การสั่นสะเทือน บอกความผิดปกติของเครื่องจักรอย่างไร

ความสั่นสะเทือน (Vibration) คือ การแกว่งหรือการสั่นของวัตถุรอบๆ จุดสมดุล เช่น การแกว่งของลูกตุ้ม การสั่นสะเทือนของปั๊มน้ำ หรือการสั่นสะเทือนของลำโพง เป็นต้น เครื่องจักรหรือมอเตอร์ในอุตสาหกรรมทุกชนิด จะมีความสั่นที่บ่งบอกถึงสภาพของเครื่องจักร ถ้าค่าความสั่นที่วัดได้มีค่าสูง อาจมีสาเหตุมาจากเครื่องจักรเกิดความไม่สมดุล หรือมีชิ้นส่วนใดเคลื่อนหรือหลุดไปจากตำแหน่งปกติ ซึ่งจำเป็นต้องทำการบำรุงรักษา หากปล่อยให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องหรือรุนแรง อาจทำให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายได้

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 เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ให้ยาวนานขึ้น มีความคุ้มค่าต่อการผลิตมากขึ้น ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้นจากการทำงานของเครื่องจักรที่ระสิทธิภาพสูงขึ้น นอกจากนี้ การตรวจสอบสภาพการทำงานของเครื่องจักร ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง และการจัดเก็บ-รักษาวัสดุคงคลัง ซึ่งเป็นวิธีหนึ่งในกระบวนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ อีกด้วย

EXECUTIVE SUMMARY

The machine or motor in every industrial sector have their own vibration that could notice its status. If the vibration value is high measure, it could mean the machine’s unbalanced status or some part were loose from its usual position. This problem must be operated the maintenance procedure. If the entrepreneur let the vibration continue or getting more aggressive, the machine could be damaged. Thus, vibration measurement is an important to operate forecast maintenance method which is a maintenance that maintain by the machine’s state. The maintenance process made the machine operate with full efficiency, reduce maintenance cost and store or warehouse management which will improve the productivity too.