Basic Tribology

Natthapong Nanthasamroeng / Industrial Management Technology / UBRU

1

ระบบบ��ร�งร�กษ� [Maintenance System]

Chapter 4: ไทรโบโลยี�ในง�นบ��ร�งร�กษ�

งานน��เผยแพร่�ภายใต้�ลิ�ขสิ�ทธิ์�� Creative Commons แบบ Attribution Non-commercial Share Alike (by-nc-sa) โดยผ��สิร่�างอน�ญาต้ให้�ท!าซ้ำ!�า แจกจ�าย แสิดง แลิะสิร่�างงานด&ดแปลิงจากสิ�วนใดสิ�วนห้น)*งของงานน��ได�โดยเสิร่� แต้�เฉพาะในกร่ณี�ท�*ให้�เคร่ด�ต้ผ��สิร่�าง ไม่�น!าไปใช้�ในทางการ่ค�า แลิะเผยแพร่�งานด&ดแปลิงภายใต้�ลิ�ขสิ�ทธิ์��เด�ยวก&นน��เท�าน&�น


2

หั�วข้�อท��จะเร�ยีนในบทน��

ความ่ห้ม่ายของ Tribology ปร่ะเภทของการ่เสิ1*อม่สิภาพ กลิไกการ่สิ)กห้ร่อ (Wear mechanisms)


Tribology - ไทรโบโลยี� Tribo ม่าจากร่ากศั&พท3ภาษากร่�กท�*แปลิว�า

Rubbing (ข&ดถู� ) ห้ร่1อ Attrition (ข&ดสิ�) Tribology แปลิว�า ว�ช้าท�*เก�*ยวข�องก&บการ่ศั)กษา

การ่ข&ดสิ� ข&ดถู� ลิ1*นไห้ลิ เคลิ1*อนไปม่าของช้��นสิ�วนอ�ปกร่ณี3ใดๆ

ท!าให้�เข�าใจลิ&กษณีะของการ่เสิ1*อม่สิภาพ (Degradation) แลิะห้าสิาเห้ต้�เพ1*อท!าการ่แก�ไข

3


องค์�ประกอบข้อง Tribology

Friction – แร่งเสิ�ยดทาน Lubrication – การ่ห้ลิ�อลิ1*น / สิาร่ห้ลิ�อลิ1*น Wear - การ่สิ)กห้ร่อ

4


ประเภทข้องก�รเสื่"�อมสื่ภ�พ การ่เสิ1*อม่สิภาพต้าม่เวลิา (Time dependent degradation)

การ่เสิ1*อม่สิภาพท�*ไม่�ข)�นก&บเวลิา (Time independent degradation)

5


Time dependent degradation

6

time

Stress(ภาร่ะใช้�งาน)

Strength (ความ่แข7งแร่ง)

Failure

เม่1*อเก�ดการ่สิ)กห้ร่อ (Wear) ต้าม่อาย�การ่ใช้�งานจะเก�ดการ่ช้!าร่�ดข)�น


Time independent degradation

7

time

Stress (ภาร่ะใช้�งาน)

Strength (ความ่แข7งแร่ง)

Failure

Impact load น!าไปสิ��การ่ช้!าร่�ด


Wear and Tear

“Maintenance engineer’s job involves wear & tear business”

8


ง�นข้องฝ่&�ยีซ่(อมบ��ร�ง ช้ะลิอการ่เสิ1*อม่สิภาพโดยการ่บ!าร่�งร่&กษา เช้�น การ่

ห้ลิ1*อลิ1*น การ่ท!าความ่สิะอาด การ่ข&นแน�น ท!าการ่ซ้ำ�อม่แซ้ำม่สิ�วนท�*เสิ�ยห้ายห้ร่1อช้!าร่�ดให้�ค1น

สิภาพเด�ม่

9


ป)จจ�ยีข้องก�รชำ��ร�ด ออกแบบม่าผ�ด ว&สิด�ท�*เลิ1อกใช้�ม่�จ�ดบกพร่�อง เทคโนโลิย�การ่ผลิ�ต้ห้ร่1อการ่ปร่ะกอบไม่�ด�พอ ขาดการ่ใช้�งานท�*ถู�กต้�อง ขาดการ่บ!าร่�งร่&กษาท�*ด� ขาดการ่ควบค�ม่สิภาพสิ�*งแวดลิ�อม่

10


Workshop1: Wear or Tear

ให้�น&กศั)กษาน&*งต้าม่กลิ��ม่ ปร่)กษาก&นในกลิ��ม่ว�า ระหัว(�ง “ Wear ก�บ

Tear ฝ่&�ยีซ่(อมบ��ร�งค์วรม�(งเน�นไปท��ก�รป,องก�นอะไรม�กกว(�ก�น?”

บอกเห้ต้�ผลิท�*น&กศั)กษาค�ดเช้�นน&�นม่า - 45 ข�อ

11


กลไกก�รสื่-กหัรอระด�บจ�ลภ�ค์ = F/A ในความ่เป9นจร่�งพ1�นท�*ผ�ว (A) ท�*ใช้�ค!านวณีน&�นไม่�

เร่�ยบ ท!าให้�ในร่ะด&บจ�ลิภาคความ่เค�นท�*ได�ม่�ค�าสิ�งเก�นความ่แข7งแร่งของว&สิด�

ในกร่ณี�น�� Safety factor ท�*ค!านวณีไว�ก7ไม่�เพ�ยงพอท�*จะต้�านการ่สิ)กห้ร่อได�

เก�ดเสิ�ยร่�ปของ Asperities

12


กลไกก�รสื่-กหัรอ

1. Adhesive wear กลิไกการ่สิ)กห้ร่อแบบย)ดต้�ด2. Abrasive wear การ่สิ)กห้ร่อแบบข�ดข�ด3. Fatigue wear การ่สิ)กห้ร่อจากการ่ลิ�า4. Tribochemical reaction การ่สิ)กห้ร่อแบบปฏิ�ก�ร่�ยา

ไทร่โบเคม่�5. Erosive wear การ่สิ)กห้ร่อแบบพ�นปะทะ6. Cavitation wear การ่สิ)กห้ร่อแบบโพร่งอากาศั

13


Adhesive wear

เก�ดพ&นธิ์ะย)ดต้�ดก&นของ Asperities ห้ร่1อ Debrisท�*ม่�การ่ฉ�กขาดขณีะท�*ช้��นงานเคลิ1*อนท�*

พ&นธิ์ะท�*เก�ดข)�นเก�ดการ่ เย��ม่ต้�ด ห้ร่1อ เช้1*อม่ต้�ด “ ” “ ”ท�*เร่�ยกว�า Cold-welded

เก�ดจาก สิาร่ห้ลิ�อลิ1*นม่�ความ่ห้น1ดน�อยเก�นไป Load ม่ากเก�นไป ใช้�ความ่เร่7วต้!*าเก�นไป

14

ท�*ม่า : http://www.pall.com


15


Abrasive wear

เก�ดจากเน1�อว&สิด�ถู�กเฉ1อนออกไปจากการ่ข�ดข�ดโดยสิสิาร่ท�*ม่�ความ่แข7งสิ�งม่าก

16



17


Fatigue wear

เป9นการ่ลิ�าต้&วแลิะเก�ดร่อยแต้กห้ร่1อห้ลิ�ม่บนผ�ดห้น�าว&สิด�บร่�เวณีท�*ม่�การ่ลิ�า

เก�ดจากการ่ท�*ช้��นงานร่&บภาร่ะเป9นวงร่อบ (Stress cycle)

จะเก�ดการ่สิ)กห้ร่อได�ง�ายห้ากเก�ด Compressive stress สิลิ&บก&บ Tensile stress

อ�กแบบห้น)*งจะเก�ดการ่ Dents ท�*ขยายต้&วออกเป9น Crack

18


Fatigue wear

19



20

ท�*ม่า : http://www.machinerylubrication.com


Tribochemical reaction

เร่�ยกอ�กช้1*อว�า Fretting wear

เก�ดปฏิ�ก�ร่�ยาออกซ้ำ�เดช้&*น น!าไปสิ��สิน�ม่เห้ลิ7ก

สิน�ม่เห้ลิ7กจะท!าห้น�าท�* ผงข&ด “ ”ท!าให้�ช้��นงานลิดขนาดลิงเร่1*อยๆ

21


Erosive wear

เก�ดในร่ะบบท�*ใช้�ปร่ะโยช้น3จากของเห้ลิวห้ร่1อของไห้ลิภายใต้�แร่งด&นสิ�ง

ห้ากของไห้ลิน&�นม่�สิ�*งสิกปร่กเจ1อปนจะท!าให้�เก�ดการ่สิ)กห้ร่อท�*ร่วดเร่7วม่าก

22ท�*ม่า : http://www.pall.com


23



Cavitation wear

24



25



Assignment

ให้�ค�นคว�า Wear mechanisms อ1*นๆ จากอ�นเต้อร่3เน7ต้ คนลิะ 2 ห้&วข�อ

โปร่ดร่ะบ�แห้ลิ�งอ�างอ�งด�วย

26

Basic Tribology

Education