การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนถูกนำมาใช้ในบริบทของการบำรุงรักษา เพื่อตรวจสอบชิ้นส่วนหมุนเพื่อหาข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น เช่น ตลับลูกปืนชำรุดหรือความไม่สมดุล ในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน ระบบจะตรวจจับและบันทึกการสั่นสะเทือนที่เกิดจากชิ้นส่วนที่หมุนโดยใช้อุปกรณ์ทางเทคนิคพิเศษ ในการวิเคราะห์ที่ตามมา แอมพลิจูดและรูปแบบการสั่นสะเทือนช่วยให้สามารถสรุปเกี่ยวกับสภาพของส่วนประกอบที่หมุนและตลับลูกปืนที่สอดคล้องกันได้ หากตรวจพบการเบี่ยงเบนจากสภาพเป้าหมาย การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนจะช่วยให้สามารถระบุการซ่อมแซมที่จำเป็นได้ในระยะเริ่มต้น และดำเนินการก่อนที่เครื่องจะหยุดทำงาน สามารถลดเวลาหยุดทำงานซึ่งจำเป็นต้องใช้ในการซ่อมแซมลงได้ ในขณะเดียวกันก็สามารถย้ายไปยังช่วงเวลาอื่นนอกเหนือจากช่วงการผลิตได้

สาเหตุของการสั่นสะเทือนบนเครื่องจักรหรือระบบที่มีส่วนประกอบหมุน อาจมีสาเหตุได้หลากหลาย แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดทั่วไป ได้แก่

• ความไม่สมดุลและข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่ง
• การสะสมในใบพัด
• ข้อผิดพลาดในกระปุกเกียร์
• ความโค้งของเพลา
• เกิดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากของไหล
• ปัญหาที่ฐานรากหรือองค์ประกอบการประกอบที่บกพร่อง

แรงสั่นสะเทือนที่มากเกินไปบนเครื่องจักร ระบบ หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่หมุนได้ ไม่เพียงแต่ทำให้เครื่องจักรทำงานไม่สม่ำเสมอและมีเสียงดังเท่านั้น แต่ยังทำให้ส่วนประกอบทั้งหมดเกิดความเครียดอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งตลับลูกปืนต้องรับโหลดที่เพิ่มขึ้น อาจเกิดการแตกจากการสั่นสะเทือน ส่งผลให้ต้องซ่อมแซมเป็นเวลานาน

ยิ่งเครื่องหมุนมีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีการสั่นสะเทือนที่สำคัญมากขึ้นในระหว่างการทำงาน หากแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นเกินค่าสูงสุด คาดว่าจะมีข้อบกพร่องที่รุนแรงและมีราคาแพงที่สุดที่มีการหยุดทำงานเป็นเวลานาน เพื่อป้องกันความผิดพลาดเหล่านี้ DIN ISO 10816 (ชื่อใหม่ 20816) หรือ API 670 ได้กำหนดข้อกำหนดสำหรับระบบป้องกันที่ใช้ ระบบจะตรวจสอบการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืนโดยอาศัยเซนเซอร์วัดความเร่ง การสั่นสะเทือนของการเคลื่อนที่แบบสัมพันธ์กัน หรือการย้ายที่ของเพลาตามแนวแกนโดยใช้เซนเซอร์การย้ายที่แบบไม่สัมผัส

เพื่อให้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเกิดขึ้นได้ จะต้องบันทึกตำแหน่งเฟสของการสั่นสะเทือนเสียก่อน เพื่อจุดประสงค์นี้ มักใช้เซนเซอร์อ้างอิงเพื่อตรวจจับตำแหน่งของชิ้นส่วนหมุนที่ต้องการตรวจสอบ (เพลาหรือสิ่งที่คล้ายกัน) และวัดความเร็วพร้อมกัน ค่าอ้างอิงที่ได้สามารถนำไปใช้ตรวจสอบค่าลักษณะเฉพาะที่ช่วยให้สามารถประเมินการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นได้ ค่าคุณลักษณะเหล่านี้รวมถึง

• แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน
• ความกว้างของการสั่นสะเทือน
• ส่วนประกอบการสั่นสะเทือนพร้อมกัน

ในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์แบบเดิมๆ เครื่องจักรและระบบต่างๆ จะถูกปิดหรือปิดเป็นระยะๆ เพื่อตรวจสอบส่วนประกอบต่างๆ ว่ามีการสึกหรอหรือข้อบกพร่องหรือไม่ ในกระบวนการนี้ ส่วนประกอบที่ยังใช้งานได้จริงก็จะได้รับการเปลี่ยนใหม่เป็นประจำ ทำให้เกิดต้นทุนที่ไม่จำเป็นและในเวลาเดียวกันก็มีราคาแพง ในทางกลับกัน ความเสียหายบางอย่างจะถูกตรวจพบช้าเกินไปหรือตรวจไม่พบเลยในระหว่างการบำรุงรักษาทั่วไป

ในช่วงอุตสาหกรรม 4.0 การบำรุงรักษาแบบเดิมกำลังถูกแทนที่ด้วยตัวแปรการคาดการณ์ที่เรียกว่าการตรวจสอบสภาพ ในการตรวจสอบสภาพ เครื่องจักรหรือระบบได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องโดยเซนเซอร์ ระบบดิจิทัลจะตรวจจับความเบี่ยงเบนจากสถานะเป้าหมายที่ต้องการในระยะเริ่มต้น และสามารถกำจัดได้ทันท่วงที ก่อนที่จะเกิดข้อบกพร่อง การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในบริบทของการตรวจสอบสภาพสมัยใหม่ เนื่องจากแม้แต่การเบี่ยงเบนที่เล็กที่สุดในตำแหน่งเฟสของการสั่นสะเทือนก็สามารถบ่งบอกถึงความผิดพลาดได้ การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนจึงสามารถป้องกันความเสียหายร้ายแรงและการหยุดชะงักของการผลิตที่มีราคาแพงได้อย่างน่าเชื่อถือ

การใช้เซนเซอร์วิเคราะห์การสั่นสะเทือนและซอฟต์แวร์ที่จำเป็นส่งผลให้มีต้นทุนการจัดซื้อในเบื้องต้นที่ไม่น้อยเลย ความเชี่ยวชาญที่จำเป็นในการประเมินข้อมูลยังเป็นข้อเสียในช่วงเวลาที่ขาดแคลนแรงงานที่มีทักษะ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายจะถูกนำมาพิจารณาอย่างรวดเร็วเมื่อเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นในกรณีที่เครื่องจักรหรือระบบขัดข้องโดยตรง