การสั่นสะเทือน บอกความผิดปกติของเครื่องจักรอย่างไร
ความสั่นสะเทือน (Vibration) คือ การแกว่งหรือการสั่นของวัตถุรอบๆ จุดสมดุล เช่น การแกว่งของลูกตุ้ม การสั่นสะเทือนของปั๊มน้ำ หรือการสั่นสะเทือนของลำโพง เป็นต้น เครื่องจักรหรือมอเตอร์ในอุตสาหกรรมทุกชนิด จะมีความสั่นที่บ่งบอกถึงสภาพของเครื่องจักร ถ้าค่าความสั่นที่วัดได้มีค่าสูง อาจมีสาเหตุมาจากเครื่องจักรเกิดความไม่สมดุล หรือมีชิ้นส่วนใดเคลื่อนหรือหลุดไปจากตำแหน่งปกติ ซึ่งจำเป็นต้องทำการบำรุงรักษา หากปล่อยให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องหรือรุนแรง อาจทำให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายได
รูปแบบของการสั่นสะเทือน (Vibration Type)
- การสั่นสะเทือนโดยอิสระ (Free Body Vibration) การสั่นสะเทือนที่ทิศทางของการสั่นสะเทือนเป็นไปได้โดยอิสระ ตามทิศทางของแรงที่เกิดขึ้นจากการสั่นสะเทือน โดยไม่มีส่วนที่เป็นวัตถุ แข็งแกร่งมาขัดขวางทิศทางของชิ้นส่วนที่สั่นสะเทือนนั้นๆ
- การสั่นสะเทือนแบบขบกันหรือเคลื่อนที่ผ่าน (Meshing or Passing Vibration) การสั่นสะเทือนของชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อเปรียบเทียบกับจุดอ้างอิงจุดใดจุดหนึ่งที่ชิ้นส่วน ที่ทำการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน หมุนหรือเคลื่อนที่ผ่าน
- การสั่นสะเทือนจากแรงเสียดทาน (Frictional Vibration) การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นจากแรงเสียดทานในการหมุน หรือเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร
สาเหตุที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน
ปัญหาที่พบบ่อย
- ประสิทธิภาพของเครื่องจักรหมุนลดลงทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มขึ้น
- จุดรองรับ เช่น ลูกปืน บูชเพลา เสื้อลูกปืน ฯลฯ สึกหรอ มีอายุงานสั้นลง
- โครงสร้างของเครื่องจักรกลจะสึกหรอเร็วหรือแตกร้าวในที่สุด
- เสียค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงเพิ่มขึ้นเสียเวลาในการผลิตและการซ่อมแซม
การวัดการสั่นสะเทือน
การวัดระยะทาง (Displacement)
- การวัดระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีการสั่นสะเทือนว่า มีการเคลื่อนที่ไปจากจุดอ้างอิงเท่าใดในการสั่นสะเทือนแต่ละรอบ
- นิยมวัดเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือนิ้ว
- วัดแบบเต็มคลื่น (Peak to Peak)
- ใช้กับการเคลื่อนที่ที่มีความเร็วรอบ ที่ไม่เกิน 1200 rpm หรือ 20Hz
การวัดความเร็ว (Velocity)
- เป็นการวัดความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สั่นสะเทือนว่า มีความเร็วเท่าไหร่ในแต่ละรอบของการสั่นสะเทือน
- โดยปกตินิยมวัดเป็นมิลลิเมตร/วินาที (mm/s) และนิ้ว/วินาที (inch/sec) ในการวัดความเร็วเรามักจะวัดแบบ RMS
- วัดการสั่นสะเทือนที่มีความถี่ระหว่าง 20Hz -1,000Hz
การวัดอัตราเร่ง (Acceleration)
- การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของความเร็วในการเคลื่อนที่ต่อหน่วยเวลาของวัตถุที่มีการสั่นสะเทือน
- วัดการสั่นสะเทือนที่ความถี่สูงคือตั้งแต่ 10,000 Hz ขึ้นไป
- การสั่นสะเทือนที่ความถี่สูงนั้นระยะทางการเคลื่อนที่จะน้อยและในขณะเดียวกันความเร็วในการเคลื่อนที่จะสูงมาก
เทคนิคการตรวจสอบการสั่นสะเทือน
Proximity Monitoring
- วัด 1 จุด หรือมากกว่าในระบบ
- ติดตั้งตัววัดในแต่ละแบริ่ง เพื่อวัดระยะห่างระหว่างแกนหมุนกับแบริ่ง
- ตรวจสอบค่าสั่นสะเทือนรวมตลอดเวลาว่าปลอดภัยหรือไม่
- วัดเฟสได้
- ทราบว่ามวลกระจายที่ทำให้ไม่สมดุลอยู่ตำแหน่งใด
- เหมาะกับเครื่องจักรขนาดใหญ่และความสำคัญสูง
Seismic Monitoring
- ติดตั้งเซนเซอร์ที่ผิวด้านนอกของแบริ่งส่วนที่อยู่กับที่
- วัด absolute vibration
- ใช้ในทางปฏิบัติมากที่สุด
จะเห็นได้ว่าการตรวจสอบค่าความสั่นสะเทือนของเครื่องจักร มีความจำเป็นต่อการวางแผนบำรุงรักษาเครื่องจักร เนื่องจากเป็นการซ่อมบำรุงตามการเสื่อมสภาพของเครื่องจักร เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรละอุปกรณ์ให้ยาวนานขึ้น มีความคุ้มค่าต่อการผลิตมากขึ้น ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้นจากการทำงานของเครื่องจักรที่ระสิทธิภาพสูงขึ้น นอกจากนี้ การตรวจสอบสภาพการทำงานของเครื่องจักร ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง และการจัดเก็บ-รักษาวัสดุคงคลัง ซึ่งเป็นวิธีหนึ่งในกระบวนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ อีกด้วย
>>Credit<<
