คุณรู้หรือไม่ว่าอากาศหนาวส่งผลต่อลูกปืนล้ออย่างไร? และจะบรรเทาผลกระทบเชิงลบนี้ได้อย่างไร?

ในหลายสถานการณ์ของการผลิตเชิงอุตสาหกรรมและการทำงานของอุปกรณ์เครื่องกล ตลับลูกปืนถือเป็นส่วนประกอบสำคัญ และเสถียรภาพของสมรรถนะของตลับลูกปืนนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานปกติของระบบทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เมื่ออากาศหนาวเย็น ปัญหาที่ซับซ้อนและยุ่งยากต่างๆ จะเกิดขึ้น ซึ่งจะส่งผลกระทบเชิงลบต่อการทำงานปกติของตลับลูกปืน

 

การหดตัวของวัสดุ

ตลับลูกปืนมักทำจากโลหะ (เช่น เหล็ก) ซึ่งมีคุณสมบัติในการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อน ส่วนประกอบของแบริ่งเช่น วงแหวนด้านในและวงแหวนด้านนอก ชิ้นส่วนลูกกลิ้ง จะหดตัวในสภาพแวดล้อมที่เย็น สำหรับตลับลูกปืนขนาดมาตรฐาน เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในและด้านนอกอาจหดตัวลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 20°C ถึง -20°C การหดตัวนี้อาจทำให้ระยะห่างภายในของตลับลูกปืนลดลง หากระยะห่างน้อยเกินไป แรงเสียดทานระหว่างตัวลูกกลิ้งและวงแหวนด้านในและด้านนอกจะเพิ่มขึ้นในระหว่างการทำงาน ซึ่งจะส่งผลต่อความยืดหยุ่นในการหมุนของตลับลูกปืน เพิ่มความต้านทาน และแรงบิดเริ่มต้นของอุปกรณ์

การเปลี่ยนแปลงความแข็ง

อากาศเย็นจะทำให้ความแข็งของวัสดุตลับลูกปืนเปลี่ยนแปลงไปในระดับหนึ่ง โดยทั่วไปโลหะจะเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และมีความแข็งเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในกรณีของเหล็กตลับลูกปืน แม้ว่าความเหนียวจะดี แต่ก็ยังลดลงในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นจัด เมื่อตลับลูกปืนได้รับแรงกระแทก การเปลี่ยนแปลงความแข็งนี้อาจทำให้ตลับลูกปืนแตกร้าวหรือแตกหักได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น ในตลับลูกปืนของอุปกรณ์ทำเหมืองกลางแจ้ง หากได้รับแรงกระแทกจากแร่ที่ตกลงมาในสภาพอากาศเย็น ตลับลูกปืนจะมีโอกาสเสียหายมากกว่าที่อุณหภูมิปกติ

การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการทำงานของจารบี

จาระบีเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้ตลับลูกปืนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในสภาพอากาศหนาวเย็น ความหนืดของจาระบีจะเพิ่มขึ้น จาระบีทั่วไปอาจหนาขึ้นและมีของเหลวน้อยลง ทำให้ยากต่อการสร้างฟิล์มน้ำมันที่ดีระหว่างลูกกลิ้งและรางวิ่งของตลับลูกปืน ในตลับลูกปืนมอเตอร์ จาระบีสามารถเติมเต็มช่องว่างภายในได้อย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิปกติ เมื่ออุณหภูมิลดลง จาระบีจะเหนียวและลูกกลิ้งไม่สามารถนำจาระบีไปยังส่วนสัมผัสทั้งหมดได้อย่างสม่ำเสมอในระหว่างการกลิ้ง ซึ่งจะเพิ่มแรงเสียดทานและการสึกหรอ และความเร็วในการหมุนอาจผันผวน ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของขนาดของชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึง ในกรณีที่รุนแรง อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือแม้กระทั่งการยึดติดของตลับลูกปืน

