บทที่ 10 การป้องกันและบำรุงรักษาอุปกรณ์แมกคานิคที่ต่อพวงกับมอเตอร์

การป้องกันและบำรุงรักษาอุปกรณ์แมกคานิกที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์นั้น เป็นการลดค่าใช้จ่ายในเรื่องของการซ่อมบำรุงอุปกรณ์ ที่จะชำรุดเสียหายก่อนครบกำหนดเวลา ซึ่งในบทนี้จะพูดถึงตัวอุปกรณ์ที่ต่อพ่วง กับปัจจัยที่ทำให้เกิดการเสียหาย และเรื่องสุดท้ายเกี่ยวกับการป้องกันการเกิดปัญหาเหล่านี้ ซึ่งจะเน้นไปที่การเกิดความเสียหายจากการ Start Motor ที่ทำให้เกิดความเครียดความเค้นในส่วนของอุปกรณ์เป็นหลัก

อุปกรณ์แมกคานิคที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์

Mechanical Transmission Part for motor

อุปกรณ์แมกคานิกที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์ส่วนใหญ่จะเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องมีการเคลื่อนที่เพื่อส่งต่อกำลังของมอเตอร์ ซึ่งในการเคลื่อนที่นั้นย่อมต้องเกิดแรงเสียดทานเป็นเรื่องปกติ ซึ่งเกิดการสึกหร่อได้ดังนั้นเรามักจะต้องมีการใช้สารหล่อลื่นกับอุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของวิธีป้องกันการสึกหร่อที่จะกล่าวในหัวข้อถัดไป ในหัวข้อนี้จะเป็นเรื่องอุปกรณ์ที่ต่อพ่วงว่ามีอะไรบ้าง ทำหน้าที่หลักอะไรบ้าง

  • ตลับลูกปืน Bearing เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รองรับการหมุนของเพลา โดยตลับลูกปืนมีหน้าที่ถ่ายทอดแรงที่เกิดขึ้นจากเพลาลงไปสู่โหลด และลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส ทำให้ช่วยเพิ่มสมรรถนะของเครื่องจักรกลต่างๆ ลดการสึกหรอ
  • คัปปลิ้ง Flexible Coupling คับปลิ้งที่ไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่น ไม่ต้องใช้ฟันเฟือง และสามารถรับแรงบิดได้สูง ซึ่งทำให้สามารถใช้งานกับเซอร์โวมอเตอร์ ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
  • เฟือง Gear เป็นอุปกรณืเพิ่มลดความเร็วรอบและแรงบิดของมอเตอร์เพื่อให้ได้ตามที่ต้องการ
  • อุปกรณ์จับยึด Power Lock คือ อุปกรณ์จับยึดเพลาและฮับโดยไม่ต้องใช้ลิ่ม
  • มู่เล่ Pulley คือ เป็นอุปกรณ์มีหน้าที่ในการเปลี่ยนทิศทาง (direction)และควบคุม (control)ความตึง (tension)หรือ
    ความหยอ่น (slack) ของสายพานในระบบลำเลียง (belt conveyor system) และบางครั้งก็ทำหน้าที่ปรับสายพาน (train) เพื่อให้สายพานเดินได้แนว (alignment) ตลอดการเคลื่อนที่ของสายพาน
  • โซ่ Chain เป็นอุปกรณ์ที่คล้องโยงเครื่องจักรต่างๆ เพื่อพาให้หมุนไปด้วยกัน โซ่แบ่งออกได้ง่ายๆ 2 แบบ
    1. โซ่ส่งกำลัง (Transmission Chain)
    2. โซ่ลำเลียง (Conveyor Chain)
  • สายพาน Belt สายพานเป็นอุปกรณ์ที่คล้องโยงเครื่องจักรต่างๆ เพื่อพาให้หมุนไปด้วยกัน แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ได้แก่
    1. สายพานส่งกำลัง (Tranmission belt) เป็นอุปกรณ์หนึ่งของเครื่องจักรกล ที่ใช้ส่งกำลังจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งเช่นเดียวกับเฟืองหลักการทำ งานจะประกอบด้วยล้อสายพาน (pulley) 2 ตัว คือ ตัวขับและตัวตาม และมีสายพาน (belt) เป็นตัวส่งถ่ายกำลังขับเคลื่อน และยังสามารถส่งกำลังเพื่อเปลี่ยนทิศทางได้ด้วย
    2. สายพานลำเลียง (Conveyor belt) เป็นสายพานที่ใช้ขนถ่ายวัสดุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยมีตัวขับและพูเลย์ในการทำ ให้สายพานเคลื่อนที่

สาเหตุหลักของอุปกรณ์แมกคานิคที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์เสียหายเร็วกว่าค่า MTBF

The reason of mechanical damage

อุปกรณ์แมกคานิคที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์ หรือชิ้นส่วนทางกลต่างๆ จะมีค่า MTBF เหมือนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งค่า MTBF หรือ Mean Time Between of Failure ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยกลางที่ผู้ผลิตได้ระบุไว้ว่าอายุการใช้งานจะอยู่ที่ประมาณกี่ชั่วโมง ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานปกติที่ได้รับการทดสอบ ซึ่งถ้ามีการใช้งานภายนอกเงือนไข จะทำให้อุปกรณืเหล่านี้เสียหายเร็วกว่าที่กำหนด บนความชันที่สูงมาก โดยสาเหตุหลักๆ ที่ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับความเสียหาย มีดังนี้

  1. การรับความเครียดและความเค้น จากการส่งกำลังสูงกว่ากำหนดบ่อยๆ ครั้ง
  2. การรับน้ำหนักเกิน
  3. ขาดการหล่อลื่นทำให้เกิดแรงเสียดทาน
  4. ใช้งานอุปกรณ์ในช่วงอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม
  5. แรงสั่นสะเทือน

การป้องกันอุปกรณ์แมกคานิคที่ต่อพ่วงกับมอเตอร์เสียหายเร็วกว่าค่า MTBF

จากที่ได้แนะนำสาเหตุของการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ส่งกำลังทางกลของมอเตอร์เร็วกว่าค่า MTBF ในหัวข้อที่ผ่านมา จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้มักมีสาเหตุหลักมาจากการใช้งานมากกว่าเรื่องของคุณภาพสินค้า ดังนั้นในส่วนนี้จะแนะนำอุปกรณ์ และวิธีการยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์ส่งกำลังเหล่านี้ให้มีอายุยาวนานมากขึ้น

การแก้ปัญหาการรับความเครียดและความเค้น จากการส่งกำลังสูงกว่ากำหนดบ่อยๆ ครั้ง

อุปกรณ์ที่ช่วยแก้ปัญหาการเกิดความเค้น ความเครียดในระบบของมอเตอร์จากการ Start และ Stop motor นั้นก็คือวงจรควบคุมมอเตอร์ ซึ่งมีอยู่ 3 แบบ คือ Star/Delta, Soft Start และ VFD ที่ช่วยลดการเกิดกระแสกระชากในตอน Start Motor ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิด Mechanical Stress ตามมา แต่สำหรับแบบ Star/Delta จะไม่เหมาะกับโหลดที่มีต้องการแรงบิดแบบคงที่ เนื่องจากในขณะเปลี่ยนวงจรจาก Start เป็น Delta จะทำให้เกิดกระแสกระชากสูงมาก ซึ่งทำให้เกิด Mechanical Stress Damage ขึ้นได้เหมือนกัน

การแก้ปัญหาการขาดการหล่อลื่นทำให้เกิดแรงเสียดทาน

ปัญหาเหล่านี้มักเกิดจากการที่อุปกรณ์ขาดสารหล่อลื่น ทำให้เกิดแรงเสียดทาน และเสียหายเร็วกว่ากำหนด ซึ่งสามารถจัดการได้โดยการเติมสารหล่อลื่นเป็นประจำ แต่ในจุดที่เข้าถึงยาก หรือจุดที่อันตราย อาจจะไม่มีพนักงานอยากเข้าไปทำ หรืออาจจะลืมเข้าไปตรวจสอบ ซึ่งปัจจุบันมีอุปกรณ์ที่อยากแนะนำ คือตัวจ่ายจารบีแบบอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยจ่ายสารหล่อลื่นให้กับจุดต่างๆ ที่ต้องการบำรุงรักษาตามรอบได้เป็นอย่างดี ซึ่งสามารถช่วยลดงานของฝ่ายซ่อมบำรุงได้เป็นอย่างดี

Automatic Lubricant

การแก้ปัญหาการใช้งานอุปกรณ์ในช่วงอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม

อุปกรณ์ทุกชนิดที่ใช้งานล้วนแล้วแต่มีค่าย่านอุณหภูมิที่เหมาะสมกับการใช้งาน เช่นเครื่องจักรที่มีการหมุนที่ใช้ตัวมอเตอร์เป็นต้นกำลัง เช่น คอมเพรสเซอร์ปั้ม ตัวลูกสูบในห้องเครื่องจำเป็นต้องอาศัยสารหล่อลื่น ซึ่งสารหล่อลื่นเหล่านี้จะทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิที่ออกแบบไว้ ดังนั้นการสั้งให้มอเตอร์ทำงานเต็มพิกัดทั้งที่เครื่องยังเย็นอยู่อาจทำให้ปั้มอาจเสียหายเร็วกว่าที่กำหนด นอกจากนี้ตัวซีลยางต่างๆ ที่ทนต่ออุณหภูมิของน้ำมันไฮโดรลิกที่ไม่สูงมากนัก ถ้าสูงมากจากทำให้ความหนืดของน้ำมันลดลง ทำให้เกิดการรั่วไหลเมื่อความดันในกระบอกสูบสูงได้ แต่ปัญหาเหล่านี้สามารถป้องกันได้โดยการตรวจวัดอุณหภูมิการทำงาน ซึ่งสามารถใช้ Thermal Camera ซึ่งสามารถถ่ายภาพความร้อนโดยไม่ต้องสัมผัสได้

Thermal Camera

การแก้ปัญหาการเกิดแรงสั่นสะเทือนเกินค่ากำหนดจนอุปกรณ์ได้รับความเสียหาย

แรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในเครื่องจักรนั้นจะมีมาตรฐานในการตรวจวัดตาม ISO ซึ่งเราสามารถที่จะใช้เครื่องมือวัดค่าแรงสั่นสะเทือนของเครื่องจักร และตัวมอเตอร์ได้ สามารถแสดงค่าได้ทั้งแกน Z และแกน X โดยค่าที่วัดนั้นสามารถนำเข้าไปเทียบกับตารางแรงสั้่นสะเทือนมาตรฐาน เพื่อวางแผนทำการซ่อมบำรุงรักษาได้หรือ การทำ Preventive Maintenance โดยการวัดค่าแรงสัญสะเทือนโดยเครื่องมือวัดนั้นมีอยู่ 2 แบบ คือแบบมือถือ และแบบติดตั้งถาวร ซึ่งสำหรับมอเตอร์ที่มีความสำคัญควรจะติดตั้งแบบถาวร เพื่อเก็บข้อมูลแบบ Real Time และนำข้อมูลที่ได้มาทำการวิเคราะห์หาค่าความถี่ที่เป็นปํญหาโดยกระบวนการ FFT อีกครั้ง ก็จะช่วยลดปัญหาการซ่อมบำรุงโดยไม่คาดคิดได้เป็นอย่างดี

Motor Vibration Monitoring (5)