9 ข้อ… วิธีการเลือกชนิดตลับลูกปืนให้เข้ากับเครื่องจักรของคุณ

คุณเคยรู้สึกสงสัยไหมครับว่าทำไมตลับลูกปืนจึงมีหลายชนิดและลักษณะที่แตกต่างกันไป แล้วคุณจะต้องเลือกตลับลูกปืนชนิดไหนเพื่อให้เหมาะสมกับงานและเครื่องจักรของคุณ

ตลับลูกปืนหรือแบริ่ง (Bearing) เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นตลับวงแหวน ภายในบรรจุด้วยเม็ดลูกกลิ้งเหล็ก มีหน้าที่เพื่อลดแรงเสียดทานและแรงกระแทกระหว่างเครื่องจักรและเพลา ตลับลูกปืนจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและอายุการใช้งานให้แก่เครื่องจักร เหมือนดั่งรถที่วิ่งอยู่บนถนนโดยมีล้อเป็นตัวนำพาให้ยานพาหนะเคลื่อนที่ได้โดยง่าย ดังนั้นตลับลูกปืนจึงมีความสำคัญต่อเครื่องจักรเป็นอย่างมาก

ตลับลูกปืนนั้นมีประเภทและรูปแบบที่แตกต่างกันไปทั้งตัวตลับวงแหวนและลูกเหล็กภายใน ยกตัวอย่างแค่ลูกเหล็กภายในก็มีหลากหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นแบบเม็ดกลม เม็ดกระบอก หรือเม็ดเรียว สามารถมีแถวเดียว หรือสองแถวก็ได้

แต่ละประเภทและรูปแบบของตลับลูกปืนมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันไป มีความเหมาะสมของงานและเครื่องจักรที่ไม่เหมือนกัน เหมือนกับการเลือกล้อรถบรรทุกที่มีขนาดใหญ่หลายแถวเพื่อรองรับน้ำหนักที่มากแต่ทำความเร็วได้ต่ำ เทียบกับล้อรถมอเตอร์ไซทที่มีขนาดเล็กแถวเดียวเพื่อรองรับน้ำหนักที่น้อยแต่ทำความเร็วได้สูง ดังนั้นก่อนที่จะพิจารณาว่าเราควรเลือกใช้ตลับลูกปืนชนิดไหนให้เหมาะกับเครื่องจักร เราควรจะรู้ถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อประสิทธิภาพของตลับลูกปืนเสียก่อน

และในวันนี้ผมก็ได้นำข้อมูลและปัจจัยในการเลือกชนิดของตลับลูกปืน 9 อย่างด้วยกัน ถ้าหากคุณอยากได้คำปรึกษาด้านตลับลูกปืนหรือเรื่องเกี่ยวกับเครื่องจักรของคุณ ทีมวิศวกรของเรายินดีให้คำปรึกษาฟรี คุณสามารถโทรเข้ามาที่ 02-639-4222 หรือแอดไลน์เข้ามาที่ @tms1987

9 ข้อ กับวิธีเลือกชนิดตลับลูกปืนให้เข้ากับเครื่องจักรของคุณ

1. การรับแรงของตลับลูกปืนในแนวรัศมี

แรงที่มากระทบกับลูกปืนในแนวรัศมี หรือ Radial load เป็นแรงที่มากระทบกับลูกปืนที่ไม่ว่ามาจากน้ำหนักของตัวเพลาเองหรือน้ำหนักของสิ่งที่เพลากำลังรั่งไว้ หรือแรงที่มากระทบโดยรอบ ยกตัวอย่างเช่นเครื่องบดขนาดใหญ่ ที่ต้องรับทั้งน้ำหนักเพลา และแรงกดกจากการบด

เราต้องรู้ก่อนว่าเครื่องจักรของเรามีการรับน้ำหนักหรือมีแรงกระทบเยอะแค่ไหน เช่นถ้าหากเครื่องจักรของเรามีแรงกระทบมากในแนวรัศมี เราอาจจะเลือกใช้ตลับลูกปืนเม็ดหมอน เช่น เม็ดโค้งสองแถวหรือเม็ดทรงกระบอกเป็นต้น ซึ่งมีความสามารถในการรองรับแรงกดในแนวรัศมีที่มีปริมาณมากได้

2. การรับแรงรุนของตลับลูกปืนในแนวแกน

แรงที่มากระทบกับลูกปืนในแนวแกน หรือ Axial load เป็นแรงที่มากระทบในแนวแกนที่มีการเข้าและออกของเพลาในเครื่องจักร ยกตัวอย่างเครื่องจักรที่มีใบพัดอย่าง Blower เครื่องจักรประเภทนี้จะมีใบพัดที่คอยดึงหรือดันหรือเป็นการออกแรงในแนวแกนต่อตลับลูกปืนอย่างต่อเนื่อง

เมื่อเรารู้แล้วว่าตลับลูกปืนของเราจะต้องรับแรงในแนวแกนที่มาก เราก็จะสามารถเลือกชนิดของตลับลูกปืนเพื่อให้เหมาะกับเครื่องจักรของเรา โดยเฉพาะตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม เม็ดโค้งกันรุน และเม็ดเรียว ที่สามารถรับแรงรุนในแนวแกนที่สูงได้

3. ความเร็วรอบของเครื่องจักร

นอกจากการรับน้ำหนักและแรงรอบด้านแล้ว ในบางกรณีตลับลูกปืนนั้นอาจจะต้องทนทานต่อความเร็วที่เกิดขึ้นจากการหมุนของเครื่องจักรด้วย 

หากเลือกใช้ตลับลูกปืนไม่เหมาะสมโดยเฉพาะกับเครื่องจักรที่มีอัตราหมุนเร็ว ก็จะเกิดการเสียดสีภายในระหว่างเม็ดลูกกลิ้งและตลับวงแหวน ทำให้เกิดการสึกและลดอายุการใช้งานของตลับลูกปืน

ดังนั้นความเร็วรอบของเครื่องจักรถือเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ควรคำนึงถึงในการเลือกชนิดของตลับลูกปืน

ตลับลูกปืนแต่ละชนิดสามารถรองรับความเร็วรอบได้แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับพื้นผิวสัมผัสของเม็ดลูกกลิ้งและตลับวงแหวน เม็ดลูกกลิ้งที่มีลักษณะเป็นเม็ดกลมจะมีพื้นผิวสัมผัสที่น้อย เหมาะกับงานที่ต้องใช้ความเร็วสูง ต่างก้บเม็ดลูกกลิ้งที่มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกจะมีพื้นผิวสัมผัสที่มาก ไม่เหมาะสมกับงานที่ต้องใช้ความเร็ว แต่พื้นที่ผิวที่มากทำให้เม็ดรูปทรงกระบอกหรือเม็ดหมอนสามารถกระจายแรงโดยเฉพาะแรงในแนวรัศมีได้ดี เหมาะกับงานที่ต้องรับแรงโหลดเยอะ ได้อย่างก็ต้องเสียอย่างเป็นธรรมดา

4. ความร้อนของเครื่องจักร

ความร้อนก็เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ควรคำนึงถึงไม่ว่าจะจากเกิดจากตัวเครื่องจักรเอง เช่นความร้อนที่เกิดขึ้นจากแรงเสียดสีภายใน หรือตำแหน่งของเครื่องจักรที่ใกล้กับวัตถุที่มีความร้อน เช่นเตาหรือหม้อต้ม ความร้อนเหล่านี้จะทำให้เหล็กขยายตัว ไม่ว่าจะเป็นตัวเม็ดลูกกลิ้งเองก็ตาม หรือวงแหวนเหล็กภายนอกก็ตาม ทำให้เกิดการบีบอัดและเพิ่มแรงเสียดสีมากขึ้น ดังนั้นความร้อนจะส่งผลให้ตลับลูกปืนเสื่อมสภาพได้อย่างรวดเร็ว หากเลือกชนิดที่ไม่เหมาะสมนั้นเอง

นอกจากชนิดของเหล็กที่การอัตราการขยายตัวที่ไม่เท่ากันแล้ว ค่าช่องว่างเผื่อภายในตลับลูกปืน หรือ Clearance ก็เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่จะช่วยลดแรงเสียดสีภายในเมื่อเหล็กขยายตัว

กรณีศึกษา: ตลับลูกปืนทนความร้อน

มีลูกค้ารายนึงของเราเป็นโรงงานผลิตน็อต ตัวน็อตจำเป็นต้องวิ่งผ่านเตาอบซึ่งรองด้วยสายพานลำเลียง เหตุการณ์มีอยู่ว่าตลับลูกปืนที่มีหน้าที่รองรับน้ำหนักของตัวน็อตและสายพานลำเลียงเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว

ใช้เพียงแค่ 2 อาทิตย์ก็พังซะแล้ว ดังนั้นเราจึงเข้าไปชี้แนะและแก้ปัญหาให้กับลูกค้าท่านนี้ โดยการเปลี่ยนตลับลูกปืนเป็นแบบตลับลูกปืนทนความร้อนสูง ซึ่งการใช้งานของตลับลูกปืนเพิ่มจาก 2 อาทิตย์ เป็น 10 เดือนกว่า

คุณโรงงานผลิตน็อตได้ประหยัดค่าแรงพนักงานที่ใช้ในการเปลี่ยนตัวน็อตได้ถึง 20 เท่า และยังสามารถดำเนินเครื่องจักรแบบไม่ติดขัด ซึ่งส่งผลให้ไม่มีการ Breakdown ของเครื่องจักรตลอด 10 เดือนที่ผ่านมา

ดังนั้นหากคุณมีข้อสงสัย ข้อสอบถาม ทางเรายินดีให้ส่งทีมวิศวะของเราเข้าไปดูแลคุณ และสามารถให้คำแนะนำได้ เพื่อให้ต้นทุนโดยรวมของคุณต่ำลงอย่างเห็นได้ชัด

5. เนื้อที่การจัดวางและปฏิบัติ

ในบางครั้งการจัดวางของเพลาและเครื่องจักรอยู่ในตำแหน่งที่ถอดประกอบได้ยาก อาจไม่สะดวกในการติดตั้งเนื่องด้วยพื้นที่ที่จำกัด หรือเพลาที่มีขนาดยาวไม่เหมาะแก่การถอดตลับลูกปืนออกมา อาจจะต้องมีการปรับเปลื่ยน ลื้อ หรือย้ายหลาย ๆ อย่างจนวุ่นวายไปหมด สร้างความกังวลใจให้แก่ผู้ติดตั้งและถอดประกอบ เพราะการจะเปลี่ยนแปลงหรือจัดสันหาเนื้อที่เพิ่มอาจจะเป็นไปได้ยาก

กรณีศึกษา: ตลับลูกปืนแบบแยกชิ้นประกอบ (Split Bearing)

จากลูกค้าของเราที่ประสบปัญหานี้ ลูกค้าไม่สามารถเข้าไปเปลี่ยนตลับลูกปืนในจุดที่คับแคบเกินไปได้ เราจึงนำเสนอ Solution ที่แก้ปัญหาให้ลูกค้าได้โดยการใช้ Split Bearing หรือตลับลูกปืนที่สามารถแยกชิ้นส่วนได้ ลูกค้าสามารถนำไปประกอบทีละท่อนได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วนหลาย ๆ อย่างออกมา เมื่อประกอบเสร็จก็โดนล็อกไว้อย่างแน่นหนาใช้ได้ไปอีกนานเลยทีเดียว

6. ความสำคัญของเครื่องจักร

อีกหนึ่งปัจจัยที่ขาดไม่ได้เลยคือความสำคัญของเครื่องจักร เพราะบางทีคุณก็คงไม่อยากเพิ่มต้นทุนกับอะไรที่เกินความจำเป็น เครื่องจักรบางประเภท ผู้ประกอบการไม่มีปัญหาในการรอซ้อมติดตั้งใหม่ และสามารถเปลี่ยนหรือทดแทนได้ง่าย

ยกตัวอย่างเครื่องจักรที่มีความสำคัญน้อย คือเครื่องจักรที่ใช้งานไม่หนัก ไม่ต้องใช้ความแม่นยำ หรืออยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงมากนัก เช่นเครื่องจักรทางการเกษตร เครื่องจักรทอผ้า หรือเครื่องจักรบรรจุขนาดเล็ก

Y-Bearing หรือตลับลูกปืนตุ๊กตา เหมาะกับชิ้นงานที่มีลักษณะไม่สำคัญมากและหรือต้องการความสะดวกสบายในการถอดประกอบ ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า และเหมาะแก่งานที่ไม่หนักมาก

7. ความคงที่ของพื้นที่ตั้งเครื่องจักร

ความคงที่ของพื้นที่ หรือเรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า Rigidity

คุณอาจจะสงสัยว่า เอ๊ะ แล้วความคงที่จะมีความเกี่ยวข้องอย่างไรกับการเลือกใช้ตลับลูกปืน


เกี่ยวแน่นอนครับ ถ้าพื้นที่การจัดวางของเครื่องจักรของเราไม่มีความแข็งแกร่งหรือมีความยืดหยุ่น ไม่ว่าจะเกิดจากฐานรองที่ไม่แข็งแรง แผ่นรองเครื่องจักรที่ไม่แข็งแรง หรือพื้นดินทรุดลง อาจจะก่อให้เกิดการเยื้องแนวได้

เพราะถ้ามีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นกับจุดที่เครื่องจักรตั้ง ตลับลูกปืนของเราจะถูกบดบี้ด้วยการทำงานแบบ Misalignment (หรือค่าความคลาดเคลื่อนขององศาในการติดตั้ง หรือก็คือการติดตั้งแบบไม่ตรงศูนย์นั้นเอง)

ตลับลูกปืนจะมีผลกระทบอย่างแรงและทำให้ลูกปืนเสียหายได้ง่าย ดังนั้นถ้าคุณคิดว่าพื้นที่ฐานรองเครื่องจักรของคุณไม่นิ่ง เราแนะนำให้เลือกใช้ตลับลูกปืนที่สามารถให้ตัวได้ เช่นตลับลูกปืนเม็ดโค้งสองแถว หรือตลับลูกปืน Self-Aligning Ball Bearing ซึ่งมีคุณสมบัติรองรับการเยื้องแนวหรือแอ่นตัวของเพลาโดยไม่กระทบต่อการหมุมของตลับลูกปืน

8. ความไม่สม่ำเสมอของแรงที่มากระทบ

เครื่องจักรบางตัวอย่าง Crusher ที่ต้องคอยบดชิ้นส่วนวัตถุที่วนเวียนเข้ามา ทำให้มีแรงกระทบต่อตลับลูกปืนที่ไม่สม่ำเสมอและไม่เป็นจังหวะ ส่งผลให้ตลับลูกปืนสึกหรอและมีโอกาสทำให้เกิดการเยื้องแนวของตลับลูกปืนได้

ดังนั้นการเลือกตลับลูกธรรมดาๆ อาจจะส่งผลให้เครื่องจักรพังอย่างรวดเร็วก็เป็นได้

เช่นถ้าหากว่าเราเลือกตลับลูกปืนเม็ดกลมในงานจำพวกแบบนี้ (ซึ่งไม่เหมาะสม) ตลับลูกปืนเม็ดกลมใช้เม็ดลูกกลิ้งกลมๆที่มีผิวสัมพัสเป็นจุดโฟกัสอยู่จุดเดียว ดังนั้นเวลาเกิดการกระแทกอย่างไม่เป็นจังหวะอาจจะทำให้ผิวรางวิ่งของตลับลูกปืนสึกหรออย่างรวดเร็วมากกว่าการใช้ตลับลูกปืนชนิดอื่นเป็นต้น

ในกรณีแบบนี้เราจึงแนะนำให้ใช้ตลับลูกปืนที่มีเม็ดลูกกลิ้งลักษณะเม็ดหมอนที่สามารถรับการเยื้องแนวได้เพื่อกระจายแรงสัมผัสออกผ่านพื้นผิวที่มากขึ้นและยังรับการเยื้องแนวได้อีกด้วย เช่น ตลับลูกปืนเม็ดโค้งสองแถวปรับแนวได้ Spherical Roller Bearing อาจจะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า

9. สภาพแวดล้อม

เครื่องจักรของคุณอยู่ในจุดที่เปิดรับฝุ่นละอองหรือความชื้นเยอะขนาดไหน?

ตลับลูกปืนเม็ดกลมที่ใช้กันแพร่หลายนั้น มีฝาปิดเพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นหรือละอองเข้ามาในรางวิ่งของตลับลูกปืน เรามีฝาทั้งสองแบบคือแบบฝายางและแบบฝาเหล็ก

ถ้าหากฝุ่นเยอะละอองเยอะ คุณก็อาจจะต้องเลือกใช้ตลับลูกปืนที่มีฝาแบบเหล็กมาปิด

แต่ถ้าหากคุณอยากปกป้องตลับลูกปืนคุณให้ยาวนานขึ้นไปอีก โดยที่เครื่องจักรคุณไม่ได้ใช้ความเร็วรอบจัดจนเกินไป บางทีเราอาจจะแนะนำเป็นตลับลูกปืนที่เป็นฝายางให้คุณก็เป็นได้

สรุป

9 ข้อสั้นๆ จำง่ายๆ ไม่ต้องจำก็ได้นะ โทรเข้ามาถามเราได้เลย

  1. การรับแรงของตลับลูกปืนในแนวรัศมี
  2. การรับแรงรุนของตลับลูกปืนในแนวแกน
  3. ความเร็วรอบของเครื่องจักร
  4. ความร้อนของเครื่องจักร
  5. เนื้อที่การจัดวางและปฏิบัติ
  6. ความสำคัญของเครื่องจักร
  7. ความคงที่ของพื้นที่ตั้งเครื่องจักร
  8. ความไม่สม่ำเสมอของแรงที่มากระทบ
  9. สภาพแวดล้อม

ปรึกษาฟรี ไม่มีค่าใช้จ่าย! เรามีทีมวิศวะพร้อมที่จะคอยให้คำตอบและคำแนะนำคุณและแก้ปัญหาให้คุณเพื่อลดค่าใช้จ่ายและต้นทุนโดยรวมของคุณ