ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเพลาโค้งในเครื่องจักรหมุน

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: Shaft Bow คืออะไร?

ด้ามคันธนู (เรียกอีกอย่างว่า การดัดเพลา การโค้งงอของโรเตอร์ หรือเรียกง่ายๆ ว่า “โค้ง”) เป็นภาวะที่ โรเตอร์ เพลามีความโค้งถาวรหรือกึ่งถาวร ทำให้เบี่ยงเบนออกจากแนวแกนกลางตรง ซึ่งแตกต่างจาก การหมดแรง ซึ่งอาจเกิดจากชิ้นส่วนหลวมหรือการติดตั้งแบบนอกรีต การโค้งงอของเพลาหมายถึงการเสียรูปจริงของวัสดุเพลาเอง.

ธนูเพลาผลิต การสั่นสะเทือน อาการที่ดูเหมือนผิวเผิน ความไม่สมดุล, แต่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีปกติ สมดุล ขั้นตอนต่างๆ ซึ่งทำให้การวินิจฉัยที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียเวลาในการพยายามปรับสมดุลเพลาที่โค้งงอ.

ประเภทของคันธนูแบบก้าน

คันธนูสามารถแบ่งประเภทได้ตามสาเหตุและระยะเวลา ดังนี้

1. ธนูกลถาวร

นี่คือการเสียรูปถาวรของวัสดุเพลาซึ่งเกิดจาก:

• การรับน้ำหนักเกินหรือแรงกระแทกทางกล
• การยกหรือการจัดการที่ไม่เหมาะสมระหว่างการบำรุงรักษา
• การทิ้งโรเตอร์
• แรงดัดที่มากเกินไปในระหว่างการทำงาน
• ข้อบกพร่องในการผลิตหรือการอบชุบด้วยความร้อนที่ไม่เหมาะสม

เมื่อเพลาโค้งงอ (เสียรูปถาวร) คันธนูจะยังคงอยู่แม้ว่าเพลาจะพักอยู่และนำภาระทั้งหมดออกแล้ว.

2. เทอร์มอลโบว์ (ชั่วคราว)

เรียกอีกอย่างว่า โบว์เทอร์มอล หรือ โบว์ร้อน, ภาวะนี้เป็นภาวะชั่วคราวที่เกิดจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของเพลา ด้านที่ได้รับความร้อนจะขยายตัวมากกว่าด้านที่เย็น ทำให้เกิดความโค้งชั่วคราว สาเหตุประกอบด้วย:

• แหล่งความร้อนที่ไม่สมมาตร (ของเหลวสำหรับกระบวนการร้อนอยู่ด้านหนึ่ง และอากาศเย็นอยู่อีกด้านหนึ่ง)
• แรงเสียดทานของลูกปืนทำให้เกิดความร้อนด้านหนึ่งของเพลา
• การเสียดสีของโรเตอร์ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่
• การให้ความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์บนอุปกรณ์กลางแจ้ง
• ขั้นตอนการอุ่นเครื่องที่ไม่เหมาะสมสำหรับกังหันขนาดใหญ่

โดยทั่วไปแล้ว ความร้อนโค้งจะหายไปเมื่อเพลาเย็นลงอย่างสม่ำเสมอหรือเมื่อถึงสมดุลความร้อน อย่างไรก็ตาม การเกิดความร้อนโค้งซ้ำๆ อาจทำให้เกิดการเซ็ตตัวถาวรในที่สุด.

3. คันธนูแบบแรงตกค้าง

ความเค้นตกค้างภายในจากกระบวนการเชื่อม การอบชุบด้วยความร้อน หรือการผลิต อาจทำให้เพลาโค้งงอลงช้าๆ เมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิการทำงานหรือภาระทางกลที่ทำให้ความเค้นคลายลง.

สาเหตุของคันธนูแบบเพลา

การทำความเข้าใจสาเหตุหลักช่วยป้องกันการโค้งงอของเพลาและแนะนำการดำเนินการแก้ไข:

สาเหตุทางกลไก

• โอเวอร์โหลด: การทำงานภายใต้ภาระที่เกินขีดจำกัดการออกแบบ
• การจัดเก็บที่ไม่เหมาะสม: การเก็บเพลาไว้ในแนวนอนโดยไม่ได้รับการรองรับอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดการหย่อนคล้อยในระยะยาว
• การจัดการที่ผิดพลาด: การยกโดยใช้เพลาแทนจุดยกที่กำหนด
• อุบัติเหตุหรือการกระแทก: การตกหล่น การชน หรือความเสียหายจากวัตถุแปลกปลอม
• การยึดแบริ่ง: ตลับลูกปืนที่ยึดติดอาจทำให้เพลาโค้งงอภายใต้แรงบิดในการขับเคลื่อน

สาเหตุจากความร้อน

• การให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ: การกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอรอบเส้นรอบวงเพลา
• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว: การช็อกจากความร้อนระหว่างการสตาร์ทหรือการปิดเครื่อง
• จุดเด่น: ความร้อนเฉพาะที่จากการเสียดสี การเสียดสี หรือสภาวะของกระบวนการ
• การวอร์มอัพที่ไม่เพียงพอ: การสตาร์ทกังหันเย็นหรือเครื่องจักรขนาดใหญ่เร็วเกินไป
• ขั้นตอนการปิดระบบ: การปล่อยให้เพลาร้อนหยุดหมุนก่อนที่จะเย็นลง (การหย่อนเนื่องจากความร้อน)

สาเหตุจากวัสดุและการผลิต

• คุณภาพวัสดุไม่ดี: สิ่งเจือปน ช่องว่าง หรือความไม่สม่ำเสมอของวัสดุ
• การอบด้วยความร้อนที่ไม่เหมาะสม: ความเค้นตกค้างจากการดับหรือการอบคืนตัว
• การบิดเบือนการเชื่อม: การเชื่อมแบบไม่สมมาตรทำให้เกิดความเค้นตกค้าง
• ความเค้นจากการกลึง: ความเครียดที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต

คันธนูแบบเพลาทำให้เกิดการสั่นสะเทือนได้อย่างไร

เพลาโค้งงอทำให้เกิดการสั่นสะเทือนผ่านกลไกสองประการ:

1. ความไม่สมดุลทางเรขาคณิต

เมื่อเพลาโค้งงอหมุน เส้นกึ่งกลางโค้งจะกวาดออกไปเป็นรูปกรวยหรือเส้นทางอื่นที่ไม่ใช่วงกลม แม้ว่าการกระจายมวลของโรเตอร์จะสมดุลอย่างสมบูรณ์แบบ แต่รูปทรงโค้งงอจะสร้างมวลหมุนแบบนอกรีตซึ่งก่อให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน 1 เท่า (การสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของเพลา).

2. การรับน้ำหนักโมเมนต์บนตลับลูกปืน

ความโค้งทำให้เกิดโมเมนต์ดัดที่ส่งผ่านไปยังตลับลูกปืน ส่งผลให้ภาระของตลับลูกปืนผันผวนและเกิดการสั่นสะเทือน.

การตรวจจับเพลาโค้ง

การแยกแยะความแตกต่างระหว่างเพลาคันธนูกับความไม่สมดุลของมวลที่แท้จริงถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแก้ไขปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ:

การเปรียบเทียบอาการ: อาการโค้งงอกับอาการไม่สมดุล

ลักษณะเฉพาะ	ความไม่สมดุล	ด้ามคันธนู
ความถี่การสั่นสะเทือน	ความเร็วในการวิ่ง 1X	ความเร็วในการวิ่ง 1X
ความสัมพันธ์ของเฟส	สม่ำเสมอ เหมือนกันตลอดเวลา	อาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการวอร์มอัพ
การสั่นสะเทือนแบบช้า	ปัจจุบัน (ตามสัดส่วนความเร็ว²)	ปรากฏและมักมีความสำคัญแม้ในความเร็วต่ำมาก
ตอบสนองต่อการปรับสมดุล	การสั่นสะเทือนลดลงด้วยการปรับสมดุลที่ถูกต้อง	การปรับปรุงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย อาจแย่ลงได้
ความไวต่อความร้อน	ค่อนข้างเสถียรกับอุณหภูมิ	การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการวอร์มอัพ/คูลดาวน์
การวัดระยะวิ่งออก	ต่ำเมื่อโรเตอร์หยุดนิ่ง	วิ่งออกสูงแม้ขณะพัก (โค้งถาวร)

การทดสอบวินิจฉัย

1. การวัดแบบม้วนช้า

หมุนเพลาช้ามาก (โดยทั่วไปคือความเร็วการทำงาน 5-10%) และวัด การหมดแรง ด้วยโพรบวัดระยะหรือตัวบ่งชี้แบบไดอัล การวิ่งออกสูงที่การหมุนช้าบ่งชี้ถึงการโค้งงอของเพลาหรือการวิ่งออกทางกล ไม่ใช่ความไม่สมดุล (ซึ่งก่อให้เกิดแรงที่เป็นสัดส่วนกับความเร็วยกกำลังสอง).

2. การเปลี่ยนเฟสการปิดเครื่อง

ตรวจสอบการสั่นสะเทือน มุมเฟส ขณะที่เครื่องปิดลง ความไม่สมดุลที่แท้จริงจะรักษาเฟสให้คงที่โดยไม่คำนึงถึงความเร็ว เพลาที่โค้งงออาจแสดงการเปลี่ยนแปลงเฟส โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเย็นลง.

3. การทดสอบความร้อนโค้ง

หากสงสัยว่ามีการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการโค้งงอเนื่องจากความร้อน ให้ตรวจสอบการสั่นสะเทือนระหว่างการสตาร์ทและอุ่นเครื่อง โดยทั่วไปแล้วการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการโค้งงอเนื่องจากความร้อนจะแสดงเพิ่มขึ้นเมื่อเครื่องอุ่นเครื่อง จากนั้นอาจคงที่หรือลดลงเมื่อถึงสมดุลทางความร้อน.

4. การตรวจสอบการหมดเวลาของเครื่องจักร

ถอดโรเตอร์ออก วางบนบล็อกวีหรือเครื่องกลึง แล้วหมุนช้าๆ พร้อมกับวัดค่ารันเอาท์ในแนวรัศมีด้วยไดอัลอินดิเคเตอร์ ค่ารันเอาท์ที่สำคัญ (โดยทั่วไป > 0.001 นิ้ว หรือ 25 ไมโครเมตร) ยืนยันการโค้งงอถาวร.

5. การตรวจสอบด้วยภาพ

สำหรับเพลาขนาดใหญ่ การมองเห็นตามความยาวเพลาหรือการใช้วิธีทางแสง (การจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์) จะสามารถเผยให้เห็นส่วนโค้งที่ชัดเจนได้.

วิธีการแก้ไข

การแก้ไขที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับความรุนแรงและประเภทของคันธนู:

สำหรับคันธนูกลไกถาวร

1. การยืดเพลา

สำหรับคันธนูระดับเบาถึงปานกลาง (โดยทั่วไป < 0.005 นิ้ว หรือ 125 ไมโครเมตร) บางครั้งเพลาอาจถูกทำให้ตรงทั้งแบบเย็นและแบบร้อนโดยใช้เครื่องอัดไฮดรอลิก ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางและช่างเทคนิคผู้เชี่ยวชาญ เพลาจะถูกรองรับและโหลดอย่างระมัดระวังเพื่อปรับรูปทรงให้กลับไปตรง.

2. การบรรเทาความเครียดจากความร้อน

การอบชุบเพลาด้วยความร้อนเพื่อบรรเทาความเค้นตกค้าง ซึ่งอาจช่วยลดหรือขจัดปัญหาคันธนูจากสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับความเค้นได้ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เตาเผาและการควบคุมกระบวนการที่เหมาะสม.

3. การเปลี่ยนเพลา

สำหรับคันธนูที่หนักหน่วงหรือการใช้งานที่หนักหน่วง การเปลี่ยนใหม่มักจะเป็นทางเลือกที่เชื่อถือได้มากที่สุด ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนเพลาใหม่ต้องพิจารณาจากระยะเวลาที่หยุดทำงานและความเสี่ยงที่การยืดตรงจะล้มเหลว.

4. “การทรงตัวรอบคันธนู”

ในบางกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกังหันขนาดใหญ่ สามารถคำนวณและติดตั้งตุ้มน้ำหนักแก้ไขเพื่อแก้ไขผลกระทบของหัวเรือได้ วิธีนี้ไม่ได้แก้ไขปัญหาหัวเรือ แต่ช่วยลดการสั่นสะเทือนให้น้อยที่สุด วิธีนี้ยังมีข้อจำกัดและมักเป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว.

สำหรับธนูเทอร์มอล

1. การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการปฏิบัติงาน

• ปฏิบัติตามขั้นตอนการอุ่นเครื่องแบบช้าๆ
• รักษาการทำงานของเฟืองหมุนอย่างต่อเนื่องในระหว่างการปิดเครื่องเพื่อป้องกันการหย่อนเนื่องจากความร้อน
• ควบคุมอุณหภูมิไอน้ำเข้าหรือของเหลวในกระบวนการอย่างระมัดระวังมากขึ้น
• ให้แน่ใจว่าการทำความร้อน/ความเย็นมีความสมมาตร

2. การปรับเปลี่ยนการออกแบบ

• เพิ่มฉนวนเพื่อลดการไล่ระดับความร้อน
• ติดตั้งเสื้อแจ็คเก็ตทำความร้อนเพื่อให้ความอบอุ่นสม่ำเสมอ
• ปรับปรุงระบบระบายความร้อนเพื่อให้มั่นใจถึงการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ

3. การทำงานของเฟืองหมุน

สำหรับกังหันขนาดใหญ่ ให้ใช้งานเฟืองหมุน (ระบบขับเคลื่อนแบบหมุนความเร็วต่ำ) ในระหว่างการอุ่นเครื่องและการเย็นตัวเพื่อหมุนเพลาและป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสะสม.

กลยุทธ์การป้องกัน

การป้องกันการโค้งงอของเพลาทำได้ง่ายกว่าการแก้ไขมาก:

การออกแบบและการผลิต

• ใช้วิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่เหมาะสมเพื่อลดความเค้นตกค้าง
• ออกแบบความแข็งของเพลาให้เหมาะสมกับการใช้งาน
• ระบุวัสดุที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมความร้อน

การติดตั้งและการบำรุงรักษา

• ยกโรเตอร์โดยใช้จุดยกที่กำหนดเสมอ อย่าใช้เพลา
• จัดเก็บโรเตอร์สำรองโดยมีการรองรับที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการหย่อน
• หลีกเลี่ยงการกระแทกทางกลระหว่างการจัดการ
• ตรวจสอบความตรงของเพลาเป็นระยะ (รายปีหรือตามตารางของผู้ผลิต)

การดำเนินการ

• ปฏิบัติตามขั้นตอนการอุ่นเครื่องและปิดเครื่องของผู้ผลิต
• หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
• เฝ้าระวังสัญญาณของความร้อนระหว่างการสตาร์ทเครื่อง
• ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่อธิบายไม่ได้ในระยะการสั่นสะเทือน

ผลกระทบต่อขั้นตอนการปรับสมดุล

การพยายามรักษาสมดุลของด้ามที่โค้งงอโดยทั่วไปมักจะไร้ประโยชน์และอาจเกิดผลเสียตามมาได้:

• การแก้ไขที่ไม่ได้ผล: น้ำหนักสมดุลที่คำนวณสำหรับความไม่สมดุลของมวลจะไม่สามารถแก้ไขธนูทางเรขาคณิตได้
• การปิดบังปัญหา: การ "ปรับสมดุล" เพลาโค้งที่ประสบความสำเร็จเพียงบางส่วนอาจช่วยลดการสั่นสะเทือนได้ชั่วคราวแต่ไม่แก้ไขปัญหาพื้นฐาน
• เวลาที่เสียไป: การปรับสมดุลซ้ำหลายครั้งโดยไม่ประสบความสำเร็จบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการตรวจสอบธนู
• ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น: การเพิ่มน้ำหนักแก้ไขขนาดใหญ่ให้กับด้ามโค้งงออาจเพิ่มความเครียดและทำให้เกิดความเสียหายเพิ่มเติม

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: ตรวจสอบเพลาโค้งงอเสมอ ก่อนที่จะเริ่มขั้นตอนการปรับสมดุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโรเตอร์มีประวัติการใช้งาน เหตุการณ์ความร้อน หรือปัญหาการสั่นสะเทือนที่อธิบายไม่ได้.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก