ปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อความสามารถในการรับแรงบิดของเครื่องลดความเร็วแบบดาวเคราะห์

การเข้าใจค่าการจัดอันดับแรงบิดและบทบาทของมันต่อสมรรถนะของเกียร์ลดความเร็วแบบดาวเคราะห์

แรงบิดตามค่าที่กำหนด แรงบิดสูงสุด และแรงบิดขณะหยุดฉุกเฉิน อธิบายอย่างละเอียด

เมื่อพูดถึงเกียร์ลดความเร็วแบบ planetary จะมีพื้นฐานอยู่สามระดับของแรงบิดที่ต้องจัดการ ระดับแรกเรียกว่าแรงบิดตามชื่อ (nominal torque) ซึ่งหมายถึงแรงหมุนต่อเนื่องที่เกียร์ลดความเร็วสามารถรองรับได้ในแต่ละวันโดยไม่ร้อนเกินไปหรือสึกหรอเร็วกว่าปกติ โดยทั่วไปผู้ผลิตจะกำหนดค่านี้จากเวลาทำงานประมาณแปดชั่วโมงต่อวันตามแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ต่อมาคือแรงบิดสูงสุด (peak torque) ซึ่งมักจะอยู่ที่ประมาณสองเท่าของค่าปกติ เกิดขึ้นเมื่อมอเตอร์เริ่มสตาร์ทหรือเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน และมักจะคงอยู่เพียงสองถึงสามวินาทีก่อนที่ระบบจะกลับสู่สภาวะปกติ อีกสิ่งหนึ่งที่ควรกล่าวถึงคือแรงบิดขณะหยุดฉุกเฉิน (emergency stop torque) ซึ่งวัดภาระสูงสุดสุดขีดที่ระบบสามารถรองรับได้ในช่วงการหยุดอย่างไม่คาดคิด แต่พูดตามตรง หากการรับภาระระดับสุดขีดนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้ง ฟันเฟืองจะต้องรับแรงเครียดมากขึ้นและสึกหรอเร็วกว่าที่คาดไว้อย่างแน่นอน ด้วยเหตุนี้ วิศวกรที่ชาญฉลาดจึงมักตรวจสอบตัวเลขเหล่านี้เทียบกับความต้องการจริงของงานที่ใช้งาน เพื่อให้มั่นใจว่าทุกอย่างจะยังคงความน่าเชื่อถือได้ในระยะยาว

ผลกระทบของแรงบิดขาเข้าต่อประสิทธิภาพของเครื่องลดความเร็วแบบดาวเคราะห์

เมื่อแรงบิดขาเข้าเกินค่าที่กำหนดไว้ จะเริ่มก่อให้เกิดการสึกหรออย่างค่อยเป็นค่อยไปในชิ้นส่วนกลไก หากมีแรงบิดเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ฟันเฟืองมักจะงอมากขึ้น โดยมีค่าการโก่งตัวเพิ่มขึ้นประมาณ 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ ส่งผลให้มีแนวโน้มที่จะเกิดรูเล็ก ๆ และรูจุลภาคขนาดเล็กมากที่เราเห็นในการจำลองจากปีที่แล้ว ตลับลูกปืนก็ได้รับความเสียหายอย่างหนักเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบบลูกกลิ้งกรวย (tapered roller) ซึ่งต้องรับภาระที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อแรงบิดสูง ทำให้อายุการใช้งานลดลงประมาณ 40% สำหรับผู้ที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีอายุการใช้งานยาวนาน การจับคู่มอเตอร์และเครื่องลดความเร็วให้เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างมาก การควบคุมแรงบิดสูงสุดให้อยู่ที่ระดับ 85 ถึง 95% ของความสามารถที่เครื่องลดความเร็วสามารถรองรับได้ ดูเหมือนจะเป็นจุดที่เหมาะสมที่สุดตามรายงานจากภาคสนามส่วนใหญ่

ความสัมพันธ์ระหว่างการคำนวณแรงบิดขาออกกับอัตราทด

แรงบิดขาออกคำนวณได้จากสูตร:
T_out = T_in × i × η
ที่ไหน:

• T_in = แรงบิดขาเข้า
• i = อัตราทด
• η = ประสิทธิภาพเชิงกล (โดยทั่วไปอยู่ที่ 94–98% สำหรับการออกแบบแบบเฮลิคัลเพลเนทเทอรี)

ตัวอย่างเช่น แรงบิดขาเข้า 10 นิวตัน-เมตร ผ่านการลดอัตราส่วน 10:1 โดยมีประสิทธิภาพ 96% จะให้แรงบิดขาออก 96 นิวตัน-เมตร อย่างไรก็ตาม การสูญเสียความร้อนจากภาระสูงต่อเนื่องจะลดประสิทธิภาพลง 0.5–0.7% ต่อการเพิ่มอุณหภูมิ 20°C ซึ่งจำเป็นต้องลดค่าการใช้งานลงในงานที่ทำงานต่อเนื่อง เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของน้ำมันหล่อลื่นและการเสียหายของชิ้นส่วน

องค์ประกอบการออกแบบหลักที่เพิ่มขีดความสามารถในการรับแรงบิดในเครื่องลดความเร็วแบบเพลเนทเทอรี

ระบบเกียร์เฮลิคัลและผลกระทบต่อการกระจายแรงบิด

การศึกษาเกี่ยวกับวัสดุของเฟืองแสดงให้เห็นว่า เฟืองฮีลิคัลสามารถรองรับแรงบิดได้มากกว่าเฟืองสปอร์มาตรฐานประมาณ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้ในระบบดาวเคราะห์ที่คล้ายกัน สิ่งใดที่ทำให้เป็นไปได้? ฟันของเฟืองถูกตัดในแนวเอียงแทนที่จะตรง ทำให้ฟันของเฟืองเข้าล้อกันอย่างค่อยเป็นค่อยไป แทนที่จะเข้าล้อกันพร้อมกันทั้งหมด การเข้าล้อกันแบบค่อยเป็นค่อยไปนี้ช่วยกระจายแรงออกเป็นหลายจุดสัมผัส ซึ่งช่วยลดแรงกระแทกทันทีระหว่างการทำงาน เมื่อผู้ผลิตเพิ่มมุมฮีลิกซ์จากประมาณ 12 องศาเป็น 15 องศา โดยทั่วไปจะเห็นว่าความสามารถในการรองรับแรงบิดดีขึ้นประมาณ 17 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ เครื่องจักรยังทำงานได้เงียบขึ้นด้วย โดยระดับเสียงลดลงได้มากถึง 10 เดซิเบล ข้อดีเหล่านี้ทำให้เฟืองฮีลิคัลมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่ต้องการทั้งประสิทธิภาพในการส่งกำลังและลดแรงเครียดทางกล

• การแบ่งภาระโหลด : เฟืองดาวเคราะห์ฮีลิคัลจำนวนห้าตัวช่วยกระจายแรงได้อย่างสม่ำเสมอมากขึ้น รองรับแรงบิดสูงสุดได้มากกว่าระบบที่ใช้เฟืองสปอร์สามตัวถึง 280%
• ความมั่นคงตามแนวแกน : ตลับลูกปืนแบบกรวยรวมช่วยต้านแรงดันเพื่อป้องกันการขยับผิดตำแหน่งและการเคลื่อนตัวของเฟืองขณะเกิดภาระเกิน

การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มทั้งความหนาแน่นของพลังงานและสมรรถนะด้านเสียง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบอัตโนมัติที่ต้องการความแม่นยำและเครื่องจักรหนัก

จุดรองรับเพลาส่งกำลังแบบแบริ่งคู่สำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงบิดสูง

เมื่อพูดถึงเครื่องลดความเร็วแบบ planetary ที่ต้องรับแรงบิดเกินกว่า 7,500 นิวตัน-เมตร ลูกปืนแบบกรวยคู่จะช่วยยกระดับประสิทธิภาพอย่างมาก โดยเพิ่มความแข็งแกร่งต่อการบิดได้ประมาณ 54% ลูกปืนเหล่านี้รองรับเพลาเอาต์พุตทั้งสองด้าน ซึ่งช่วยลดปัญหาการโก่งตัวตามแนวรัศมีที่อาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การรับน้ำหนักที่ขอบ (edge loading) และการแตกร้าวของฟันเฟือง (gear pitting) ตามเวลาที่ใช้งาน ผลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่า ระบบลูกปืนคู่นี้สามารถรักษาระดับความแม่นยำในการจัดตำแหน่งให้อยู่ในช่วงไม่เกิน ±1 ลิปดา (arc minute) ได้อย่างคงที่ แม้ต้องเผชิญกับแรงกระแทกสูงถึง 12,000 นิวตัน-เมตร ความสามารถเช่นนี้ทำให้ระบบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุปกรณ์หนัก เช่น รอกยกของในเครน และสายพานลำเลียงในงานเหมืองแร่ ซึ่งการรักษาระดับความแม่นยำมีความสำคัญสูงสุดในระหว่างการทำงานแบบไดนามิกที่เข้มข้น

ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความแข็งแกร่งของตัวเรือนในการจัดการแรงโหลด

สำหรับเครื่องลดเกียร์แบบ planetary ที่ต้องการแรงบิดสูง ตัวเรือนจำเป็นต้องมีผนังที่หนาขึ้นประมาณ 25 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับรุ่นทั่วไป เพื่อให้สามารถต้านทานการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นภายใต้การรับน้ำหนักได้ ผลการศึกษาโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (finite element analysis) เปิดเผยว่า ตัวเรือนอลูมิเนียมที่มีโครงสร้างแบบริ้ว (ribbed) ซึ่งผลิตจากโลหะผสม EN AC-42100 สามารถรับแรงดัดได้มากกว่ารุ่นที่ทำจากเหล็กหล่อถึง 32% และยังช่วยลดน้ำหนักได้อย่างมาก อีกทั้งในส่วนพื้นผิวสำหรับติดตั้งนั้น การขัดเรียบด้วยความแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น พื้นผิวเหล่านี้ต้องเรียบมาก โดยมีความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 0.02 มม. ต่อระยะ 1 เมตร ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ตัวเรือนบิดงอตามกาลเวลา การใส่ใจในรายละเอียดเช่นนี้ช่วยให้ฟันเฟืองอยู่ในแนวที่ถูกต้องตลอดการใช้งาน และยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนเหล่านี้ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่

อัตราทดเกียร์และการจัดเรียงเฟืองแบบ planetary: การปรับสมดุลระหว่างแรงบิดขาออกและประสิทธิภาพ

ตัวลดเกียร์แบบดาวเคราะห์ที่ทันสมัยสามารถเพิ่มแรงบิดได้อย่างมากผ่านอัตราทดเกียร์ที่แม่นยำและการจัดเรียงองค์ประกอบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม การออกแบบแบบชุดเดียวสามารถให้อัตราทดสูงถึง 12:1 ในขณะที่แบบหลายชั้นสามารถทำได้เกินกว่า 250:1 ซึ่งช่วยให้ได้โซลูชันที่กะทัดรัดสำหรับความต้องการแรงบิดสูง

อัตราทดเกียร์ในฐานะตัวคูณแรงบิดขาเข้า

เมื่อพิจารณาถึงวิธีการทำงานของแรงบิดในระบบเกียร์ เราจะพบว่าแรงบิดขาออกเท่ากับแรงบิดขาเข้าคูณด้วยอัตราส่วนเกียร์และประสิทธิภาพ โดย GR หมายถึง อัตราส่วนเกียร์ ขณะที่ η หมายถึง ระดับประสิทธิภาพ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่างประมาณ 94% ถึง 98% ตัวอย่างเช่น เกียร์ที่มีอัตราส่วน 10:1 และแรงบิดขาเข้า 100 นิวตัน-เมตร ก่อนพิจารณาการสูญเสียความร้อน การจัดระบบนี้จะสร้างแรงบิดขาออกได้ระหว่าง 940 ถึง 980 นิวตัน-เมตร ความสัมพันธ์ระหว่างตัวเลขเหล่านี้ค่อนข้างตรงไปตรงมา ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมอัตราส่วนเกียร์จึงมีความสำคัญมากในการเลือกตัวลดความเร็วสำหรับงานเฉพาะเจาะจง การเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมจะทำให้ระบบทำงานได้อย่างถูกต้องภายใต้เงื่อนไขต่างๆ โดยไม่ทำให้ชิ้นส่วนทำงานหนักเกินความจำเป็น

ข้อแลกเปลี่ยนระหว่างอัตราส่วนเกียร์สูงกับประสิทธิภาพของแรงบิด

แม้ว่าอัตราส่วนที่สูงกว่าจะช่วยเพิ่มแรงบิด แต่ก็จะนำมาซึ่งผลเสียในด้านประสิทธิภาพและความท้าทายด้านความร้อน:

อัตราส่วนที่เกิน 50:1 มักต้องการระบบระบายความร้อนแบบบังคับหรือระบบหมุนเวียนน้ำมันเพื่อจัดการความร้อนและป้องกันการเสื่อมสภาพของสารหล่อลื่นระหว่างการใช้งานต่อเนื่อง

การเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อใช้แรงบิดสูงสุดอย่างมีประสิทธิภาพ

ผู้ออกแบบพิจารณาสมดุลปัจจัยหลักสี่ประการเมื่อเลือกอัตราทดเกียร์

1. ลักษณะเฉพาะของแรงบิดและความเร็วของเครื่องจักรต้นกำลัง
2. ตัวประกอบการใช้งานที่ต้องการ (โดยทั่วไป 1.5–2.5 สำหรับการใช้งานที่มีแรงกระแทก)
3. เป้าหมายประสิทธิภาพต่ำสุด (≥92% ในระบบสำคัญที่ต้องใช้งานอย่างต่อเนื่อง)
4. ข้อจำกัดด้านพื้นที่ติดตั้ง (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ≤150 มม. สำหรับติดตั้งในพื้นที่จำกัด)

การเลือกอัตราทดที่เหมาะสมจะช่วยให้ส่งถ่ายแรงบิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่กระทบต่ออายุการใช้งานหรือการตอบสนองของระบบ

บทบาทของเฟืองดวงอาทิตย์ เฟืองดาวเคราะห์ และเฟืองเรียงในการส่งถ่ายแรงบิด

การถ่ายโอนกำลังเริ่มต้นที่เฟืองดวงอาทิตย์ ซึ่งขับเคลื่อนเฟืองดาวเคราะห์ขนาดเล็กล้อมรอบจำนวนตั้งแต่ 3 ถึง 7 ตัว เหมือนกับก้านซี่ล้อ การรับน้ำหนักของแต่ละเฟืองดาวเคราะห์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับจำนวนที่ใช้ เมื่อใช้เฟืองดาวเคราะห์เพียง 3 ตัว แต่ละตัวมักจะรับแรงบิดประมาณหนึ่งในสามของแรงบิดทั้งหมด แต่เมื่อมีถึง 7 ตัวที่แบ่งภาระกัน น้ำหนักที่แต่ละตัวรับจะลดลงเหลือประมาณ 12-14% ต่อตัว พูดถึงความสามารถในการรับน้ำหนัก เฟืองแหวน (ring gear) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง ผู้ผลิตส่วนใหญ่จะทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้มีความแข็งประมาณ 60-62 HRC เพื่อทนต่อแรงเครียดแบบไซเคิลที่รุนแรงซึ่งอาจสูงเกิน 500 MPa ระดับความแข็งนี้มีความสำคัญอย่างมากในงานเครื่องจักรหนัก เช่น เครื่องขุดดินและรถปราบดิน ซึ่งชิ้นส่วนต้องทำงานได้อย่างต่อเนื่องแม้อาจมีการเปลี่ยนแปลงภาระงานอยู่ตลอดทั้งวัน

การวิเคราะห์ข้อถกเถียง: การกระจายแรงบิดแบบสม่ำเสมอ เทียบกับแบบไม่สมดุลในเฟืองดาวเคราะห์

มีการอภิปรายกันค่อนข้างมากในช่วงไม่กี่วันมานี้เกี่ยวกับวิธีการกระจายแรงบิดไปยังเกียร์ดาวเคราะห์เหล่านี้ บ้างก็มีวิศวกรที่ชอบการจัดเรียงแบบถ่ายน้ำหนักไม่เท่ากัน เช่น ด้านหนึ่งรับ 35% อีกด้าน 30% แล้วกลับมาที่ 35% อีกครั้ง เมื่อจัดการกับแอคชูเอเตอร์เชิงเส้น โดยอ้างว่าช่วยป้องกันไม่ให้ระบบหลวมเกินไปตามกาลเวลา แต่เดี๋ยวก่อน – การทดสอบล่าสุดเมื่อปีที่แล้วกลับแสดงผลลัพธ์ที่ต่างออกไป เมื่อการกระจายแบบไม่เท่ากันถูกนำไปใช้งานจริง ชิ้นส่วนต่างๆ เริ่มแสดงสัญญาณการสึกหรอเร็วกว่าที่คาดไว้มาก บางกรณีเร็วกว่าถึง 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ ในทางกลับกัน เมื่อแรงบิดถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างชิ้นส่วนทั้งหมด เราก็เห็นการปรับปรุงที่ชัดเจนในด้านการรับแรงกระแทกทันที แขนหุ่นยนต์ที่ใช้วิธีนี้สามารถทนต่อแรงกระแทกได้ดีขึ้นประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับแบบอื่น ซึ่งสิ่งนี้ขัดกับความเชื่อเดิมของคนส่วนใหญ่ และเป็นข้ออ้างอิงที่ชัดเจนในการเลือกใช้การออกแบบที่สมดุลทุกครั้งที่ความน่าเชื่อถือมีความสำคัญที่สุด

วิทยาศาสตร์วัสดุและการจัดการความร้อนในเครื่องลดความเร็วแบบดาวเคราะห์ที่มีแรงบิดสูง

การเลือกวัสดุเฟืองเพื่อเพิ่มความต้านทานแรงบิด

ในเครื่องลดความเร็วแบบดาวเคราะห์ที่มีแรงบิดสูง โลหะผสมเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งผิวหน้า (case hardened steel alloys) ยังคงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย วัสดุเหล่านี้มีความแข็งผิวเกินกว่า 60 HRC ซึ่งช่วยให้สามารถทนต่อแรงเฉือนที่สูงเกินกว่า 2000 นิวตัน-เมตรได้อย่างดีเยี่ยม เหล็กกล้า 20MnCr5 ที่ผ่านกระบวนการคาร์บูไรซ์ (carburized) นั้นมีความต้านทานต่อการสึกหรอได้ดีขึ้นประมาณ 18% เมื่อเทียบกับเหล็กกล้า 18CrNiMo7-6 แบบดั้งเดิม ตามผลการวิจัยจาก ASM เมื่อปีที่แล้ว ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเมื่อต้องเผชิญกับสภาวะการใช้งานที่รุนแรง ในกรณีที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ผู้ผลิตมักหันไปใช้สแตนเลสสตีลแบบดูเพล็กซ์ (duplex stainless steel) รุ่น 1.4462 ซึ่งมีความต้านทานแรงดึงประมาณ 1100 เมกะปาสกาล และมีความต้านทานต่อไอออนคลอไรด์ได้ค่อนข้างดี อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียอยู่บ้าง วัสดุนี้มีต้นทุนสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปประมาณ 12 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้วิศวกรจึงจำเป็นต้องพิจารณาถ่วงน้ำหนักต้นทุนเพิ่มเติมนี้กับประโยชน์ที่อาจได้รับ ตามความต้องการเฉพาะของแต่ละการประยุกต์ใช้งาน

กระบวนการบำบัดความร้อนและการทนต่อการสึกหรอของผิว

การไนไตรด์ด้วยก๊าซแบบความแม่นยำสูงจะสร้างชั้นแพร่กระจายที่ผิวฟันเฟืองหนา 0.3–0.5 มม. ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อไมโครพิตติ้งได้ 40% ในการทำงานต่อเนื่อง (ASTM 2021) การชุบแข็งด้วยคลื่นความถี่สองช่วงช่วยให้สามารถชุบแข็งเฉพาะจุดที่รากเฟืองวงแหวนให้มีความแข็ง 62–64 HRC โดยไม่ลดทอนความเหนียวของแกนกลาง ซึ่งจำเป็นต่อการรับแรงเกินชั่วคราวได้สูงถึง 300% ของแรงบิดตามค่าที่กำหนด

ผลกระทบของการทำงานที่กำลังสูงต่อความล้าของเฟืองและอายุการใช้งาน

การทดสอบเร่งความเร็ว (AGMA 2023) แสดงให้เห็นว่าชุดเฟืองที่ทำงานที่แรงบิด 150% ของค่าปกติ มีอัตราการขยายตัวของรอยแตกเร็วกว่า 73% การทำงานต่อเนื่องที่ระดับสูงสุด 8 ชั่วโมง จะลดอายุการใช้งานที่คาดไว้จาก 20,000 ชั่วโมง เหลือเพียง 6,500 ชั่วโมง ในระบบที่ใช้เหล็กทั้งหมด แต่ในระบบที่ใช้เฟืองดาวเคราะห์แบบผสมผสานระหว่างเซรามิกและเหล็ก จะยืดอายุการใช้งานออกไปได้ถึง 9,200 ชั่วโมง โดยการลดแรงสัมผัสและความต่างของการขยายตัวจากความร้อน

ประสิทธิภาพเชิงกลและการสะสมความร้อนที่แรงบิดสูงสุด

เมื่อทำงานที่ประมาณ 90% ของความสามารถในการส่งแรงบิดสูงสุด ขั้นตอนเกียร์ดาวเคราะห์แบบเอียง (helical planetary gear stages) โดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพอยู่ระหว่าง 96 ถึง 97 เปอร์เซ็นต์ แต่สถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วเมื่อเราใช้งานเกินระดับดังกล่าว ภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลดต่อเนื่องตามที่กำหนดในมาตรฐาน ISO 14635 ประสิทธิภาพจะลดลงเหลือประมาณ 88% สาเหตุหลักมาจากแรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น และการสูญเสียจากแรงปั่นป่วนของน้ำมันหล่อลื่น (churning losses) ที่เริ่มสะสมมากขึ้น สำหรับทุกๆ การเพิ่มแรงบิด 15% เหนือระดับที่กำหนด ผู้ปฏิบัติงานสามารถคาดการณ์ได้ว่าอุณหภูมิในถังน้ำมันหล่อลื่นจะเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 22 องศาเซลเซียส สิ่งนี้หมายความว่าจำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนเชิงกระตือรือร้น เพื่อรักษาระดับความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นให้อยู่ในขีดจำกัดที่ปลอดภัย โดยควรควบคุมไม่ให้เกิน 65 องศาเซลเซียส เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของน้ำมันและการสึกหรอของชิ้นส่วนก่อนเวลาอันควร

ความท้าทายด้านการหล่อลื่นภายใต้สภาวะแรงบิดสูงต่อเนื่อง

สารหล่อลื่นสังเคราะห์ชนิด PAO ที่มีสารเติมแต่ง MoS2 ร้อยละ 3 สามารถรักษากำลังของฟิล์มได้สูงถึง 2.5 GPa แต่จะสูญเสียคุณสมบัติต้านการสึกหรอไปร้อยละ 40 หลังจากใช้งานต่อเนื่อง 1,200 ชั่วโมงภายใต้แรงบิด 120% (FZG 2022) ระบบหล่อลื่นแบบหมุนเวียนที่ใช้ตัวกรองขนาด 10 ไมครอน สามารถยืดระยะเวลาระหว่างการเติมจาระบีใหม่ได้นานขึ้นถึง 300% เมื่อเทียบกับหน่วยที่ปิดผนึกและบรรจุจาระบีไว้ล่วงหน้า ซึ่งช่วยเพิ่มเวลาการใช้งานจริงและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในงานที่มีรอบการทำงานสูง