงต้องการน้ำมันฐานความหนืดต่ำ หากหนืดเกินไปจะเกิดการปั่นกวนและความร้อน ควรตรวจสอบค่า dn (dn = bore(mm) × speed(RPM)) ให้ตรงกับข้อกำหนดของตลับลูกปืน
3.โหลดเกินพิกัด
เมื่อโหลดในแนวรัศมีหรือแนวแกนเกินกว่าที่ออกแบบไว้ จะเพิ่มความเค้นสัมผัสแบบเฮิรตเซียน (Hertzian Contact Stress) และแรงเสียดทาน ควรตรวจสอบพิกัดโหลดของตลับลูกปืนเทียบกับโหลดที่ใช้งานจริง หากอัตราส่วน P > C/5 แสดงว่าตลับลูกปืนทำงานหนักเกินไป
สาเหตุหลักๆของของการเกิดความเสียหายของแบริง
4.การตั้งศูนย์ผิดพลาด (Alignment)
การตั้งศูนย์ผิดแนวไม่ว่าจะเป็นแบบขนานหรือแบบมุม ทำให้เกิดจุดรับโหลดสูงเฉพาะจุดและความร้อนเฉพาะจุดที่ตำแหน่งรับโหลด ควรวัดค่าการตั้งศูนย์เพลา หากมุมเบี่ยงเกิน 0.5° จะทำให้เกิดความร้อนส่วนเกินอย่างมีนัยสำคัญ
การประกอบตลับลูกปืนแน่นเกินไป
ความแน่นเกินพิกัดของตลับลูกปืนบนเพลาหรือในเรือน ทำให้เกิดการรัดตัวล่วงหน้า (Preload) เกินพิกัด ลูกกลิ้งไม่สามารถหมุนได้อิสระ วิธีตรวจสอบคือสัมผัสว่าเพลาร้อนแต่เรือนเย็น ซึ่งบ่งชี้ว่าแหวนในถูกรัดแน่นเกินไป
ความเสียหายภายในตลับลูกปืน
พื้นผิวลูกกลิ้งที่เสียหายจากรอยสัมผัสโลหะต่อโลหะ ที่เกิดความเสียหาย (Spalling หรือ Brinelling) ทำให้เกิดความร้อนบริเวณนั้น สัญญาณที่สังเกตได้คือมีทั้งการสั่นสะเทือนและความร้อนเกิดขึ้นพร้อมกัน ควรใช้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน (Vibration Analysis) เพื่อยืนยันความเสียหายภายใน
