วิธีแก้ปัญหาเพลาเยื้องศูนย์ด้วย "เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์" ช่วยยืดอายุเครื่องจักร

เพลาเยื้องศูนย์ (Shaft Misalignment) เป็นหนึ่งในปัญหาที่พบได้บ่อยในระบบเครื่องจักรหมุน เช่น มอเตอร์ ปั๊ม พัดลม Gearbox และเครื่องจักรที่มีการส่งกำลังผ่านเพลาและคัปปลิ้ง หากแนวเพลาของเครื่องจักรไม่ตรงกัน อาจทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือน ความร้อนสะสมและแรงกระทำผิดปกติต่อแบริ่ง ซีล คัปปลิ้ง รวมถึงชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง ส่งผลให้เกิดการสึกหรอและการหยุดเครื่องโดยไม่คาดคิด

การใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ จึงเป็นอีกหนึ่งแนวทางสำคัญของงานบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์และเชิงรุก เพราะช่วยตรวจวัดแนวเพลาและแสดงข้อมูลสำหรับการปรับแก้ได้อย่างเป็นระบบ โดยระบบ Laser Shaft Alignment ของผู้ผลิตเครื่องมือหลายรุ่นสามารถรองรับทั้งการตั้งศูนย์เครื่องจักรแนวนอนและแนวตั้ง พร้อมมีระบบแนะนำขั้นตอนการทำงานและจัดเก็บผลการวัดเพื่อใช้ติดตามในอนาคต ฉะนั้น ในงานอุตสาหกรรมปัจจุบัน จึงไม่ได้มุ่งเน้นเพียงแค่การรอให้เครื่องจักรเสียแล้วค่อยซ่อมอีกต่อไป แต่ปรับเปลี่ยนเข้าสู่ยุคการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและเชิงพยากรณ์/เชิงรุก (Proactive & Predictive Maintenance) เพื่อลดเวลาการหยุดทำงานนอกแผนและยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรให้ยาวนานที่สุด

เพลาเยื้องศูนย์คืออะไร? หากเกิดปัญหาทำไมต้องใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์

เพลาเยื้องศูนย์ หรือ Shaft Misalignment หมายถึง ภาวะที่แนวแกนหมุนของเพลาสองชุดที่เชื่อมต่อกันไม่อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม แม้ภายนอกจะดูเหมือนว่าเพลาหรือเครื่องจักรอยู่ในแนวเดียวกัน แต่ในทางวิศวกรรมอาจมีความคลาดเคลื่อนทั้งในแนวขนานและแนวมุม โดยทั่วไปสามารถพบลักษณะของการเยื้องศูนย์ได้ เช่น

• Parallel Misalignment แนวแกนเพลาขนานกันแต่ไม่อยู่ในแนวเดียวกัน
• Angular Misalignment แนวแกนของเพลาทำมุมต่อกัน
• Combined Misalignment เกิดทั้งการเยื้องในแนวขนานและแนวมุมร่วมกัน

เมื่อเกิด Misalignment การถ่ายกำลังผ่านคัปปลิ้งอาจไม่เป็นไปอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดแรงที่ไม่ต้องการเข้าสู่ชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องจักร และอาจสัมพันธ์กับปัญหาแรงสั่นสะเทือนและการสึกหรอของระบบ ฉะนั้น เครื่องจักรที่ตั้งศูนย์และบาลานซ์ไม่เหมาะสมสามารถสูญเสียพลังงานและเกิดการสึกหรอได้ จึงมีการนำเทคนิคการตั้งศูนย์เพลามาใช้เป็นส่วนหนึ่งของงานบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการวิเคราะห์ Root Cause

สาเหตุที่ทำให้เพลาเยื้องศูนย์ จนต้องใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์

ปัญหาเพลาเยื้องศูนย์ไม่ได้เกิดเฉพาะตอนติดตั้งเครื่องจักรใหม่ แต่สามารถเกิดขึ้นภายหลังจากการใช้งานได้ด้วย โดยสาเหตุที่พบได้ เช่น

