ตลับลูกปืน หรือ Bearing ทำไมอุตสาหกรรมขาดชิ้นส่วนนี้ไม่ได้!

สวัสดีครับเพื่อนๆวันนี้ทางนายช่างมาแชร์จะขอมาแชร์ความรู้กับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลตัวนึงที่เรียกว่าทุกเครื่องจักรจะต้องมีชิ้นส่วนนี้แน่นอน และถ้าเกิดความเสียหายจะต้องเกิดจากส่วนนี้ก่อนตลอดเลย ซึ่งชิ้นส่วนนั้นของเครื่องจักรก็คือ “แบริ่ง (Bearing)” หรือที่เราคุ้นเคยก็คือ ตลับลูกปืนนั่นเองครับ

ซึ่งจริงๆแล้วตัว Bearing (ขอทับศัพท์ภาษาอังกฤษเลยละกันนะครับ) มีหลากหลายประเภทมากๆเลยนะครับ ทั้งแบบเม็ดบอล เม็ดกลม เม็ดเรียว หรืออาจจะไม่มีเม็ดบอลเลยก็ได้นะครับ ซึ่งในบทความนี้ทางนายช่างจะพาไปดูว่าหน้าที่ของ Bearing เค้าจริงๆ ทำหน้าที่อะไร ? มีกี่ประเภทกันบ้าง ? และตัวอย่างการนำไปใช้งานและการดูแลต่างๆกันนะครับผม 

หน้าที่ของ Bearing ในเครื่องจักรอุตสาหกรรม

ปกติแล้วไม่ว่าจะเป็นในงานวิศวกรรมประเภทไหนๆ เช่น งานโครงสร้าง งานฐานรากอาคารต่างๆ หรือแม้กระทั่งเครื่องจักรเอง เราจะมีชิ้นส่วนที่รับแรงเสมอ หรือชิ้นส่วนที่เป็น “เดอะแบก” นะครับ ซึ่งความที่เป็นเดอะแบกเนี่ยก็มักจะเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในเครื่องจักรอีกด้วย เพราะจะต้องรับภาระเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเครื่องจักร เช่น ถ้าเป็นโครงสร้างอาคารต่างๆก็จะเป็นตัว เสา คาน หรือฐานราก ที่จะรับแรงทั้งหมดจากอาคาร แต่ถ้าเป็นเครื่องจักรอะครับเพื่อนๆ “เดอะแบก” ก็คือ Bearing นั่นเอง (ชื่อ แบริ่ง ก็คล้ายๆ เดอะแบก ใช่มั้ยละครับ 🙂 ) ที่จะทำหน้าที่รับทั้ง แรง (Force) และ โมเม้นต์ (Moment) ต่างๆที่เกิดจากการใช้งานเครื่องจักรนั่นเอง ดังนั้นถ้า Bearing เราหมดอายุ หรือรับแรงไม่ไหวแล้วแบริ่งก็จะพัง และเครื่องจักรก็จะเกิดการเสียหายในที่สุดครับ

และอีกหน้าที่ถัดไปของ Bearing คือการ “สร้างความลื่นไหลในการหมุนของชิ้นส่วนเครื่องจักร” หรือ Anti-friction in Rotating Motion ทำให้แกนเพลาในเครื่องจักรสามารถหมุนติ้วๆแบบรอบสูงๆได้สบายๆเลยครับ แต่ทั้งนี้ทั้วนั้นก็ต้องเลือกความเร็วที่สูงสุด หรือ Maximum Speed ให้เหมาะสมด้วยนะครับ ไม่งั้น Bearing ของเราได้แตกกระจายแน่นอน ถ้าเพื่อนๆ สังเกตุในเครื่องจักรที่มีความเร็วสูงๆ ระดับ 10,000 RPM ขึ้นไป เราจะไม่เห็น Bearing ชนิดที่เป็นตลับลูกปืน (Roller Bearing) ละครับ จะเห็นเป็นลักษณะของ Journal Bearing เกือบทั้งหมดนั่นเองครับผม

สรุปหน้าที่ของ Bearing สั้นๆนะครับ  1. รับภาระแรง 2. ทำหน้าที่ลดความเสียดทานเชิงมุม

ประเภทของ Bearing ในงานอุตสาหกรรม

ในงานอุตสาหกรรมทางนายช่างมาแชร์อาจจะขอแบ่งประเภทของ Bearing ใหญ่เป็น 2 ประเภท ตามลักษณะการออกแบบเชิงวิศวกรรมนะครับ โดยสามารถแบ่งเป็น 1. แบริ่งกาบ Plain Bearing, Journal Bearing แบริ่งแบบนี้จะเป็นคล้ายๆปลอกมาสวมกันและมีของเหลวอยู่ตรงกลาง และ 2. แบริ่งตลับลูกปืน Rolling Bearing หรือที่เราคุ้นๆว่าเม็ดกลม เม็ดเรียว ซึ่งแบบนี้เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดเลยครับ ที่นี้เราไปดูรายละเอียดกันนะครับ

1. แบริ่งกาบ Plain Bearing หรือ Journal Bearing

การออกแบบ “แบริ่งกาบ หรือ Plain bearing หรือ Journal Bearing” ประกอบด้วยหลักๆ 2 ส่วน คือ
1. ส่วนที่เป็นกระบอกกลวงอยู่ด้านนอก (เรียก Housing) และ
2. ส่วนที่เป็นแกนหมุนอยู่ด้านในอีกที (เรียก Journal) (ตามรูปด้านล่าง)

โดยระหว่างสองตัวนี้ จะมีของเหลวที่เป็นน้ำมันขั้นอยู่ระหว่างช่องว่าง โดยเจ้าน้ำมันเหล่านี้จะทำหน้าที่ในสนับสนุนการเคลื่อนที่ของ Bearing เคลื่อนที่ในลักษณะสัมผัส (Sliding Motion) ในขณะที่ตัว Journal หมุนอยู่ภายใน Housing น้ำมันจะถูกเหวี่ยงเข้ามาเป็นฟิล์ม เพื่อป้องกันไม่ให้ผิวของ Journal และ Housing  มาสัมผัสกัน (หากไม่มีน้ำมันเหล็กสองชิิ้น จะสัมผัสกันโดยตรง ทำให้เกิดการเสียดสี และเกิดความร้อนขึ้นจนพังกระจานในที่สุดครับ) 

ข้อควรระวัง : ความหนืดของ น้ำมัน ไม่ควรจะต่ำเกินไปจนฟิล์ม น้ำมัน ไม่สามารถแยกผิวสัมผัสทั้งสองออกจากกันได้ ดังนั้นการเลือกความหนืดของ น้ำมัน ขึ้นอยู่กับความเร็วรอบ แรงกด และอุณหภูมิในขณะที่ใช้งานนะครับผม 

2. ตลับลูกปืนแบริ่ง (Rolling Bearing)

ตลับลูกปืนแบริ่ง หรือชื่อเป็นทางการว่า  Rolling bearing โดยแบริ่งชนิดนี้จะมีชิ้นส่วนหลักๆ 3 ส่วน นั่นคือ
1. แหวนใน (Inner race)

2. แหวนนอก (Outter race)

3. เม็ดกลมแบริ่ง (Rolling Element)

โดยการทำงานจะเป็นการเคลื่อนโดยมีชิ้นส่วนตัวกลางในการหมุน (Rolling element; อาจจะเป็นลูกบอล, เม็ดเรียว หรือแบบเข็ม) คอยทำหน้าที่ลดแรงเสียดทางและหมุนด้วยตัวเอง ระหว่าง “แหวนใน (Inner race)” และ “แหวนนอก (Outter race)” โดยจะมีแหวน (Cage) ประคองเม็ดกลมแบริ่งอีกที

โดยสารหล่อลื่น (Lubricate) ของตลัปลูกปืนชนิดนี้ก็มีหลายๆแบบ ทั้งไม่ต้องการสารหล่อลื่น, จาระบี และน้ำมันหล่อลื่น เป็นต้นนะครับ

โดยการนำ Bearing ไปใช้งานเรียกว่าเราเอาไปติดตั้งในเครื่องจักรทุกชนิดที่มีชิ้นส่วนในการหมุน ยกตัวอย่างเช่น Pump, Blower, Compressor, Generator เพลาและล้อต่างๆในเครื่องจักร โดยข้อสำคัญของการดูแล Bearing นั่นคือ การที่เราต้องรักษาระดับ และคุณภาพของสารหล่อลื่นให้ดีเสมอนั่นเองครับ (แต่ก็ต้องดูแลให้เหมาะสมกับสภาพหน้างาน เช่น ฝุ่นเยอะมั้ย มีความกัดกร่อนเยอะรึป่าว ความชื้นต่างๆ ที่จะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานนั่นเองครับผม)

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g