การวิเคราะห์สาเหตุของการรั่วซึมของน้ำมันเกียร์บ็อกซ์ และวิธีแก้ไขปัญหาน้ำมันเกียร์รั่วซึม

1. สาเหตุการรั่วของน้ำมันในเครื่องลดความเร็ว

1.1 เกิดความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอกเครื่องลดความเร็ว

ระหว่างการทำงานของเครื่องลดความเร็ว ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจะเกิดแรงเสียดทานทำให้เกิดความร้อน และได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิโดยรอบ ส่งผลให้อุณหภูมิของเครื่องลดความเร็วสูงขึ้น หากไม่มีช่องระบายอากาศหรือช่องระบายอากาศอุดตัน แรงดันภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป อุณหภูมิภายในยิ่งสูง แรงดันระหว่างภายในและภายนอกเครื่องลดความเร็วยิ่งมีความแตกต่างกันมาก เมื่อมีแรงดันต่างนี้กระทำ น้ำมันหล่อลื่นจะรั่วออกมาตามรอยแยกต่างๆ

1.2 การออกแบบโครงสร้างของเครื่องลดความเร็วไม่เหมาะสม

A. แผ่นฝาปิดช่องตรวจสอบมีความบางเกินไป และมีแนวโน้มที่จะเสียรูปหลังจากยึดสกรูแน่น ทำให้พื้นผิวที่ต่อประสานกันไม่เรียบเสมอกัน ส่งผลให้น้ำมันรั่วซึมออกมาตามช่องว่างที่ต่อประสาน;

B. ในกระบวนการผลิตเครื่องลดความเร็ว หากชิ้นส่วนหล่อไม่ได้รับการอบเพื่อปลดแรงเค้นภายในหรือไม่ได้รับการบำบัดให้แก่ตัว ย่อมเกิดการเสียรูปขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ จนทำให้เกิดช่องว่างและน้ำมันรั่วซึม

C. ตัวเรือนไม่มีร่องนำน้ำมันกลับ ทำให้น้ำมันหล่อลื่นสะสมอยู่ที่ซีลเพลา ฝาปิดปลาย และพื้นผิวที่ต่อประสานกัน เมื่อมีความแตกต่างของแรงดัน น้ำมันนี้จะรั่วไหลออกทางช่องว่าง

D. การออกแบบซีลเพลาไม่เหมาะสม ตัวลดความเร็วในยุคแรกมักใช้โครงสร้างซีลเพลาแบบร่องน้ำมันและแหวนผ้าสักหลาด ขณะประกอบ ผ้าสักหลาดจะถูกบีบอัดและเปลี่ยนรูปร่างเพื่อปิดช่องว่างที่บริเวณผิวสัมผัส หากการสัมผัสระหว่างเพลากับซีลมีคุณภาพไม่ดี ซีลจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเนื่องจากความสามารถในการชดเชยของผ้าสักหลาดนั้นต่ำ แม้ว่าจะมีรูระบายน้ำมันในร่องน้ำมัน แต่ก็มักอุดตันได้ง่าย ทำให้ฟังก์ชันการไหลกลับของน้ำมันทำงานได้ไม่มีประสิทธิภาพ

1.3 เติมน้ำมันมากเกินไป

ระหว่างการทำงานของตัวลดความเร็ว น้ำมันหล่อลื่นในอ่างจะถูกกระเพื่อมอย่างรุนแรง ทำให้น้ำมันหล่อลื่นกระเด็นไปทั่วภายในเครื่อง หากเติมน้ำมันมากเกินไป น้ำมันหล่อลื่นจำนวนมากจะสะสมอยู่ที่ซีลเพลา ผิวสัมผัส และจุดต่อต่างๆ ส่งผลให้เกิดการรั่วซึม

1.4 ขั้นตอนการบำรุงรักษาไม่ถูกต้อง

ระหว่างการบำรุงรักษาระบบอุปกรณ์ การรั่วของน้ำมันอาจเกิดขึ้นได้หากทำความสะอาดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวที่ต่อประสานไม่สมบูรณ์ การเลือกซีลเลนที่ไม่เหมาะสม การติดตั้งซีลเลนย้อนกลับ หรือไม่เปลี่ยนซีลเลนตามเวลาที่กำหนด

2. วิธีแก้ไขการรั่วของน้ำมันในเครื่องลดความเร็ว

2.1 ปรับปรุงฝาเปิดระบายอากาศและฝาครอบช่องตรวจสอบ

หนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการรั่วซึมของน้ำมันคือ ความดันภายในเครื่องลดความเร็วสูงกว่าความดันบรรยากาศภายนอก หากความดันภายในและภายนอกสมดุลกัน ก็สามารถป้องกันการรั่วซึมของน้ำมันได้ ถึงแม้ว่าเครื่องลดความเร็วจะมีฝาปล่อยแรงดันอยู่แล้ว แต่รูระบายอากาศมีขนาดเล็กเกินไป และอุดตันได้ง่ายจากฝุ่นผงถ่านหินและน้ำมัน นอกจากนี้ การเติมน้ำมันแต่ละครั้งจำเป็นต้องเปิดฝาช่องตรวจสอบ ซึ่งเพิ่มโอกาสในการรั่วซึม และอาจทำให้เกิดการรั่วไหลในบริเวณที่ไม่เคยรั่วมาก่อน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้พัฒนาฝาปล่อยแรงดันแบบถ้วยน้ำมันขึ้น และเพิ่มความหนาของฝาช่องตรวจสอบเดิมจากเดิมบางเป็น 6 มม. ฝาปล่อยแรงดันแบบถ้วยน้ำมันถูกเชื่อมเข้ากับแผ่นครอบ โดยมีรูระบายอากาศขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. เพื่อให้อากาศถ่ายเทได้ง่ายและทำให้ความดันสมดุล นอกจากนี้ ยังสามารถเติมน้ำมันผ่านถ้วยน้ำมันได้โดยตรง ไม่จำเป็นต้องเปิดฝาช่องตรวจสอบ จึงช่วยลดโอกาสการรั่วซึมลงได้

2.2 การไหลที่ราบรื่น

เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันหล่อลื่นส่วนเกินที่ถูกฟุ้งออกมาจากเฟืองไปสะสมที่ซีลเพลา น้ำมันหล่อลื่นส่วนเกินจะต้องไหลกลับไปยังบ่อเก็บน้ำมันตามทิศทางที่กำหนดอย่างราบรื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะมีการขุดร่องนำน้ำมันกลับซึ่งเอียงเข้าด้านในตรงกลางของเปลือกแบริ่งด้านล่างของตัวเรือนแบริ่ง และยังมีการเว้นช่องเว้าที่ช่องเปิดตรงของฝาครอบปลาย ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับร่องนำน้ำมันกลับพอดี ด้วยวิธีนี้ น้ำมันหล่อลื่นส่วนเกินจะไหลกลับไปยังบ่อเก็บน้ำมันผ่านช่องเว้าและร่องนำน้ำมันกลับ

2.3 ปรับปรุงโครงสร้างซีลเพลา

A. การปรับปรุงซีลเพลาสำหรับกล่องเกียร์ที่มีเพลาเอาต์พุตแบบครึ่งเพลา: เพลาเอาต์พุตของกล่องเกียร์ในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ เช่น สายพานลำเลียง เครื่องถ่ายเทแบบสกรู และเครื่องป้อนแบบใบพัด เป็นแบบครึ่งเพลา ทำให้การดัดแปลงค่อนข้างสะดวก ให้ถอดกล่องเกียร์ออก ถอดข้อต่อเพลา (coupling) ออก แล้วนำฝาครอบปลายเพลาของกล่องเกียร์ออกมา จากนั้นเจาะร่องบริเวณด้านนอกของฝาครอบเดิมตามขนาดของซีลน้ำมันแบบโครง (skeleton oil seal) ที่ใช้ประกอบกัน แล้วติดตั้งซีลแบบโครงโดยให้ด้านที่มีสปริงหันเข้าด้านใน ขณะประกอบคืน หากฝาครอบปลายอยู่ห่างจากผิวปลายด้านในของข้อต่อเพลามากกว่า 35 มม. สามารถติดตั้งซีลน้ำมันสำรองไว้ที่เพลาด้านนอกของฝาครอบได้ หากซีลน้ำมันเสียหาย สามารถถอดซีลที่ชำรุดออก แล้วดันซีลสำรองเข้าไปในตำแหน่งของฝาครอบแทนได้ จึงช่วยประหยัดขั้นตอนที่ยุ่งยากและใช้เวลานานในการถอดกล่องเกียร์และถอดข้อต่อเพลาออก

ข. การปรับปรุงซีลเพลาสำหรับเครื่องลดความเร็วที่มีเพลาส่งออกเพียงด้านเดียว: เครื่องลดความเร็วที่ขับด้วยเพลาเดี่ยวไม่มีคัปปลิ่งติดตั้งอยู่ที่เพลาเอาต์พุต การดัดแปลงตามแบบ scheme 2.3.1 จะใช้แรงงานมากเกินไปและไม่เหมาะสม เพื่อลดภาระงานและทำให้ขั้นตอนการติดตั้งง่ายขึ้น จึงได้ออกแบบฝาครอบปลายแบบแยกส่วน (split-type) และทดสอบใช้ซีลน้ำมันแบบเปิด (open-type) โดยทำการกลึงร่องที่ด้านนอกของฝาครอบปลายแบบแยกส่วน เมื่อติดตั้งซีลน้ำมัน ให้ถอดสปริงออกก่อน จากนั้นตัดซีลน้ำมันให้อยู่ในรูปแบบเปิด แล้วนำซีลน้ำมันใส่เข้าไปที่เพลาผ่านช่องเปิด ใช้กาวติดเพื่อจัดแนวช่องเปิดให้ตรงกัน โดยให้ช่องเปิดหันขึ้นด้านบน จากนั้นติดตั้งสปริงกลับเข้าไปและดันฝาครอบปลายเข้าตำแหน่ง

2.4 ใช้วัสดุซีลชนิดใหม่

สำหรับการรั่วไหลที่จุดปิดผนึกแบบสถิตในเครื่องลดความเร็ว สามารถใช้วัสดุซ่อมแซมโพลิเมอร์ประเภทใหม่เพื่อปิดผนึกได้ หากเกิดการรั่วของน้ำมันจากจุดปิดผนึกแบบสถิตระหว่างการทำงานของเครื่องลดความเร็ว สามารถใช้ตัวแทนซ่อมแซมฉุกเฉินบริเวณพื้นผิวน้ำมันที่พัฒนาขึ้นโดยอาศัยเทคโนโลยีวิศวกรรมพื้นผิว ซึ่งเป็นวัสดุซ่อมแซมคอมโพสิตชนิดโพลิเมอร์ 25551 และ 90T เพื่อปิดรอยรั่วและกำจัดการรั่วไหลของน้ำมัน

2.5 ดำเนินการตามขั้นตอนการบำรุงรักษาอย่างเข้มงวด

เมื่อทำการซ่อมบำรุงเครื่องลดความเร็ว ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกระบวนการอย่างเคร่งครัด ห้ามติดตั้งซีลน้ำมันย้อนกลับ ห้ามทำให้ขอบปากซีลเสียหาย ห้ามทำให้ขอบด้านนอกบิดเบี้ยว ห้ามให้สปริงหลุดออก พื้นผิวที่ติดต่อกันต้องทำความสะอาดให้เรียบร้อย ต้องทากาวปิดผนึกอย่างสม่ำเสมอ และปริมาณน้ำมันที่เติมต้องไม่เกินขีดหมายบนไม้จุ่มน้ำมัน

2.6 ทำความสะอาด

จุดปิดผนึกแบบสถิตของตัวลดความเร็วสามารถทำให้ไม่รั่วซึมได้ทั่วไปผ่านการบำบัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเหตุผลต่างๆ เช่น การเสื่อมสภาพของซีล คุณภาพต่ำ การติดตั้งไม่เหมาะสม และพื้นผิวเพลาหยาบเกินไป จึงอาจยังมีการรั่วซึมเล็กน้อยที่จุดปิดผนึกแบบไดนามิกบางจุด เนื่องจากสภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่ดี ฝุ่นถ่านหินจะเกาะที่เพลามองดูคล้ายมันมีคราบน้ำมัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเช็ดคราบน้ำมันออกจากเพลาหลังจากอุปกรณ์หยุดทำงาน