ไขข้อสงสัย ตลับลูกปืน (Bearing) คืออะไร? มีกี่ประเภท?

ชิ้นส่วนหนึ่งของเครื่องจักรที่ขาดไปไม่ได้เลย นั่นก็คือ ตลับลูกปืน ที่เป็นอะไหล่สำคัญในการช่วยทำให้เครื่องจักรหมุนหรือเลื่อนได้ แต่ว่าตลับลูกปืนมีหลากหลายชนิด ซึ่งเหมาะกับงานแต่ละประเภทที่แตกต่างกันไป บทความนี้เลยจะพาไปรู้จักตลับลูกปืนให้ลึกขึ้นอีกสักนิดกัน!

ตลับลูกปืน (Bearing) คืออะไร?

ตลับลูกปืน (Bearing) คือ ชิ้นส่วนหลักในการรับน้ำหนัก และถ่ายทอดแรงที่เกิดขึ้นจากเพลา ทั้งแนวรัศมีและแนวแกน ลงไปสู่อุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครื่องจักรที่มีการหมุน ทำหน้าที่ช่วยลดแรงเสียดทานหรือลดความฝืด (friction) ระหว่างการหมุน หรือการเลื่อน หากตลับลูกปืนเกิดการชำรุด ก็สามารถถอดเปลี่ยนได้ ประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเพลาหรือเฟื่อง

โดยปกติแล้วตลับลูกปืนเป็นชิ้นส่วน ที่มีการเสียดสีมากแทบตลอดเวลา ซึ่งจะทำให้มีการสึกหรอ และชำรุดได้ไว จึงจำเป็นต้องถูกหล่อลื่นด้วยสารหล่อลื่น (lubricant) เสมอ เพื่อให้การทำงานเป็นไปได้อย่างคล่องตัว ที่สำคัญควรหมั่นตรวจสอบตลับลูกปืน และเปลี่ยนใหม่เมื่อมีอาการชำรุดเสียหาย

ตลับลูกปืน (Bearing) มีกี่ประเภท? มีอะไรบ้าง?

ในด้านการใช้งาน ตลับลูกปืนถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ ตลับลูกปืนกาบ (Plain Bearing) และตลับลูกปืนลูกกลิ้ง (Rolling-element Bearing) โดยสามารถแยกย่อยออกไปอีกหลายชนิด

ตลับลูกปืนจึงแบ่งได้ 2 ประเภท ดังนี้

1.ตลับลูกปืนกาบ (Plain Bearing)

ตลับลูกปืนประเภทนี้ ประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักเพียงอย่างเดียว คือ กระบอกกลวงที่มีหน้าที่กักเก็บสารหล่อลื่น เพื่อนำเพลาเครื่องจักรเข้าไปใส่ในตลับลูกปืน มีหลักการทำงานที่จะไม่มีชิ้นส่วนใดหมุนเลย นอกจากแกนเพลา โดยใช้สารหล่อลื่นชั้นบาง ๆ ที่กักเก็บไว้ที่ตรงกลางของตลับลูกปืนกาบและเพลา เพื่อให้เพลาหมุนได้อย่างอิสระ และไม่เกิดความร้อนจากการเสียดสีของเหล็ก ตลับลูกปืนชนิดนี้จึงเหมาะกับการใช้งานกับอุปกรณ์ที่มีรอบต่ำมากกว่ารอบสูง

2. ตลับลูกปืนลูกกลิ้ง (Rolling-element Bearing)

ตลับลูกปืนประเภทนี้ จะมีชิ้นส่วนประกอบที่ค่อนข้างซับซ้อนมากขึ้นกว่าตลับลูกปืนแบบกาบ โดยส่วนประกอบหลัก ๆ ของตลับลูกปืนลูกกลิ้ง แยกออกมาได้ดังนี้

• แหวนวงนอก (Outer ring) มีหน้าที่ประคองเม็ดลูกปืนภายในตลับ
• เม็ดลูกกลิ้ง (Ball or Roller) มีทำหน้าที่รับน้ำหนัก และถ่ายเทแรงที่เกิดขึ้นจากแกนหมุน
• แหวนวงใน (Inner ring) มีหน้าที่ป้องกันเม็ดลูกกลิ้งไม่ให้สัมผัสกับเพลาโดยตรง
• ตัวกั้น หรือ รัง (Separator or Retainer) มีหน้าที่กำหนดระยะห่างไม่ให้เม็ดลูกกลิ้งสัมผัสกันเอง และยังช่วยรักษาระยะห่างของเม็ดลูกกลิ้งให้เท่ากันอีกด้วย
• แผ่นป้องกันสิ่งแปลกปลอม (Seal or Shield) มีหน้าที่สำหรับป้องกันไม่ให้สิ่งแปลกปลอมเข้าไปภายในตลับลูกปืน

