| เมื่อกล่าวถึงเรื่องการสั่นสะเทือน หลายคนอาจบอกว่าเข้าใจยากในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติแล้วเป็นเรื่องง่ายที่จะทำความเข้าใจและนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์และติดตามสภาพของเครื่องจักรได้เป็นอย่างดี
การสั่นสะเทือนคืออะไร การสั่นสะเทือน (Vibration) ในความหมายทางวิศวกรรมก็คือ
“การสั่นหรือการแกว่งของวัตถุหรือชิ้นส่วนต่าง ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับจุดที่ใช้อ้างอิง”
เช่นการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรเมื่อเปรียบเทียบกับฐานของเครื่อง หรือการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืน (Bearing) เมื่อเทียบกับตัวเรือน (Cage or Housing)
การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรงจะสามารถทำให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายได้โดยการแตกหักหรือล้าตัวซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นจะมากน้อย เร็วหรือช้าก็จะขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของแรงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนเมื่อเทียบกับขนาดโครงสร้างและคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของวัสดุนั้น ๆ
ที่มาของการสั่นสะเทือน (Vibration Source ) โดยปกติแล้วการทำงานของชิ้นส่วนของเครื่องจักรหรือเครื่องจักรนั้นย่อมมีการสั่นสะเทือนเป็นธรรมชาติของมันอยู่แล้ว ถ้าระดับการสั่นสะเทือนนั้นไม่มากหรืออยู่ในเกณฑ์ปกติก็ถือว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่ถ้าการสั่นสะเทือนมากเกินไปก็อาจส่งผลให้ชิ้นส่วนตลอดจนเครื่องจักรนั้น ๆ มีอายุการใช้งานที่สั้นลง เราจึงต้องหาสาเหตุและที่มาของการสั่นสะเทือนนั้นเพื่อทำการแก้ไขให้การสั่นสะเทือนนั้นอยู่ในระดับปกติ ซึ่งการสั่นสะเทือนนั้นมาจากหลายสาเหตุ เช่น - ความไม่สมดุลในการหมุน (Unbalance)จะเกิดขึ้นเมื่อจุดศูนย์กลางของการหมุนและจุดศูนย์กลางของมวลไม่อยู่ในจุด ๆ เดียวกัน เช่น การไม่สมดุลหรือการแกว่งของเพลาที่คดงอหรือชำรุด การไม่สมดุลของใบพัด ล้อช่วยแรง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ในแนวรัศมีหรือในรูปวงกลม - ความไม่ได้ศูนย์ (Misalignment) ระหว่างเพลาของมอเตอร์และปั้มหรือเพลาของต้นกำลังกับเพลาของเครื่องจักร
- การหลุดหลวมของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร
- การที่แบริ่งหรือบูช เกิดการชำรุดสึกหรอ หรือขาดการหล่อลื่น
- แท่นเครื่องหรือจุดจับยึดของเครื่องจักรไม่แน่น หรือไม่แข็งแรง
สำหรับความเสียหายที่เกิดจากการสั่นสะเทือนนั้นจะเกิดเนื่องจากแรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สั่นสะเทือนนั้น ๆ โดยที่แรงที่เกิดขึ้น จะเป็นไปตามกฎข้อที่สองของนิวตัน (2nd Newton Laws) ดังสมการ | F= ma ……………………………. (1) | โดยที่ F คือ แรงกระทำที่เกิดขึ้น (N)
m คือ มวลของวัตถุหรือระบบที่เคลื่อนที่ (kg)
a คือ * อัตราเร่งที่เกิดขึ้นกับวัตถุหรือระบบที่เกิดการเคลื่อนที่ (m/s2) | | . | * อัตราเร่งก็คืออัตราส่วนของความเร็วที่เปลี่ยนแปลงต่อหน่วยเวลา เช่นรถยนต์เคลื่อนที่จากความเร็ว 0–100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงภายในเวลา 10 วินาที อัตราเร่งก็จะเท่ากับ 100/10 = 10 กิโลเมตร/วินาที2 หรือ  = 2.8 m/s2 ซึ่งหมายความว่าในแต่ละวินาทีความเร็วของรถจะเพิ่มขึ้นจากความเร็วเดิม 2.8 เมตร/วินาที | | . | สำหรับการเคลื่อนที่เชิงมุมนั้นความไม่สมดุลของชิ้นส่วนที่หมุนก็จะเป็นต้นเหตุให้เกิดการสั่นสะเทือน โดยแรงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนจะเป็นไปตามสมการ
| F = mr*r*.gif) 2
| โดยที่ F คือ แรงกระทำที่เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่สมดุลในการหมุน (N)
mr คือ มวลของวัตถุหรือระบบที่เคลื่อนที่โดยการหมุน (kg)
r คือ ระยะห่างระหว่างมวลที่ไม่สมดุล, mr จากศูนย์กลางการหมุน (m)
คือ ความเร็วเชิงมุม (2 Ns)(m/s) โดยที่ Ns = รอบ/วินาที | | . |
ตัวอย่างที่ 1 จากรูปที่ 1 เป็นรูปล้อช่วยแรง (Fly Wheel) อันหนึ่งติดอยู่กับมอเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วรอบ 1,500 รอบ/นาที และบนล้อช่วยแรงอันนี้มีวัตถุที่ไม่สมดุล น้ำหนัก 100 กรัม (0.1kg) ติดอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของการหมุนเป็นระยะทาง 200 มิลลิเมตร แรงที่เกิดจากความไม่สมดุลจากวัตถุดังกล่าวจะเป็นไปตามสมการที่ 2 ซึ่งจะเท่ากับ | 
| และถ้าความเร็วในการหมุนของล้อช่วยแรงดังกล่าวเพิ่มขึ้นจากเดิมเป็น 3000 รอบ/นาที แรงจากความไม่สมดุลดังกล่าวก็จะเพิ่มเป็น
| 
|
|
รูปที่ 1 ส่วนประกอบของการไม่สมดุลตามตัวอย่างที่ 1 | | . | จากตัวอย่างที่ 1 เราจะเห็นว่าเพียงน้ำหนักของมวลที่ไม่สมดุลเพียง 0.1 กิโลกรัมในสภาพตามตัวอย่างก็สามารถทำให้เกิดแรงเหวี่ยงจากการหมุนได้ถึง 78.53 กิโลกรัมที่ความเร็วรอบ 1,500 รอบ/นาที และเมื่อความเร็วรอบเพิ่มขึ้นเป็น 3,000 รอบต่อนาที แรงดังกล่าวก็เพิ่มขึ้นไปถึง 314.15 กิโลกรัมซึ่งสามารถส่งผลให้เกิดความเสียหายกับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักรได้ถ้าหากเดินเครื่องต่อกันเป็นระยะเวลานาน
Copy Right By www.savemotor.com web master : 086-667-8789 ************* |
|