ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความหลวมทางกลในเครื่องจักรหมุน

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: ความคลายเชิงกลคืออะไร?

ความหลวมทางกล เป็นภาวะที่ส่วนประกอบในเครื่องจักรหมุนมีระยะห่างมากเกินไป การยึดติดไม่เพียงพอ ความพอดีที่สึกหรอ หรือการเสื่อมสภาพทางโครงสร้าง ทำให้เกิดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่ไม่ได้ตั้งใจระหว่างชิ้นส่วนที่ควรเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ทำให้เกิดความไม่เป็นเชิงเส้น การสั่นสะเทือน พฤติกรรมที่มีลักษณะหลายอย่าง ฮาร์โมนิกส์ ของความเร็วในการทำงาน การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดที่ไม่แน่นอน และความแตกต่างของทิศทางการสั่นสะเทือนที่ไม่เป็นไปตามรูปแบบปกติ.

ความหลวมเป็นปัญหาเครื่องจักรทั่วไปที่ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไปโดยตรง แต่ยังขัดขวางการวินิจฉัยและการแก้ไขปัญหาอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ความไม่สมดุล หรือ การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง. จะต้องได้รับการระบุและแก้ไขก่อนที่ความพยายามลดการสั่นสะเทือนอื่นๆ จะประสบความสำเร็จ.

ประเภทของความหลวมทางกล

ประเภท A: ความหลวมจากการหมุน (ความหลวมของตลับลูกปืน)

ระยะห่างระหว่างตลับลูกปืนกับเพลาหรือตัวเรือนมากเกินไป:

• ตลับลูกปืนต่อเพลา: พื้นผิวเพลาสึกหรอ การใส่ที่ไม่เหมาะสม รูลูกปืนเสียหาย
• ตลับลูกปืนกับตัวเรือน: รูตัวเรือนสึกหรอ ฝาลูกปืนหลวม สวมอัดไม่เพียงพอ
• ตลับลูกปืนภายใน: มากเกินไป ระยะห่างของตลับลูกปืน จากการสวมใส่
• อาการ: ฮาร์โมนิก 1×, 2×, 3×; สูงกว่าในทิศทางรัศมี

ประเภท B: ความหลวมของโครงสร้าง (ฐานราก/ฐานราก)

การติดตั้งส่วนประกอบที่ไม่หมุนไม่เพียงพอ:

• ฐานรองหลวม: สลักเกลียวไม่แน่น ยาแนวเสื่อมสภาพ
• การติดตั้งฐานหลวม: สลักเกลียวยึดอุปกรณ์หลวมหรือหายไป
• โครงสร้างหรือฐานรากแตกร้าว: ความเสียหายของโครงสร้างทำให้สามารถเคลื่อนไหวได้
• อาการ: ฮาร์โมนิกหลายตัว (มักจะสูงถึง 5 เท่าหรือมากกว่า) การตอบสนองที่ไม่แน่นอนและไม่เชิงเส้น

ประเภท C: ความหลวมของส่วนประกอบ

ส่วนประกอบที่ประกอบหลวม:

• ใบพัดหลวม: ใบพัดหลวมบนเพลา กุญแจสึกหรอหรือหายไป
• ข้อต่อหลวม: ดุมข้อต่อหลวมบนเพลา
• รอก/เฟืองหลวม: ชิ้นส่วนขับเคลื่อนหลวมบนเพลา
• ฝาครอบ/การ์ดแบบหลวม: แผ่นโลหะกระทบกัน
• อาการ: ฮาร์มอนิกส์และซับฮาร์มอนิกส์; ส่วนประกอบที่เป็นไปได้ 1/2×, 1/3×

ลายเซ็นการสั่นสะเทือน

ลักษณะความถี่

ความหลวมทำให้เกิดรูปแบบความถี่ที่โดดเด่น:

• ฮาร์มอนิกหลายตัว: แข็งแกร่ง 1×, 2×, 3×, 4× และสูงกว่า (ต่างจากความไม่สมดุลซึ่งส่วนใหญ่คือ 1×)
• ซับฮาร์มอนิกส์: อาจเห็นส่วนประกอบ 1/2×, 1/3× (ความหลวมแบบ C)
• เนื้อหาที่ไม่ฮาร์มอนิก: จุดสูงสุดที่ความเร็วการวิ่งที่ไม่ใช่จำนวนเต็มคูณกัน
• พื้นเสียงที่สูงขึ้น: การเพิ่มขึ้นของบรอดแบนด์จากผลกระทบแบบสุ่ม

พฤติกรรมแอมพลิจูด

• ระดับรวมสูง: แรงสั่นสะเทือนรวมไม่สมดุลกับแรงขับเคลื่อน
• ไม่เชิงเส้น: การสั่นสะเทือนไม่ปรับขนาดตามความเร็วหรือภาระตามที่คาดไว้
• ไม่แน่นอน: แอมพลิจูดจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการวัด
• ความแตกต่างของทิศทาง: อาจสูงกว่าทิศทางตั้งฉาก 2-5 เท่าในทิศทางเดียว

ลักษณะของเฟส

• ไม่มั่นคง เฟส: มุมเฟสเปลี่ยนแปลงอย่างไม่แน่นอนระหว่างการวัด
• กระเจิงเฟสขนาดใหญ่: ±30-90° แปรผันที่ความเร็วเท่ากัน
• เอาชนะความสมดุล: เฟสที่ไม่สามารถคาดเดาได้ทำให้การคำนวณสมดุลไม่น่าเชื่อถือ

คุณสมบัติของรูปแบบคลื่นเวลา

• รูปคลื่นที่ไม่สม่ำเสมอและไม่เป็นไซน์
• จุดสูงสุดที่ถูกตัดทอนหรือถูกตัดออก (ผลกระทบต่อข้อจำกัด)
• เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยฉับพลัน
• การสูญเสียโครงสร้างเป็นระยะ

ตำแหน่งและสาเหตุทั่วไป

ที่เกี่ยวข้องกับตลับลูกปืน

• พื้นผิวเพลาสึกหรอทำให้ลูกปืนโยกได้
• ปลอกลูกปืนที่สึกหรอหรือเสียหาย
• การรบกวนที่ไม่เพียงพอ (การเลือกค่าความคลาดเคลื่อนไม่ถูกต้อง)
• สลักเกลียวฝาครอบลูกปืนหลวมหรือขันแน่นไม่เพียงพอ
• ตลับลูกปืนแยกส่วนที่มีพื้นผิวสัมผัสที่สึกหรอ

ฐานรากและการติดตั้ง

• สลักเกลียวหลวม (โครงสร้างหลวมที่พบได้บ่อยที่สุด)
• ยาแนวใต้ฐานชำรุดหรือหายไป
• ฐานรากคอนกรีตแตกร้าว
• สลักเกลียวยึดอุปกรณ์หลวมกับแผ่นฐาน
• รูโบลต์เสียหายหรือยาวเกินไป

ส่วนประกอบที่หมุนได้

• พัดลมหรือใบพัดหลวมที่เพลา (ประแจสึกหรอ สกรูยึดหลวม)
• ฮับข้อต่อที่มีการรบกวนไม่เพียงพอ
• สกรูชุดรอกหลวมหรือหายไป
• ส่วนประกอบโรเตอร์หลวมบนเพลา

โครงสร้าง

• โครงหรือตัวเรือนเครื่องจักรแตกร้าว
• รอยแตกร้าวจากความล้าในรอยเชื่อม
• การยึดโครงสร้างหลวม
• การยึดติดหรือกาวเสื่อมสภาพ

วิธีการตรวจจับ

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

• การวิเคราะห์ FFT: มองหาฮาร์โมนิกหลายตัว (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
• การทดสอบความสอดคล้อง: ความสอดคล้องต่ำระหว่างการวัดบ่งชี้พฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้น
• การเปรียบเทียบทิศทาง: ความแตกต่างอย่างมากระหว่างแนวนอนและแนวตั้ง
• การตอบสนองต่อการกระตุ้นภายนอก: เครื่องเคาะสังเกตการตอบสนองที่ผิดปกติ

การตรวจร่างกาย

การตรวจสอบภาพ

• มองหาช่องว่าง รอยแตก การกัดกร่อน ความเสียหาย
• ตรวจสอบร่องรอยของพยานที่บ่งบอกถึงการเคลื่อนไหว
• สังเกตรูปแบบการสึกหรอของสีที่ส่วนต่อประสาน
• มองหาเศษโลหะที่บ่งบอกถึงการเสียดสี

การทดสอบการแตะ

• ตีชิ้นส่วนที่ต้องสงสัยว่าหลวมด้วยค้อน
• ฟังเสียงสั่นหรือเสียงทื่อๆ แทนเสียงกริ่งดังๆ
• รู้สึกถึงการเคลื่อนไหวหรือการสั่นสะเทือนที่มากเกินไป
• เปรียบเทียบกับส่วนประกอบที่ดีที่ทราบ

การตรวจสอบแรงบิด

• ตรวจสอบน็อตทั้งหมดด้วยประแจวัดแรงบิด
• ตรวจสอบตามข้อกำหนด
• ตรวจหาตัวยึดที่หัก เสียหาย หรือถูกกัดกร่อน
• ตรวจสอบหาด้ายที่ขาด

การทดสอบแบบผลัก/ดึง

• ใช้แรงกับส่วนประกอบที่น่าสงสัย
• สังเกตการเคลื่อนไหวที่ไม่ควรเกิดขึ้น
• ใช้ตัวบ่งชี้แบบหมุนเพื่อวัดการเล่น
• เปรียบเทียบกับส่วนประกอบใหม่หรือที่ได้รับการยึดอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนการแก้ไข

สำหรับความหลวมของตลับลูกปืน

• เปลี่ยนตลับลูกปืน: หากตลับลูกปืนสึกหรอ
• การซ่อมเพลา: ซ่อมแซมเพลาที่สึกหรอด้วยการชุบโครเมียมหรือการเชื่อม และกลึงให้ได้ขนาดตามต้องการ
• การซ่อมแซมที่อยู่อาศัย: ตัวเรือนเครื่องจักรมีขนาดใหญ่ขึ้น ใช้ตลับลูกปืนขนาดใหญ่ขึ้น หรือสร้างขึ้นโดยใช้สเปรย์/เชื่อมโลหะ
• ปรับปรุงความพอดี: ใช้อุปกรณ์ป้องกันการรบกวนที่เหมาะสมตามข้อกำหนดของผู้ผลิต
• ฝาครอบตลับลูกปืน: ขันให้แน่นหรือเปลี่ยนใหม่หากสึกหรอ

สำหรับความหลวมของโครงสร้าง

1. ขันสกรูยึดทั้งหมดให้แน่น: แรงบิดตามข้อกำหนดโดยใช้รูปแบบที่เหมาะสม
2. เปลี่ยนสลักเกลียวที่เสียหาย: ติดตั้งสลักเกลียวใหม่ที่มีเกรดและขนาดที่ถูกต้อง
3. ซ่อมแซมฐานราก: ลอกยาแนวเก่าออก ทำความสะอาดพื้นผิว เทยาแนวใหม่
4. รอยแตกร้าวจากการเชื่อม: ซ่อมแซมรอยแตกในกรอบหรือฐานหากเหมาะสม
5. เพิ่มการเสริมแรง: เสริมหรือเสริมความแข็งแรงสำหรับโครงสร้างที่อ่อนแอ

สำหรับความหลวมของส่วนประกอบ

• ขันสกรูเซ็ตให้แน่นอีกครั้งด้วยแรงบิดและล็อคเกลียวที่เหมาะสม
• เปลี่ยนกุญแจและร่องกุญแจที่สึกหรอ
• ใช้อุปกรณ์ป้องกันการรบกวนที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบแบบกดพอดี
• พินหรือส่วนประกอบคีย์ที่หลวมซ้ำแล้วซ้ำเล่า
• เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหาย

กลยุทธ์การป้องกัน

ระยะการออกแบบ

• ระบุขนาดและปริมาณของตัวยึดที่เหมาะสม
• ออกแบบให้เหมาะสมพอดี
• ให้ความแข็งแรงของโครงสร้างที่เพียงพอ
• หลีกเลี่ยงความเครียดที่ทำให้เกิดการแตกร้าว
• ระบุเกรดและวัสดุของตัวยึดที่เหมาะสม

ขั้นตอนการติดตั้ง

• ใช้ประแจแรงบิดที่ได้รับการปรับเทียบแล้ว
• ปฏิบัติตามลำดับการขันให้ถูกต้อง
• ใช้สารล็อคเกลียวเมื่อเหมาะสม
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวสะอาดและเรียบก่อนการประกอบ
• ตรวจสอบให้พอดีตามข้อกำหนด
• ดำเนินการตรวจสอบการควบคุมคุณภาพ

ระยะการบำรุงรักษา

• การตรวจสอบแรงบิดเป็นระยะ (รายปีหรือตามกำหนดการตรวจสอบการสั่นสะเทือน)
• แนวโน้มการสั่นสะเทือนเพื่อตรวจจับความคลายตัวที่กำลังพัฒนา
• การตรวจสอบภาพระหว่างไฟฟ้าดับ
• ขันให้แน่นอีกครั้งตามความจำเป็น
• จัดการกับการสั่นสะเทือนทันที ก่อนที่จะทำให้เกิดความหลวม

ความท้าทายในการวินิจฉัย

การปิดบังปัญหาอื่น ๆ

• ความหลวมสามารถปกปิดหรือเลียนแบบข้อบกพร่องอื่น ๆ ได้
• ป้องกันความแม่นยำ สมดุล เนื่องจากการตอบสนองแบบไม่เชิงเส้น
• ทำให้ การจัดตำแหน่ง ยากหรือเป็นไปไม่ได้
• สามารถสร้างรูปแบบการสั่นสะเทือนคล้ายกับรอยแตกหรือข้อบกพร่องของตลับลูกปืนได้

ธรรมชาติที่ก้าวหน้า

• ความหลวมมักจะเริ่มจากเล็กน้อยแล้วค่อยๆ แย่ลง
• การสั่นสะเทือนจากความหลวมทำให้เกิดความหลวมมากขึ้น (การตอบรับเชิงบวก)
• อาจลุกลามจากเล็กน้อยไปสู่รุนแรงได้ภายในไม่กี่สัปดาห์หากไม่ได้รับการแก้ไข
• ท้ายที่สุดก่อให้เกิดความเสียหายรองต่อตลับลูกปืน เพลา และฐานราก

ความสัมพันธ์กับข้อบกพร่องอื่น ๆ

ความหลวมกับความไม่สมดุล

คุณสมบัติ	ความไม่สมดุล	ความหลวม
ความถี่หลัก	1× เท่านั้น	1×, 2×, 3×, 4×+ ฮาร์โมนิกส์
เสถียรภาพเฟส	สม่ำเสมอ ทำซ้ำได้	การเปลี่ยนแปลงระหว่างการวัดที่ไม่แน่นอน
ความเป็นเส้นตรง	การสั่นสะเทือน ∝ ความเร็ว²	ไม่เป็นเส้นตรง ไม่สามารถคาดเดาได้
ตอบสนองต่อการปรับสมดุล	ลดการสั่นสะเทือน	การปรับปรุงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย
รูปแบบทิศทาง	แนวนอน/แนวตั้งที่คล้ายกัน	มักจะสูงกว่ามากในทิศทางหนึ่ง

ความหลวม vs. การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

• การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง: หลักๆ แล้ว 2× กับ 1× บ้าง เฟสเสถียร
• ความหลวม: ฮาร์โมนิกหลายตัว (1× ถึง 5×+) เฟสไม่เสถียร
• การผสมผสาน: การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดความหลวม และความหลวมจะทำให้การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องแย่ลง

ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเครื่องจักร

ผลกระทบโดยตรง

• การสั่นสะเทือนสูง: ระดับที่มากเกินไปทำให้เกิดความไม่สบายและความกังวลด้านความปลอดภัย
• เสียงรบกวน: เสียงกระทบ เสียงเคาะ หรือเสียงเคาะ
• ความแม่นยำที่ลดลง: ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งเพลา
• การสึกหรอที่เร่งขึ้น: แรงกระแทกทำให้ส่วนประกอบเสียหาย

ความเสียหายรอง

• ความเสียหายของตลับลูกปืน: แรงกระแทกและการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องจากความหลวมของตลับลูกปืนที่เสียหาย
• การขัดเพลา: การเคลื่อนไหวแบบไมโครที่หลวมพอดีทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบเฟรนช์
• ความล้มเหลวของตัวยึด: สลักเกลียวอาจเกิดความล้าและแตกหักได้จากการรับน้ำหนักที่สลับกัน
• การแพร่กระจายของรอยแตกร้าว: การสั่นสะเทือนทำให้รอยแตกร้าวที่มีอยู่แพร่กระจาย
• การเสื่อมสภาพของรากฐาน: การสั่นสะเทือนต่อเนื่องทำให้คอนกรีตและยาแนวเสียหาย

ปัญหาการดำเนินงาน

• ป้องกันการปรับสมดุลอย่างมีประสิทธิภาพ
• ทำให้การจัดตำแหน่งไม่สามารถรักษาได้
• ความสับสนในการวินิจฉัยที่ปกปิดปัญหาอื่น ๆ
• ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ลดลง

ตัวอย่างกรณีศึกษา

สถานการณ์: พัดลมดูดอากาศขนาดใหญ่ 1,200 รอบต่อนาที แรงสั่นสะเทือนมากเกินไป

• อาการเริ่มแรก: การสั่นสะเทือนโดยรวม 8 มม./วินาที (ขีดจำกัดสัญญาณเตือน 4.5 มม./วินาที)
• สเปกตรัม: ส่วนประกอบที่แข็งแกร่ง 1×, 2×, 3×, 4×
• ความพยายามในการสร้างสมดุล: สามครั้งแล้ว ไม่มีการปรับปรุง เฟสไม่แน่นอน
• การสืบสวน: การตรวจสอบทางกายภาพพบว่าสลักเกลียว 4 ตัวจากทั้งหมด 8 ตัวหลวม
• การแก้ไข: ขันน็อตยึดทั้งหมดให้แน่นตามข้อกำหนด 400 นิวตันเมตร
• ผลลัพธ์: แรงสั่นสะเทือนลดลงเหลือ 1.8 มม./วินาทีทันที
• ติดตามผล: การทำงานแบบปรับสมดุลเดี่ยวช่วยลดการสั่นสะเทือนเหลือ 0.8 มม./วินาที (เนื่องจากระบบเป็นแบบเส้นตรง)
• บทเรียน: ตรวจสอบความหลวมเสมอ ก่อนที่จะทำการถ่วงล้อ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

รายการตรวจสอบการวินิจฉัย

เมื่อตรวจสอบปัญหาการสั่นสะเทือน ควรตรวจสอบความหลวมเสมอ:

1. วิเคราะห์สเปกตรัมสำหรับฮาร์มอนิกหลายตัว
2. ตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำเฟส
3. ดำเนินการทดสอบการแตะบนส่วนประกอบที่น่าสงสัย
4. ตรวจสอบแรงบิดของสลักเกลียวทั้งหมด
5. ตรวจสอบรอยแตก รอยสึกหรอ การเสื่อมสภาพ
6. แก้ไขความหลวมก่อน ก่อนการวินิจฉัยหรือแก้ไขอื่น ๆ

โปรโตคอลการบำรุงรักษา

• รวมการตรวจสอบแรงบิดของสลักเกลียวในตาราง PM
• เอกสารค่าแรงบิดพื้นฐาน
• การผ่อนคลายแรงบิดแนวโน้มเมื่อเวลาผ่านไป
• ใช้สารล็อคเกลียวกับตัวยึดที่สำคัญ
• เปลี่ยนใหม่แทนที่จะขันให้แน่นซ้ำๆ หากเกิดการคลายตัวซ้ำๆ

ความหลวมทางกลเป็นสาเหตุที่พบบ่อยแต่มักถูกมองข้ามของการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร ลักษณะเฉพาะของความหลวมแบบหลายฮาร์มอนิก พฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้น และการรบกวนต่อมาตรการวินิจฉัยและแก้ไขอื่นๆ ทำให้การตรวจสอบและแก้ไขความหลวมเป็นขั้นตอนแรกในการแก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือน.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก