ตลับลูกปืน ( Bearings ) คืออะไร ?

ตลับลูกปืน ได้รับการออกแบบให้เอาชนะแรงเสียดทาน เพื่อให้หมุนได้ง่าย แรงเสียดทานคือ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ ของพื้นผิวสองอย่างที่สัมผัสกัน 

การลดแรงเสียดทานระหว่างสองพื้นผิว จึงทำได้โดยการใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน

• ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
• บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน
• ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผิวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์
• การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ
•     การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทำให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง 

                                                                                                                                                                                                                                                             
ตลับลูกปืน ทำหน้าที่รองรับและรักษาตำแหน่งชิ้นส่วนของเครื่องจักรงานหมุนต่อเนื่องหรือหมุนไปกลับ เช่น เพลา แกน หรือล้อ และส่งถ่ายกำลังระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ของ

เครื่องจักร ตลับลูกปืนเหล่ามีความแม่นยำสูงและแรงเสียดทานต่ำ ดังนั้นจึงรองรับความเร็วการหมุนได้สูง  พร้อมทั้งลดเสียงรบกวน ความร้อน ความสิ้นเปลืองพลังงาน และการ

สึกหรอ

การเลือกชนิดตลับลูกปืนให้เหมาะสมกับเครื่องจักรของคุณ

ตลับลูกปืน ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับเพลาทั้งแนวรัศมีและแนวแกน มีหน้าที่หลักในการรับน้ำหนัก และถ่ายทอดแรงที่เกิดขึ้นจากเพลาลงไปสู่อุปกรณ์ต่างๆ ของเครื่องจักร

• การรับแรงของตลับลูกปืนในแนวรัศมี ( Radial load )

     เป็นแรงที่มากระทบกับลูกปืนที่ไม่ว่ามาจากน้ำหนักของตัวเพลาเองหรือน้ำหนักของสิ่งที่เพลากำลังรั่งไว้ หรือแรงที่มากระทบโดยรอบ

• การรับแรงของตลับลูกปืนในแนวแกน ( Axial load )

• การรับแรงรวม ( Combined load )

                

 ส่วนประกอบของตลับลูกปืน ( Bearing Components ) มีดังนี้

  1. Outer ring วงแหวนรอบนอก ทำหน้าที่ประคองเม็ดลูกปืนภายใน

  2. Ball or Roller เม็ดลูกกลิ้ง ทำหน้าที่รับน้ำหนัก และถ่ายเทแรงที่เกิดขึ้นจากแกนหมุน

  3. Separator or Retainer ตัวกั้น หรือ รัง ทำหน้าที่กำหนดระยะห่างระหว่างเม็ดลูกกลิ้งให้มีระยะห่างที่เท่ากัน และไม่ให้เม็ดลูกกลิ้งสัมผัสกัน

  4. Inner ring วงแหวนด้านใน ทำหน้าที่ป้องกันเม็ดลูกกลิ้งไม่ให้สัมผัสกับเพลาโดยตรง

  5. Seal or Shield ซีลยาง แผ่นป้องกันสิ่งแปลกปลอม ใช้สำหรับป้องกันสิ่งแปลกปลอมไม่ให้เข้าไปภายในตลับลูกปืน

  ซึ่งประเภทของ Rolling bearing มีมากมายหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็น ลูกบอลทรงกลม ( Ball ) , ลูกกลิ้งทรงโค้ง แบบสมมาตร ( Spherical roller symmetrical ) , ลูกกลิ้งทรงโค้ง

แบบไม่สมมาตร ( Spherical roller asymmetrical ) , ลูกกลิ้งทรงกระบอก ( Cylinder rollers ) , ลูกกลิ้งทรงกระบอกเรียว ( Tapered roller ) และ ลูกกลิ้งเข็ม ( Needle roller )

โดยแรงเสียดทานและการรับแรงที่เกิดขึ้นก็แตกต่างกันไป

   ประเภทของตลับลูกปืน มีอะไรบ้าง ?

