มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันหลายประการระหว่าง แนวตั้ง รวมถึง มอเตอร์แนวนอนทั้งสองประเภทใช้ตลับลูกปืนเพื่อรองรับโรเตอร์ ตลับลูกปืนมีบทบาทสำคัญในการทำให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างราบรื่นโดยดูดซับแรงที่เกิดจากน้ำหนักของโรเตอร์ แม้จะมีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน แต่ทิศทางของมอเตอร์ก็มีบทบาทสำคัญในการกระจายและรับแรงเหล่านี้
ทิศทางของมอเตอร์จะกำหนดลักษณะของแรงที่กระทำต่อตลับลูกปืน ในมอเตอร์แนวนอน น้ำหนักของโรเตอร์จะทำหน้าที่เป็นแรงในแนวรัศมีที่กระทำต่อตลับลูกปืนทั้งสองด้าน และจะแบ่งกันเท่าๆ กัน ในกรณีของมอเตอร์แนวตั้ง น้ำหนักของโรเตอร์จะกลายเป็นแรงในแนวแกน การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้ตลับลูกปืนต้องรับแรงประเภทอื่น ซึ่งส่งผลต่อการออกแบบและการเลือกใช้งาน
ในมอเตอร์แนวนอน ตลับลูกปืนจะมีภาระหลักในแนวรัศมีต่อตลับลูกปืนเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของโรเตอร์ ภาระในแนวรัศมีนี้ซึ่งกระทำในแนวตั้งฉากกับแกนของเพลาจะถูกแบ่งปันอย่างเท่าเทียมกันระหว่างตลับลูกปืนทั้งสองตัว วิธีนี้ทำให้โรเตอร์ยังคงสมดุลและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ตลับลูกปืนช่วยรองรับโรเตอร์ด้วยความเสถียร
ในมอเตอร์แนวตั้ง แรงโน้มถ่วงจะดึงโรเตอร์ไปตามเพลาของมอเตอร์ ในขณะที่ในมอเตอร์แนวนอน ตลับลูกปืนจะรับภาระในแนวรัศมี ในมอเตอร์แนวตั้ง ตลับลูกปืนจะถูกตั้งให้รับแรงตามแนวแกนของโรเตอร์ ซึ่งหมายความว่าตลับลูกปืนจะต้องสามารถรับภาระในแนวแกนได้มาก เพื่อให้โรเตอร์อยู่กับที่และทำให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างถูกต้อง
หากสรุปให้เข้าใจง่าย จะถือว่ามอเตอร์ไม่ได้รับแรงภายนอกจากแนวแกนและแนวรัศมี นอกเหนือไปจากน้ำหนักของโรเตอร์ นอกจากนี้ หากแกนกลางของสเตเตอร์และโรเตอร์ไม่ตรงแนวเล็กน้อย ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ง่ายในสภาวะการทำงานปกติ ช่องว่างอากาศที่ไม่สมมาตรจะส่งผลให้เกิดแรงในแนวรัศมี สมมติฐานเหล่านี้จำเป็นเพียงเพื่อลดความซับซ้อนในการอธิบายแรงหลักที่ส่งผลต่อตลับลูกปืน และเพื่อให้เข้าใจบทบาทของตลับลูกปืนในทิศทางต่างๆ ของมอเตอร์ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
โดยทั่วไปตลับลูกปืนในมอเตอร์จะจัดเรียงให้ปลายด้านหนึ่งอยู่ตำแหน่งหนึ่งและปลายอีกด้านหนึ่งว่าง ตลับลูกปืนปลายตำแหน่งได้รับการออกแบบมาให้รับน้ำหนักแนวแกนได้ โดยรักษาการจัดตำแหน่งโรเตอร์ให้ถูกต้อง ตลับลูกปืนปลายอิสระสามารถรับน้ำหนักแนวรัศมีได้ และยอมให้มีการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเล็กน้อย โดยไม่ทำให้ตลับลูกปืนต้องรับแรงเพิ่ม
ตลับลูกปืนปลายคงที่หรือแบบปรับตำแหน่งช่วยรองรับน้ำหนักแนวแกนและแนวรัศมีในขณะที่ให้ความเสถียรและการจัดตำแหน่งที่แม่นยำแก่โรเตอร์ ในทางกลับกัน ตลับลูกปืนปลายลอยช่วยจัดการส่วนใหญ่ของน้ำหนักแนวรัศมี ช่วยให้เกิดการเคลื่อนที่ตามแนวแกนอันเกิดจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนหรือสาเหตุอื่นๆ ในมอเตอร์แนวตั้ง น้ำหนักของโรเตอร์จะใช้แรงแนวแกนกับตลับลูกปืนปลายปรับตำแหน่ง และตลับลูกปืนนี้ต้องได้รับการออกแบบให้รับน้ำหนักนี้ได้โดยไม่สึกหรอหรือเสียหายมาก
หากจะพูดให้ชัดเจน คำว่า "ปลายต่อเพลา" และ "ปลายที่ไม่ใช่เพลาต่อ" ถูกกำหนดไว้แล้ว ปลายต่อเพลาคือปลายที่เพลามอเตอร์ยื่นออกมาจากตัวเรือนมอเตอร์ ซึ่งโดยปกติจะใช้เชื่อมต่อกับชิ้นส่วนกลไกอื่นๆ ปลายต่อที่ไม่ใช่เพลาจะอยู่ด้านตรงข้ามของมอเตอร์
ไม่ว่าปลายที่ยื่นออกมาของเพลาจะอยู่ที่ด้านบนหรือด้านล่าง หลักการในการกำหนดค่าตลับลูกปืนและการกระจายโหลดสำหรับมอเตอร์แนวตั้งก็มีหลักการที่คล้ายคลึงกัน ข้อกังวลพื้นฐานคือตลับลูกปืนที่ปลายตำแหน่งต้องได้รับการออกแบบให้เหมาะสมเพื่อรับน้ำหนักแนวแกนเพื่อยึดน้ำหนักของโรเตอร์และแรงเพิ่มเติมเมื่อทำงาน
สามประเด็นที่ควรทราบ:
1. การเลือกตลับลูกปืนทั้งสองด้าน
เนื่องจากปลายตำแหน่งรับแรงตามแนวแกน จึงต้องเลือกตลับลูกปืนที่รับแรงตามแนวแกนได้ที่ปลายตำแหน่ง ไม่สำคัญสำหรับปลายที่ไม่ได้อยู่ในตำแหน่ง การเลือกที่พบบ่อยที่สุดคือตลับลูกปืนร่องลึกและตลับลูกปืนลูกกลิ้งสัมผัสเชิงมุม ฯลฯ ที่รับน้ำหนักตามแนวแกนได้สามารถใช้เป็นปลายตำแหน่งได้ ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกซีรีส์ NU/N ไม่สามารถรับน้ำหนักตามแนวแกนและไม่สามารถใช้เป็นปลายตำแหน่งได้ ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกลมสามารถรับน้ำหนักตามแนวแกนได้ แต่เมื่อรับน้ำหนักตามแนวแกน ลูกกลิ้งสองแถวใดแถวหนึ่งจะรับน้ำหนักเกินได้ง่าย ดังนั้นจึงต้องวิเคราะห์ปัญหาที่แท้จริงโดยเฉพาะ
2. มีโหลดแนวรัศมีที่ปลายส่วนขยายของเพลา
กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากมีแรงรัศมีภายนอกที่ปลายส่วนขยายเพลา ตลับลูกปืนจะรับแรงโน้มถ่วงของโรเตอร์ ดังนั้นแรงตามแนวแกนจะค่อนข้างมาก ในขณะเดียวกัน หากมองจากปลายอีกด้านหนึ่ง ปลายที่ไม่ใช่เพลาส่วนขยายจะดูเหมือนไม่มีแรงใดๆ เมื่อเป็นเช่นนี้ ขนาดของตลับลูกปืนที่ปลายที่ขยายจะใหญ่ขึ้น และขนาดของตลับลูกปืนที่ปลายที่ไม่ขยายจะเล็กลง การจับคู่ขนาดตลับลูกปืนแบบนี้จะทำให้ประสิทธิภาพและต้นทุนไม่สมดุล ไม่ประหยัด และอาจทำให้เกิดปัญหากับตลับลูกปืนได้เช่นกัน 3. ความสะดวกในการบำรุงรักษา ในการบำรุงรักษาตลับลูกปืน สภาพการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนที่ปลายด้านหนึ่งและอีกด้านหนึ่ง
3. สะดวกในการบำรุงรักษา
เนื่องจากตลับลูกปืนปลายตำแหน่งจะรับน้ำหนักรวมในแนวแกนและแนวรัศมี จึงมักต้องบำรุงรักษาบ่อยกว่าและต้องถอดประกอบบ่อยกว่า
จากนั้น เมื่อค้นหาตลับลูกปืนที่ต้องบำรุงรักษาสูงที่ปลายเพลาที่ไม่ยืดออก ในระหว่างการบำรุงรักษา เราต้องพิจารณาว่ามีขั้นตอนเพิ่มเติมในการถอดประกอบพัดลม กระจกบังลม และส่วนประกอบอื่นๆ หรือไม่ เราไม่สามารถตอบได้ในคำเดียวว่าควรใส่ตลับลูกปืนปลายตำแหน่งของมอเตอร์แนวตั้งไว้ด้านบนหรือด้านล่าง ทางเลือกแต่ละทางต้องปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่เกี่ยวข้อง เมื่อเราเข้าใจหลักการพื้นฐานแล้วเท่านั้น เราจึงจะปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงและตัดสินใจเลือกสิ่งที่เหมาะสมได้
สรุป
การทำความเข้าใจความคล้ายคลึงและความแตกต่างของโครงสร้างระหว่างมอเตอร์แนวตั้งและแนวนอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งแรงและการกำหนดค่าของตลับลูกปืนนั้นมีความสำคัญ การวิเคราะห์แรงที่กระทำกับตลับลูกปืนอย่างครอบคลุม รวมถึงการพิจารณาผลกระทบของการกำหนดค่าตลับลูกปืนต่างๆ จะเป็นประโยชน์ในการตัดสินใจอย่างรอบรู้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบมอเตอร์และการบำรุงรักษา แนวทางนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของมอเตอร์จะมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในแอปพลิเคชันต่างๆ