โดยตลับลูกปืนลูกกลิ้ง ยังสามารถแบ่งประเภทย่อยตามชนิดของเม็ดลูกปืนที่อยู่ภายในได้อีก ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ ตลับลูกปืนที่มีเม็ดลูกปืนภายในเป็นรูปทรงกลม (Ball Bearing) และ ตลับลูกปืนที่มีเม็ดลูกปืนภายในเป็นรูปทรงกระบอก (Roller bearing)

2.1 ตลับลูกปืนที่มีเม็ดลูกปืนภายในเป็นรูปทรงกลม (Ball Bearing)

• ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก (Deep Groove Ball Bearing)

เป็นตลับลูกปืนที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรอุตสาหกรรม เพราะสามารถผลิตเป็นขนาดต่าง ๆ ได้และประกอบติดตั้งง่าย มีคุณสมบัติในการรับแรงรอบตัว ทนทาน และสามารถใช้งานได้ที่ความเร็วรอบสูง

• ตลับลูกปืนเม็ดกลมสองแถวปรับแนวเองได้ (Self-Aligning Ball Bearing)

เป็นตลับลูกปืนที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีลักษณะของการเยื้องแนวเพลา หรือ Misalignment โดยลักษณะของตลับลูกปืนประเภทนี้จะมีแหวนวงนอกและวงในที่สามารถปรับมุมได้ ภายในตลับมีจาระบีบรรจุมาจากโรงงาน เหมาะกับเครื่องจักรที่ต้องการความประหยัด

• ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม (Angular Ball Bearing)

มีคุณสมบัติในการรับแรงได้อย่างดี เช่นเดียวกับตลับลูกปืนชนิดเม็ดกลมร่องลึก แต่สิ่งที่พิเศษขึ้นมาของตลับลูกปืนชนิดนี้คือ สามารถเลือกมุมสัมผัสเพื่อให้เข้ากับชิ้นงานได้ตามต้องการ ทำให้เมื่อเลือกมุมองศาสัมผัสสูง ก็จะสามารถรับแรงแนวแกนได้สูงขึ้น แต่ต้องแลกกับการรับแรงแนวรัศมีลดลง จึงเหมาะสำหรับงานที่ต้องการใช้รอบต่อนาทีที่สูง

• ตลับลูกปืนกันรุนเม็ดกลม (Thrust Ball Bearing)

ตลับลูกปืนชนิดนี้เป็นแบบแยกส่วน โดยประกอบด้วย แหวนเพลา 1 วง แหวนเสื้อ 2 วง และชุดเม็ดลูกกลิ้งพร้อมรัง 2 ชุด ดังนั้นจึงสะดวกอย่างมากต่อการประกอบติดตั้ง และเหมาะสำหรับงานที่ต้องรับแรงแนวแกนที่สูงมากเป็นพิเศษ เช่นเครื่องจักรที่ต้องทำงานในแนวตั้งเป็นต้น

2.2 ตลับลูกปืนที่มีเม็ดลูกปืนภายในเป็นรูปทรงกระบอก (Roller bearing)

• ตลับลูกปืนเม็ดทรงกระบอก (Cylindrical Roller Bearing)

ตลับลูกปืนชนิดนี้สามารถรับแรงกดในแนวรัศมีได้มาก เพราะว่ามีพื้นที่สัมผัสลูกกลิ้งเยอะ จึงช่วยลดปัญหาที่เกิดจากการเยื้องแนวของเพลา ทั้งยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการหล่อลื่นตลับลูกปืน เหมาะกับงานที่ต้องใช้ความเร็วทำรอบสูง แต่ถึงอย่างนั้นการรับแรงแนวแกนก็ไม่มากเท่าตลับลูกปืนเม็ดกลม

• ตลับลูกปืนเม็ดเข็ม (Needle Roller Bearing)

เป็นตลับลูกปืนที่มีหน้าตัดเล็ก มีคุณสมบัติคล้ายกับตลับลูกปืนทรงกระบอก โดยสามารถรับแรงแนวรัศมีได้สูงมากและมีความแข็งแรงสูง แต่จะตอบโจทย์กับงานที่มีพื้นที่หน้าตัด พื้นที่จำกัด หรือการออกแบบที่มีลักษณะเล็กกระทัดรัดเป็นพิเศษเท่านั้น

• ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง (Spherical Roller Bearing)

เป็นตลับลูกปืนที่แข็งแรงทนทาน สามารถรองรับการเยื้องแนวของเพลาได้ดี เพราะสามารถปรับแนวมุมได้เอง อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานยาวนาน แม้ใช้งานที่ต้องรับแรงในปริมาณสูงมาก เหมาะกับการใช้งานทั้งแบบติดตั้ง และใช้งานบนปลอกปรับขนาดเพลา

• ตลับลูกปืนเม็ดเรียว (Tapper Roller Bearing)

ออกแบบมาเพื่อรับแรงแนวรัศมี และแนวแกนได้อย่างดีพิเศษ เพราะสามารถรับแรงรวมได้ในปริมาณมาก สามารถช่วยลดปัญหาที่มาจากการเยื้องแนวของเพลา ลดแรงเสียดทานจากแรงบิด ช่วยให้อายุการใช้งานยาวนาน และช่วยเพิ่มให้การผลิตมีความแม่นยำสูง เหมาะกับชิ้นงานที่ต้องการความแข็งแรงทั้งสองแนว

• ตลับลูกปืนเม็ดโค้งกันรุน (Spherical Roller Thrust Bearings)

ตลับลูกปืนชนิดนี้ สามารถถอดประกอบและแยกส่วนได้ จึงทำให้การติดตั้งเป็นเรื่องง่าย จุดเด่นคือมีอายุการใช้งานยาวนานมาก เพราะตลับลูกปืนถูกออกแบบมาให้สามารถรับแรงรุนในแนวแกนที่มีปริมาณสูง และสามารถรับแรงรุนในแนวรัศมีที่กระทำพร้อม ๆกันได้ แม้จะถูกนำไปใช้งานที่รุนแรงก็ตาม

สิ่งที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของ และวิธีดูแลรักษา ตลับลูกปืน

โดยปกติแล้วตลับลูกปืน จะมีอายุการใช้งานอยู่ที่ประมาณ 3-5 ปี ซึ่งอาจจะมากหรือน้อยกว่านี้ ขึ้นอยู่กับหลากหลายปัจจัย และยังไม่มีข้อมูลการันตีถึงอายุการใช้งานของตลับลูกปืนที่แท้จริง

ซึ่งสิ่งที่อาจส่งผลต่อการใช้งานของตลับลูกปืน มีดังนี้

• คุณภาพของลูกปืนที่ไม่ได้มาตรฐาน
• การใช้สารหล่อลื่นผิดประเภทและใช้ในจำนวนที่ไม่เหมาะสม
• การถอดและประกอบตลับลูกปืนอย่างผิดวิธี เช่น การใช้ค้อนตอก
• เครื่องจักรมีปัญหา หรือเพลามีอาการสั่นสะเทือนมากกว่าปกติ

วิธีการบำรุงรักษาลูกปืน

• การหล่อลื่นตลับลูกปืนด้วยสารหล่อลื่น เช่น จารบี หรือ น้ำมันหล่อลื่น
• เว้นช่วงการทำงาน ให้เพลาบรรทุกและตลับลูกปืนได้พักการใช้งานบ้าง
• ทำการตั้งศูนย์ลูกปืนอย่างถูกวิธี โดยตั้งศูนย์ให้ได้ตามที่คู่มือกำหนด และควรมีผู้เชี่ยวชาญทำการติดตั้งลูกปืนด้วยทุกครั้ง
• ถอดและประกอบติดตั้งตลับลูกปืนอย่างถูกวิธี ด้วยอุปกรณ์สำหรับถอดประกอบตลับลูกปืนเท่านั้น

สำหรับใครที่กำลังมองหาตลับลูกปืนสำหรับใช้งานกับเครื่องจักร ข้อควรระวังเลย ก็คืออย่าลืมตรวจเช็คคุณภาพ มาตรฐาน และวัสดุที่ใช้ผลิตตลับลูกปืน ว่าตรงกับความต้องการของท่านหรือไม่ รวมทั้งอย่าลืมนำวิธีการดูแลและข้อควรหลีกเลี่ยงที่จะส่งผลต่ออายุการใช้งานไปลองทำตามกันด้วยนะคะ

บทความที่น่าสนใจ

• แคลมป์ คือ ? มีกี่ประเภท เหมาะกับงานช่าง งานอุตสาหกรรม อะไรบ้าง
• รู้จัก “เพลา” คืออะไร? มีกี่ประเภท? การใช้งานเป็นอย่างไร?
• “สายพาน” มีกี่ชนิด? การนำไปใช้งานเป็นอย่างไร?
• “เฟือง” มีกี่ประเภท? การใช้งานต่าง ๆ ที่ควรรู้ มีอะไรบ้าง?
• ประเภทของ เครื่องจักรอุตสาหกรรม มีอะไรบ้าง?

ข้อมูลอ้างอิง : misumitechnical, northpower, tms.in.th, lcs-online