ลูกปืน (BEARING)

เกี่ยวกับเทคโนโลยี

ดุมล้อจักรยาน DT Swiss ได้รับการออกแบบให้มีฟังก์ชั่นการใช้งานอย่างเป็นที่น่าพึงพอใจสำหรับนักปั่นจักรยาน  ในการติดตั้งดุมล้อ 

จะต้องคำนึงถึงแรงยึด (Clamping Force) ซึ่งเกิดจากจากระบบยึดเหนี่ยวล้อ (Wheel Mounting System) ในระหว่างการประกอบดุมล้อ 

เรามั่นใจในคุณสมบัติการหมุนของตลับลูกปืน ซึ่งจะช่วยให้ท่านเกิดความพึงพอใจมากที่สุด และนั่นเป็นเหตุผลที่ดุมล้อสายพันธุ์  

DT Swiss ไม่จำเป็นต้องปรับแนวระยะห่างภายใน Bearing

ระยะห่างภายใน Bearing

เพื่อให้ Bearing หมุนได้ ต้องมีระยะห่างในช่วงหนึ่งพันมิลลิเมตร หากไม่มีระยะห่างนี้ Bearing จะไม่สามารถหมุนได้ ช่องว่าง

หรือระยะห่างในแกนเพลา (Bearing Play) เกิดขึ้นได้ทั้งในแนวรัศมีและแนวแกน ระยะห่างตามแนวแกนจะอธิบายว่า วงแหวนลูกปืน

สามารถเคลื่อนที่ได้ตามเส้นแวงของโลกได้ไกลมากเท่าไหร่เมื่อเทียบกับวงแหวนอื่นๆ ซึ่งไม่จำเป็นต้องรับแรงโหลด  

สำหรับระยห่างในแนวรัศมีนั้น จะวัดจากแนวตั้งถึงแกนกลางของ Bearing 

 

ระยะห่างตามแนวรัศมี (ซ้าย) ระยะห่างตามแกนกลาง (ขวา)

การติดตั้งดุมล้อจักรยาน (HUB CONSTRUCTION) 

ดุมล้อจักรยาน DT Swiss ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้มีระยะห่างของ Bearing ตามแนวแกนและแนวรัศมี ซึ่งจะมีความ

พอดีกัน หากท่านติดตั้งดุมล้อและจักรยานยนต์ได้ถูกต้อง อย่างไรก็ดี สิ่งที่สำคัญในการติดตั้งดุมล้อจักรยานจะต้องคำนึงถึง

ข้อปฏิบัติดังต่อไปนี้ ลำดับแรก กด Bearing ลงในปลอกดุมล้อ (hub shell) ให้พอดีกับทั้งปลอกดุมล้อและเพลา

Bearing อยู่ในแนวราบกับปลอกดุมล้อและเพลา

ภาพตัดขวางของดุมล้อพร้อม Press-Fit Tool (ซ้าย) และ Guide Tool (ขวา)

จากนั้น Bearing ตัวที่สองจะถูกกดเข้าไปเพื่อให้อยู่ในแนวราบกับเพลา แต่ไม่ติดกับปลอกดุมล้อ เพื่อให้เพลาถูกบีบอัดน้อยที่สุด 

และทำให้ Bearing อยู่ในแนวราบกับ Press-Fit ซึ่งวงแหวน Bearing ด้านนอกจะไม่สามารถเคลื่อนที่จากปลอกดุมล้อได้

Bearing อยู่ในแนวราบกับเพลา

ภาพตัดขวางของดุมล้อพร้อม Press-Fit Tool (ขวา) และ Guide Tool (ซ้าย)

Bearing แบบ Preload  (PRELOADED BALL BEARING)

ภาพที่เห็นในขณะนี้  เพลาจะถูกบีบอัดในแนวแกนเล็กน้อยและออกแรงไปยังวงแหวนด้านในของตลับลูกปืน ทำให้ตลับลูกปืนถูกโหลดไว้ล่วงหน้า (Preload)

สาเหตุที่ Bearing ทำการ Preload เนื่องจากมีแรงในแนวแกน (Bearing preload due to axial force) 

หมายเหตุ แรงตามแนวแกน (Axial Force) คือแรงที่พยายามทาให้ส่วนของโครงสร้างยืดออก หรือหดตัวตาม แนวแกนที่ขนาน

กับแนวแกนของส่วนโครงสร้างนั้น แหวนวงในหรือแหวนวงนอกของ Bearing จะถูกกดลงบนลูกปืนเม็ดกลม (Balls) ซึ่งหาก

ไม่ได้ทำการติดตั้ง Bearing จะทำให้เกิดแรงเสียดทาน (Friction) ขึ้นได้ ซึ่งก็จะสามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนดังภาพต่อไปนี้

Bearing ที่มีการ Preload ในสภาพที่ไม่ได้ทำการติดตั้ง

ค่าแรงเสียดทานน้อยที่สุด (MINIMUM FRICTION) หากมีการติดตั้งดุมล้อใน Frame หรือ Fork  แรงยึด (clamping force) 

จะถูกส่งไปยังเพลาด้วยระบบยึดเหนี่ยวล้อ (Wheel Mounting System)  ซึ่งระบบดังกล่าวจะบีบอัดเพลาและส่งผลต่อไปยัง 

Initial Preload ของ Bearings  ส่งผลให้วงแหวนBearing ไม่ได้กดทับลูกปืนเม็ดกลมในแนวแกนอีกต่อไป และ Bearing 

ก็จะสามารถหมุนได้อย่างเหมาะสมโดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดเมื่อมีการติดตั้ง

แรงยึดเหนี่ยวของระบบยึดเหนี่ยวล้อ (Clamping force of wheel mounting system)

ในทางกลับกัน หากเพลาและ Bearing ไม่ได้ทำการ Preload ก่อนการติดตั้ง แรงยึดเหนี่ยวของระบบยึดเหนี่ยวล้อ จะกดทับเพลา

และทำให้เกิดแรงเสียดทานของ Bearing เพิ่มขึ้นเมื่อติดตั้ง

สภาพการติดตั้ง Bearing

 

มีคำถามที่ว่า ทำไม DT Swiss จึงไม่ใช้ดุมล้อแบบที่สามารถปรับระยะห่างในแกนเพลาได้  (ADJUSTABLE BEARING PLAY)   

ศิลปะแห่งการออกแบบดุมล้อที่มีระยะห่างน้อยที่สุดและทนต่อแรงเสียดทานจะต้องอาศัยการ Preload ที่พอดีของ Bearing 

ซึ่งส่วนใหญ่จะติดตั้งดุมล้อจักรยานพร้อมกับ Bearing ทีมีแนวรัศมีเม็ดกลม (Radial Ball Bearings) ซึ่งจะตอบสนองต่อแรง

กระทำด้านข้าง (lateral forces) ทั้งนี้ ดุมล้อ ซึ่งมีระบบในการปรับระยะห่างเพลา โดยทั่วไปจะมีเกลียวสลัก Fine Thread)  

1 ชิ้น ซึ่งจะช่วยให้สามารถปรับระยะห่างได้อย่างละเอียด แต่ก็สามารถสร้างแรงในแนวแกนขนาดใหญ่ได้ ส่งผลให้ Bearing 

ทำการ Over- Preload อย่างรวดเร็วและสร้างความเสียหายให้กับ Bearing  จากประสบการณ์ที่ผ่านมาหลายปีเกี่ยวกับ

การ Preload ที่พอดี ของ Bearing และความรู้เกี่ยวกับความคลาดเคลื่อน ในการผลิต ทำให้ DT Swiss ออกแบบดุมล้อ

ที่คงทนและไม่ต้องมีระยะห่างเพลา (Play -Free) พร้อมกับ Bearing ที่สามารถปรับระยะห่างได้ อีกทั้ง ยังช่วยลดต้นทุน

ในการออกแบบดุมล้อที่มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นได้อีกด้วย ด้วยเหตุผลในการออกแบบดุมล้อประเภทนี้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องคำนึงถึง

เกลียวสลัก จะช่วยให้ความหนาของผนังบางลง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือ บำรุงรักษาง่ายรวมทั้งยังสามารถแปลงไปเป็น

ระบบเพลาล้อแบบ freewheel ได้อย่างรวดเร็ว

หมายเหตุ Freewheel เป็นวงล้อที่มีกลไกที่ช่วยให้การเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวได้หลากหลายแบบ

 

 

เทคโนโลยี Bearing ดังต่อไปนี้มีในดุมล้อทุกสายผลิตภัณฑ์ของDT Swiss ทั้ง Bearing หน้าและหลัง

Share :