การประมาณอายุการหล่อลื่นของจารบี

งานหล่อลื่นเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่งสำหรับเครื่องจักรกลทุกชนิด  เพราะสารหล่อลื่นจะเป็นตัวช่วยลดแรงเสียดสีระหว่างผิวโลหะที่สัมผัสกันอยู่ ยังเป็นตัวช่วยระบายความร้อนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเสียดสีขณะเครื่องจักรทำงาน  ซึ่งจะเป็นผลที่ทำให้เครื่องจักรกลนั้นเกิดการสึกหรอหรือเสียหายได้ลดน้อยลง  วัสดุที่ใช้หล่อลื่นจะเป็นได้ทั้งชนิดของแข็งและของเหลว  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมความต้องการวัสดุหล่อลื่นของส่วนที่ต้องการหล่อลื่นนั้น  ตลอดถึงสภาพแวดล้อมของโรงงานอุตสาหกรรมเป็นหลักประกอบด้วย การประมาณอายุการใช้งานของจารบีมีอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นและสำคัญยิ่งที่วิศวกรหรือช่างเทคนิคผู้มีหน้าที่บำรุงรักษาเครื่องจักรกลในโรงงานอุตสาหกรรม  จะได้คำนวณและกำหนดอายุการเสื่อมคุณภาพของจารบีเพื่อจะได้กำหนดช่วงเวลาการเปลี่ยนจารบีใหม่ได้ถูกต้อง  เนื่องจากจารบีที่หมดสภาพการใช้งานแล้ว ถ้าหากยังขืนใช้ต่อไปโดยไม่เปลี่ยนจะเป็นผลเสียหายต่อแบริ่ง  ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนจารบีใหม่เมื่อถึงกำหนดเวลา กับการซื้อแบริ่งมาเปลี่ยนเพราะพังนั้นไม่คุ้มกันเลย

จารบีเป็นสารหล่อลื่นที่จำเป็นที่ขาดไม่ได้สำหรับเครื่องจักรกล เพราะจารบีเป็นสารหล่อลื่นอีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการหล่อลื่นดีพอสมควร  แต่เมื่อใช้งานไปนานๆ จะมีการเสื่อมคุณภาพหมดความเป็นสารหล่อลื่นที่ดี เนื่องมาจากอิทธิพลของตัวประกอบอื่นๆ เช่น ชนิดของจารบีที่ใช้ สภาพแวดล้อมของโรงงาน แรงและชนิดของแบริ่งด้วย ตัวประกอบต่างๆ ที่ได้กล่าวมาทั้งหมดเหล่านี้เป็นตัวจะต้องนำมาคิดคำนวณหาอายุการใช้งานของจารบี  โดยนำตัวประกอบเหล่านั้นมารวมเข้าเป็นสมการเดียวกัน  จะได้สมการพื้นฐานสำหรับกำหนดอายุเพื่อจะทำการเปลี่ยนจารบีใหม่เมื่อถึงกำหนดเวลา จะได้สมการต่อไปนี้

Log L = -2.60+4420 – 0.301 S

460+T

เมื่อ L = เวลาที่ใช้งานที่แท้จริงของจารบี โดยคิดเวลาที่สูญเสียไปแล้ว 10% ของเวลาความยาวนานทั้งหมด 1 ชม.

T = อุณหภูมิของแบริ่ง องศาฟาเรนไฮต์

S = ตัวประกอบต่างๆ ที่มีส่วนทำให้อายุการใช้งานของจารบีลดลงครึ่งหนึ่ง

ซึ่งเมื่อนำค่า L, T และ S ไปทำกราฟจะได้ดังรูปที่ 1

ตัวประกอบที่มีส่วนทำให้อายุการใช้งานของจารบีลดลงถึงครึ่งหนึ่งนั้นมีอยู่หลายอย่างด้วยกัน เช่น ชนิดของจารบี ความเร็วของแบริ่ง และความสามารถต่อการับแรงของแบริ่ง ซึ่งจะเขียนได้เป็นสมการคือ

