ความหมายของวัสดุหล่อลื่น

วัสดุหล่อลื่น  หมายถึง  วัสดุที่ผลิตขึ้นมาเพื่อจุดประสงค์ในการลดความฝืดและการสึกหรอ  ทำให้เครื่องมือ – เครื่องจักรกล  ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ   ส่วนวัตถุประสงค์รองลงมา  คือช่วยระบายความร้อนและชะล้างสิ่งสกปรกออกจากบริเวณผิวสัมผัสที่ต้องการหล่อลื่น  ลักษณะงานของเครื่องมือเครื่องจักรที่ต้องใช้วัสดุหล่อลื่น  เช่น  แบริ่ง  (Bearing)  เฟือง  (Gears)  ชนิดต่าง ๆ ชิ้นส่วนเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนที่ต้องมีวัสดุหล่อลื่นบริเวณผิวสัมผัส  ดังแสดงในรูป

แรงเสียดทานหรือความฝืด

แรงเสียดทานหรือความฝืด คือ แรงซึ่งต่อต้านการเครื่องที่ของผิวหน้าหนึ่งบนอีกผิวหน้าหนึ่งในเครื่องจักรกล  พลังงานที่ต้องเสียไปเพื่อเอาชนะความฝืดทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องจักรต่ำลง  และพลังงานที่สูญเสียไปอยู่ในรูปของความร้อนที่อาจจะเป็นอันตรายและผลเสียต่อเครื่องจักรได้แรงเสียดทานเกิดจากความขรุขระของผิวหน้าที่มาสัมผัสกันและการหลอมตัวติดกันเป็นจุด ๆ  ผิวหน้าของโลหะที่แม้จะได้รับการขัดมันมาอย่างดีเมื่อนำมาส่องดูด้วยกล้องขยายกำลังสูงจะเห็นว่าประกอบไปด้วยยอดแหลมและหลุมลึกอีกมากมาย  ดังนั้นเมื่อผิวหน้าหนึ่งถูกนำมาสัมผัสกับอีกผิวหน้าหนึ่ง  บริเวณที่สัมผัสกันจริง ๆ นั้นจึงเป็นจุดเล็ก ๆ   ที่ยอดแหลมไปแตะกับผิวตรงข้าม จุดที่เล็กมาก ๆ เหล่านี้ต้องรับน้ำหนักที่กดหน้าสัมผัสทั้ง  2  เข้าด้วยกัน  และแรงกดที่สูงมากนี้ก็ทำให้จุดสัมผัสเหล่านั้นหลอมติดกันได้  แรงเสียดทานของการเสียดสีระหว่างผิวหน้าเช่นนี้จึงเป็นแรงที่ต้องใช้ในการหักและฉีกจุดเชื่อมติดให้ขาดจากกัน  นอกจากนั้นแล้วในขณะที่กำลังเคลื่อนที่  ยอดสูง ๆ ก็ยังสามารถกีดขวางซึ่งกันและกัน  เช่น  ชนกันแตกหัก  หรือต้องครูดไถไปบนอีกผิวหน้าหนึ่งที่แข็งน้อยกว่าด้วยแรงเสียดทานจึงขึ้นอยู่กับน้ำหนักหรือโหลดซึ่งกำหนดพื้นที่รวมที่หลอมติดกัน  และชนิดของสารที่เป็นหน้าสัมผัสว่ามีความแข็งเพียงใด  ยากต่อการฉีกหักหรือครูดไถเพียงใด

ชนิดของวัสดุหล่อลื่น

วัสดุหล่อลื่นแบ่งตามสถานะในการใช้งานได้  3  ชนิด  คือ 

1.  วัสดุหล่อลื่นชนิดของเหลว  ที่พบและใช้กันทั่ว ๆ ไปคือ  น้ำมันชนิดต่าง  เช่น  น้ำมันพืช  น้ำมันสัตว์  และน้ำมันที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ  หรือน้ำมันปิโตเลียม  มีอยู่หลายชนิด  และเป็นเกรดต่าง ๆ ตามความหนืด ความหนืดถูกกำหนดค่ามาตรฐานโดยสมาคมวิศวกรรมยายยนต์ (Soeiety of Automotive  Engineers)

มีชื่อย่อว่า  SAE  โดยกำหนดค่าไว้เป็นเบอร์  (NO.)  ดังนี้

เบอร์   NO.

การใช้งาน

No. 10 No. 20W/50 No.30 No.40 No.90 No.140

ความหนืดน้อยมากใช้สำหรับหล่อลื่นชิ้นส่วนที่หมุนรอบสูง ๆ รับภาระน้อย  เช่น  จักรเย็บผ้า ความหนืดอยู่ในช่วง  20-50  เป็นน้ำมันหล่อลื่นชนิดพิเศษ (ผสมสารประเภทโพลิเมอร์)  ณ อุณหภูมิต่ำมีความหนืดเท่ากับ No.20 ถ้าอุณหภูมิปกติจะมีความหนืดเท่ากับเบอร์ 50 มีความหนืดปานกลาง  ใช้ในการหล่อลื่นเครื่องจักรทั่วไป ความหนืดปานกลาง  ใช้สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป ความหนืดสูงใช้หล่อชุดเฟืองทดของเครื่องจักรใหญ่ที่รับภาระมากหรือใช้กับเฟืองท้ายรถยนต์

หมายเหตุ  

-                   มาตรฐาน  SAE  แบ่งความหนืดออกเป็น  10  เกรดคือ  0W,  5W,  10W,  15W,  20W,  20, 30, 40, 50  เกรดที่มี  W  ต่อท้าย  หมายถึง  ต้องผ่านการทดสอบค่าแรงเสียดทานและง่ายต่อการปั๊มที่  ณ  อุณหภูมิต่ำ ส่วนเกรด  No.90 ,140  ผลิตเพื่อใช้สำหรับหล่อลื่นชุดเฟืองเป็นส่วนใหญ่

-                   การเลือกใช้น้ำมันหล่อลื่นยังมีอีกมาก  การเลือกควรพิจารณาจากคู่มือเครื่องจักร/เครื่องยนต์ ที่บริษัทผู้ผลิตจะเป็นผู้แนะนำมาให้

คุณสมบัติน้ำมันหล่อลื่นที่ดี

-                   ให้การหล่อลื่นหรือลดแรงเสียดทานได้มากที่สุด

-                   ระบายความร้อนได้ดี

-                   ไม่เป็นสนิม

-                   ความหนืดไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิสูง

-                   จุดวาบไฟสูง

-                   อุณหภูมิหยุดไหลต่ำที่สุด

2.  วัตถุหล่อลื่นประเภทกึ่งเหลว   ได้แก่ประเภท จาระบี  เหมาะสำหรับใช้ในการหล่อลื่นในที่ที่น้ำมันไม่สามารถหล่อลื่นได้อย่างสมบูรณ์  เช่น  ตลับลูกปืนบางชนิด  เฟืองเปิด  ฯลฯ  การใช้จาระบีอาจมีปัญหาคือเรื่องการกระเด็นออก  ฝุ่นเจือปนลงในจาระบี   ซึ่งทำให้การหล่อลื่นมีประสิทธิภาพลดลง  แต่ข้อดีของจาระบีก็คือจะจับติดกับชิ้นส่วนได้ดี  ไหลตัวได้ยากเมื่อเทียบกับน้ำมัน  จึงทำให้ใช้ได้เป็นเวลานาน ๆ

จาระบีมีโดยทั่ว ๆ ไปเป็นสารประกอบของน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานสารอุ้มน้ำมันและสารเพิ่มคุณภาพน้ำมัน  ทั้ง  3  อย่างนำมาประกอบกัน  มีลักษณะเป็นกึ่งของเหลวที่เรียกว่า จาระบี

- น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานที่ใช้ทำจาระบีได้แก่  น้ำมันแร่  น้ำมันสังเคราะห์  โดยทั่วไปแล้วจะใช้เป็นน้ำมันแร่  ส่วนน้ำมันสังเคราะห์จะใช้ในอุณหภูมิสูง และมีราแพง

- สารเพิ่มคุณภาพ  ซึ่งเป็นสารเพิ่มคุณภาพทางด้านป้องกันสนิม  สารรับแรงกดสูง  สารขับน้ำ  สารเกาะเหนียว  เป็นต้น

- สารอุ้มน้ำมัน  เป็นสารที่ผลทางด้านอุณหภูมิการใช้งานของของจาระบี  ส่วนใหญ่จะเป็นสบู่  ซึ่งผลิตง่าย  คุณภาพดี  ราคาถูก  ส่วนชนิดอื่น ได้แก่  สารอนินทรีย์  ได้แก่  พวกดินเหนียว,  เบนโทไนท์  หรือสารอินทรีย์ ได้แก่  โปลียูเรีย  เป็นต้น

3.  วัสดุหล่อลื่นชนิดของแข็ง  ได้แก่  ผงกราไฟท์   โบลิปดินั่ม  ส่วนใหญ่จะใช้ร่วมกับจาระบี  ทำให้คุณสมบัติทางด้านการเกาะติดผิวเพิ่มขึ้น  และทนอุณหภูมิได้สูงขึ้น  เช่น  งานหล่อลื่นชุดเฟืองขนาดใหญ่ ๆ เป็นต้น

อ่านเพิ่มเติม