ตลับลูกปืนลูกเหล็กและความสำคัญ

ก ลูกปืน หรือที่เรียกว่าตลับลูกปืนแขนหมุนเป็นตลับลูกปืนแบบแขนหมุนที่ไม่หมุนซึ่งใช้ลูกบอลที่ส่วนโค้งด้านในและด้านนอกเพื่อให้พื้นผิวตลับลูกปืนด้านในแยกจากกัน ลูกกลิ้งตลับลูกปืนจะอยู่ภายในแขนกลิ้ง ในขณะที่ลูกกลิ้งของตลับลูกปืนมักจะอยู่นอกตัวเรือนตลับลูกปืน แขนหมุนด้านนอกของตัวเรือนตลับลูกปืนสัมผัสกับชุดของสปินเดิลที่หมุน ขณะที่พื้นผิวตลับลูกปืนด้านในสัมผัสกับแม่เหล็กหรือแหล่งพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากวิธีการออกแบบชุดประกอบตลับลูกปืน ลูกบอลขนาดต่างๆ สามารถติดต่อกันหรือหลายลูกพร้อมกันได้ สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดแรงเสียดทานในตลับลูกปืน ดังนั้น ตลับลูกปืนเม็ดกลมจึงมักถูกรวมเข้ากับเครื่องยนต์สมรรถนะสูงเพื่อขจัดปัญหาดังกล่าว

ตลับลูกปืนไม่ใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ดังนั้นปริมาณแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจึงเกิดจากตัวลูกกลิ้งเองทั้งหมด เพื่อให้ลูกบอลขนาดต่างๆ หมุนได้ ลูกบอลจะต้องสามารถสัมผัสกับทุกส่วนของตัวเรือนตลับลูกปืนได้พร้อมกัน ซึ่งจะเพิ่มปริมาณแรงเสียดทานอย่างมาก ลูกบอลหมุนในสองแกนที่แตกต่างกัน โดยแต่ละแกนจะมีโมเมนตัมเชิงมุมในปริมาณที่ต่างกัน เนื่องจากโมเมนตัมเชิงมุม ลูกบอลจึงเคลื่อนที่ในรูปแบบสุ่ม ซึ่งเป็นสาเหตุที่ลูกบอลมักจะวิ่งขึ้นและลงตามรางลูกกลิ้ง

ปริมาณแรงเสียดทานที่เกิดจากตลับลูกปืนจะขึ้นอยู่กับทั้งการออกแบบและวัสดุที่ทำออกมา ด้วยเหตุนี้ พลาสติกและโพลีคาร์บอเนตโดยทั่วไปจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าในการสร้างแรงเสียดทานในระดับสูง แม้ว่าตลับลูกปืนเม็ดกลมโพลีคาร์บอเนตจะมีระดับแรงเสียดทานต่ำกว่าพลาสติก แต่ก็ยังสามารถใช้งานได้ดีกับพลาสติกที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า ตลับลูกปืนแบบพลาสติกยังมีแนวโน้มที่จะทนทานและแข็งแรง ทำให้สามารถใช้กับอุปกรณ์ที่มีความสำคัญต่อน้ำหนักมากขึ้นได้

การออกแบบตลับลูกปืนมีสองประเภทหลัก: โหลดตามแนวแกนและโหลดในแนวรัศมี โหลดตามแนวแกนคือสิ่งที่เกิดจากลูกบอลสองลูกเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน โหลดในแนวรัศมีคล้ายกับโหลดตามแนวแกนของตลับลูกปืน แต่เกิดจากโหลดตามแนวแกนที่เคลื่อนที่ในทิศทางที่ต่างกัน ภาระในแนวรัศมีที่พบมากที่สุดในอุปกรณ์อุตสาหกรรมนั้นเกิดจากโรเตอร์ของเครื่องจักร ใช้เพื่อให้การทำงานราบรื่นในกรณีที่จำเป็นต้องหมุนตลับลูกปืนลูกกลิ้ง บางครั้งยังใช้เพื่อถ่วงดุลน้ำหนักของส่วนประกอบอื่นๆ ที่หนักกว่าอีกด้วย

ปัญหาทั่วไปที่อาจเกิดขึ้นกับตลับลูกปืนเม็ดเหล็กคือการเกิดสนิม สนิมมักเกิดจากการดูแลที่ไม่เหมาะสม โดยเฉพาะในเรื่องการทำความสะอาด นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต เช่นเดียวกับน้ำมันที่ใช้ในเครื่องจักรบางชนิด หากไม่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนจากอนุภาคสนิมได้

ตลับลูกปืนเม็ดเหล็กมีแนวโน้มที่จะผลิตได้ถูกกว่ามาก นี่เป็นเพราะพวกเขาไม่ต้องการเครื่องจักรเกือบเท่าในการผลิต ข้อจำกัดหลักคือไม่สามารถให้แรงเสียดทานด้านข้างหรือแนวแกนที่มีนัยสำคัญได้ แรงเสียดทานในแนวรัศมีและแนวแกนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ราบรื่นและปลอดภัยยิ่งขึ้น และสามารถลดความเสี่ยงของความล้มเหลวจากการล้าในเครื่องจักร น่าเสียดาย เนื่องจากราคาของลูกเหล็กมักจะไม่เหมาะที่จะติดตั้งมากกว่าสองสามลูกในเครื่องจักร นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากมากที่จะเพิ่มตลับลูกปืนลงในแบบที่มีลูกบอลหรือกรงอยู่แล้ว เนื่องจากการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น