ทำความเข้าใจเกี่ยวกับตลับลูกปืนของวารสาร

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: ตลับลูกปืนวารสารคืออะไร?

ก ตลับลูกปืน (เรียกอีกอย่างว่า ตลับลูกปืนแบบเรียบ ตลับลูกปืนแบบปลอก หรือตลับลูกปืนแบบฟิล์มของไหล) คือตลับลูกปืนชนิดหนึ่งที่รองรับเพลาหมุนผ่านฟิล์มบางๆ ของน้ำมันหล่อลื่นที่มีแรงดัน แทนที่จะผ่านชิ้นส่วนลูกกลิ้ง เพลาหมุน (หรือที่เรียกว่า “เจอร์นัล”) ถูกแยกออกจากพื้นผิวของตลับลูกปืนที่อยู่กับที่ด้วยฟิล์มน้ำมันไฮโดรไดนามิก ซึ่งเกิดจากการหมุนของเพลาที่ลากน้ำมันเข้าไปในช่องว่างรูปลิ่มที่บรรจบกัน ลิ่มน้ำมันที่มีแรงดันนี้รองรับภาระของเพลาโดยไม่มีการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ.

ตลับลูกปืนแบบแกนกลางมีความสำคัญพื้นฐานต่อเครื่องจักรหมุนที่มีความเร็วสูงและรับน้ำหนักสูง เช่น กังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ เนื่องจากตลับลูกปืนเหล่านี้ให้ความสามารถในการรับน้ำหนักที่ดีเยี่ยม แรงเสียดทานต่ำที่ความเร็วสูง และมีความสำคัญ การลดแรงสั่นสะเทือน ที่ช่วยควบคุม การสั่นสะเทือน และคงสภาพ โรเตอร์ ระบบต่างๆ.

หลักการทำงาน: การหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิก

ฟิล์มน้ำมันก่อตัวอย่างไร

ตลับลูกปืนทำงานบนหลักการหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิก:

1. การติดต่อเบื้องต้น: เมื่อหยุดนิ่ง เพลาจะวางอยู่บนพื้นผิวรับน้ำหนักภายใต้แรงโน้มถ่วง
2. การหมุนเริ่มต้น: เมื่อเพลาเริ่มหมุน มันจะดึงน้ำมันเข้าไปในช่องว่างโดยการยึดเกาะ
3. การก่อตัวของลิ่ม: รูปทรงเรขาคณิตที่บรรจบกันระหว่างเพลาและตลับลูกปืนสร้างพื้นที่รูปลิ่ม
4. การสร้างแรงดัน: น้ำมันที่ถูกดึงเข้าไปในลิ่มที่บรรจบกันก่อให้เกิดแรงดันไฮโดรไดนามิก
5. การบินขึ้น: แรงดันเกินน้ำหนักเพลา ทำให้ยกขึ้นไปบนฟิล์มน้ำมันเต็ม
6. สถานะคงที่: เพลาลอยบนฟิล์มน้ำมันที่มีแรงดันโดยไม่มีการสัมผัสโลหะ

ความหนาของฟิล์มน้ำมัน

• ความหนาโดยทั่วไป: 10-100 ไมโครเมตร (0.0004-0.004 นิ้ว)
• บางมากแต่เพียงพอที่จะป้องกันการสัมผัส
• ความหนาจะแตกต่างกันไปตามเส้นรอบวง (ต่ำสุดที่จุดที่ใกล้ที่สุด)
• ขึ้นอยู่กับความเร็ว โหลด ความหนืดของน้ำมัน และระยะห่างของตลับลูกปืน

ประเภทของตลับลูกปืนแบบวารสาร

1. ทรงกระบอกธรรมดา (สมุดบันทึกเต็มเล่ม)

• การออกแบบที่เรียบง่ายที่สุด: กระบอกสูบทรงกระบอกพร้อมร่องจ่ายน้ำมัน
• มุมพัน 360°
• ความสามารถในการรับน้ำหนักที่ดีแต่ก็อาจเกิดความไม่เสถียรได้ง่ายเมื่อใช้ความเร็วสูง
• พบได้ทั่วไปในมอเตอร์ ปั๊ม อุปกรณ์อุตสาหกรรมทั่วไป

2. ตลับลูกปืนอาร์คบางส่วน

• พื้นผิวรับน้ำหนักครอบคลุมเฉพาะส่วนของเส้นรอบวง (120-180°)
• น้ำหนักเบากว่า ต้องใช้การไหลของน้ำมันน้อยลง
• ความแข็งต่ำกว่าวารสารเต็ม
• ใช้ในงานที่มีการโหลดเบา

3. ตลับลูกปืนแผ่นเอียง

• พื้นผิวรับน้ำหนักแบ่งออกเป็นแผ่นอิสระหลายแผ่นที่หมุนได้
• แผ่นแต่ละแผ่นจะพัฒนาลิ่มไฮโดรไดนามิกของตัวเอง
• มีเสถียรภาพโดยธรรมชาติต่อการหมุนวนของน้ำมัน
• มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับเครื่องจักรเทอร์โบความเร็วสูง
• มีราคาแพงกว่าแต่มีคุณลักษณะไดนามิกที่เหนือกว่า

4. เขื่อนกั้นแรงดันและตลับลูกปืนออฟเซ็ต

• ตลับลูกปืนทรงกระบอกที่ปรับเปลี่ยนด้วยคุณสมบัติทางเรขาคณิตเพื่อเพิ่มเสถียรภาพ
• ร่อง เขื่อน หรือรูเจาะแบบออฟเซ็ต เพิ่มประสิทธิภาพการหน่วง
• การประนีประนอมระหว่างแผ่นทรงกระบอกธรรมดาและแผ่นเอียง

ลักษณะไดนามิก

ความแข็ง

ความแข็งของตลับลูกปืนมีความซับซ้อนและขึ้นอยู่กับความเร็ว:

• ความเร็วต่ำ: ความแข็งต่ำ ตำแหน่งเพลาเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีภาระ
• ความเร็วสูง: ความแข็งที่สูงขึ้นจากแรงดันไฮโดรไดนามิกที่พัฒนามากขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงทิศทาง: ความแข็งต่างกันในทิศทางแนวนอนกับแนวตั้ง
• ความแข็งแบบครอสคัปเปิล: การเบี่ยงเบนในทิศทางหนึ่งทำให้เกิดแรงในทิศทางตั้งฉาก

การลดแรงสั่นสะเทือน

ตลับลูกปืนแบบแกนกลางให้การหน่วงที่สำคัญ:

• พลังงานที่สูญเสียไปจากการเฉือนแบบหนืดของฟิล์มน้ำมัน
• การหน่วงจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วและความหนืดของน้ำมัน
• สำคัญสำหรับการจำกัดการสั่นสะเทือนที่ ความเร็ววิกฤต
• สิ่งสำคัญสำหรับการป้องกัน ความไม่เสถียรของโรเตอร์

การพึ่งพาความเร็ว

คุณสมบัติของตลับลูกปืนทั้งหมดเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วในการหมุน:

• ความแข็งจะเพิ่มขึ้นตามความเร็ว
• การหน่วงจะเพิ่มขึ้นตามความเร็ว
• ความถี่ธรรมชาติ ขึ้นด้วยความเร็ว
• ความเร็วที่สำคัญ เลื่อนขึ้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น

ข้อดีของตลับลูกปืนแบบเจอร์นัล

• ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง: สามารถรองรับโรเตอร์ที่มีน้ำหนักมากได้
• ความสามารถความเร็วสูง: เหมาะสำหรับความเร็วสูงสุด 50,000+ รอบต่อนาที
• แรงเสียดทานต่ำที่ความเร็ว: เมื่อฟิล์มไฮโดรไดนามิกถูกสร้างขึ้นแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะต่ำมาก (0.001-0.003)
• การหน่วงที่ยอดเยี่ยม: ควบคุมการสั่นสะเทือนที่ความเร็ววิกฤต
• การทำงานที่เงียบ: ไม่มีเสียงรบกวนจากชิ้นส่วนกลิ้ง
• ความต้านทานแรงกระแทก: ฟิล์มน้ำมันดูดซับภาระชั่วคราว
• อายุยืนยาว: ไม่มีการสัมผัสโลหะ หมายความว่ามีการสึกหรอน้อยที่สุด (สามารถใช้งานได้นานหลายทศวรรษ)
• การออกแบบที่เรียบง่าย: ประเภทพื้นฐานเป็นแบบเรียบง่ายและประหยัด

ข้อเสียและความท้าทาย

• แรงเสียดทานเริ่มต้นสูง: ไม่มีฟิล์มน้ำมันพักอยู่ ต้องใช้แรงบิดในการเบรก
• ระบบหล่อลื่นที่จำเป็น: ต้องจัดหาน้ำมันสะอาดและเย็นอย่างต่อเนื่อง
• ความเสี่ยงจากการหมุนวนของน้ำมัน: ตลับลูกปืนทรงกระบอกธรรมดามีแนวโน้มที่จะไม่เสถียร
• การตอบสนองช้าลง: ฟิล์มน้ำมันเพิ่มความยืดหยุ่น แข็งน้อยกว่าตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งที่ความเร็วต่ำ
• ความไวต่ออุณหภูมิ: ประสิทธิภาพการทำงานจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิของน้ำมัน (ส่งผลต่อความหนืด)
• ความไวต่อการปนเปื้อน: อนุภาคสามารถทำลายพื้นผิวของตลับลูกปืนหรือปิดกั้นทางเดินน้ำมันได้
• การวางตำแหน่งตามแนวแกน: ไม่มีการยึดแกนโดยธรรมชาติ (ต้องใช้ตลับลูกปืนกันรุนแยกต่างหาก)

แอปพลิเคชั่น

ตลับลูกปืนแบบวารสารเป็นมาตรฐานใน:

• กังหันไอน้ำและก๊าซ: หน่วยผลิตไฟฟ้าหลายเมกะวัตต์
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสในโรงไฟฟ้า
• คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง: คอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรมความเร็วสูงและโหลดสูง
• มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่: มอเตอร์ > 500 แรงม้า มักใช้ตลับลูกปืนแบบแกน
• ระบบขับเคลื่อนทางทะเล: ตลับลูกปืนเพลาใบพัดเรือ
• เครื่องจักรผลิตกระดาษ: ตลับลูกปืนลูกกลิ้งขนาดใหญ่
• เครื่องยนต์สันดาปภายใน: ลูกปืนหลักและลูกปืนก้านข้อเหวี่ยง

ความสัมพันธ์กับไดนามิกของโรเตอร์

ตลับลูกปืนวารสารมีอิทธิพลอย่างมากต่อพฤติกรรมไดนามิกของโรเตอร์:

• การกำหนดความเร็ววิกฤต: ความแข็งและการหน่วงของตลับลูกปืนส่งผลโดยตรงต่อตำแหน่งความเร็ววิกฤตและแอมพลิจูด
• ความเสถียร: ประเภทและการออกแบบตลับลูกปืนกำหนดความอ่อนไหวต่อ กระแสน้ำวนน้ำมัน and แส้เพลา
• แผนภาพแคมป์เบลล์: แสดงให้เห็นว่าความถี่ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความแข็งของตลับลูกปืน
• Balancing: ลักษณะการรับน้ำหนักส่งผลต่อ ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล และการตอบสนองความสมดุล

ตลับลูกปืนแบบเจอร์นัลเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่ล้ำสมัยและจำเป็นสำหรับเครื่องจักรหมุนสมรรถนะสูง การผสมผสานอันเป็นเอกลักษณ์ระหว่างความสามารถในการรับน้ำหนัก ความเร็ว และระบบหน่วง ทำให้ตลับลูกปืนชนิดนี้ไม่สามารถทดแทนได้ในการใช้งานที่สำคัญ แม้จะมีข้อกำหนดการหล่อลื่นที่ซับซ้อนและลักษณะการทำงานแบบไดนามิก.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก