การแตกหักของแหวนลูกปืนมีรูปแบบใดบ้าง?

 

ปัญหาที่พบได้ทั่วไปในแหวนแบริ่งคือการแตกหัก และการแตกหักของแหวนแบริ่งสามารถวิเคราะห์ได้จากสองด้าน ด้านหนึ่งคือการแตกหักเนื่องจากข้อบกพร่อง และอีกด้านหนึ่งคือการแตกหักจากการใช้งาน ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้หลักๆ จากปัญหาของวัตถุดิบและกระบวนการผลิต และการแตกหักจากการใช้งานเกิดจากการเปลี่ยนแปลงความล้าและสาเหตุอื่นๆ

 

อันดับแรก เรามาดูสาเหตุของการแตกหักของแหวนแบริ่งกัน:

1. หากข้อบกพร่องต่างๆ เช่น สิ่งเจือปนในวัตถุดิบ ความหลวม การแยกตัวของธาตุเปราะ หรือการตกตะกอนของของเหลวคาร์ไบด์ การเกิดตาข่าย การเกิดแถบ และความไม่สม่ำเสมอและการแยกตัวที่ไม่พึงประสงค์ ไม่ได้รับการกำจัดหรือปรับปรุงในกระบวนการผลิต จะทำให้เกิดการกระจุกตัวของความเค้น ลดความแข็งแรงพื้นฐานของปลอก และกลายเป็นสาเหตุของการแตกร้าว

 

แนวทางแก้ไข: มาตรการป้องกันคือ การยึดติดกับช่องทางการจัดหาหลัก พยายามซื้อเหล็กที่มีคุณภาพคงที่และเชื่อถือได้ เสริมสร้างการตรวจสอบคลังสินค้าของเหล็กที่ซื้อมา และตรวจสอบจากแหล่งที่มา

 

ประการที่สอง มีข้อบกพร่องในกระบวนการเจียร

 

แนวทางแก้ไข: เพิ่มความเข้มงวดในการตรวจสอบกระบวนการเจียร และวงแหวนแบริ่งที่ผลิตเสร็จแล้วจะต้องไม่มีรอยไหม้หรือรอยแตกจากการเจียร โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวสัมผัสของวงแหวนด้านในที่เปลี่ยนความเรียว หากมีการล้างกรดที่ปลอก ควรตรวจสอบอย่างละเอียด และกำจัดเศษวัสดุที่ไหม้ออก หากรอยไหม้รุนแรงจนซ่อมแซมไม่ได้หรือซ่อมแซมไม่ได้มาตรฐาน ควรทิ้งไป และห้ามนำปลอกที่มีรอยไหม้จากการเจียรเข้าสู่กระบวนการประกอบ

 

3. การอบชุบความร้อนที่ไม่เหมาะสม

 

วิธีการแก้ไข: เพื่อแก้ไขข้อบกพร่อง เช่น จุดอ่อนในแหวนแบริ่งขนาดกลางและขนาดใหญ่ ควรพิจารณาส่วนประกอบและประสิทธิภาพของน้ำมันชุบแข็ง และควรเปลี่ยนน้ำมันที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดล่วงหน้า โดยใช้น้ำมันชุบแข็งแบบเร็วเพื่อเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของน้ำมันและปรับปรุงสภาวะการระบายความร้อนในการชุบแข็ง กระบวนการอบคืนตัวที่เข้มงวด สำหรับชนิดที่มีรอยแตกมาก ควรทำการอบคืนตัวครั้งที่สองหลังจากเจียรหยาบปลอก ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยให้โครงสร้างและขนาดของปลอกมีความเสถียรมากขึ้น แต่ยังช่วยลดความเค้นจากการเจียรและปรับปรุงประสิทธิภาพของชั้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากการเจียรอีกด้วย

 

แหวนลูกปืนมักแตกหักระหว่างการใช้งาน และมีสามรูปแบบหลัก ได้แก่ การแตกหักจากความล้า การแตกหักจากการรับน้ำหนักเกิน และการแตกหักจากความร้อน

 

1. รอยแตกร้าวจากความล้า

 

ภายใต้ภาระสลับและแรงกระแทก ความเค้นของวงแหวนแบริ่ง (โดยเฉพาะวงแหวนรอบนอก) จะเกินขีดจำกัดความแข็งแรงต่อความล้าของวัสดุอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดรอยแตกจากความล้า และรอยแตกเหล่านั้นจะขยายตัวจนถึงระดับหนึ่ง จนเกิดการแตกหักที่จุดความเค้นสูงสุดของชิ้นส่วน โดยทั่วไปแล้วจะเกิดขึ้นในบริเวณแบริ่งของวงแหวนรอบนอก เนื่องจากวงแหวนรอบนอกมักจะพอดีกับรูของกล่องแบริ่งโดยมีช่องว่าง และกล่องแบริ่งเป็นชิ้นส่วนที่มีรูปทรงแปรผันและเป็นรูปวงรี ซึ่งง่ายต่อการเกิดการแตกหักจากความล้าภายใต้ภาระสลับและแรงกระแทก

 

2. การแตกหักจากการรับน้ำหนักเกิน

 

เช่นเดียวกับการแตกร้าวจากความล้า เมื่อความเค้นที่กระทำต่อแบริ่งมีมากกว่าความแข็งแรงดึงของวัสดุ จะทำให้เกิดรอยแตกในวงแหวนด้านใน ซึ่งมักเกิดจากการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม เช่น การเอียงของการติดตั้งแบริ่ง ส่งผลให้เกิดภาระที่ไม่สมดุลต่อแบริ่ง ส่งผลให้แบริ่งแตกร้าวเนื่องจากรับภาระเกินพิกัดเฉพาะจุด นอกจากนี้ การเคาะที่ไม่เหมาะสมระหว่างการติดตั้งก็ทำให้แบริ่งแตกร้าวและหลุดออก ซึ่งจัดเป็นการแตกร้าวจากการรับภาระเกินพิกัดเช่นกัน ที่พบบ่อยที่สุดคือ เมื่อติดตั้งแบริ่งด้วยขนาดการสอดแทรก การสอดแทรกที่มากเกินไปจะนำไปสู่การแตกร้าวของวงแหวนแบริ่ง (ส่วนใหญ่คือการสอดแทรกของวงแหวนด้านในของแบริ่งทรงกระบอกสี่แถว) และการสอดแทรกที่มากเกินไปจะทำให้ความเค้นของวงแหวนด้านในมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งวงแหวนด้านในที่มีความหนาของหน้าตัดบาง (ความหนาของหน้าตัด <12 มม.) และการสอดแทรกที่มากเกินไปมักนำไปสู่การแตกร้าวตามแนวแกนของวงแหวนด้านใน

 

3. การแตกร้าวจากความร้อน

 

การแตกร้าวจากความร้อนส่วนใหญ่เกิดจากแรงเสียดทานแบบเลื่อนระหว่างชิ้นส่วนที่ประกบกันที่หน้าตัดของวงแหวนแบริ่ง ภายใต้แรงตามแนวแกน แรงเสียดทานจะก่อให้เกิดความร้อนสูง ส่งผลให้หน้าตัดเกิดการไหม้และเปลี่ยนสี แรงเสียดทานและความร้อนสูงนำไปสู่รอยแตกที่หน้าตัดของวงแหวนแบริ่ง โดยรอยแตกจะมีลักษณะตั้งฉากกับทิศทางของแรงเสียดทาน และรอยแตกที่หน้าตัดเดียวกันนี้จะมีผลกระทบมากขึ้นต่อวงแหวนด้านในที่มีความหนาของหน้าตัดบาง (ความหนาของหน้าตัด <12 มม.) โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบริ่งลูกกลิ้งของเครื่องรีดเหล็กความเร็วสูงหรือความเร็วปานกลางที่ใช้งานหนัก

 

การศึกษาปรากฏการณ์การแตกหักของวงแหวนไม่ควรพิจารณาเฉพาะข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นในวัสดุและกระบวนการผลิตเท่านั้น แต่ควรศึกษาและวิเคราะห์มิติโครงสร้างของชิ้นส่วนแบริ่ง วิธีการแปรรูปและการวัด เทคโนโลยีการแปรรูป สภาพการใช้งานของแบริ่ง และปัจจัยอื่นๆ ด้วย

 

1. โครงสร้างของตลับลูกปืนและสภาวะการใช้งาน โครงสร้างที่แตกต่างกันเหมาะสมกับสภาวะการใช้งานที่แตกต่างกัน โครงสร้างของชิ้นส่วนตลับลูกปืนแตกต่างกัน และเทคโนโลยีการผลิตก็ไม่เหมือนกัน ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพด้วย

 

2. เสริมสร้างการวิจัยกระบวนการ ปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผล ปรับปรุงคุณภาพการประมวลผล และลดโอกาสเกิดข้อบกพร่องในการประมวลผล

 

3. ปรับปรุงวิธีการตรวจสอบกระบวนการผลิตและส่งเสริมการพัฒนาคุณภาพกระบวนการผลิต

 

เมื่อความเค้นที่กระทำต่อวงแหวนแบริ่งมีค่ามากกว่าความแข็งแรงดึงของวัสดุหรือขีดจำกัดความแข็งแรงเมื่อล้าของวัสดุ วงแหวนจะเกิดรอยแตก และรอยแตกจะขยายตัวไปจนถึงระดับหนึ่ง จนในที่สุดส่วนหนึ่งของวงแหวนจะแยกออกจากกันโดยสมบูรณ์ ซึ่งเรียกว่าการแตกร้าวหรือการแตกหัก