การวิเคราะห์ลูกรีดและอายุการใช้งานตลับลูกปืน กรณีศึกษาเครื่องรีดเหล็กเส้นกลมแบบลูกกลิ้งสองลูกรีด

บทคัดย่อ

     การเปลี่ยนตลับลูกปืนและลูกรีดของเครื่องรีดเหล็กเส้นกลมแต่ละครั้งใช้เวลาค่อนข้างมากในการซ่อมบำรุงเครื่องจักรซึ่งส่งผลกระทบต่อสายงานการผลิต แนวทางการแก้ปัญหาโดยการเลือกตลับลูกปืนและลูกรีดที่มีคุณภาพจะทำให้เกิดความคุ้มค่า การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์การวิเคราะห์เพื่อเปรียบเทียบอายุการใช้งานและความคุ้มค่าของตลับลูกปืนทั้ง 3 ยี่ห้อคือ SKF , FAG และ NTN อีกทั้งวิเคราะห์ความแข็งแรงของลูกรีด โดยใช้วิศวกรรมย้อนกลับ (Reverse Engineering) มาคำนวณหาแรงที่กระทำกับตลับลูกปืนด้วยการนำประวัติการเปลี่ยนตลับลูกปืนแต่ละครั้งมาเฉลี่ยเพื่อทราบอายุการใช้งาน ซึ่งอายุการใช้งานของตลับลูกปืนที่ใช้ในปัจจุบันโดย SKF มีอายุการใช้งาน 7,608 ชั่วโมง FAG มีอายุการใช้งาน 8,564 ชั่วโมง มีความคุ้มค่ามากขึ้น 12 % และ NTN มีอายุการใช้งาน 3,042 ชั่วโมง มีความคุ้มค่าน้อยลงถึง 39 % และการวิเคราะห์ความแข็งแรงของลูกรีดด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์พบว่า ตำแหน่งที่มีค่าความเค้นฟอนมิสเซส สูงสุดทั้งหมด 4 จุด ซึ่งเมื่อรีดเหล็กจากร่องด้านหน้าความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 33.04 MPa และเมื่อรีดเหล็กจากร่องด้านหลังความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 33 MPa แต่ไม่เกินค่าความแข็งแรงคราก 370 MPa หมายความว่าลูกรีดเริ่มยืดตัว แต่ยังไม่เสียรูปร่าง เพราะค่าความเค้นฟอนมิสเซสสูงสุดยังไม่เกินค่าความแข็งแรงคราก ค่าความปลอดภัย (FOS) เท่ากับ 11.21 ในขณะที่ค่าความปลอดภัยมาตรฐานเท่ากับ 7 ดังนั้นเมื่อใช้แรงกระทำสูงสุดลูกรีดจะไม่เกิดการเปลี่ยนรูป

คำสำคัญ: เครื่องรีด, การวิเคราะห์ลูกรีด, อายุการใช้งานของตลับลูกปืน

Abstract

     Replacement of the bearings and rolls of rolling mills takes a lot of time during the maintenance of the machine, which affected the production line. The solution was to choose quality bearings and rolls that are cost-effective. The purpose of this study was to compared the life expectancy and cost-effectiveness of three brands of bearings, SKF, FAG and NTN, and to analyze the strength of the rolls. Using reverse engineering to calculate the force acting on the bearing, the study took the history of replacing each bearing to find an average to know the service life. The current bearing service life found for SKF was 7,608 hour and FAG was 8,564 hours, a 12% improvement in cost-effectiveness. NTN had a service life of 3,042 hours, 39% less valuable. The strength analysis of the rolls by finite element method revealed that position with von mises stress all maximum for 4 points. When rolling steel from the front groove, the maximum stress was 33.04 MPa, but rolling steel from the back groove had a maximum stress of 33 MPa, not exceeding the yield strength of 370 MPa, meant that the rolls begin to stretch but still don’t lose their original shape because the maximum von mises stress did not exceed the yield strength value. The safety factor (FOS) was 11.21, while the safety standard factor is 7, then the maximum load applied to the rolls won’t deform them.

คำสำคัญ: Rolling mill, Analysis rolling, Bearing life