• การติดตั้งเครื่องจักรไม่ตรงแนว : หากฐานเครื่องจักรหรือการติดตั้งมอเตอร์และปั๊มไม่ได้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมตั้งแต่แรก อาจทำให้แนวเพลาคลาดเคลื่อนได้
• ฐานเครื่องจักรมีปัญหา : ฐานที่ไม่แข็งแรง การทรุดตัวหรือการยึดฐานที่ไม่เหมาะสม สามารถทำให้ตำแหน่งของเครื่องจักรเปลี่ยนไปจากเดิม
• Thermal Growth : เมื่อเครื่องจักรทำงาน อุณหภูมิของชิ้นส่วนและฐานอาจเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้ตำแหน่งของเพลาในขณะทำงานแตกต่างจากตอนที่เครื่องจักรหยุดนิ่ง ดังนั้นงาน Alignment บางประเภทจึงจำเป็นต้องพิจารณาสภาพการทำงานจริงของเครื่องจักรด้วย
• การสั่นสะเทือนและแรงกระแทก : การทำงานต่อเนื่อง การสั่นสะเทือนหรือแรงกระแทกจากกระบวนการผลิตสามารถทำให้ตำแหน่งของเครื่องจักรเปลี่ยนแปลงได้
• การบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนชิ้นส่วน : หลังจากถอดมอเตอร์ ปั๊ม Gearbox หรือคัปปลิ้งเพื่อซ่อมบำรุง หากติดตั้งกลับโดยไม่ได้ตรวจสอบ Alignment อีกครั้ง อาจทำให้เกิดปัญหาเพลาเยื้องศูนย์ตามมาได้

วิธีแก้ปัญหาเพลาเยื้องศูนย์ด้วยเครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์

การใช้เครื่องตั้งศูนย์ฯ ช่วยให้การตรวจสอบและปรับแนวเพลามีขั้นตอนที่เป็นระบบมากกว่าการประเมินด้วยสายตาหรือวิธีวัดแบบทั่วไป โดยระบบ Laser Shaft Alignment สามารถใช้เลเซอร์และเซนเซอร์ตรวจจับตำแหน่งของแนวเพลา แล้วประมวลผลเพื่อช่วยระบุค่าความคลาดเคลื่อน โดยมีหลักการทำงานโดยทั่วไปสามารถแบ่งเป็นขั้นตอนได้ดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 ตรวจสอบสภาพเครื่องจักรก่อน Alignment : ก่อนเริ่มตั้งศูนย์ ควรตรวจสอบสภาพพื้นฐานของเครื่องจักร เช่น ฐานเครื่อง น็อตยึด แบริ่ง คัปปลิ้งและสภาพเพลา เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหาอื่นที่อาจส่งผลต่อผลการวัด นอกจากนี้ควรตรวจสอบ Soft Foot ซึ่งเป็นภาวะที่ขาเครื่องจักรบางจุดสัมผัสฐานไม่เต็มที่ เพราะหากไม่แก้ไขก่อน การตั้งศูนย์จากเครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ อาจไม่สามารถรักษาค่าที่ตั้งไว้ได้อย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 2 ติดตั้งหัววัดและชุดเลเซอร์ : ติดตั้งชุดเซนเซอร์หรือหัวเลเซอร์เข้ากับเพลาหรือคัปปลิ้งตามวิธีของเครื่องมือ จากนั้นเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แสดงผลหรือระบบควบคุม โดยระบบ Laser Shaft Alignment บางรุ่นมีเซนเซอร์ 2 ตัวและระบบสื่อสารไร้สายระหว่างเซนเซอร์กับแท็บเล็ต พร้อมซอฟต์แวร์ที่ช่วยแนะนำขั้นตอนการตั้งศูนย์

ขั้นตอนที่ 3 วัดค่าความคลาดเคลื่อน : หมุนเพลาตามขั้นตอนที่เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์กำหนด เพื่อให้ระบบเก็บข้อมูลตำแหน่งของแนวเพลา จากนั้นเครื่องมือจะประมวลผลความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นข้อมูลที่ได้สามารถช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเห็นว่าเครื่องจักรมีลักษณะการเยื้องศูนย์ในแนวใดและควรปรับแก้บริเวณใด

ขั้นตอนที่ 4 ปรับตำแหน่งเครื่องจักร : หลังจากทราบค่าความคลาดเคลื่อนแล้ว จึงดำเนินการปรับตำแหน่งเครื่องจักร เช่น

• เพิ่มหรือลดแผ่น Shim
• ขยับตำแหน่งเครื่องจักรในแนวนอน
• ปรับตำแหน่งเครื่องจักรในแนวตั้ง
• ตรวจสอบและแก้ไข Soft Foot
• ตรวจสอบฐานและจุดยึดเครื่องจักร

ระบบบางรุ่นสามารถคำนวณและแสดงจำนวน Shim ที่ควรเพิ่มหรือนำออกจากขาเครื่องจักร เพื่อช่วยลดความซับซ้อนในการปรับตั้ง

ขั้นตอนที่ 5 ตรวจวัดซ้ำ : หลังจากปรับตำแหน่งแล้ว ควรใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ทำการวัดซ้ำเพื่อยืนยันผล ไม่ควรถือว่าการปรับครั้งแรกเป็นค่าที่สมบูรณ์โดยอัตโนมัติ หากค่าที่วัดได้ยังอยู่นอกเกณฑ์ที่กำหนดสำหรับเครื่องจักรและคัปปลิ้งประเภทนั้น ควรดำเนินการปรับแก้เพิ่มเติมจนได้ค่าที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 6 จัดเก็บผลการวัด : การจัดเก็บข้อมูล Alignment เป็นประโยชน์ต่อระบบ Predictive Maintenance เพราะสามารถนำผลการวัดครั้งปัจจุบันไปเปรียบเทียบกับข้อมูลในอนาคตได้ ระบบบางรุ่นรองรับการจัดเก็บผลการตั้งศูนย์และจัดทำรายงาน ซึ่งช่วยให้ฝ่ายซ่อมบำรุงสามารถติดตามประวัติการบำรุงรักษาของเครื่องจักรได้

ข้อดีของการใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ในงานบำรุงรักษา

• เพิ่มความเป็นระบบในการตรวจวัด : ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้ค่าที่วัดได้จริงประกอบการตัดสินใจ แทนการพึ่งพาการประเมินด้วยสายตาเพียงอย่างเดียว
  
  

• ลดเวลาในการตั้งศูนย์ : ระบบ Laser Shaft Alignment หลายรุ่นได้รับการออกแบบให้มีขั้นตอนแนะนำผู้ใช้งาน และสามารถคำนวณค่าการปรับแก้ให้ ทำให้กระบวนการทำงานมีความเป็นระบบมากขึ้น
  
  

• ช่วยลดความเสี่ยงจากการสึกหรอ : การแก้ไข Misalignment อย่างเหมาะสมช่วยลดปัจจัยที่ทำให้เกิดแรงผิดปกติต่อชิ้นส่วนของเครื่องจักร
  
  

• สนับสนุน Predictive Maintenance : ข้อมูลจากการใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ สามารถนำไปจัดเก็บและติดตามร่วมกับข้อมูลการสั่นสะเทือนและการตรวจสอบสภาพเครื่องจักร เพื่อสร้างประวัติการบำรุงรักษา
  
  

• ช่วยลดความเสี่ยง Downtime : การตรวจพบและแก้ไข Alignment ก่อนที่จะพัฒนาเป็นความเสียหายรุนแรง เป็นแนวทางหนึ่งที่ช่วยให้ฝ่ายซ่อมบำรุงวางแผนงานได้ล่วงหน้า แทนการรอให้เครื่องจักรเสียแล้วจึงซ่อม

ประโยชน์ในการใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ เพื่อยืดอายุเครื่องจักรและการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์

การนำเครื่องตั้งศูนย์ฯ  มาใช้งานอย่างสม่ำเสมอ ก่อให้เกิดประโยชน์ต่อระบบเครื่องจักรและต้นทุนของโรงงานอุตสาหกรรมในหลายมิติ เช่น

• ยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน : ลดภาระแรงกระทำต่อตลับลูกปืน คัปปลิ้งและซีล
  
  
• ประหยัดพลังงาน : ลดแรงทานจากการหมุน ส่งผลให้มอเตอร์ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลง
  
  
• ลดระดับความสั่นสะเทือนและความร้อน : ช่วยให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างเงียบ นุ่มนวลและเสถียร
  
  
• เพิ่มการกู้คืนข้อมูลและการทำงานเชิงรุก : ระบบเครื่องวัดสมัยใหม่สามารถเชื่อมโยงข้อมูลกับระบบบริหารการบำรุงรักษา เพื่อวิเคราะห์แนวโน้มสุขภาพเครื่องจักรในระยะยาว

ปัญหาเพลาเยื้องศูนย์เป็นหนึ่งในปัจจัยที่สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของเครื่องจักรหมุน การตรวจสอบและปรับ Alignment อย่างถูกต้องจึงเป็นงานสำคัญของระบบบำรุงรักษาเชิงรุกและเชิงพยากรณ์ ซึ่งการใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ จะช่วยให้ช่างและวิศวกรสามารถตรวจวัดแนวเพลา วิเคราะห์ค่าความคลาดเคลื่อนและปรับตำแหน่งเครื่องจักรอย่างเป็นระบบ พร้อมทั้งสามารถจัดเก็บข้อมูลเพื่อใช้ติดตามสภาพเครื่องจักรในอนาคตได้ ทั้งนี้ การเลือกเครื่องมือควรพิจารณาประเภทเครื่องจักร ระยะการวัด ความละเอียด ความสามารถของเซนเซอร์และฟังก์ชันที่เหมาะกับงานจริงด้วย 

ส่วนคำถามว่า ควรตรวจ Alignment จากเครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์บ่อยแค่ไหน?... ไม่มีความถี่เดียวที่เหมาะกับเครื่องจักรทุกประเภท ควรกำหนดตาม Criticality ของเครื่องจักร สภาพการใช้งาน ประวัติความเสียหายและข้อกำหนดของผู้ผลิตด้วย

อย่างไรก็ตาม ควรพิจารณาตรวจสอบเครื่องจักรที่มีความสำคัญต่อกระบวนการผลิต เครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนผิดปกติ หรือเครื่องจักรที่ผ่านการถอดประกอบ/เปลี่ยนชิ้นส่วนเป็นกรณีสำคัญ โดยเฉพาะหลังการติดตั้งมอเตอร์หรือปั๊มใหม่ หลังการ Overhaul หรือหลังเกิดเหตุที่อาจทำให้ฐานและตำแหน่งเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง ควรตรวจสอบ Alignment ก่อนนำกลับเข้าสู่การผลิตเต็มรูปแบบ

หากคุณกำลังมองหา เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ รวมถึงเครื่องมือวัดและระบบสำหรับงานบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ สามารถศึกษาผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมได้ที่ P&A Technology เราจัดจำหน่ายเครื่องมือด้าน Predictive และ Preventive Maintenance รวมถึงอุปกรณ์ด้านสิ่งแวดล้อม และมีผลิตภัณฑ์เครื่องตรวจวัด VOC แบบ PID ทั้งชนิดมือถือ แบบพกพา และแบบติดตั้งประจำที่ หรือต้องการคำปรึกษาด้านงาน Predictive Maintenance จากผู้เชี่ยวชาญ สามารถติดต่อเราได้ทันที

FAQ 

Q: เพลาเยื้องศูนย์คืออะไร?

A : เพลาเยื้องศูนย์ (Shaft Misalignment) คือภาวะที่แนวแกนของเพลาที่เชื่อมต่อกันไม่อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม อาจเกิดได้ทั้งการเยื้องในแนวขนาน แนวมุมหรือเกิดร่วมกันทั้งสองลักษณะ ซึ่งสามารถส่งผลให้เกิดแรงสั่นสะเทือน การสึกหรอของคัปปลิ้ง แบริ่งและซีล รวมถึงเพิ่มความเสี่ยงต่อการหยุดทำงานของเครื่องจักร

Q: เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ช่วยแก้ปัญหาเพลาเยื้องศูนย์ได้อย่างไร?

A : เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ ใช้ระบบเลเซอร์และเซนเซอร์ในการตรวจวัดตำแหน่งของแนวเพลา จากนั้นประมวลผลค่าความคลาดเคลื่อน เพื่อช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทราบว่าควรปรับตำแหน่งเครื่องจักรในทิศทางใด เช่น การปรับแนวตั้งด้วย Shim หรือการขยับเครื่องจักรในแนวนอน ทั้งนี้ควรดำเนินการตามคู่มือและค่าความคลาดเคลื่อนที่เหมาะสมกับเครื่องจักรแต่ละประเภท

Q: ทำไมจึงควรใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์แทนการตั้งศูนย์ด้วยวิธีทั่วไป?

A : เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ช่วยให้การตรวจวัดอาศัยข้อมูลจากเซนเซอร์และการประมวลผลของเครื่องมือ ทำให้สามารถตรวจสอบค่าความคลาดเคลื่อนและติดตามผลหลังการปรับตั้งได้อย่างเป็นระบบ อีกทั้งระบบบางรุ่นสามารถคำนวณค่าการปรับแก้และจัดเก็บข้อมูลผลการวัด เพื่อนำไปใช้ในงานบำรุงรักษาในอนาคตได้

Q: ควรตรวจสอบการตั้งศูนย์เพลาเมื่อใด?

A : ควรตรวจสอบ Alignment เมื่อมีการติดตั้งเครื่องจักรใหม่ หลังการถอดประกอบหรือ Overhaul การเปลี่ยนมอเตอร์ ปั๊มหรือคัปปลิ้ง รวมถึงเมื่อพบแรงสั่นสะเทือนหรือการสึกหรอของชิ้นส่วนผิดปกติ นอกจากนี้ เครื่องจักรที่มีความสำคัญต่อกระบวนการผลิตควรมีการตรวจสอบตามแผนบำรุงรักษาที่เหมาะสม

Q: การใช้เครื่องตั้งศูนย์เพลาด้วยเลเซอร์ช่วยยืดอายุเครื่องจักรได้จริงหรือไม่?

A : การตั้งศูนย์เพลาอย่างเหมาะสมช่วยลดปัจจัยที่ทำให้เกิดแรงผิดปกติต่อชิ้นส่วน เช่น แบริ่ง คัปปลิ้ง ซีล และระบบส่งกำลัง จึงสามารถช่วยลดการสึกหรอและความเสี่ยงของความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับ Misalignment ได้ อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของเครื่องจักรยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นร่วมด้วย เช่น การหล่อลื่น โหลด อุณหภูมิ การสั่นสะเทือน และสภาพการใช้งาน

ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม