ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการจัดตำแหน่งเพลาที่ไม่ถูกต้องในเครื่องจักรหมุน

คำจำกัดความ: การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องคืออะไร?

การจัดตำแหน่งเพลาที่ไม่ถูกต้อง คือภาวะที่เส้นกึ่งกลางการหมุนของเพลาที่เชื่อมต่อกันตั้งแต่สองเพลาขึ้นไปไม่เรียงกันเป็นเส้นตรงเมื่อเครื่องจักรทำงานภายใต้สภาวะการทำงานปกติ นอกจากความไม่สมดุลแล้ว ยังเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดประการหนึ่งที่ทำให้เครื่องจักรเสียหายก่อนเวลาอันควร นำไปสู่การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้น ความเสียหายของตลับลูกปืนและซีล และการใช้พลังงานมากเกินไป เป้าหมายของการปรับตั้งศูนย์เพลาให้แม่นยำคือการทำให้เส้นกึ่งกลางของเพลาอยู่ในแนวเดียวกันให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนด

ประเภทของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องนั้นแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก แม้ว่าในกรณีจริงส่วนใหญ่นั้นจะมีทั้งสองประเภทผสมกันก็ตาม

1. การจัดตำแหน่งขนานที่ไม่ถูกต้อง (หรือออฟเซ็ต)

การจัดแนวขนานจะเกิดขึ้นเมื่อเส้นกึ่งกลางของเพลาทั้งสองขนานกัน แต่มีการเยื้องศูนย์กันในระยะห่างที่กำหนด ซึ่งสามารถมองได้ว่าเป็นเพลาข้างหนึ่งอยู่สูงกว่าหรือต่ำกว่า (เยื้องศูนย์ในแนวตั้ง) หรืออยู่ด้านใดด้านหนึ่งไกลกว่า (เยื้องศูนย์ในแนวนอน) ของอีกข้างหนึ่ง

2. การจัดตำแหน่งเชิงมุมที่ไม่ถูกต้อง

การเยื้องศูนย์เชิงมุมเกิดขึ้นเมื่อเพลาทั้งสองทำมุมกัน เส้นกึ่งกลางของเพลาทั้งสองตัดกันที่จุดคัปปลิ้ง แต่ไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกัน ทำให้เกิด "ช่องว่าง" ที่คัปปลิ้ง โดยด้านหนึ่งกว้างกว่าอีกด้านหนึ่ง

3. การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องร่วมกัน

นี่เป็นสถานการณ์ที่พบบ่อยที่สุด โดยที่เพลาเกิดการเอียงขนานและเอียงเชิงมุมพร้อมกัน

ลายเซ็นการสั่นสะเทือนของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องจะสร้างลายเซ็นการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน ซึ่งสามารถระบุได้ในสเปกตรัม FFT:

• ตัวบ่งชี้หลัก (2x): สัญญาณที่พบบ่อยที่สุดและคลาสสิกที่สุดของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องคือจุดสูงสุดของการสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดสูงที่พอดี 2x ของความเร็วในการหมุน (ลำดับที่ 2)เนื่องจากแรงที่เกิดจากการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องทำให้เพลาและข้อต่อต้องเกิดการดัดงอ 2 รอบต่อการหมุน 1 รอบ
• การสั่นสะเทือนตามแนวแกนสูง: การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องมักทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงใน แกน ทิศทาง (ขนานกับเพลา) จุดสูงสุด 2 เท่าในทิศทางแกนเป็นตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนมากว่าการจัดตำแหน่งไม่ถูกต้อง
• ฮาร์มอนิกอื่นๆ (1x, 3x, 4x): แม้ว่า 2x จะเป็นตัวบ่งชี้หลัก แต่การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องก็อาจกระตุ้นความถี่ความเร็วในการทำงานที่ 1x ได้เช่นกัน การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องอย่างรุนแรง โดยเฉพาะการชดเชยแบบขนาน อาจทำให้เกิดฮาร์โมนิกที่สูงขึ้น เช่น 3x และ 4x
• ความถี่เฉพาะการเชื่อมต่อ: ข้อต่อบางประเภท เมื่อสึกหรอหรือได้รับแรงเครียดจากการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง อาจก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่ลักษณะเฉพาะของตัวเองได้

สเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่แสดงค่าพีค 2x ที่เป็น 50% หรือมากกว่าของค่าพีค 1x โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมาพร้อมกับการสั่นสะเทือนตามแนวแกนสูง ถือเป็นกรณีศึกษาที่ชัดเจนของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

สาเหตุทั่วไปของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องอาจเกิดขึ้นจากการติดตั้งครั้งแรกหรือพัฒนาไปตามกาลเวลา

• การติดตั้งที่ไม่เหมาะสม: สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดคือการขาดการจัดตำแหน่งที่แม่นยำในระหว่างการตั้งค่าเครื่องครั้งแรก
• การเจริญเติบโตทางความร้อน: เมื่อเครื่องจักรมีความร้อนเพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิห้องจนถึงอุณหภูมิใช้งาน ส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องจักรจะขยายตัว มอเตอร์อาจสูงขึ้น หรือตัวเรือนปั๊มอาจขยายตัว ทำให้เพลาเคลื่อนออกจากแนวแกน การตั้งศูนย์ที่แม่นยำต้องคำนึงถึงความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้ด้วย
• ความเครียดของท่อ: แรงจากท่อทางเข้าหรือทางออกที่ได้รับการรองรับอย่างไม่เหมาะสมอาจทำให้ปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์เสียแนวกับตัวขับ ซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยมากในอุตสาหกรรมกระบวนการ
• ประเด็นปัญหาพื้นฐาน: ฐานรากที่อ่อนแอหรือแตกร้าว หรือสลักเกลียวที่หลวม อาจทำให้เครื่องจักรเคลื่อนตัวได้ตามกาลเวลา
• เท้านุ่ม: สภาวะที่ขายึดเครื่องข้างหนึ่งไม่วางราบกับแผ่นฐาน ทำให้โครงเครื่องบิดเบี้ยวหรือผิดรูปเมื่อขันสกรูยึดลง

เหตุใดการแก้ไขการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องจึงมีความสำคัญ

การทำงานของเครื่องจักรที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลร้ายแรงดังนี้:

• ความล้มเหลวของตลับลูกปืนและซีล: ภาระแบบวงจรสูงที่กระทำต่อเพลาจะถูกส่งไปยังตลับลูกปืนและซีลโดยตรง ส่งผลให้ตลับลูกปืนและซีลเสียหายก่อนเวลาอันควร
• ความล้มเหลวของการเชื่อมต่อ: ข้อต่อได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเพียงเล็กน้อย แต่การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องมากเกินไปจะทำให้ข้อต่อสึกหรอและเสียหายอย่างรวดเร็ว
• ความล้าของเพลา: การดัดเพลาซ้ำๆ กันอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความล้าและอาจทำให้เพลาล้มเหลวในที่สุด
• การบริโภคพลังงานที่เพิ่มขึ้น: พลังงานจำนวนมากถูกสูญเสียไปในรูปแบบของความร้อนและการสั่นสะเทือนแทนที่จะทำงานที่มีประโยชน์

การจัดตำแหน่งที่แม่นยำโดยใช้เครื่องมือ เช่น ตัวบ่งชี้แบบไดอัลหรือระบบจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์ ถือเป็นรากฐานสำคัญของโปรแกรมความน่าเชื่อถือและการบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพ

← กลับสู่ดัชนีหลัก