สยาม แมคคาทรอนิค

บทความ

อุปกรณ์ลดแรงสั่นสะเทือนแระกระแทกช่วยยืดอายุเครื่องจักร

04-09-2563 08:45:55น.

วิธีเพิ่มประสิทธิภาพและยืดอายุการทำงานของเครื่องจักร

ในปัจจุบันหลายบริษัท นอกจากจะต้องแข่งขันกับบริษัทที่ดำเนินธุรกิจประเภทเดียวกันแล้ว ยังต้องแข่งขันกับตัวเองอีกด้วยเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ของตนเป็นที่ยอมรับทั้งภายในประเทศและต่างประเทศหรือให้อยู่ในระดับสากล ISO 9001แต่สิ่งหนึ่งที่หลายบริษัทที่เพิ่งประกอบกิจการอาจมองข้ามคือการดูแลสภาพเครื่องจักรซึ่งนอกจากจะช่วยยืดอายุการใช้งานเครื่องจักรแล้ว ยังช่วยให้การทำงานหรือการผลิตงานได้ตามคุณภาพที่ต้องการอีกด้วยการดูแลเครื่องจักรมีหลายวิธี วิธีทั่วไปที่ปฏิบัติกันโดยทั่วไปคือ การบำรุงการรักษา (Maintenance) เป็นการดูแลรักษาความสะอาดทั้งภายในและภายนอกเครื่อง การตรวจเช็คอุปกรณ์ต่างๆ การซ่อมบำรุงในเบื้องต้น แต่นั้นเป็นการรักษาที่ปลายเหตุ อีกวิธีที่ไม่ยิ่งหย่อนว่าการทำงาน Mainenance คือ

            การลดการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นที่เครื่องจักรหรือเกิดจากเครื่องจักร ทำโดยการติดตั้ง VIBRATION

ABSORBER ที่ฐานของเครื่องจักรซึ่งเป็นที่นิยมกันมากในประเทศตะวันตก แต่ในเอเชียหรือประเทศทางตะวันออกก็มีวัสดุดังกล่าวมีจำหน่ายทั่งทั้งที่เป็นยางดิบธรรมดายางธรรมชาติที่ผลิตจากยางพาราสังเคราะห์เป็นยางที่พัฒนามาเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะและยางสังเคราะห์ชนิดพิเศษนี้ก็เพราะเป็นยางที่นำมาจากส่วนผสมของ

Nitrile Rubber (NBR) , Cork และสาร Cross- linked Polyester- fiber ฯลฯ ทำให้วัสดุที่มีความยืดหยุ่นที่ต้องการเป็นเวลานานนับสิบปี และทนต่อสภาพแวดล้อมในโรงงานได้เป็นอย่างดี

            ยางที่มีส่วนผสมของ Nitrile Rubber จะคงความยืดหยุ่นไว้ได้นานนับสิบปี ทั้งนี้เพราะมันทนต่อสารเคมีน้ำมันต่างๆอุณหภูมิที่สูงฯเป็นเวลานานซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวจะหาไม่ได้ในยางดิบธรรมชาติหรือยางสังเคราะห์ที่ผสมPVC การที่ VIBRATION ABSORBER มีอายุการใช้งานได้นานเป็นสิบๆปี ทำให้ลดการซ่อมบำรุง หรือเวลาในการเปลี่ยนแปลงฐานเครื่องจักรไปได้ (OVER-ALL) เป็นการลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงอย่างมากวิธีหนึ่ง

 

มีความจำเป็นอย่างไรที่ต้อง VIBRATION ABSORBER

        หลายท่านอาจคิดว่าไม่จำเป็นอะไรที่จะต้องป้องกันมากขนาดนี้เพราะเครื่องจักรที่ท่านมีอยู่ไม่มีการสั่นเพราะคิดว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเหมาะกับเครื่องปั๊ม , เครื่องที่มีการกระแทกเท่านั้น ที่เป็นเช่นนี้เพราะในการบ้านเรายังไม่มีการค้นคว้านหรือศึกษาอย่างจริงจัง เช่น งานที่เราผลิตออกมานั้น ทำไมผิวงานถึงไม่ดี ขนาดไม่ได้ตามแบบ หรือตู้ควบคุม error บ่อย ภายในเครื่องจักรหรือมอเตอร์จะมีเสียงดังเวลาทำงานทั้งที่ 2-3 ปีแรกไม่ปัญหาอะไรหรือบางท่านมีเครื่องปั๊มที่มีแรงสั่น,การกระแทกหรือเสียงดังมากก็ป้องกันง่ายๆโดยนำยางดิบหนาๆ หรือไม้เนื้อแข่ง ใหญ่ๆ มาวางซ้อนกันหลายๆ ชั้นบาง ท่านมีงบประมาณมากก็ทำพื้นใหม่ โดยยกระดับแยกกันออกไปเลย

            แต่ในต่างประเทศได้มีการศึกษาคันคว้าพบว่าที่ทำให้เครื่องจักรสั่น เรียนว่า FORCING FREQ-UENC โดยจะมีอยู่ในเครื่องจักแทบทุกชนิด FREQUENC เหล่านี้จะทำให้เกิด VIBRATION ซึ่งจะมีผลต่ออุปกรณ์ (ช่วงต่อ) ภายในเครื่องจักร เช่น แบริ่ง BALL SCREW ของเครื่องจักร , แผง PCB , คอมพิวเตอร์ในเครื่องจักรทั้งนี้ไม่กล่าวถึงเครื่องจักร เครื่องมือวัดต่างๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูงหรือหากมี

VIBRATION เพียงเล็กน้อยเท่านั้น หรือมีบ่อยๆ ก็จะทำให้ค่าที่ได้ไม่เที่ยงตรง และยังพบอีกว่าถึงแม้จะทำพื้นใหม่ก็ไม่สามารถขจัด  FORCING FEQUNC ไปได้เพราะ VIBRATION ยังถ่ายโครงสร้างอาคารและวิ่งไปตามพื้นได้ แรงสั้นนี้สามารถทราบได้จากเครื่องมือวัด VIBRATION ANALZER แต่ปัญหาต่างๆ เหล่านี้ว่าจะรู้ตัวก็อาจจะสายเกิดแก้ เพราะเครื่องจักรของท่านอาจเริ่มหลวมเสียแล้ว

 

เลือกใช้อย่างไรให้เหมาะสมกับเครื่องจักร

                เราแยกชนิด VIBRATION ABSORBER เป็น 2 ชนิดตามใช้งานของตัวเครื่องจักร คือ ACTIVE INSULATION โดยเครื่องจักรเป็นตัวทำให้เกิดการสั่นและกระจายการสั่นไปยังอุปกรณ์ใกล้เคียง และไวต่อการ สั่นที่เกิดจากเครื่องจักรที่อยู่ใกล้เคียง เช่น เครื่องมือวัด ชนิด CMM, เครื่องเจียรนัย, เครื่องวายคัต, เครื่องฉีด เครื่องที่ใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานเป็นต้น

            ในที่นี้จะยกตัวอย่างเครื่องจักรที่เป็น ACTION INSULATION จะเป็นแรงที่ทำให้เครื่องสั่นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่ง เราเรียกความถี่นี้ว่า FORCING FREQUENC การที่เราจะกั้นไม่ให้การสั่นเครื่องลงไปยังพื้นอาคารได้นั้นเราจะรองด้วยแผ่น VIBRATION ABSORBER แผ่นนี้จะทำหน้าที่กั้นไม่ให้การสั่นลงไปถึงพื้นได้โดยการส่งแรงสั่นสะเทือนเกิดขึ้นไปยังอุณหภูมิหรือโมเลกุลของVIBRATION ABSORBER ให้สั่นและแปรสภาพเป็นความร้อนอีกทีหนึ่งทำให้แรงดันกล่าวไปไม่ถึงพื้นอาคารซึ่งการสั่นของเครื่องก็จะถูกลดทอนลงและถ่ายลงพื้นน้อยลงการคำนวณว่าการสั่นสะเทือนจะถูกส่งผ่านเครื่องจักรที่เป็น ACTIVEINSULATION ไปยังพื้นหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า TRANSMISSUBILITY

