ความเสียหายที่เกิดขึ้นในมอเตอร์ไฟฟ้า (Failure Mode in Electric Motor)

ปัญหาความเสียหายที่เกิดขึ้นในมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ (มากถึง 65-75%) จะเกิดขึ้นที่ ตลับลูกปืน (Rolling-Element Bearing) อันเนื่องมาจากสาเหตุหลัก ๆ คือ

1. การเลือกสารหล่อลื่นผิด (Incorrect Lubrication) เนื่องจากจารบีสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้านั้นจะเป็นถูกพัฒนามาโดยเฉพาะที่แตกต่างจากกลุ่ม Multipurpose หรือกลุ่มที่ใช้งานได้หลากหลายจุดประสงค์
2. การใช้ปริมาณสารหล่อลื่นที่ไม่เหมาะสม (Inappropriate Amount of Lubrication) เนื่องจากปริมาณจารบีที่มากหรือน้อยเกินไปอาจจะทำให้เกิดความเสียหายในส่่วนที่่เป็นฉนวนหรือตลับลูกปืนได้
3. ปริมาณความร้อนและความดันที่สูงเกินไป (Overheating and Overpressurization) เนื่องจากทั้งความร้อนและความดันที่เกิดขึ้นนั้นจะทำให้จารบีและเสื้อตลับลูกปืนไม่สามารถทนอยู่ในสภาวะนั้นได้

ข้อมูลที่จำเป็นของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งาน (Necessary Information of Electric Motor)

ก่อนที่จะแก้ปัญหาความเสียหายที่เกิดขึ้นในมอเตอร์ไฟฟ้านั้น ผู้ใช้งานควรจะรู้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้าดังต่อไปนี้

1. ประเภทและสเปคของมอเตอร์ (Type and Motor Specifications)
2. ประเภท ขนาด และวัสดุของตลับลูกปืนและซีล (Type, Dimensions, and Materials of Bearings and Seals)
3. ประเภท เกรด และสเปคของจารบีที่แนะนำจากผู้ผลิต (Type, Grade, and Specifications of Grease Recommended by Supplier)
4. สภาวะการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor Operating Conditions)
5. สิ่งที่ได้มีการดัดแปลงในมอเตอร์ (Modifications of Electric Motor) (ถ้ามี)
6. ระบบบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance System) (ถ้ามี)

การเลือกจารบี (Grease Selection)

หน้าที่หลักของจารบีในมอเตอร์ไฟฟ้า คือ การลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ ป้องกันการกัดกร่อน และป้องกันสิ่งสกปรกหรือสารปนเปื้อน โดยจารบีนั้นประกอบไปด้วย (1) Base Oil ประมาณร้อยละ 80-95 (2) Thickener ประมาณร้อยละ 5-20 และ (3) Additives ประมาณร้อยละ 0-10 หลังจากที่มีข้อมูลของมอเตอร์ไฟฟ้าที่จำเป็นแล้ว ผู้ใช้งานควรจะพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ในการเลือกใช้จารบี

1. ความหนืด (Viscosity) ซึ่งจะต้องเหมาะสมสำหรับภาระ (Load) ความเร็ว (Speed) และ อุณหภูมิ (Temperature) 
2. ความสม่ำเสมอ (Consistency) ซึ่งจะต้องเหมาะสมกับการใช้งานโดยอ้างอิงจาก National Lubricating Grease Institute (NLGI) Grade
3. ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน (Oxidation Resistance) ซึ่งควรจะเลือกจารบีีที่มีอายุการใช้งานที่อุณหภูมิสูงที่มีค่ามาก
4. การป้องกันการสึกหรอ (Wear Resistance or Anti-wear) ซึ่งควรเลือกจารบีที่มีใช้งานในสภาวะที่มีความดันสูงแต่ยังทำให้อายุการใช้งานของจารบีสูงได้
5. จุดหยด (Dropping Point) หรือ จุดหลอมเหลว (Melting Point) ซึ่งควรจะเลือกจารบีที่มีจุดหยดหรือจุดหลอมเหลวสูง เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่่จะทำงานภายใต้ภาวะอุณหภูมิสูง
6. ความเสถียรของแรงเฉือน (Shear Stability) ซึ่งเป็นข้อมูลบ่งชี้การอ่อนตัวของจารบีที่ทำงานเป็นระยะเวลานาน ดังนั้นควรเลือกจารบีที่มีค่าความเสถียรของแรงเฉือนสูง
7. ความเข้ากันได้ (Compatability) ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ถึงความเข้ากันได้ของจารบี (ถ้าจำเป็นที่จะต้องมีการผสมจารบีที่ไม่เหมือนกัน)

อย่างไรก็ตามผู้ใช้งานควรจะปรึกษา Lubricant Supplier เพื่อขอคำแนะนำหรือรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกใช้จารบีที่เหมาะสม

วงจรการเติมจารบี (Regrease Cycle)

วงจรการเติมจารบีนั้นจริง ๆ แล้วไม่ได้มีกฎหรือสมการตายตัว เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้า ส่วนประกอบและระบบต่าง ๆ สภาวะการใช้งาน การเลือกใช้จารบี การดัดแปลง และระบบบำรุงรักษานั้นแตกต่างกัน อย่างไรก็ตามผู้ใช้งานสามารถใช้สมการเบื้องต้นด้านล่างเพื่อใช้เป็น Guideline

G = 0.114 x D x B

G คือ ปริมาณของจารบี (หน่วยเป็น Ounce)
D คือ ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตลับลูกปืน (หน่วยเป็น Inch)
B คือ ความกว้างของตลับลูกปืน (หน่วยเป็น Inch)

หรือผู้ใช้งานจะลองใช้ Noria’s Grease Calculator (https://www.machinerylubrication.com/Read/29620/grease-quantity-frequency) เป็น Guideline ก็ได้

อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้งานจำเป็นที่จะต้องมีการทดสอบ ทดลอง วัดปริมาณจารบี และเก็บข้อมูลที่เกี่ยวข้อง และนำมาสร้างเป็นวงจรการเติมจารบีของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ตนเองใช้งานอยู่ และปรับปรุงวงจรการเติมจารบีให้เหมาะสม โดยมีจุดประสงค์ที่สำคัญที่สุด คือ การป้องกันความเสียหายไม่ให้เกิดขึ้น และช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการหล่อลื่นของมอเตอร์ไฟฟ้า (Common Standards in Electric Motor Lubrication)

ตัวอย่างมาตรฐานสำคัญสำหรับการหล่อลื่นของมอเตอร์ไฟฟ้า

1. Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) Standard 841: IEEE Standard for Petroleum and Chemical Industry–Premium-Efficiency, Severe-Duty, Totally Enclosed Squirrel Cage Induction Motors from 0.75 kW to 370 kW (1 hp to 500 hp)
2. ASTM D6185: Standard Practice for Evaluating Compatibility of Binary Mixtures of Lubricating Greases
3. ASTM D566: Standard Test Method for Dropping Point of Lubricating Grease
4. ASTM D217: Standard Test Methods for Cone Penetration of Lubricating Grease
5. ASTM D3336: Standard Test Method for Life of Lubricating Greases in Ball Bearings at Elevated Temperatures

ผู้เขียน (Authors)

ผศ.ดร.พีระวัฒน์​ นันทวราวงศ์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ผศ.ดร.นำพล มหายศนันท์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น