อายุการใช้งานสั้นลง

ปัจจัยเหล่านี้ประกอบกัน ได้แก่ แรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น ความเหนียวทนต่อแรงกระแทกที่ลดลง และการหล่อลื่นที่ไม่ดีของตลับลูกปืนในสภาพอากาศหนาวเย็น ล้วนเร่งการสึกหรอของตลับลูกปืนให้เร็วขึ้น ในสถานการณ์ปกติ ตลับลูกปืนอาจสามารถทำงานได้หลายพันชั่วโมง แต่ในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น การสึกหรอที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ตลับลูกปืนทำงานได้นานหลายร้อยชั่วโมง เช่น การสึกหรอของตัวตลับลูกปืนแบบกลิ้ง หลุมร่องราง ฯลฯ ซึ่งทำให้อายุการใช้งานของตลับลูกปืนสั้นลงอย่างมาก

 

เมื่อเผชิญกับผลกระทบด้านลบของสภาพอากาศหนาวเย็นต่อตลับลูกปืน เราควรบรรเทาผลกระทบเหล่านั้นอย่างไร?

เลือกจาระบีให้เหมาะสมและควบคุมปริมาณ

ในสภาพอากาศหนาวเย็น ควรใช้จาระบีที่มีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำที่ดี จาระบีประเภทนี้สามารถรักษาความลื่นไหลได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ เช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีสารเติมแต่งพิเศษ (เช่น จาระบีโพลียูรีเทน) จาระบีชนิดนี้มีความหนืดไม่มากจนเกินไปและสามารถลดแรงเสียดทานของตลับลูกปืนได้อย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการเริ่มต้นและการทำงาน โดยทั่วไปแล้ว จุดเท (อุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำมันที่เย็นตัวแล้วสามารถไหลได้ภายใต้สภาวะการทดสอบที่กำหนด) ของจาระบีอุณหภูมิต่ำจะต่ำมาก และบางชนิดอาจต่ำถึง -40°C หรือต่ำกว่านั้น จึงมั่นใจได้ว่าตลับลูกปืนจะได้รับการหล่อลื่นอย่างดีแม้ในสภาพอากาศหนาวเย็น

การเติมจารบีในปริมาณที่เหมาะสมก็มีความสำคัญต่อการทำงานของตลับลูกปืนในสภาพอากาศหนาวเย็นเช่นกัน การเติมจารบีในปริมาณที่น้อยเกินไปจะทำให้การหล่อลื่นไม่เพียงพอ ในขณะที่การเติมจารบีมากเกินไปจะทำให้ตลับลูกปืนเกิดแรงต้านทานการกระเพื่อมมากเกินไประหว่างการทำงาน ในสภาพอากาศหนาวเย็น ควรหลีกเลี่ยงการเติมจารบีมากเกินไปเนื่องจากความหนืดของจารบีที่เพิ่มขึ้น โดยปกติแล้ว สำหรับตลับลูกปืนขนาดเล็กและขนาดกลาง ปริมาณจารบีที่เติมจะอยู่ที่ประมาณ 1/3 - 1/2 ของพื้นที่ภายในตลับลูกปืน ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการหล่อลื่นและลดแรงต้านทานที่เกิดจากจารบีส่วนเกิน

 

เปลี่ยนจารบีเป็นประจำและเสริมความแข็งแรงให้กับซีล
แม้จะเลือกใช้จาระบีอย่างเหมาะสม แต่เมื่อเวลาผ่านไปและการทำงานของตลับลูกปืน จาระบีก็จะปนเปื้อน เกิดออกซิเดชัน และอื่นๆ ปัญหาเหล่านี้อาจรุนแรงขึ้นในสภาพอากาศหนาวเย็น ขอแนะนำให้ลดรอบการเปลี่ยนจาระบีให้สั้นลงตามการทำงานของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมปกติ จาระบีอาจเปลี่ยนทุก 6 เดือน และในสภาพอากาศหนาวเย็น จาระบีอาจลดเหลือทุก 3-4 เดือน เพื่อให้มั่นใจว่าจาระบีจะอยู่ในสภาพดีอยู่เสมอ
การซีลที่ดีสามารถป้องกันอากาศเย็น ความชื้น และสิ่งสกปรกเข้าสู่ตลับลูกปืนได้ ในสภาพอากาศหนาวเย็น คุณสามารถใช้ซีลประสิทธิภาพสูง เช่น ซีลริมฝีปากคู่หรือซีลลาบิรินธ์ ซีลริมฝีปากคู่มีริมฝีปากด้านในและด้านนอกเพื่อป้องกันสิ่งแปลกปลอมและความชื้นจากภายนอกได้ดีขึ้น ซีลลาบิรินธ์มีโครงสร้างแบบช่องที่ซับซ้อน ทำให้สารภายนอกเข้าสู่ตลับลูกปืนได้ยากขึ้น วิธีนี้ช่วยลดความเสียหายต่อโครงสร้างภายในตลับลูกปืนที่เกิดจากการขยายตัวของน้ำแข็งเกาะ รวมถึงป้องกันสิ่งสกปรกไม่ให้เข้ามา ส่งผลให้ตลับลูกปืนสึกหรอมากขึ้น
พื้นผิวของตลับลูกปืนสามารถเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกัน เช่น สีกันสนิมหรือสารเคลือบป้องกันอุณหภูมิต่ำ สีกันสนิมสามารถป้องกันตลับลูกปืนจากการเกิดสนิมในสภาพอากาศเย็นหรือเปียกชื้น ในขณะที่สารเคลือบป้องกันอุณหภูมิต่ำสามารถลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อวัสดุตลับลูกปืน สารเคลือบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันพื้นผิวตลับลูกปืนจากการกัดเซาะโดยตรงในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ และยังช่วยลดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอีกด้วย
การวอร์มอัพอุปกรณ์
การอุ่นเครื่องทั้งหมดก่อนเริ่มใช้งานเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ สำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กบางชนิด สามารถนำไปวางไว้ใน “ห้องควบคุม” เป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้อุณหภูมิของตลับลูกปืนสูงขึ้น สำหรับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น ตลับลูกปืนเครนขนาดใหญ่ สามารถใช้เทปทำความร้อน พัดลมร้อน หรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่ออุ่นชิ้นส่วนตลับลูกปืนได้ โดยทั่วไปอุณหภูมิในการอุ่นเครื่องสามารถควบคุมได้ประมาณ 10-20°C ซึ่งสามารถทำให้ชิ้นส่วนตลับลูกปืนขยายตัวและกลับสู่ระยะห่างปกติ ขณะเดียวกันก็ช่วยลดความหนืดของจาระบี ซึ่งเอื้อต่อการเริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์ได้อย่างราบรื่น
สำหรับตลับลูกปืนบางประเภทที่สามารถถอดประกอบได้ การอุ่นน้ำมันก่อนใช้งานเป็นวิธีที่ดี ใส่ตลับลูกปืนลงในน้ำมันหล่อลื่นที่อุ่นไว้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม เพื่อให้ตลับลูกปืนได้รับความร้อนอย่างทั่วถึง วิธีนี้ไม่เพียงแต่ทำให้วัสดุของตลับลูกปืนขยายตัว แต่ยังช่วยให้น้ำมันหล่อลื่นซึมเข้าสู่ช่องว่างภายในของตลับลูกปืนได้อย่างเต็มที่ อุณหภูมิน้ำมันที่อุ่นไว้ล่วงหน้าโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 30-40°C สามารถควบคุมเวลาได้ตามขนาดของตลับลูกปืน วัสดุ และปัจจัยอื่นๆ ภายในเวลาประมาณ 1-2 ชั่วโมง ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสตาร์ทของตลับลูกปืนในสภาพอากาศเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แม้ว่าความเย็นจะสร้างปัญหาให้กับตลับลูกปืน แต่การเลือกใช้จาระบี การซีล และการอุ่นเครื่องที่เหมาะสมก็สามารถสร้างแนวป้องกันที่แข็งแกร่งได้ ไม่เพียงแต่ช่วยให้ตลับลูกปืนทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ในอุณหภูมิต่ำ ช่วยยืดอายุการใช้งาน แต่ยังส่งเสริมการพัฒนาที่มั่นคงของอุตสาหกรรม ทำให้ TP สามารถก้าวสู่เส้นทางอุตสาหกรรมใหม่ได้อย่างมั่นคง

ทีพี,ลูกปืนล้อและชิ้นส่วนรถยนต์ผู้ผลิตตั้งแต่ปี 1999 ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคสำหรับตลาดอะไหล่ยานยนต์!รับโซลูชั่นทางเทคนิคตอนนี้!