การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของความเสียหายของ Gearbox ของ Cooling Tower
แปลและเรียบเรียงโดย ปริญญา พ่วงไพโรจน์
สถาบันไทย-เยอรมัน
ความถี่ของการสั่นสะเทือนของการขบกันของฟันเกียร์(Gear mesh vibration frequency) เป็นเรื่องที่ง่ายต่อการพบเจอ แต่มันเป็นเรื่องที่ยากในการแปลความหมายของสัญญาณ ก็เนื่องมาจากสองเหตุผลดังต่อไปนี้
1.เป็นไปไม่ได้ที่ในภาวะปกติ จะวางหัววัดไปใกล้กับฟันเกียร์ที่มีปัญหา แต่ใกล้สุดก็คงจะเป็นตำแหน่ง Bearing Housing
2.จำนวนของแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนใน multi-gear drive unit ส่งผลในการเรียง หรือซ้อนทับของสัญญาณที่มีความซับซ้อนมากขึ้นของ การขบกันของฟันเฟือง (Gear mesh) การ modulate และ ความถี่ของความความเร็วใช้งาน (Running speed) ในแต่ละแกนเพลา
สำหรับการวิเคราะห์หาเกียร์ที่ต้องสงสัยว่าเกิดปัญหา การใช้ High resolution analyzer เป็นสิ่งที่ต้องการ เพื่อที่ว่าจะสามารถได้ ช่วงของความถี่ที่สูงได้ เพื่อที่ข้อมูลของความถี่ที่ได้จะไม่สูญเสียความถี่ข้างเคียง (Sidebands) ของ Gear mesh เนื่องจาก Sidebands มีความสำคัญมากๆ ที่ช่วยในการวิเคราะห์ ในส่วนมาก หลากหลายกรณีหรือหลายครั้งทำให้เราสามารถใช้ความถี่ข้างเคียง (Sidebands) มาวิเคราะห์หาว่าฟันเกียร์ที่แกนเพลาไหนเกิดความเสียหาย
สำหรับ Case history นี้จะแสดงการพิสูจน์ว่า การวิเคราะห์ Spectrum ว่าทำอย่างไร ที่ช่วยระบุเกียร์ที่มีปัญหาใน Cooling Tower Fan Gearbox
ข้อมูลการสั่นสะเทือนถูกเก็บจากมอเตอร์ไฟฟ้า โดยเครื่องมือวัดการสั่นสะเทือนแบบ Spectrum และหัววัดแบบวัดความเร่งโดยมี Mounting เป็นแบบแม่เหล็ก (Magnetic) เนื่องจากเราไม่สามารถเข้าไปวัดได้ที่ Fan Gearbox จึงมีความจำเป็นที่จะต้องเอา Mounting และหัววัดความเร่งไปติดไว้อย่างถาวรที่ตำแหน่ง Input และ Output ของเพลาตรงตำแหน่งที่อยู่ของลูกปืน (Shaft bearing housings) แล้วดึงสายออกมายังตำแหน่งที่ปลอดภัย รูปข้างล่างที่ตำแหน่งที่ 1 นี้แสดง Spectrum ที่เก็บมาจาก Gearbox Output Shaft
รูปที่ 1 Spectrum ของการสั่นสะเทือนบ่งชี้ความเสียหายของเกียร์
จากรูปที่ 1 เรารู้ว่า Fan กำลังหมุนที่ความเร็ว Low Speed พวกเราสามารถระบุถึงความถี่ของการขบกันของ Input Bevel Gear ได้ และมี Harmonics ของความถี่ของความเร็วของ Input Shaft = 16.5 Hz (990 RPM) ที่ความถี่นี้ปรากฏที่ด้านข้างของความถี่ของการขบกัน (Gear mesh) ของคู่ฟันเกียร์ด้าน Input ซึ่งมีค่าเท่ากับ 18x16.5 = 297 Hz จากข้อมูลที่ได้นี้ และข้อมูลทางเทคนิคจาก Gear box จากรูปที่ 2 ดังนั้น จึงสรุปได้ว่า Input Bevel Gear มีฟันเกียร์ได้รับความเสียหาย
รูปที่ 2 แสดงภาพร่างของโครงสร้างภายใน Gearbox
สำหรับการพิสูจน์ว่าการวิเคราะห์มีความถูกต้องหรือไม่ จากหลักฐานที่ได้จากรูปที่ 3 แสดงถึงฟันเกียร์ Input Bevel Gear มีความเสียหายจริง
รูปที่ 3 แสดงความเสียหายที่เกิดขึ้นกับ Input Bevel Gear
ความเสียหายนี้ ถูกประมาณการณ์ว่าช่วย Save เงินได้ £4500 เนื่องจากการที่เราสามารถตรวจพบเจอปัญหานี้ได้ก่อนในช่วงความเสียหายแรกๆ ซึ่งอาจไม่ทำให้เครื่องจักร เสียหายทันทีทันใด (Breakdown) แต่อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ก็จะเป็นความเสียหายที่เกิดความหายนะต่อเครื่องจักรได้ ก็เนื่องจากความเสียหายในขั้นตอนที่สอง (Secondary damage) เนื่องจากการเกิด การกระทบ ทุบ โขลกของฟันเกียร์ ส่งผลมาทำความเสียหายต่อใบพัด (Blades) ลูกปืน (Bearing) และโครงสร้าง (Structure) ต่อไป
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ที่มา:
David Stevens IEng MIET Consulting Engineer ; Case History No.8
A V TECHNOLOGY LIMITED, AVTECH House, Birdhall Lane, Cheadle Heath, Stockport, Cheshire SK3 OXU. Telephone : 0161 491 2222 Fax : 0161 428 0127 E-mail : avt_cmd_man@ukonline.co.uk
ABERDEEN OFFICE : A V Technology Ltd, Roevin House, 43 Dee Street, Aberdeen AB11 6DY. Telephone : 01224 583569 Fax : 01224 583572 E-mail : avt_cmd_abz@ukonline.co.uk
เกี่ยวกับผู้เขียน
BACK
1 Comments
2 months ago
จากกราฟ ค่าFREQ=298.75ที่แสดงนี้ หมายความว่าเป็นช่วงที่วัดได้ขณะทำงาน และทำให้เฟืองพัง ใช่ไหมครับ แล้วค่าปลอดภัยอยู่ที่เท่าไรครับ และหาอย่างไร
Reply