BlogGang.com : : scimovie : ตลับลูกปืน (Bearings)...อุปกรณ์ที่ลดแรงเสียดทาน

ตลับลูกปืน (Bearings)...อุปกรณ์ที่ลดแรงเสียดทาน

ในการเรียนวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาเรื่อง แรงและการเคลื่อนที่ได้กล่าวถึงอุปกรณ์ที่ลดการเกิดแรงเสียดทานไว้ทุกครั้งในการเรียนเกี่ยวกับแรงเสียดทาน จึงอยากนำข้อมูลและรายละเอียดของ ตลับลูกปืนมาลงไว้ เพื่อให้นักเรียนได้มีสื่อแหล่งค้นคว้าหาเพิ่มเติมอีกแห่งหนึ่ง นี่คือจุดประสงค์ของหน้านี้ครับ

ตลับลูกปืน (Bearings)
ตลับลูกปืนทำหน้าที่ลดความเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส ทำให้สามารถลดปริมาณพลังงานที่จำเป็นต้องใช้ในการขับเคลื่อนของเครื่องจักรและเนื่องจากความเสียดทานที่ลดลง จึงจะช่วยเพิ่มสมรรถนะในการทำงานของเครื่องจักร ลดการสึกหรอ

แบบและลักษณะเฉพาะของตลับลูกปืน

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก (Deep groove ball bearings)

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกแถวเดียวเป็นตลับลูกปืนที่มีการนำไปใช้งาน อย่างกว้างขวาง ร่องรางวิ่งของทั้งวงแหวนในและนอกมีลักษณะเป็นวงโค้ง (circular arcs) ซึ่งมีรัศมีโตกว่าของเม็ดบอล นอกเหนือจากแรงในแนวรัศมีที่รับได้แล้ว ยังสามารถรับแรงในแนวแกนได้ทั้งสองทิศทางด้วยในงานที่ต้องการความเร็วสูงและสูญเสียพลังงานต่ำ เนื่องจากแรงบิดต่ำ ตลับลูกปืนนี้มีทั้งแบบเปิด ฝาเหล็ก ซีลยาง ซึ่งอาจติดตั้งอยู่ทั้งสองด้านของตลับลูกปืน โดยภายในบรรจุจารบีเอาไว้ ในบางครั้งอาจมีแหวนล๊อก (snap ring) อยู่ที่ผิวนอกวงแหวนนอก รังที่ใช้โดยมากเป็นรังเหล็ก

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม (Angular contact ball bearings)

ตลับลูกปืนแบบนี้สามารถรับแรงในแนวรัศมี และแนวแกนได้ทิศทางเดียว มุมสัมผัสมีทั้ง 15 25 30 40 องศา มุมสัมผัสยิ่งมากก็ยิ่งสามารถรับแรงในแนวแกนได้มาก ค่ามุมสัมผัสน้อยเหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเร็วสูง โดยทั่วไปมักใช้ตลับลูกปืนชนิดนี้เป็นคู่ โดยจะมีการปรับช่องว่างภายในอย่างเหมาะสม สำหรับตลับลูกปืนที่มีความเที่ยงตรงสูงจะมีมุมสัมผัสน้อยกว่า 30 และใช้รังโพลียามาย (Polyamide resin cage)

ตลับลูกปืนสัมผัสเชิงมุมแถวเดี่ยวสำหรับประกบคู่ (Angular contact ball bearings single row,for paired nounting)

การนำตลับลูกปืนแนวรัศมี 2 ตลับมารวมกันในการใช้งานเราเรียกว่าการประกบคู่ (Duplex pair) ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ตลับลูกปืนเม็ดกลมเชิงมุม หรือตลับลูกปืนเทเปอร์มาทำการประกอบ การประกบคู่ทำได้ทั้งแบบหน้าชนหน้า ซึ่งวงแหวนนอกหันหน้าชนกัน (แบบ DF) แบบหลังชนหลัง (แบบ DB) หรือหันหน้าเรียงตามกัน ในทิศทางเดียว (DT) การประกอบแบบ DF และ DB สามารถรับแรงแนวรัศมีและแนวแกนได้ทั้งสองทิศทาง แบบ DT จะใช้เมื่อมีแรงในแนวแกนแรงหนึ่งซึ่งมีค่าสูงมากในทิศทางเดียว จึงจำเป็นต้องกำหนดให้รับแรงเท่ากันในตลับลูกปืนแต่ละตัว

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสองแถว (Angular contact ball bearings double row)

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสองแถวนั้น โดยพื้นฐานแล้วคือตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดียวติดตั้งแบบหลังชนหลัง ต่างกันที่แบบสองแถวนั้นมีวงแหวนในหนึ่งวง วงแหวนนอกหนึ่งวง และแต่ละวงมีรางวิ่งของตนเอง ตลับลูกปืนแบบนี้สามารถรับแรงแนวแกนได้สองทิศทาง

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก (Deep groove ball bearings)

ตลับลูกปืนสัมผัสเชิงมุมสี่จุดนั้น วงแหวนในและวงแหวนนอกแยกออกจากกันได้ เนื่องจากวงแหวนในแยกออกจากกันในระนาบรัศมี สามารถรับแรงในแนวแกนได้ สองทิศทางลูกกลิ้งทำมุม 35 องศา กับวงแหวนแต่ละวง ตลับลูกปืนสัมผัสเชิงมุมสี่จุด เพียงหนึ่งตลับเท่านั้นที่สามารถทดแทนตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดียวที่ประกบแบบหน้าชนหน้า หรือหลังชนหลัง รังที่ใช้ทั่วไปมักเป็นทองเหลืองกลึงขึ้นรูป

ตลับลูกปืนเม็ดกลมปรับแนวได้เอง (Self-aligning ball bearings)

วงแหวนในมีสองรางวิ่ง และวงแหวนนอกมีรางวิ่งลักษณะโค้ง (Spherical) อยู่หนึ่งรางวิ่ง ซึ่งจุดศูนย์กลางของความโค้ง เป็นจุดเดียวกับแนวแกนของตลับลูกปืน นั้นคือแนวแกนของวงแหวนใน เม็ดลูกกลิ้งและรังสามารถหักเหได้รอบศูนย์กลางของตลับลูกปืน
ดั้งนั้นการเยื้องแนวมุมเล็ก ๆ น้อย ๆ ของเพลาและตัวเรือน ที่ซึ่งมีสาเหตุมาจากการกลึงไสหรือการติดตั้งที่ไม่ดีพอนั้นสามารถแก้ไขได้โดยอัตโนมัติ ตลับลูกปืนนี้มักมีรูเพลาเอียงไว้สำหรับใช้กับปลอกปรับขนาด (Adapter Sleeve)

ตลับลูกปืนเม็ดกลมทรงกระบอก (Cylindrical roller thrust bearings)

ตลับลูกปืนนี้เม็ดลูกกลิ้ง ซึ่งมีลักษณะทรงกระบอกยาวจะสัมผัสเป็นเส้นตรงกับรางวิ่ง มีความสามารถในการรับแรงในแนวรัศมีได้สูง และเหมาะกับงานความเร็วสูง

ลักษณะของตลับลูกปืนมีหลายแบบทั้ง NU NJ NUP N NF สำหรับตลับลูกปืนแถวเดียว และ NNU NN สำหรับตลับลูกปืนสองแถว วงแหวนนอก และวงแหวนในของทุกแบบสามารถถอดแยกได้ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอกบางแบบไม่มีโครง หรือสันขอบ (Rib) ที่วงแหวนใน หรือวงแหวนนอกดังนั้นวงแหวนสามารถเคลื่อนที่ตามแนวแกนได้ เมื่อเทียบกับอีกวงหนึ่ง (เคลื่อนที่สัมพันธ์กัน) ซึ่งสามารถให้เป็นตลับลูกปืนที่ไม่กำหนดตำแหน่ง ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอกไม่ว่าวงแหวนในหรือนอกมีโครง 2 ด้าน หรือวงแหวนหนึ่งมีหนึ่งด้าน ก็สามารถรับแรงในแนวแกนได้ทิศทางเดียว ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก 2 แถว มีความแข็งเกร็งแนวรัศมีแนวรัศมีสูงและใช้กับเครื่องมือกลที่มีความเที่ยงตรงสูง

ปกติทั่วไปแล้วจะใช้รังเหล็ก หรือทองเหลืองกลึงขึ้นรูปแต่ในบางครั้งก็ใช้รังโพลียามายหล่อขึ้นรูป

ตลับลูกปืนเม็ดเข็ม (Needle roller bearings)

ตลับลูกปืนประกอบด้วยลูกกลิ้งเม็ดเรียวยาวมีขนาดความยาวประมาณ 3 ถึง 10 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางนอก (Bearing outside diameter) ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางวกลมใน (Inscribed circle diameter) มีค่าน้อยมีความสามารถในการแรงในแนวรัศมีค่อนข้างสูง
ตลับลูกปืนชนิดนี้มีหลายแบบให้เลือก โดยมากไม่มีวงแหวนใน ตลับลูกปืนแบบ drawn-cup นั้นมีวงแหวนนอกเป็นเหล็กปั๊ม ส่วนแบบ solid type ผลิตจากเหล็กกลึงขึ้นรูป ยังมีตลับลูกปืนที่เรียกโดยทั่วไปว่า ตลับลูกปืนกรงนก (cage-and-roller-assemblies) ซึ่งจะไม่มีวงแหวนทั้งในและนอกมาด้วย มีเพียงรังและเม็ดลูกกลิ้งเท่านั้น รังเป็นเหล็กปั๊มขึ้นรูป แต่ในบางแบบจะไม่มีรัง

ตลับลูกปืนเม็ดเรียว (Taper roller bearings)

ตลับลูกปืนชนิดนี้ใช้เม็ดลูกกลิ้งเป็นรูปกรวย มีตัวนำร่องคือโครงของวงแหวนด้านในตลับลูกปืนเม็ดเรียวสามารถรับแรงแนวรัศมีได้สูง และรับแรงในแนวแกนได้ทิศทางเดียว การใช้งานโดยทั่วไปมักจะใช้เป็นคู่ คล้ายกับตลับลูกปืนสัมผัสเชิงมุมแถวเดียว ซึ่งจะมีการปรับช่องว่างภายในตลับลูกปืนให้เหมาะสมโดยการปรับระยะแนวแกนระหว่างวงแหวนใน (cone) หรือวงแหวนนอก (cup) ของตลับลูกปืนที่ประกบกันทั้ง 2 ตลับ วงแหวนในและวงแหวนนอกสามารถแยกประกอบได้อย่างอิสระ ตลับลูกปืนชนิดนี้แบ่งออกเป็น 3 แบบ ตามมุมสัมผัสได้ดันนี้
มุมปกติ (normal angle) มุมปานกลาง (medium angle) และมุมชัน (steep angle) อีกทั้งยังมีแบบสองแถวและสี่แถวให้เลือกใช้อีกด้วย รังที่ใช้โดยมากจะเป็นรังเหล็กปั๊มขึ้นรูป

ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง (Spherical roller bearings)

ตลับลูกปืนชนิดนี้เม็ดตลับลูกปืนมีลักษณะคล้ายถังไม้โค้ง หรือเรียกว่า barrel shaped roller อยู่ระหว่างวงแหวนใน ซึ่งมีสองรางวิ่ง และวงแหวนนอกซึ่งมีหนึ่งรางวิ่ง การที่ศูนย์กลางความโค้งของผิวหนังรางวิ่งของวงแหวนนอกเป็นจุดเดียวกับแกนของตลับลูกปืนทำให้ตลับลูกปืนปรับแนวได้เอง
ดังนั้นหากเพลาหรือตลับลูกปืนเกิดโก่งตัว หรือเกิดการเยื้องแนวจากแนวแกน ก็จะสามารถรับตัวเองได้โดยอัตโนมัติ ทำให้ไม่เกิดแรงที่สูงเกินไปมากระทำต่อตลับลูกปืน ตลับลูกปืนเม็ดโค้งนั้นไม่เพียงแต่สามารถรับแรงในแนวรัศมีได้สูง แต่ยังสามารถรับแรงในแนวแกนได้สองทิศทางอีกด้วย มีความสามารถในการรับแรงแนวรัศมีได้อย่างดีเยี่ยม และเหมาะสำหรับใช้งานที่มีแรงกระทำหรือกระแทกสูง ๆ บางแบบอาจมีรูในเอียง ซึ่งอาจใช้ติดตั้งโดยตรงบนเพลาเอียงหรือติดตั้งบนเพลาตรง โดยใช้ปลอกปรับขนาด (adapter sleeve) หรือปลอกสวม (withdrawal sleeve) ปกติใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูป รังโพลียามายหล่อและรังทองเหลือกลังขึ้นรูป

ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมรับแรงทิศทางเดียว (Thrust ball bearings single direction)

ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมรับแรงทิศทางเดียว ประกอบด้วยวงแหวนที่มีลักษณะคล้ายแหวนรอง (washer like bearing ring) มีร่องรับแรงทิศทางเดียว รางวิ่งวงแหวนที่สวมติดกับเพลาเรียกว่า แหวนรองเพลา หรือวงแหวนใน (shaft washer or inner ring) ส่วนวงแหวนที่สวมติดกับตัวเรือน เรียกว่าวงแหวนรองตัวเรือน หรือวงแหวนนอก (housing washer or outer ring)

ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทาง (Thrust ball bearings double direction)

สำหรับตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทางนั้นจะมีวงแหวนสามวง วงแหวนกลาง (center ring) จะสวมติดกับเพลา ยังมีตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมที่มีแหวนรองปรับแนวได้เอง (aligning seat washer) อีกด้วย ซึ่งแหวนนี้จะอยู่ส่วนล่างของแหวนรองตัวเรือน เพื่อรับการเยื้องแนวของเพลา หรือการติดตั้งที่ไม่พอดีโดยปกติแล้วจะใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูปในตลับลูกปืนขนาดเล็ก และรังกลึงขึ้นรูป ใช้กับตลับลูกปืนขนาดใหญ่

ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดโค้ง (Spherical roller thrust bearings)

ตลับลูกปืนชนิดนี้มีรางวิ่งโค้งหนึ่งราง อยู่ที่แหวนตัวเรือน และมีเม็ดลูกกลิ้งรูปโค้งวางเรียงอยู่โดยรอบ รางวิ่งที่มีลักษณะโค้งของแหวนรองตัวเรือนนี้นั้นทำให้ตลับลูกปืนปรับแนวได้เอง และสามารถรับแรงในแนวแกนที่สูงมาก ๆ ได้ ทั้งยังสามารถรับแรงในแนวรัศมีได้ปานกลาง ในขณะที่รับแรงในแนวแกนอยู่ด้วย โดยทั่วไปใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูป หรือรังทองเหลืองกลึงขึ้นรูป

ที่มา
//www.aquip.co.th/

Create Date : 02 มกราคม 2553

Last Update : 2 มกราคม 2553 12:55:21 น.

0 comments

Counter : 18626 Pageviews.