   ตลับลูกปืนถูกออกแบบมา 2 ประเภทใหญ่ ๆ นั้นก็คือ ตลับลูกปืนลูกกลิ้ง(Rolling-element Bearing) และ ตลับลูกปืนกาบ (Plain bearing)

 ตลับลูกปืนเม็ดกลม ( Ball Bearings )

ตลับลูกปืนเม็ดกลมชนิดต่างๆได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับน้ำหนักบรรทุกและความเร็วที่แตกต่างกัน ลักษณะของเม็ดลูกปืนจะเป็นทรงกลมถูกบรรจุไว้ภายใน

เคลื่อนที่อยู่ระหว่างวงแหวนชั้นนอก (Outer ring) และวงแหวนชั้นใน (Inner ring) เม็ดของลูกปืนนี้ทำจากโลหะแข็ง ทำหน้าที่รองรับการเคลื่อนที่และลดความฝืดระหว่างเพลากับ

เครื่องจักร อีกทั้งยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการหมุนได้อีกด้วย

ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก ( Roller bearings )

ตลับลูกปืนชนิด Roller bearing ลักษณะของเม็ดลูกปืนทรงกระบอกจะถูกบรรจุไว้ภายใน ซึ่ง่เคลื่อนที่อยู่ระหว่างวงแหวนด้านบนและวงแหวนด้านล่าง เม็ดของลูกปืนนี้ทำจากโลหะแข็ง มีหน้าที่เหมือนกับ ลูกปืนเม็ดกลม แต่ Roller bearing นั้นนิยมนำมาใช้รับแรงตามแนวแกน ซึ่งรับแรงได้ดีกว่าลูกปืนทรงกลม

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก ( DEEP GROOVE BALL BEARINGS )

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกเป็นตลับลูกปืนแบบธรรมดา พื้นฐานทั่วไปที่นิยมใช้กันมากทั้งแบบฝาเหล็ก และฝายางปิดพร้อมบรรจุจาระบีเพื่อสะดวกในการนำไปใช้งานได้ทันที

ตลับลูกปืนชนิดนี้ยังมีแบบที่ประกอบแหวนบังคับตำแหน่งเพื่อช่วยให้ทำงานได้ง่ายมากยิ่งขึ้นเมื่อต้องการกำหนดตำแหน่งของตลับลูกปืนในการประกอบที่แหวนวงนอก

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกถูกเลือกใช้กันอย่างกว้างขวาง ร่องลึกที่แหวนวงในและแหวนวงนอกทำให้สามารถรองรับภาระในแนวรัศมีและแนวแกนได้ทั้งสองทิศทาง

รวมทั้งภาระผสมที่เกิดจากการรวมแรง ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกเหมาะกับการนำไปใช้กับงานที่มีความเร็วรอบในการหมุนสูง  

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสองแถวปรับแนวได้เอง ( SELF-ALIGNING BALL BEARINGS )

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสองแถวปรับแนวได้เอง เป็นตลับลูกปืนที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีลักษณะของการเยื้องแนวเกิดขึ้น หรือ Misalignment มีทั้งแบบไม่มีฝา และแบบมีฝาปิด

ภายในตลับลูกปืนมีจาระบีบรรจุมาจากโรงงาน นอกจากนี้ยังมีแบบที่มีรูเรียวสำหรับไว้ใช้งานกับปลอกปรับขนาดเพลาที่ติดตั้งในชุดเสื้อพลัมเมอร์บล็อก

เหมาะกับเครื่องจักรที่ต้องการความประหยัด

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม ( ANGULAR CONTACT BALL BEARINGS )

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม เป็นตลับลูกปืนที่ออกแบบมาให้เหมาะสำหรับการรับแนวแรงรวมที่เกิดจากแรงในแนวรัศมีและแรงในแนวแกนกระทำกับตลับลูกปืนพร้อมกัน

เป็นตลับลูกปืนที่เพิ่มแข็งแรงของเพลาและยังช่วยให้การออกแบบเครื่องจักรง่ายขึ้น เนื่องจากตลับลูกปืนสามารถกำหนดตำแหน่งของเพลสได้สองทิศทาง

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสสัมผัสเชิงมุมมีทั้งแบบไม่มีฝา และฝาปิดกันฝุ่น และยังมีตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสี่จุดที่ช่วยลดพื้นที่ที่จำเป็นของตลับลูกปืน

สำหรับลักษณะการใช้งานที่มีแนวรุนและแนวแกนเกิดขึ้นทั้งสองทิศทาง

ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลม ( THRUST BALL BEARINGS )

ตลับลูกปืนกันรุน มีหลายชนิดโดยจะมีความแตกต่างกันในเรื่องรูปร่างของชุดเม็ดลูกกลิ้งและการนำไปใช้งานความเร็วรอบในการหมุนที่ยอมรับได้โดยทั่วไปแล้วค่อนข้างต่ำ

และยังต้องพิจารณา ทบทวนถึงการหล่อลื่นด้วยเช่นกันนอกจากนี้แล้วตามข้อมูลที่ได้ให้ไว้ด้านล่าง ตลับลูกปืนกันรุน นั้นจะมีหลายแบบแตกต่างกันไป เพื่อให้เหมาะต่อการใช้งานเป็นกรณีพิเศษ

- ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมทิศทางเดียว ประกอบด้วยแหวนเพลาหนึ่งวง แหวนเสื้อหนึ่งวงและชุดเม็ดบอลพร้อมรัง  ชุดตลับลูกปืนเป็นแบบแยกส่วนได้

ดังนั้นจึงสะดวกในการประกอบติดตั้ง เนื่องจากแหวนทั้งสองวงและชุดเม็ดลูกกลิ้ง สามารถแยกติดตั้งได้อย่างอิสระ

- ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทาง ประกอบด้วยแหวนเพลาหนึ่งวง  แหวนเสื้อสองวง และชุดเม็ดบอลพร้อมรังสองชุด

ตลับลูกปืนสามารถแยกชิ้นส่วนได้ทำให้การประกอบติดตั้งทำได้สะดวก แหวนเสื้อและชุดเม็ดบอลของตลับลูกปืนชนิดนี้มีลักษณะเหมือนกับชิ้นส่วนของตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมทิศทางเดียวทุกประการ

     - ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลมขนาดเล็ก มีทั้งรุ่นที่แหวนเสื้อเป็นผิวแบนราบ และรุ่นที่แหวนเสื้อเป็นผิวโค้ง ตลับลูกปืนที่มีแหวนเสื้อเป็นผิวโค้งสามารถใช้ร่วมกับแหวนรองที่เป็นผิวโค้ง

     เพื่อชดเชยการเยื้องแนวที่เกิดขึ้นระหว่างเสื้อและเพลา

       ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก ( CYLINDRICAL ROLLER BEARINGS )

       ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก ชุดเม็ดลูกกลิ้งมีลักษณะเป็นทรงกระบอกทำให้มีความสามารถ ในการรับภาระได้สูง ในแนวแกนเป็นไปได้อย่างอิสระและคล่องตัว

         ถูกคิดค้นเพื่อนำไปใช้งาน ในลักษณะที่เรียกว่า“ตลับลูกปืนสำหรับด้านที่เคลื่อนตัวได้”เพื่อ รองรับการขยายตัวของเพลาสำหรับกรณีที่มีขอบสันตลับลูกปืน

         สามารถรับแรงขนาดเบาในแนวแกนได้โดยอาศัยการยันกันระหว่าง ขอบของเม็ดลูกกลิ้งและขอบสันของวงแหวน

          ตลับลูกปืนเม็ดเข็ม ( NEEDLE ROLLER BEARINGS ) 

      ตลับลูกปืนเม็ดเข็มใช้ชุดเม็ดลูกกลิ้งที่เป็นเม็ดเข็มโดยจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตสุดไม่เกิน5มิลลิเมตรและมีสัดส่วนความยาว ของเม็ดอยู่ที่ 3 ถึง 10 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางจากการใช้เม็ดลูกกลิ้งแบบเม็ดเข็ม

        จึงมีขนาดหน้าตัดที่ค่อนข้างบาง แต่มีคุณสมบัติรับภาระที่สูงได้ดี เนื่องจากมีเม็ดลูกกลิ้งจำนวนมากอีกทั้งยังมีการคงตัวสูงจึงเหมาะที่จะนำไปใช้กับงานที่มีการเคลื่อนที่ แบบไม่คงที่

         ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง ( SPHERICAL ROLLER BEARINGS ) 

        ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง ร่องกลิ้งของแหวนวงนอกจะมีผิวหน้าสัมผัสเป็นแนวโค้งและ เช่นเดียวกันกับแหวนวงในที่จะยึดชุดเม็ดลูกกลิ้งที่มีลักษณะเป็นเหมือนถังทรงกลมจำนวนสองแถว

        ตลับลูกปืนเม็ดโค้งสามารถปรับแนวประคองศูนย์ได้เพื่อรองรับการเบี่ยงเบนของแกน หรือเพลาได้เป็นอย่างดี

        ตลับลูกปืนชนิดนี้เหมาะที่จะใช้รับภาระ ที่หนักหน่วงได้เป็นอย่างดีจึงเป็นที่นิยมในการใช้งานในเครื่องจักร งานอุตสาหกรรม รถแทรคเตอร์ รถบด 

         ตลับลูกปืนเม็ดเรียว ( TAPERED ROLLER BEARINGS ) 

       ตลับลูกปืนเม็ดเรียวหรือตลับลูกปืนเตเปอร์ จะมีรางวิ่งของวงแหวนใน และวงแหวนนอกลาดเอียงหากลากเส้นต่อจากผิวของแหวนทั้งสอง จะเกิดจุดตัดที่แนวแกนของตลับลูกปืน

         ลักษญะการออกแบบนี้ทำให้ตลับลูกปืนเม็ดเรียว เหมาะสำหรับรองรับแรงรวม คือแรงในแนวรัศมีผสมกับแรงในแนวแกน

         ตลับลูกปืนเม็ดเรียวสามารถแยกชิ้นส่วนได้ คือ 1.วงแหวนนอก cup 2.ส่วนกรวย cone จะมีวงแหวนในติดกับเม็ดลูกปืนพร้อม รัง ซึ่งในส่วนรังจะมีแบบที่เป็นเหล็กอัดขึ้นรูป และ รังโพลียาไมด์ 

       ตลับลูกปืนเม็ดโค้งกันรุน ( SPHERICAL ROLLER THRUST BEARINGS ) 

     ตลับลูกปืนเม็ดโค้งกันรุน เป็นตลับลูกปืนเม็ดโค้งแถวเดียวที่สามารถปรับตั้งเชิงมุมได้ ตลับลูกปืนชนิดนี้ประกอบด้วยแหวนรองเพลาทรงตันและแหวนรองเสื้อ และลูกกลิ้งทรงป้อมชนิดไม่สมมาตรพร้อมรัง

      รังจะยึดชุดลูกปืนพร้อมชุดรังเข้ากับแหวนรองกำหนดตำแหน่งเพลา ตลับลูกปืนสามารถถอดแยกชิ้นส่วนได้ ผลที่ได้คือ ชิ้นส่วนลูกปืนสามารถติดตั้งแยกจากกันได้

      ตลับลูกปืนเม็ดโค้งสองแถวกันรุน สามารถรองรับแรงในแนวแกนได้สูงมาก และใช้งานที่ความเร็วค่อนข้างสูงได้ ภายใต้สภาวะการทำงานที่หนักที่สุด ตัวอย่างเช่น ในชุดเกียร์ เครื่องรีดกระดาษ

     เครื่องยนต์สำหรับการใช้งานในเรือ และเครื่องยนต์หางเสือ เฟืองยก เครื่องจักรกลก่อสร้าง และเครื่องอัดรีด