วิธีการคำนวณหาอายุการใช้งานของ Bearing



ในการทำงานด้าน mechanical  จะมีชิ้นส่วนมากมายที่ประกอบขึ้นมาซึ่งหนึ่งในส่วนที่ประกอบขึ้นมานั้นก็คือแบริ่ง  แบริ่งเป็นองคป์ระกอบสาคญัของเครื่องจักรที่ช่วยรองรับแรงกดหรือช่วยยึดชิ้นส่วนต่าง ๆ ของ เครื่องจกัรที่มีการหมุนให้อยู่ตามแหน่งที่ถูกต้อง ซึ่งเราสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือแบริ่ งกาบ (Plain bearings) และแบริ่งลูกปืน (Rolling Bearing)

1 แบริ่งกาบ (Plain bearings) มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกกลวงโดยมีแกนหมุนอยู่ภายในส่วนของแกนหมุนหรือเพลาที่หมุนอยู่ภายใน ส่วนของแกนหมุนหรือเพลาที่หมุนอยู่ในแบริ่งเรียกว่า เจอร์นอล (Joumal) ส่วนรูปทรงกระบอกกลวงเรียกว่า เจอร์นอลแบริ่ง (Journal bearing) ซึ่งมักทำด้วยโลหะหรือ ส่วนผสมของโลหะที่มีเนื้ออ่อนกว่า เจอร์นอล


2 แบริ่งลูกปืน  (Rolling Bearing) แบริ่งลูกปืน  (Rolling Bearing) การเคลื่อนไหวของ แบริ่งจะเกิดในลักษณะเลื่อนสัมผัส (Sliding) ของผิวสัมผัสทั้งสอง ซึ่งจะทำให้เกิดแรงเสียดทานขึ้น แรงเสียดทาน นี้สามารถลดลงได้โดยการเปลี่ยนการเคลื่อนไหวแบบเลื่อนสัมผัส (Rolling) โดยการติดตั้งวงแหวนซึ่งประกอบด้วย ลูกปืน ที่ทำด้วยโลหะแข็ง อาจจะมีลักษณะกลมเหมือนลูกบอลล์ หรือเป็นแบบลูกกลิ้งเคลื่อนที่อยู่ระหว่างวงแหวนชั้นในและชั้นนอก
ในลักษณะการทำงานทั้ง 2 แบบของแบริ่งจะต้องมีสารหล่อลื่นเพื่อลดแรงเสียดทานที่เกิดจากการเลือนสัมผัสเป็นเกราะหรือซีล เพื่อป้องกนัความชื้นการกัดกร่อน ตลอดจนสิ่งสกปรกต่าง ๆ ที่จะเข้าไปในแบริ่ง เพื่อยืดอายุการใช้งานของตัวแบริ่งนั้นเอง
ดังนั้นในคำนวนหาแบริ่งและอายุการใช้งานของตัวแบริ่งวิศกรสามารถคำนวนได้ในโปรแกรม Solidworks ซึ่งในตัวโปรแกรม solidworks ได้มี Funsions  ในการคำนวนดั้งนี้


1 เมือเปิดโปรแกรม SolidWorks ขึ้นมาแล้วเข้าไปที่ Tools > Add-Ins เลือก SOLIDWORKS Toolbox Utilities 
2. จากนั้นเข้าไปที่ Tools > Toolbox > Bearing Calculator
3.กำหนดค่าต่างๆของ Bearing
 
หรือในกรณีที่ไม่มีโปรแกรมก็สามารถคำนวนอายุการใช้งานตามสูตรด้านล่างได้เลย
โดยการใช้ข้อมูลต่างๆมาคำนวณอายุการใช้งานดังนี้
โดยที่
 L : อายุการใช้งานประเมินของลูกปืน (1 ล้านรอบ)
 C : แรงพลวัตประเมิน (โดยทั่วไปทางผู้ผลิตจะระบุมา หรือเป็นค่าโดยทั่วไป)
 P : แรงสมมูลเทียบเท่า (โหลดที่ลูกปืนแบกรับตามการใช้งานจริง)
 a : เลขยกกำลัง ซึ่ง
• a = 3 สำหรับตลับลูกปืนเม็ดกลม
• a = 10/3 สำหรับตลับลูกปืนทรงกระบอก, ตลับลูกปืนเม็ดเข็ม, ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง, และตลับลูกปืนเม็ดเรียว
เมื่อนำข้อมูลแทนค่าลงในสูตรก็จะทราบได้ทันทีว่าเมื่อไรควรเปลี่ยนตลับลูกปืน อย่าลืมตรวจดูให้แน่ใจว่าหน่วยที่ผู้ผลิตกำหนดมาว่าคือนิวตันหรือปอนด์ โดยอายุการใช้งานที่คำนวณได้นั้น เป็นอายุการใช้งานในกรณีที่มีการดูแลรักษาตลับลูกปืนโดยการใช้สารหล่อลื่นตามระยะเวลาที่เหมาะสม ซึ่งการคำนวณระยะเวลาใช้สารหล่อลื่นที่เหมาะสมนั้น สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรดังนี้
t : อายุชั่วโมงการทำงาน
K : ค่าคงที่ของลูกปืน โดยที่
• K = 1 สำหรับตลับลูกปืนเม็ดโค้งและตลับลูกปืนเม็ดเรียว
• K = 5 ตลับลูกปืนเม็ดกลมทรงกระบอกและตลับลูกปืนเม็ดเข็ม
• K = 10 สำหรับตลับลูกปืนตุ๊กตา
d : ขนาดรูสวม (mm)
n : ความเร็วรอบ (rpm)
สูตรคำนวณต่างๆนี้อาจดูเหมือนยาก แต่ถ้าดูแต่ละตัวแปรจะเห็นได้ว่าค่าต่างๆ นั้นสามารถหาได้ง่ายๆ ไม่ซับซ้อน สิ่งสำคัญคือการจดบันทึกการใช้งาน มันไม่ใช่แค่เป็นวินัยที่ดี แต่เป็นการบันทึกที่จะช่วยคุณจดจำการใช้งานและการบำรุงรักษาในอนาคต
ข้อมูลอ้างอิง https://th.misumi-ec.com/pr/technical_zone/product_tips/easy-maintenance-tips-for-your-rotary-bearings.html