S = SG+SN+SW

SG = อายุที่ลดน้อยลงตามแต่ชนิดของจารบี

SN = อายุที่ลดน้อยลงเนื่องจากความเร็วของแบริ่ง

SW = อายุที่ลดน้อยลงเนื่องจากแรงในแบริ่ง

อ่านได้จากตารางที่ 1 และ 2

ตารางที่ 1 อายุที่ลดตามแต่ชนิดของจารบี

ชนิดของจารบี	SG
ปิโตรเลี่ยมและซิลิโคน	0
ปิโตรเลี่ยมธรรมดา	1.0
ไอแอสเตอร์(อุณหภูมิต่ำ)	2.9

ตารางที่ 2 ขอบเขตของความเร็วของแบริ่งนัมเบอร์ 300

300-ชนิดของแบริ่ง	ความเร็วสูงสุด (DN) (ม.ม.-รอบ/นาที)
ABEC-1, แบริ่งเม็ดกลม, ขอบเหล็ก	270,000
ABEC-1, แบริ่งเม็ดกลม, ขอบฟีโนลิค	330,000
ABEC-5& 7,แบริ่งเม็ดกลม, ขอบฟีโนลิค	400,000
แบริ่งแบบลูกกลิ้งทรงกระบอก	200,000

ในกรณีของแบริ่งที่ใช้รับแรงน้อยๆ เช่น เบอร์ 200 ขอบเขตของ (DN)L จะเพิ่มขึ้น 10% แต่ถ้าหากใช้จารบีชนิดซิลิกอนจะลดลง 35% และถ้าหากแบริ่งประกอบอยู่กับเพลาในแนวแกนตั้ง (DN)L ลดลง 25%

ค่า SG อ่านจากตารางที่ 1 ส่วน SN คำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้คือ

SN = 0.81 DN/(DN)L

เมื่อ D = เส้นผ่าศูนย์กลางของเพลาที่สวมอยู่กับแบริ่ง(ม.ม.)

N = ความเร็ว(รอบต่อนาที)

(DN)L = ขอบเขตของ (DN) จะขึ้นอยู่กับชนิดของแบริ่ง(อ่านจากตารางที่ 2)

ส่วน SW คำนวณจากสูตรต่อไปนี้คือ

SW = 0.61 DNW/C²

เมื่อ W = แรงในแนวรัศมี (ปอนด์)

C= เป็นค่าจำเพาะในการรับแรงไดนามิค (dynamic) ของแบริ่ง (ปอนด์) ดูได้จากหนังสือคู่มือของแต่ละบริษัทผู้ผลิต

ตัวอย่าง ใช้ SKF แบริ่ง นัมเบอร์ 304 เป็นชนิดแบริ่ง เม็ดกลม แบบแถวเดียว กำหนดให้ความเร็วรอบของเพลาเป็น 1500 รอบ/นาที อุณหภูมิขณะใช้งาน 100°F

จะได้ D = 20 มม.

C = 2750 ปอนด์ จากตารางของ SKF

W = 1000 ปอนด์ กำหนดให้

(DN)L = 270000 จากตารางที่ 2

ดังนั้น SN = 0.86x20x1500

270000

= 0.0956

SW = 0.61x20x1500x1000

(2750)²

= 2.4198

ใช้จารบีชนิดซิลิกอน SG = 0

S = SG+SN+SW

= 0+0.0956+2.4198

= 2.5154

ดังนั้นอายุการใช้งานของจารบี

Log L = – 2.60+ 4420 – 0.301×2.515

460+100

= 4.536

L      = 10 ยกกำลัง 4.536

= 34355.97 ชม.

และเราสามารถนำค่า L, T และ S มาทำกราฟจะได้ดังแสดงไว้ดังรูปที่ 1 สามารถอ่านค่าอายุได้เลยโดยไม่ต้องเสียเวลาในการคำนวณ

รายละเอียดต่างๆ ที่หามาได้ทั้งหมดนี้ได้จากการหักอายุที่สูญเสียไว้แล้ว 10% ดังนั้นอายุการใช้งานที่คำนวณได้จากสูตร หรืออ่านจากกราบจึงเป็นชั่วโมงของอายุการใช้งานหล่อลื่นจริงๆ เลย ในกรณีที่เราอัดจารบีเข้าไปแล้วมีอายุการหล่อลื่นสั้นนั้นควรออกแบบการทำงานของส่วนต่างๆ ใหม่และเป็นค่าที่จะทำให้ S ต่ำลงก็จะได้อายุยืนยาวขึ้น

ที่มา:มานะศิลป  พิมพ์สาร

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ: