วัตถุประสงค์ของการหล่อลื่น
วัตถุประสงค์หลักของการหล่อลื่น ก็เพื่อลดความเสียดทานและการสึกหรอภายในแบริ่งส์ที่ซึ่งอาจเป็นเหตุให้เสียหายก่อนเวลาอันควร ผลการหล่อลื่นอาจสรุปสั้นๆ ได้ดังนี้
ลดความเสียดทาน และการสึกหรอ
การสัมผัสของโลหะโดยตรงระหว่างวงแหวน ลูกกลิ้งและรัง (ซึ่งเป็นชิ้นส่วนพื้นฐานของแบริ่งส์)
ถูกป้องกันด้วยฟิล์มน้ำมันซึ่งลดความเสียดทานและการสึกหรอที่บริเวณพื้นที่สัมผัส
ยืดอายุความล้าในการกลิ้ง (Rolling fatiguie life)
อายุความล้าในการกลิ้งของแบริ่งส์ ขึ้นอยู่กับความหนืด และความหนาของฟิล์ม ระหว่างพื้นที่สัมผัสการกลิ้ง ความหนาของฟิล์มมากๆ ระดับหนึ่งช่วยยืดอายุความล้า แต่อายุจะสั้นถ้าความหนืด
น้ำมันต่ำเกินไปทำให้ความหนาของฟิล์มไม่เพียงพอ
การแผ่กระจายความร้อนจากการเสียดทานและการหล่อเย็น
การหล่อลื่นแบบหมุนวน (Circulation Lubrication) อาจถูกใช้เพื่อนำพาความร้อนจากความเสียดทาน หรือความร้อนที่ส่งผ่านจากภายนอกออกไป เพื่อป้องกันไม่ให้แบริ่งส์ร้อนเกินไป และไม่ให้น้ำมันเสื่อม
อื่นๆ
การหล่อลื่นที่พอเพียง ยังช่วยป้องกันวัสดุแปลกปลอมไม่ให้เข้าแบริ่งส์ และป้องกันการกัดกร่อน
หรือสนิม
วิธีการหล่อลื่นแบบต่างๆ
วิธีการหล่อลื่นแบบต่างๆ อันดับแรกแบ่งได้เป็นการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน และจาระบี สมรรถนะแบริ่งส์ที่น่าพอใจ สามารถบรรลุได้โดยการใช้วิธีการหล่อลื่นที่ซึ่งเหมาะสมที่สุดกับสภาวะการทำงาน
และชนิดงานเฉพาะนั้นๆ โดยทั่วๆไปน้ำมันมีประสิทธิภาพการหล่อลื่นที่ดีกว่าอย่างไรก็ตามการหล่อ
ลื่นด้วยจาระบียอมให้มีโครงสร้างรอบๆ แบริ่งส์ที่ง่ายกว่า การเปรียบเทียบการหล่อลื่นน้ำมัน และจาระบี
ตารางการเปรียบเทียบการหล่อลื่นด้วยจาระบีและน้ำมัน
หัวข้อ
|
หล่อลื่นด้วยจาระบี
|
หล่อลื่นด้วยน้ำมัน
|
โครงสร้างตัวเรือนและวิธีการซีล
|
ง่าย
|
อาจซับซ้อน ต้องมีการดูแล
ใกล้ชิด
|
ความเร็ว
|
ขีดจำกัดความเร็วอยู่ที่ 65-80 %
ของการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน
|
ขีดจำกัดความเร็วสูงกว่า
|
ผลกระทบด้านการหล่อเย็น
|
ไม่ดี
|
สามารถถ่ายเทความร้อน
โดยใช้การหมุนวน
|
การไหล
|
ไม่ดี
|
ดี
|
การเปลี่ยนสารหล่อลื่นทั้งหมด
|
บางครั้งยาก
|
ง่าย
|
การเอาสิ่งสกปรกออก
|
เป็นไปไม่ได้
|
ง่าย
|
การปนเปื้อนจากการรั่วไหล
|
บริเวณโดยรอบไม่ค่อย
ปนเปื้อนจากการรั่ว
|
มักจะรั่วหากไม่มีวิธีการที่
เหมาะสม ไม่เหมาะสมถ้า
ต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน
ภายนอก
|
การหล่อลื่นด้วยจาระบี
ปริมาณจาระบี
ปริมาณจาระบีที่บรรจุในตัวเรือนขึ้นอยู่กับรูปแบบตัวเสื้อ และพื้นที่ว่าง คุณลักษณะของจาระบีและอุณหภูมิแวดล้อม ตัวอย่างเช่น แบริ่งส์สำหรับเพลาของเครื่องมือกล ซึ่งความเที่ยงตรงอาจถูกทำ
ให้เสียไปด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นปริมาณของจาระบีสำหรับแบริ่งส์ธรรมดาทั่วไปกำหนดได้ดังนี้ ปริมาณจาระบีที่เพียงพอ ต้องบรรจุอยู่ภายในแบริ่งส์ รวมถึงผิวหน้าร่องนำของ
รังแบริ่งส์ (Cage guide face) พื้นที่ว่างภายในตัวเสื้อที่จะบรรจุจาระบี ขึ้นอยู่กับความ เร็วดังนี้
½ ถึง ⅔ ของพื้นที่ว่าง…. เมื่อความเร็วน้อยกว่า 50%
ของขีดจำกัดความเร็ว
⅓ ถึง ½ ของพื้นที่ว่าง…. เมื่อความเร็วเกินกว่า 50%
ของขีดจำกัดความเร็ว
การเปลี่ยนจาระบี
เมื่อได้บรรจุจาระบีแล้ว โดยปกติไม่จำเป็นต้องเติมอีกนาน อย่างไรก็ตามในสภาวะการทำงานที่
เลวร้ายควรจะต้องเติมหรือเปลี่ยนจาระบีใหม่ในกรณีเหล่านั้น ตัวเสื้อจาระบีควรได้รับการออกแบบ
เพื่อให้เติมและเปลี่ยนจาระบีได้ง่าย หากช่วงเวลาเติมจาระบีสั้นควรจัดให้มีช่องเติมและปล่อยจาระบี ณ ตำแหน่งที่เหมาะสม เพื่อจาระบีที่เสื่อมสภาพจะถูกแทนที่ด้วยจาระบีใหม่ ตัวอย่างเช่น
ช่องว่างของตัวเสื้อในด้านบรรจุจาระบีสามารถแบ่งได้เป็นหลายส่วนตัวแผ่นกั้นจาระบี ด้านที่กั้นไว้
ค่อยๆ ผ่านไปยังแบริ่งส์ และจาระบีเก่าจะถูกไล่ออกผ่านวาล์วจาระบี ถ้าวาล์วจาระบีไม่มีช่อง
ว่างด้านปล่อยจาระบีจะถูกทำให้โตกว่าด้านที่กั้น เพื่อสามารถกักจาระบีเก่าไว้ซึ่งต้องนำออกไปตาม
ระยะเวลาโดยเปิดฝาครอบออก
ช่วงเวลาการเติม
ถึงแม้ว่าจะใช้จาระบีคุณภาพสูง ก็ยังคงมีการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติจาระบีไปตามเวลา ดังนั้นการเติมตามคาบเวลาจึงเป็นสิ่งจำเป็น แสดงช่วงเวลาการเติมจาระบี สำหรับแบริงส์แต่ละชนิดซึ่ง
ทำงานที่ความเร็วต่างๆ กันตัวเลขเหล่านี้จะนำไปใช้ได้ เมื่ออุณหภูมิแบริ่งส์น้อยกว่า 70 ํC ช่วง
เวลาการเติมต้องลดลงครึ่งหนึ่งเมื่ออุณหภูมิแบริงส์สูงขึ้นทุกๆ 15 ํC
การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน
การหล่อลื่นแบบอ่างน้ำมัน (Oil bath lubrication)
การหล่อลื่นแบบอ่างน้ำมันเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางกับงานความเร็วต่ำหรือปานกลาง ระดับ
น้ำมันควรอยู่ที่ศูนย์กลางของลูกกลิ้งที่อยู่ต่ำที่สุด และควรมีเกจวัดระดับน้ำมันไว้ด้วย เพื่อสามารถ
ตรวจระดับน้ำมันให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
การหล่อลื่นแบบป้อนหยด (Drip Feed Lubrication)
การหล่อลื่นแบบป้อนหยด เป็นวิธีที่ใช้อย่างกว้างขวาง สำหรับแบริงส์เม็ดกลมขนาดเล็กที่ทำงาน
ที่ความเร็ว ค่อนข้างสูง น้ำมันเก็บอยู่ในที่เก็บที่มองเห็นได้ (Visible oiler) อัตราหยดของน้ำมันควบคุม โดยสกรูด้านบน
การหล่อลื่นแบบวิดสาด (Splash Lubrication)
การหล่อลื่นแบบนี้น้ำมันจะถูกวิดสู่แบริงส์ด้วยเฟือง หรือแผ่นจานหมุน (Simple rotating dish)
การติดตั้งใกล้กับแบริ่งส์โดยไม่ต้องจุ่มแบริ่งส์ในน้ำมัน การหล่อลื่นแบบนี้ใช้กันทั่วไปในระบบส่งกำลังยนต์ และชุดขับ Final drive gears แสดงวิธีการหล่อลื่นแบบนี้ ที่ใช้ในเกียร์ทด
(Reduction gear)
การหล่อลื่นแบบไหลวน (Circulation lubrication)
หารหล่อลื่นแบบไหลวน เป็นแบบที่ใช้กันทั่วไป สำหรับงานความเร็วสูง ที่ต้องการหล่อเย็นแบริ่งส์
และสำหรับแบริ่งส์ที่ใช้อุณหภูมิสูง น้ำมันจ่ายออกทางท่อขวามือ น้ำมันไหลสู่แบริ่งส์ และไหลออก
ทางท่อซ้ายมือ หลังถูกหล่อเย็นในอ่างเก็บแล้ว ก็จะไหลกลับสู่แบริ่งส์ผ่านปั๊มและกรองท่อน้ำมันด้านจ่าย (dischange) ควรโตกว่าท่อด้านส่ง (Supply) ดังนั้นปริมาณน้ำมันส่วนเกิน จะไม่ย้อนกลับในตัวเสื้อ
การหล่อลื่นแบบเจ็ท (Jet lubrication)
การหล่อลื่นแบบเจ็ท มักจะใช้กับแบริ่งส์ที่มีความเร็วสูงมาก เช่นแบริ่งส์ในเครื่องยนต์เจ็ท ซึ่งมีค่า
dmn (dm: เส้นผ่านศูนย์พิตซ์ของชุดลูกกลิ้งเป็น มม. ; ความเร็วรอบเป็นรอบต่อนาที) เกินหนึ่งล้าน
น้ำมันหล่อลื่นถูกฉีดภายใต้แรงดันจากหนึ่งหรือหลายหัวฉีดตรงเข้าสู่แบริ่งส์
การหล่อลื่นแบบเจ็ททั่วๆ ไปน้ำมันหล่อลื่นจะถูกฉีดไปบนที่วงแหวนและผิวหน้ารัง ในกรณีความเร็วสูงอากาศรอบๆ แบริ่งส์จะหมุนไปด้วยทำ ให้น้ำมันที่ฉีด (Oiljet) หักเหไป ความเร็วของเจ็ทของน้ำมันจากหัวฉีดควรมากกว่า 20% ของความเร็วเส้นรอบวง ของผิวหน้าด้านนอกของแหวนใน
(ซึ่งเป็นด้านหน้านำของ รังเช่นกัน Guide face for the cage) ยิ่งการหล่อเย็นสม่ำเสมอ การกระจาย
ของอุณหภูมิก็ยิ่งดีขึ้นซึ่งก็ทำได้โดยใช้หัวฉีดมากขึ้น สำหรับปริมาณน้ำมันที่กำหนดให้จำนวนหนึ่ง
ดังนั้นจึงต้องจ่ายน้ำมันด้วยแรงดัน เพื่อลดความต้านทานการกระเพื่อมของสารหล่อลื่นและน้ำมัน
สามารถนำพาความร้อนออกไปได้อย่างมีประสิทธิผล
การหล่อลื่นแบบละอองน้ำมัน (Oil mist lubrication)
การหล่อลื่นแบบละอองน้ำมัน หรือที่เรียกว่าแบบหมอกน้ำมัน (oil fog lubrication) นั้น ใช้ละอองน้ำมันฉีดเข้าไปในแบริ่งส์