            ซึ่งให้สังเกตว่า หากต้องการลดการสั่นสะเทือน หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งว่า ให้การสั่นสะเทือนถ่านทอดไปยังพื้นน้อยลง ก็คือ TRANMISSIBILITY มีค่ากราฟน้อยกว่า 1 หรือ ต้องมีค่าMATCHINGRATIO มากกว่า 2 ในทางปฏิบัติเราจะพยายามให้มี TRANMISSUBILITY เพียง 30-40 % หรือน้อยกว่า ซึ่งน้อยกว่า ซึ่งตามกราฟทำให้เราต้องพยายามหาวัสดุที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ MATCHING RATIO มากกว่า 2

NATURAL FREQUENCY: หาได้จากกราฟด้านซ้ายของบทความโดยทั่วไป ใช้ค่าที่เป็น Dynamic

FORCING FREQUENC : หาได้จากการพิจารณาว่าเครื่องจักรถูกผลักให้สั่นด้วยแรงว่า มีความถี่เท่าไร

อาจพิจารณามอเตอร์ที่ติดอยู่กับเครื่องหรืออาจใช้ FREQUENCY METER หรือ VIBRATION ANALYZE

 

รายละเอียดทางเทคนิคของ Bilz

 

 

   Type

Lode

Kg cm

Thick

Ness Mm

Range of application

 

B 4

3-10

15

เครื่องมือกลทั่วไป (Tool Room) ,เครื่องกลึง,เครื่องกัด,เครื่องจักรอเนกประสงค์,เครื่องฉีดพลาสติก,เครื่องพิมพ์เหมาะที่จะใช้กับเครื่องที่เคลื่อนที่ได้เองเมื่อสั่น

 

B 0

5-12

15

ไม่มีลาย Level Constancy สูงมากใช้กับเครื่องกลึง CNC และ N/C Centre transfer Line เป็นต้น

 

B 5

5-16

25

สำหรับเครื่องที่มี Dynamic Load สูง เช่น เครื่องปั๊มเครื่องตัด และเครื่องจักรมีขารองรับเล็กๆเป็นต้น อีกทั้งสามารถป้องกันการเคลื่อนที่ได้

 

B 30

2-5

18

ชนิดนิ่มไม่มีลาย เหมาะกับเครื่องปั๊มที่มีขนาดไม่ใหญ่นัก เครื่อง Punching หรือเครื่องจักรที่วางอยู่ชั้นสอง

 

B 32

2-8

25

นิ่มเหมือน B 30 แต่รับน้ำหนักได้ดีกว่า สำหรับเครื่องปั๊มขนาดกลางกึ่งใหญ่ Punching Press มีประสิทธิภาพในการลดการสั่นได้ดีมาก

 

B 30

W*

0,5-4

18

นิ่มมาก สำหรับป้องกันไม่ให้แรงสั่นสะเทือนเข้าสู่ตัวเครื่อง เช่น เครื่องมือวัดและทดสอบเครื่องเจียรราบ เป็นต้น

 

 

ตัวอย่างการคำนวณ เลือกใช้ชนิดของยางรอง VIBRATION ABSORBER ของเครื่องจักร

               

เครื่องปั๊ม PRESS น้ำหนัก 10 ตัน แรง DYNAMIC

            เวลาเครื่องทำงาน (30% ของน้ำหนักเครื่อง)                                          = 2 ตัน

            น้ำหนักเครื่องที่กดลงบนพื้นหรือแผ่นรองจะเป็น 12 ตัน

            เครื่องปั๊มมี 4 ขา มี พื้นที่ขาละ (กว้าง*ยาว)                                           = 15*15 ซม

            มีมอเตอร์หมุน FLWHEEL = 6,000 รอบ/นาที หรือ 6,000                   = 600 รอบ/นาที

                                                           FORCING FREQUENCY                     = 100 HZ

                        หมายเหตุค่า Hz นี้อาจดูได้จากเครื่องมือวัด VIBRATION ANALZER จากตารางท้าย

บทความเลือก ยางชนิด B5 เพราะเหมาะกับเครื่องปั๊ม (นอกจากนี้ยังมี B30 และ B32 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตัวแปรอื่น เช่น วางอยู่บนชั้น 2 ของอาคาร เป็นต้น)

 

 

คำนวณหาน้ำหนักที่วางลงบนแผ่น B5 เป็นกิโลกรัม ต่อตารางเซนติเมตร

น้ำหนักของเครื่องปั๊ม 12000 กิโลกรัม เครื่องปั๊ม 4 ขา มีขนาด 15 *15 ตร.ซม

            น้ำหนักต่อ ตร.ซม                                                                                    = 13.33 กก/ตร.ซม

            จากตาราง 13.33 กก/ตร.ซม หาค่าจากกราฟของ B5 ได้ NATURAL FREQUENCY

                 ประมาณ 30 Hz

               

MATCHING RATIO   =  FORCING FREQUENCY    = 100/30 =3.00

                                                     

                                                      NATURAL FREQUENCY

           

อธิบายได้ว่า แผ่นรองเครื่องรุ่น B5 สามารถใช้เครื่องรองปั๊มตัวนี้ได้เพราะสามารถรับน้ำหนักได้พอดีคืออยู่ในพิกัดเพราะรับน้ำหนัก 13.33 กก/ตร.ซม.(ตามพิกัด 16 กก/ตร.ซม.) และมี MATCHINGRATIO เท่ากับ 3.3 หรือ

               

MATCHING RATIO   =  FORCING FREQUENCY   (Hz) ของเครื่องจักร

                                                     

                                                     NATURAL FREQUENCY  (Hz)ของแผ่นรองกันสะเทือน

           

มากกว่า 2 ซึ่งสามารถทำให้การสั่นลดลงได้ประมาณ 70 % คือ มีการสั่นที่ส่งผ่านแผ่นรองไปยังพื้นได้เพียง 30 % ซึ่งหากคำนวณพบว่าแผ่นชนิด B5 ใช้ได้เหมาะสมก็ไม่จำเป็นต้องเลือกยางชนิดอื่น

 

                จุดเด่นของแผ่นรองเครื่อง Vibration Absorber

1.      มีหลายชนิดให้เลือกทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของชนิดเครื่องจักรและน้ำหนักเครื่อง Forcing Frequency ของเครื่องจักร

2.      อายุทนทาน คงคุณสมบัติความยืดหยุ่นไว้ได้นานเมื่อเทียบกับแผ่นรองที่ทำด้วยยางธรรมชาติและ PVC

       เพราะทนน้ำมันกรด ด่าง สารเคมีหลายชนิด และทนความร้อนได้ถึง 120 องศาเซลเซียส

3.      นอกจากนั้นหากเครื่องของท่านมีค่า Forcing Frequency สูงมากๆยังมีอุปกรณ์รองชนิด Air spring ที่มีคุณสมบัติ Natural Frequency ต่ำถึง 1.5 Hz ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์รองเครื่อง เพื่อลดการสั่นสะเทือนที่ละเอียดอ่อนที่สุด ซึ่งแผ่นยางรองเครื่องธรรมดาไม่สามารถแก้ปัญหาได้ เพราะมี Natural Frequency สูงกว่า 10-15 Hz

4.      หากถามว่าจำเป็นหรือไม่ต้องใช้ยางสังเคราะห์ชนิดพิเศษนี้ คำตอบที่สามารถมองเห็นด้วยภาพได้ง่ายคือ ทำไมท่านต้องเลือกซื้อรองเท้าเล่นกีฬาเฉพาะประเภท เช่น รองเท้าสำหรับเล่นฟุตบอล ตีกอล์ฟ เล่นเทนนิส วิ่ง วิ่งทน วิ่งเร็ว บัลเลย์ เป็นต้น เพราะความเหมาะสมที่ก่อให้เกิดประสิทธิภาพในการเล่น และถนอมร่างกายที่แตกต่างกันไป