เนื้อหาวันที่ : 2010-06-22 17:13:17 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 30819 views

การเฝ้าติดตามสภาพเครื่องจักรด้วยวิธีการวัดและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนภาคปฏิบัติ (ตอนที่ 1)

เมื่อกล่าวถึงเรื่องการสั่นสะเทือน หลายคนอาจบอกว่าเข้าใจยากในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติแล้วเป็นเรื่องง่ายที่จะทำความเข้าใจและนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์และติดตามสภาพของเครื่องจักรได้เป็นอย่างดี

อาจหาญ ณ นรงค์
แผนกวิศวกรรมและซ่อมบำรุง
บริษัท โยโกฮาม่า ไทร์ แมนูแฟคเจอริ่ง (ประเทศไทย) จำกัด
           

.

.

เมื่อกล่าวถึงเรื่องการสั่นสะเทือน หลายคนอาจบอกว่าเข้าใจยากในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติแล้วเป็นเรื่องง่ายที่จะทำความเข้าใจและนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์และติดตามสภาพของเครื่องจักรได้เป็นอย่างดี

.
การสั่นสะเทือนคืออะไร

การสั่นสะเทือน (Vibration) ในความหมายก็คือ “การสั่นหรือการแกว่งของวัตถุหรือชิ้นส่วนต่าง ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับจุดที่ใช้อ้างอิง” เช่นการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรเมื่อเปรียบเทียบกับฐานของเครื่อง หรือการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืน (Bearing) เมื่อเทียบกับตัวเรือน (Cage or Housing)

.

การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรงจะสามารถทำให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายได้โดยการแตกหักหรือล้าตัวซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นจะมากน้อย เร็วหรือช้าก็จะขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของแรงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนเมื่อเทียบกับขนาดโครงสร้างและคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของวัสดุนั้น ๆ

.
ที่มาของการสั่นสะเทือน (Vibration Source)

โดยปกติแล้วการทำงานของชิ้นส่วนของเครื่องจักรหรือเครื่องจักรนั้นย่อมมีการสั่นสะเทือนเป็นธรรมชาติของมันอยู่แล้ว ถ้าระดับการสั่นสะเทือนนั้นไม่มากหรืออยู่ในเกณฑ์ปกติก็ถือว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่ถ้าการสั่นสะเทือนมากเกินไปก็อาจส่งผลให้ชิ้นส่วนตลอดจนเครื่องจักรนั้น ๆ มีอายุการใช้งานที่สั้นลง เราจึงต้องหาสาเหตุและที่มาของการสั่นสะเทือนนั้นเพื่อทำการแก้ไขให้การสั่นสะเทือนนั้นอยู่ในระดับปกติ ซึ่งการสั่นสะเทือนนั้นมาจากหลายสาเหตุ เช่น  

.

- ความไม่สมดุลในการหมุน (Unbalance)จะเกิดขึ้นเมื่อจุดศูนย์กลางของการหมุนและจุดศูนย์กลางของมวลไม่อยู่ในจุด ๆ เดียวกัน เช่น การไม่สมดุลหรือการแกว่งของเพลาที่คดงอหรือชำรุด การไม่สมดุลของใบพัด ล้อช่วยแรง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ในแนวรัศมีหรือในรูปวงกลม

.

- ความไม่ได้ศูนย์ (Misalignment) ระหว่างเพลาของมอเตอร์และปั้มหรือเพลาของต้นกำลังกับเพลาของเครื่องจักร 
- การหลุดหลวมของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร
- การที่แบริ่งหรือบูช เกิดการชำรุดสึกหรอ หรือขาดการหล่อลื่น
- แท่นเครื่องหรือจุดจับยึดของเครื่องจักรไม่แน่น หรือไม่แข็งแรง

.

สำหรับความเสียหายที่เกิดจากการสั่นสะเทือนนั้นจะเกิดเนื่องจากแรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สั่นสะเทือนนั้น ๆ โดยที่แรงที่เกิดขึ้น จะเป็นไปตามกฎข้อที่สองของนิวตัน (2nd Newton Laws) ดังสมการ

.
            F= ma ……………………………. (1)
โดยที่    F คือ แรงกระทำที่เกิดขึ้น (N)
            m คือ มวลของวัตถุหรือระบบที่เคลื่อนที่ (kg)
            a คือ * อัตราเร่งที่เกิดขึ้นกับวัตถุหรือระบบที่เกิดการเคลื่อนที่ (m/s2)
.

* อัตราเร่งก็คืออัตราส่วนของความเร็วที่เปลี่ยนแปลงต่อหน่วยเวลา เช่นรถยนต์เคลื่อนที่จากความเร็ว 0–100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงภายในเวลา 10 วินาที อัตราเร่งก็จะเท่ากับ 100/10 = 10 กิโลเมตร/วินาที2 หรือ = 2.8 m/s2 ซึ่งหมายความว่าในแต่ละวินาทีความเร็วของรถจะเพิ่มขึ้นจากความเร็วเดิม 2.8 เมตร/วินาที

.

สำหรับการเคลื่อนที่เชิงมุมนั้นความไม่สมดุลของชิ้นส่วนที่หมุนก็จะเป็นต้นเหตุให้เกิดการสั่นสะเทือน โดยแรงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนจะเป็นไปตามสมการ

.
           F = mrr2 ………………………….. (2)
โดยที่   F คือ แรงกระทำที่เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่สมดุลในการหมุน (N)
           mr คือ มวลของวัตถุหรือระบบที่เคลื่อนที่โดยการหมุน (kg)
           r คือ ระยะห่างระหว่างมวลที่ไม่สมดุล, mr จากศูนย์กลางการหมุน (m)
           คือ ความเร็วเชิงมุม (2Ns)(m/s) โดยที่ Ns = รอบ/วินาที
.

ตัวอย่างที่ 1 จากรูปที่ 1 เป็นรูปล้อช่วยแรง (Fly Wheel) อันหนึ่งติดอยู่กับมอเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วรอบ 1,500 รอบ/นาที และบนล้อช่วยแรงอันนี้มีวัตถุที่ไม่สมดุล น้ำหนัก 100 กรัม (0.1kg) ติดอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของการหมุนเป็นระยะทาง 200 มิลลิเมตร แรงที่เกิดจากความไม่สมดุลจากวัตถุดังกล่าวจะเป็นไปตามสมการที่ 2 ซึ่งจะเท่ากับ    

.

.
และถ้าความเร็วในการหมุนของล้อช่วยแรงดังกล่าวเพิ่มขึ้นจากเดิมเป็น 3000 รอบ/นาที แรงจากความไม่สมดุลดังกล่าวก็จะเพิ่มเป็น

.

รูปที่ 1 ส่วนประกอบของการไม่สมดุลตามตัวอย่างที่ 1

.

จากตัวอย่างที่ 1 เราจะเห็นว่าเพียงน้ำหนักของมวลที่ไม่สมดุลเพียง 0.1 กิโลกรัมในสภาพตามตัวอย่างก็สามารถทำให้เกิดแรงเหวี่ยงจากการหมุนได้ถึง 78.53 กิโลกรัมที่ความเร็วรอบ 1,500 รอบ/นาที และเมื่อความเร็วรอบเพิ่มขึ้นเป็น 3,000 รอบต่อนาที แรงดังกล่าวก็เพิ่มขึ้นไปถึง 314.15 กิโลกรัมซึ่งสามารถส่งผลให้เกิดความเสียหายกับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักรได้ถ้าหากเดินเครื่องต่อกันเป็นระยะเวลานาน

.
รูปแบบของการสั่นสะเทือน (Vibration Type)
การสั่นสะเทือนแบ่งออกได้เป็น 3 รูปแบบด้วยกันตามลักษณะและองค์ประกอบ คือ

* การสั่นสะเทือนโดยอิสระ (Free Body Vibration) คือการสั่นสะเทือนที่ทิศทางของการสั่นสะเทือนเป็นไปได้โดยอิสระตามทิศทางของแรงที่เกิดขึ้นจากการสั่นสะเทือนโดยไม่มีส่วนที่เป็นวัตถุแข็งเกร็งมาขัดขวางทิศทางของชิ้นส่วนที่สั่นสะเทือนนั้น ๆ เช่น เครื่องจักรหรือมอเตอร์ที่วางอยู่บนฐานรองรับที่มีความยืดหยุ่นและฐานที่มีความเป็นสปริง หรือใบพัดที่หมุนอยู่บนเพลายาวดังรูปที่ 2

.

รูปที่ 2 การสั่นสะเทือนโดยอิสระ (Free Body Vibration) ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร

.

* การสั่นสะเทือนแบบขบกันหรือเคลื่อนที่ผ่าน (Meshing or Passing Vibration) คือการสั่นสะเทือนของชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเปรียบเทียบกับจุดอ้างอิงจุดใดจุดหนึ่งที่ชิ้นส่วนที่เราวิเคราะห์การสั่นสะเทือนหมุนหรือเคลื่อนที่ผ่าน เช่น การสั่นสะเทือนของเฟืองที่ขบกันและหมุนไปเรื่อย ๆ โดยในตอนที่ฟันแต่ละฟันขบและจากกันก็จะมีการสั่นสะเทือนเกิดขึ้น หรือการสั่นสะเทือนของใบพัดของพัดลมดังรูปที่ 3

.

รูปที่ 3 การสั่นสะเทือนแบบขนกันหรือเคลื่อนที่ผ่าน

.

รูปที่ 4 การสั่นสะเทือนจากแรงเสียดทาน

.

* การสั่นสะเทือนจากแรงเสียดทาน (Frictional Vibration) คือการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นจากแรงเสียดทานในการหมุนหรือเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร เช่นการหมุนหรือเคลื่อนที่ของเม็ดลูกปืนหรือตลับลูกปืน การเคลื่อนที่และไถล (Slide) ของบูชที่รองรับการหมุนของชิ้นส่วนเครื่องจักรดังรูปที่ 4

.
ค่าและหน่วยที่ใช้ในการวัดการสั่นสะเทือน 

ในการวัดการสั่นสะเทือนนั้นเราจะต้องใช้ค่ามิติหรือหน่วยต่าง ๆ ในการอ้างอิง ดังนั้นเราจะต้องรู้จักและทำความเข้าใจค่า มิติและหน่วยต่าง ๆ ที่เกี่ยวของกับการวัดการสั่นสะเทือนก่อนที่เราจะลงลึกในรายละเอียดต่อไป

.

* รอบของการสั่นสะเทือน (Cycle of Vibration) ในการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่มีการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีและแบบกลับไปกลับมา เช่นการหมุนของเพลาหรือการแกว่งของวัตถุต่าง ๆ นั้น การเคลื่อนที่จะเริ่มจากจุดเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ตำแหน่งเดิม เราเรียกว่า 1 รอบของการเคลื่อนที่ (Cycle) หรืออาจเรียกว่าคาบ (Period) การเคลื่อนที่ ดังรูปที่ 5 รูปบน เป็นการหมุนของเพลาซึ่งใน 1 รอบของการเคลื่อนที่ของเพลานั้นมี 360 องศา

.

โดยการเคลื่อนที่แต่ละช่วงจะแบ่งเป็นควอเตอร์ ๆ ละ 90 องศา เมื่อเพลาหมุนครบ 1 รอบก็จะเป็นมุมในการเคลื่อนที่ครบ 360 องศาพอดี เราจะเห็นว่าเมื่อถ่ายทอดมุมของการเคลื่อนที่ของเพลามาอยู่ในรูปของแอมปลิจูดแล้ว มุมที่เป็นส่วนยอดของแอมปลิจูดด้านบนคือมุม 90 องศา มุมที่เป็นส่วนยอดในด้านล่างคือมุม 270 องศา ส่วนมุม 0 องศาจะอยู่ในระนาบเดียวกับ 180 และ 360 องศา

.

รูปที่ 5 รอบของการเคลื่อนที่ (Cycle of Motion)

.

ส่วนรูปที่ 5 รูปล่างเป็นการเคลื่อนที่ในรูปของการแกว่งของสปริงแผ่น จะเห็นว่าในการเคลื่อนที่โดยการแกว่งครบ 1 รอบนั้นเริ่มต้นจากจุดเริ่มต้นที่ 0 องศาคือจุดที่สปริงอยู่ในลักษณะตรง จากนั้นก็เคลื่อนที่ขึ้นไปยังจุดบนสุดซึ่งก็คือมุม 90 องศา และเคลื่อนที่ผ่านมายังจุดแรก ที่ตำแหน่ง 180 องศา   

.

จากนั้นก็เคลื่อนที่เลยลงไปยังจุดต่ำสุดที่ 270 องศาและสุดท้ายเคลื่อนที่มาครบรอบที่จุดเดิมคือ 360 องศาก็จะได้เป็น 1 รอบของการเคลื่อนในรูปของการแกว่งของสปริงแผ่นดังกล่าว 

.

จะเห็นว่าถ้าเรามองเผิน ๆ แล้วการเคลื่อนที่ของเพลาซึ่งเป็นการเคลื่อนที่เชิงมุมและสปริงแผ่นซึ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบแกว่งนั้นจะต่างกัน แต่เมื่อเรานำมาพิจารณาอย่างละเอียดแล้วเราจะพบว่ามีลักษณะที่เหมือนกันในแง่ของรอบการเคลื่อนที่

.

* ขนาดความรุนแรงของการสั่นสะเทือนหรือแอมปลิจูด (Amplitude) จากหัวข้อที่ผ่านมาเป็นเรื่องของรอบของการเคลื่อนที่และได้กล่าวว่าใน 1 รอบของการเคลื่อนที่นั้นมี 360 องศา จุดที่สูงสุดด้านบนและด้านล่างของการเคลื่อนที่จะเท่ากับที่ 90 องศาและ 270 องศา ส่วนขนาดความสูงจากจุดบนที่ 90 องศา มาถึงจุดล่างที่ 270

.

องศานั้นเราเรียกว่าขนาดของแอมปลิจูด ซึ่งมีขนาดเป็นหน่วยระยะทางอาจเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้วหรืออื่น ๆ ในหน่วยของระยะทางซึ่งก็แล้วแต่จะนำมาเป็นหน่วยวัด ในงานวัดความสั่นสั่นสะเทือนนั้นเราแบ่งขนาดความสูงของแอมปลิจูดออกเป็น 3 ประเภท (เพื่อความเข้าใจให้ดูรูปที่ 6 ประกอบ) ซึ่งก็คือ

.

รูปที่ 6 ประเภทของแอมปลิจูด

.

- แบบเต็มคลื่น (Peak to Peak) เป็นการวัดขนาดของแอมปลิจูดจากยอดคลื่นบนที่ 90 องศาถึงยอดคลื่นล่างที่270 องศา ถ้าเราพิจารณาจากรูปที่5เราจะเห็นว่าเป็นการวัดขนาดของการขึ้นสุดและลงสุดของการสั่นสะเทือนซึ่งจะมีค่าเท่ากับระยะการสั่นสะเทือนทั้งหมดของวัตถุ การวัดขนาดการสั่นสะเทือนแบบเต็มคลื่น (Peak to Peak) นี้จะใช้กับการวัดการสั่นสะเทือนในหน่วยการวัดแบบการวัดระยะทาง (Displacement) ของเครื่องจักรที่มีรอบของการสั่นสะเทือนต่ำ ๆ เช่นเพลาที่หมุนด้วยความเร็วที่ไม่เกิน 600 รอบ/นาที 

.

- แบบครึ่งคลื่น (PeakหรือZero to Peak) เป็นการวัดขนาดของการเคลื่อนที่หรือการสั่นสะเทือนโดยจะวัดระยะจากจุดเริ่มต้นที่ 0 องศาของแอมปลิจูดไปถึงจุดสูงสุดที่ 90 องศาหรือจาก 180 องศาไปยัง 270 องศา หรือค่าครึ่งหนึ่งของขนาดแอมปลิจูดของการสั่นสะเทือน

.

- แบบ Root Mean Square, RMS หรือค่ามาตรฐานความเฉ (Standard Deviation) ของขนาดแอมปลิจูดในกรณีที่วัดค่าแอมปลิจูดที่ไม่มีความสม่ำเสมอค่า Root Mean Squareนี้จะไม่ใช่ค่าเฉลี่ย การหาค่า RMSทำได้โดยเอากำลังสองของระยะแอมปลิจูดมารวมกันแล้วถอดรากที่สองออกมาโดยจะอยู่ในรูปสมการ

.
.

จากสมการในการหาค่าRMSดังสมการที่ 3 และสมการที่ 4 นั้นจะใช้ในการหาค่า RMSที่ขนาดแอมปลิจูดเท่า ๆ กันทุกคลื่น แต่ในทางปฏิบัติแล้วในการวัดการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรนั้นขนาดของแอมปลิจูดอาจจะไม่เท่ากันโดยตลอดแต่จะเป็นลักษณะดังรูปที่ 7 ดังนั้นเพื่อความเข้าใจเกี่ยวกับค่าRMSมากขึ้นและมองภาพออกจะขอยกตัวอย่างดังต่อไปนี้  

.

จากรูปที่ 7 แสดงแอมปลิจูดของการสั่นสะเทือนชุดหนึ่งที่มีขนาดไม่สม่ำเสมอโดยค่า Peak ทั้งด้านล่างและด้านบนของยอดคลื่นเท่ากับ –2, 5, -8, 6, -4 และ 3 โดยที่ถ้าเรานำค่าทั้งหมดมาบวกกัน  (–2)+(5)+(-8)+(9)+(-4)+3 ซึ่งจะได้ผลลัพธ์เท่ากับ 0 และถ้าเราตัดเครื่องหมายลบ (-) ด้านหน้าออกแล้วนำมาบวกกันจากนั้นนำมาหาค่าเฉลี่ยเราก็จะได้เท่ากับ (2+5+8+9+4+3)/6 = 5.16 ซึ่งค่าดังกล่าวเป็นค่าเฉลี่ยไม่ใช่ค่า RMS

.

รูปที่ 7 ค่า RMS ของคลื่นที่ไม่สม่ำเสมอ

.
ในการหาค่า RMSของแอมปลิจูดจากรูปที่ 7 เราจะมีขั้นตอนดังนี้คือ
1. ยกกำลังสองค่าทุกค่าทั้งหมดแล้วบวกกัน
2. บวกผลลัพธ์ของกำลังสองที่ได้แล้วหาค่าเฉลี่ย
3. ถอดรากที่สองของค่าเฉลี่ยจะได้ออกมาเป็นค่า RMS
.
ซึ่งมีขั้นตอนการหาดังนี้คือ
1. (22+52+82+92+42+32) = 199
2. 199/6 = 33.17

3.= 6.16 ซึ่งจะเห็นว่าค่าเฉลี่ยของแอมปลิจูดตามตัวอย่างจะเท่ากับ 5.16 ในขณะที่ค่า RMS จะมีค่ามากกว่าค่าเฉลี่ยคือมีค่าเท่ากับ 6.16 จากตัวอย่างดังกล่าวคงจะทำให้เรามองภาพของความหมายของคำว่า Root Mean Squareหรือ RMS ในงานวัดการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรออก สำหรับรายละเอียดของค่าความสัมพันธ์ของขนาดการสั่นสะเทือนแบบต่าง ๆ แสดงในตารางที่ 1

.
ตารางที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ของค่าการสั่นสะเทือนแบบต่าง ๆ

.

* ความถี่ (Frequency) คือความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนรอบของการเคลื่อนที่หรือรอบของการหมุนต่อหน่วยเวลา ในหน่วย SI ซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบันจะวัดเป็นรอบต่อวินาที (Rev/s หรือ rps, Hz) จากตัวอย่างข้างต้นถ้าหากเพลาหมุนด้วยความเร็ว 1500 รอบต่อนาที (rpm) ความถี่ในการหมุนก็จะเท่ากับ 1500/60 = 25 รอบต่อวินาทีหรือ 25 Hz ความถี่ที่เรามักจะพูดถึงกันนั้นจะมีอยู่สองชนิดก็คือ

.

- ความถี่ในการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร คือความถี่ที่เกิดจากการหมุนหรือการเคลื่อนที่จากการทำงานของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักร เช่นมอเตอร์หมุนด้วยความถี่ 25 Hz (1500 rpm) ซึ่งความถี่ที่เกิดจากการทำงานหรือการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรนี้จะมากหรือน้อยก็จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่างซึ่งจะอธิบายในรายละเอียดภายหลัง โดยที่ความถี่และเวลาในการสั่นสะเทือนจะเป็นไปตามสมการ

.
ความถี่ = 1/เวลาของการสั่นในแต่ละรอบ (Cycle) …………… (5)
เวลาในการสั่นแต่ละรอบ = 1/ความถี่ ..................................... (6)
.
- ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency)
ความถี่ธรรมชาติเป็นความถี่ประจำตัวของวัตถุใด ๆ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับลักษณะต่าง ๆ ดังนี้คือ
- ความหยุ่นตัว (Elasticity) และความแข็งเกร็งของวัตถุ
- ขนาดของวัตถุ (Size)
- รูปทรงของวัตถุ (Dimension)
จากรูปที่ 8 รูปสปริงที่มีวัตถุซึ่งมีมวล m (kg) แขวนติดอยู่ที่ปลาย ซึ่งเมื่อเราดึงสปริงดังกล่าวให้ยืดออกและปล่อย สปริงดังกล่าวก็จะสั่น  
.
ด้วยความถี่ธรรมชาติของมัน ตามสมการ
เมื่อ    Fn คือ ความถี่ธรรมชาติ (Hz)
         k คือ ค่าคงที่ของสปริง (kg/mm)
         m คือ มวลของน้ำหนักทั้งหมด (kg)
.

รูปที่ 8 ความถี่ธรรมชาติของสปริง

.

เพื่อให้มองภาพออกจะขอยกตัวอย่างจากรูปที่ 9 เป็นการทดสอบหาความถี่ธรรมชาติของแท่งวัตถุที่มีวัตถุทรงกลมติดอยู่ที่ปลายทั้งหมด 4 อันไล่กันตามขนาดความสูงดังรูป วัตถุดังกล่าวทั้ง 4 อันยึดติดอยู่กับชุดรองรับซึ่งต่อกับกระบอกเขย่าด้านขวามือ เริ่มการทำงานเมื่อเราเขย่ากระบอกเขย่าไปมาวัตถุทั้ง 4 แท่งจะเคลื่อนที่ไปมาพร้อมกันในทิศทางเดียวกัน  

.

แต่หลังจากเราหยุดการเคลื่อนที่ของกระบอกเขย่า แท่งวัตถุทั้ง 4 จะยังคงแกว่งต่อด้วยความถี่ที่เป็นความถี่ธรรมชาติของแท่งวัตถุแต่ละอันโดยที่อันที่สั้นที่สุดจะมีความถี่ในการแกว่งมากที่สุดคือ 3.9Hz, 2.6 Hz, 1.8 Hz และอันที่ยาวที่สุดแกว่งที่ความถี่ 1.4 Hz เราจะเห็นว่าวัตถุอันที่สั้นที่สุดจะมีความถี่ในการแกว่งหรือความถี่ธรรมชาติที่มากที่สุด และอันที่ยาวที่สุดจะมีความถี่ในการแกว่งหรือความถี่ธรรมชาติที่น้อยที่สุด

.

รูปที่ 9 การทดสอบความถี่ธรรมชาติของวัตถุที่มีขนาดไม่เท่ากัน

.

สำหรับเครื่องจักรและชิ้นส่วนเครื่องจักรนั้นแต่ละชิ้นส่วนก็จะมีความถี่ธรรมชาติของตัวมันเอง  ซึ่งถ้าความถี่ในการสั่นสะเทือนหรือความถี่ในการทำงานของเครื่องจักรนั้นสั่นตรงกับความถี่ธรรมชาติก็จะเกิดการสั่นพ้อง (Resonance) จะทำให้เกิดการสั่นอย่างรุนแรง เช่น สะพานทาโคม่าในรูปที่ 10 ซึ่งในการก่อสร้างในครั้งแรกไม่ได้มีการคำนวณหาความถี่ธรรมชาติหลังจากการใช้งานปรากฏว่าความถี่ธรรมชาติในการสั่นของสะพานตรงกับความถี่ที่เกิดจากลมจึงทำให้สะพานดังกล่าวต้องพังลงในภายหลังดังรูป

.

รูปที่ 10 ความเสียหายของสะพานแขวนที่เกิดจากความถี่ธรรมชาติ

.
ในการใช้งานเครื่องจักรจึงต้องหลีกเลี่ยงไม่ให้ความถี่ในการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรตรงกับความถี่ธรรมชาติ 

ในกรณีที่เครื่องจักรต้องทำงานที่ความถี่ที่ตรงกับความถี่ธรรมชาติ หรือความถี่ในการเดินเครื่องต้องผ่านความถี่ธรรมชาติเป็นประจำสามารถที่จะแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนรูปทรงของชิ้นส่วนของเครื่องจักร เช่น ดามให้หนาขึ้นหรือเสริมฐานจุดจับยึดของเครื่องจักรให้แข็งแรงมากยิ่งขึ้นก็จะสามารถแก้ไขปัญหาการสั่นพ้องกับความถี่ธรรมชาติได้

.

* หน่วยวัดการสั่นสะเทือน (Vibration Measurement Unit) คือหน่วยที่ใช้ในการบอกปริมาณของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นกับชิ้นส่วนที่ต้องการวัดว่ามีค่ามากน้อยขนาดไหน โดยหน่วยที่ใช้ในการวัดการสั่นสะเทือนจะแบ่งออกเป็น 3 แบบคือ

.

- การวัดระยะทางของการสั่นสะเทือน (Displacement) คือการวัดระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีการสั่นสะเทือนว่า “มีการเคลื่อนที่ไปจากจุดอ้างอิงเท่าไดในการสั่นสะเทือนแต่ละรอบ” โดยปกติจะนิยมวัดเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือนิ้ว ในการวัดระยะทางจะวัดแบบเต็มคลื่น (Peak to Peak) ส่วนมากจะใช้กับการเคลื่อนที่ที่มีความเร็วรอบต่ำ ๆ ที่ไม่เกิน 1200 รอบ/นาทีหรือ 20Hz เช่นเครื่องอัดขึ้นรูปชิ้นงาน หรือเครื่องจักรที่หมุนหรือเคลื่อนที่ช้าเพราะว่าที่ความเร็วรอบในการหมุนหรือเคลื่อนที่ต่ำ ๆ วัตถุจะมีระยะการเคลื่อนที่ได้มาก

.

การสั่นสะเทือนที่ความเร็วต่ำ ๆ นั้นระยะการเคลื่อนที่ของการสั่นสะเทือนเป็นสิ่งที่เราสามารถมองเห็นได้ดีที่สุด ตัวอย่างเช่นเพลาดังรูปที่ 11 เราจะเห็นว่าในการเคลื่อนที่ที่ความเร็วต่ำ ๆ นั้นเมื่อเพลาหมุนและเพลานั้นมีความหลวมคลอนอยู่เพลานั้นก็จะเกิดการแกว่ง ดังนั้นถ้าเพลาหลวมมากก็จะเกิดการแกว่งมากในขณะที่เพลาที่มีความฟิตพอดีก็จะมีระยะแกว่ง (X) น้อยกว่า  

.

รูปที่ 11 ระยะทางในการเคลื่อนที่ของเพลาต่อการหมุน 1 รอบ

.

- การวัดความเร็ว (Velocity) เป็นการวัดความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สั่นสะเทือนว่า “มีความเร็วเท่าไหร่ในแต่ละรอบของการสั่นสะเทือน” โดยปกตินิยมวัดเป็นมิลลิเมตร/วินาที (mm/s) และนิ้ว/วินาที (inch/sec) ในการวัดความเร็วเรามักจะวัดแบบ RMS เราจะใช้หน่วยนี้กับการวัดการสั่นสะเทือนที่มีความถี่ระหว่าง 20Hz -1,000Hz (หรือความเร็วรอบในการหมุนที่สูงกว่า1, 200รอบ/นาที)

.

- การวัดอัตราเร่ง (Acceleration) เป็นการวัด “การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของความเร็วในการเคลื่อนที่ต่อหน่วยเวลาของวัตถุที่มีการสั่นสะเทือน” ใช้ในการวัดการสั่นสะเทือนที่ความถี่สูงคือตั้งแต่ 10,000 Hz ขึ้นไป เพราะว่าการสั่นสะเทือนที่ความถี่สูงนั้นระยะทางการเคลื่อนที่จะน้อยและในขณะเดียวกันความเร็วในการเคลื่อนที่จะสูงมาก

.

ดังนั้นค่าที่เราสามารถที่จะมองเห็นได้ชัดเจนในการวัดการสั่นสะเทือนที่ความถี่สูงก็คืออัตราเร่งหรืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วต่อหน่วยเวลา จากรูปที่ 11และรูปที่ 12 ในหัวข้อที่ผ่านมาเราจะเห็นว่าที่จุดบนสุดและจุดล่างสุดของตัวเรือนเพลานั้นความเร็วจะเป็นศูนย์

.

ดังนั้นในการวัดแบบอัตราเร่งเราจะวัดหาความเปลี่ยนแปลงของความเร็วของการเคลื่อนที่ของเพลาว่าจากจุดต่ำสุดถึงจุดสูงสุดของเพลามีการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเมื่อเทียบกับเวลามีค่าเท่าใด โดยปกติอัตราเร่งจะวัดเป็นหน่วยมิลลิเมตรต่อเวลายกกำลังสอง (mm/s2) หรือ G (1G = 9.81 m/s2) ส่วนมากเราจะใช้ค่าอัตราเร่งเป็นตัววัดและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของตลับลูกปืน(Bearing)

.
* ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ ระยะทางการเคลื่อนที่ ความเร็วและอัตราเร่งในการวัดการสั่นสะเทือน

จากรูปที่ 12 ซึ่งเป็นการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระยะทาง ความเร็วและอัตราเร่งในการเคลื่อนที่ของการสั่นสะเทือนนั้นเราจะเห็นว่ามุมในการเคลื่อนที่นั้นจะเริ่มตั้งแต่มุม 0 องศาจนถึงมุม 90 องศาซึ่งจุดนี้จะเป็นจุดที่ระยะการเคลื่อนที่มากสุด แต่เมื่อการเคลื่อนที่เลย 90 องศาไปความเร็วในการเคลื่อนที่จะเริ่มเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นที่มุม 90 องศาคือจุดเริ่มต้นที่ความเร็วในการเคลื่อนที่จะค่อย ๆ เพิ่มขึ้น จนไปถึงมุม 180 องศาจะเป็นจุดที่ความเร็วในการเคลื่อนที่สูงสุดและหลังจากนั้นความเร็วในการเคลื่อนที่จะค่อย ๆ ลดลงจนเป็นศูนย์ที่มุม 270 องศา

.

ในส่วนของอัตราเร่งเราจะเห็นว่าที่มุม 180 องศาความเร็วในการเคลื่อนที่สูงสุดและค่อย ๆ ลดลงหลังจากนั้น ดังนั้นอัตราเร่งจะเป็นศูนย์ที่มุมดังกล่าวและจะเปลี่ยนแปลงมากขึ้นหลังจากนั้นจนอัตราเร่งมากที่สดเมื่อการเคลื่อนที่เลยจากจุดนั้นไปอีก 90 องศา ดังนั้นเราจะเห็นว่ามุมในการเคลื่อนที่ของแต่ละเฟส (Phase) ระหว่างระยะทาง ความเร็วและอัตราเร่งจะต่างกันอยู่ 90 องศา

.

รูปที่ 12 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการวัดระยะทาง ความเร็วและอัตราเร่งในการเคลื่อนที่ในรูปคลื่นไซน์ของการสั่นสะเทือน

.

สำหรับความสัมพันธ์ในรูปของสมการระหว่างระยะทาง  ความเร็วและอัตราเร่งในการเคลื่อนที่นั้นให้เราพิจารณาจากการเคลื่อนที่แบบ Simple Harmonics ดังรูปที่ 13 เป็นการเปลี่ยนการสั่นสะเทือนของวัตถุดังรูปเป็นคลื่นไซน์แกน X เป็นเวลาและแกน Yเป็นระยะทางของการเคลื่อนที่หรือระยะของการสั่นสะเทือน จากรูปดังกล่าวเมื่อเขียนความสัมพันธ์ออกมาในรูปสมการก็จะได้ออกมาในรูป

.
.
โดยที่  d  คือ ระยะทางการเคลื่อนที่ทั้งหมด 
          D  คือ ระยะการเคลื่อนที่สูงสุด, Peak
           คือ ความถี่ในการเคลื่อนที่เชิงมุม (2f)
          t คือ เวลา (วินาที,s)
          V คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่ (m/s)
          a คือ อัตราเร่ง (m/s2
.

รูปที่ 13 การเคลื่อนที่แบบ Simple Harmonics

.

จากสมการที่ 8-10 ด้านบนนั้นเป็นกระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่อาจจะยุ่งยาก ดังนั้นในการเปลี่ยนหน่วยในการวัดความสั่นสะเทือนนั้นจึงใช้ตามตารางที่ 2

.

ตารางที่ 2 แสดงความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนหน่วยของความสั่นสะเทือน

.

ตัวอย่าง เพลาอันหนึ่งหมุนด้วยความเร็ว1500รอบ/นาที (f=25Hz) เกิดการเคลื่อนที่เนื่องจากการหลวมของเพลา (D) เท่ากับ 1mm (Peak) ให้หาความเร็วและอัตราเร่งในการสั่นสะเทือนของเพลาอันนี้

.

.

ที่จุดการสั่นสะเทือนจุดเดียวกันที่ความเร็วรอบหรือความถี่ในการเคลื่อนที่หรือหมุนที่รอบต่ำเราจะเห็นว่าระยะทางการเคลื่อนที่จะมีมาก แต่ที่ความถี่ในการสั่นสะเทือนสูงขึ้นไประยะทางการเคลื่อนที่จะลดลงแต่ค่าความเร่งจะสูงขึ้น  ส่วนความเร็วนั้นสามารถเห็นได้ทุกย่านความถี่การสั่นสะเทือนดังกราฟแสดงความสัมพันธ์ดังรูปที่ 14

.

รูปที่ 14 กราฟแสดงความสัมพันธ์ของค่าต่าง ๆ ของการสั่นสะเทือน

.
วิธีการและรายละเอียดในการวัดการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร

สำหรับการวัดและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรโดยใช้เครื่องมือวัดการสั่นสะเทือนนั้นมีรายละเอียดในการวัดและพิจารณาในส่วนต่าง ๆ ดังต่อไปนี้คือ

.
* จุดที่จะวัดการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร  

ในการวัดการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรนั้นนอกจากมีเครื่องวัดการสั่นสะเทือนแล้ว สิ่งหนึ่งที่เราต้องรู้ก็คือจุดที่เราจะต้องเอาเครื่องมือไปวัดว่าจะต้องวัดที่จุดไหนบ้าง เราได้รู้จากข้างต้นแล้วว่า “การสั่นสะเทือนคือการแกว่งหรือการสั่นของวัตถุเมื่อเปรียบเทียบกับจุดอ้างอิง” ดังนั้นในการวัดการสั่นสะเทือนของวัตถุหรือชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องจักรเราจึงต้องวัดในจุดที่เป็นจุดต่อของจุดที่หมุนหรือเคลื่อนที่กับจุดที่อยู่กับที่ซึ่งก็คือจุดที่รองรับการหมุนหรือการเคลื่อนที่ในการหมุนที่เป็นแบริ่ง (Bearing) หรือชุดแบริ่ง (Bearing Unit) 

.

ในการวัดความสั่นสะเทือนนั้นโดยปกติแล้วจะทำการวัดใน2แนววัดโดยแยกเป็น3จุดวัดคือ
1. จุดวัดในแนวแกน (Axial, A)
2. จุดวัดในแนวรัศมี (Radius) ที่เป็นแนวนอน (Horizontal, H)
3. จุดวัดในแนวรัศมี (Radius) ที่เป็นแนวตั้ง (Vertical, V) 

.

ในการวัดนั้นจุดที่วัดจะต้องเป็นจุดที่เป็นตัวเรือนเครื่องจักรหรือตัวเรือนของมอเตอร์ ไม่แนะนำให้วัดบนฝาครอบหรือชิ้นส่วนอื่น ๆ เพราะจะทำให้ค่าที่ได้จากการวัดผิดเพี้ยนไปจากความเป็นจริงและในการวัดนั้นแรงกดของทุกครั้งที่วัดของทุกจุดจะต้องเท่ากัน ในกรณีที่ต้องใช้คนหลายคนในการทำการวัดนั้นจะต้องมาฝึกวัดการสั่นสะเทือนของจุดใดจุดหนึ่งแล้ววัดให้ค่าที่วัดได้ของทุกคนเท่ากันก่อนเพื่อจะได้รู้จังหวะการวัดและแรงกดที่ใช้การกดหัววัดการสั่นสะเทือน

.

ในการวัดแต่ละแนวนั้น ค่าที่ได้จากแต่ละแนวของการวัดจะเป็นตัวที่บ่งบอกถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนขึ้นซึ่งจะขออธิบายเบื้องต้นต่อไป

.

รูปที่ 15 แนวของจุดที่วัดการสั่นสะเทือน

.

รูปที่ 16 เครื่องมือวัดการสั่นสะเทือนแบบต่าง ๆ

.

- แนวแกน (Axial, A) คือจุดวัดที่อยู่ในแนวขนานกับเพลาของเครื่องจักรที่ต้องการวัด ในการวัดนั้นเราต้องวัดในจุดที่อยู่ใกล้กับเพลาให้มากที่สุด การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นมากผิดปกติหรือเกิดขึ้นอย่ารุนแรงในแนวนี้มีสาเหตุมาจากการรุนของเพลา การคดงอของเพลา และการ Misalignment ระหว่างต้นกำลังกับตัวตามไม่ดีเช่นการMisalignmentระหว่างมอเตอร์กับปั้มของชุดปั้มน้ำ

.

- แนวรัศมี (Radius) หรือแนวรัศมีในการหมุนของเพลา ใบพัด มอเตอร์หรือส่วนที่หมุนของเครื่องจักร คือแนวการวัดที่ตั้งฉากกับแนวการวัดในแนวแกน แบ่งเป็นสองแนวคือ

.

1. แนวนอน (Horizontal, H) คือจุดวัดที่อยู่ในแนวนอนหรือแนวขนานกับพื้น หรือตั้งฉากกับจุดยึดของฐานมอเตอร์หรือเครื่องจักร ซึ่งจะวัดทางด้านขวาหรือด้านซ้ายของชิ้นส่วนหรือเครื่องจักรที่ต้องการวัดก็ได้แต่มุมการวัดต้องได้ 90 องศาหรือใกล้เคียงกับจุดวัดที่เป็นแนวตั้ง (Vertical, V) การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นมากผิดปกติหรือเกิดขึ้นอย่างรุนแรงในแนวนี้มีสาเหตุมาจากความสมดุล (Balance) ของเพลา ใบพัด ล้อช่วยแรง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่เป็นวงกลม หรือการแกว่งของเพลา ของเครื่องจักรนั้น ๆ

.

2. แนวตั้งฉากหรือแนวดิ่ง (Vertical, V) คือจุดวัดที่อยู่ในแนวตั้งฉากกับกับพื้นหรือด้านที่อยู่ตรงกันข้ามกับจุดจับยึดมอเตอร์หรือเครื่องจักร โดยทั่ว ๆ ไปแล้วจุดที่ทำการวัดคือจุดวัดที่อยู่ด้านบนของเครื่องจักรที่ต้องการจะวัด  เช่นด้านบนของมอเตอร์หรือปั้มโดยจุดที่วัดจะต้องมีมุมขนาน 90 องศา หรือใกล้เคียงกับจุดวัดในแนวนอน      

.

การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นมากผิดปกติหรือเกิดขึ้นอย่างรุนแรงในแนวนี้มีสาเหตุมาจากการหลุดหลวมของอุปกรณ์จับยึดเช่นโบลต์หรือนัต การสึกหรอของแบริ่งและบูช แท่นเครื่องที่ไม่แข็งแรงเพราะว่าเมื่อจุดจับยึดเหล่านั้นหลุดหลวมหรือแบริ่งและบูชสึกหรอก็จะสามารถเคลื่อนที่ในทิศทางขึ้นลงได้มากจึงทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในแนวนี้มาก

.

ในการวัดการสั่นสะเทือนนั้นเราจะต้องวัดทุกจุดที่เป็นจุดรองรับการหมุนหรือจุดที่เป็นแบริ่ง (Bearing) หรือชุดแบริ่ง (Bearing Unit) ดังรูปที่ 15 สำหรับมอเตอร์จะต้องวัดที่แบริ่งด้านหน้าและแบริ่งด้านหลังรวมสองจุดวัดเท่ากับ 6 แนวที่จะต้องวัดต่อมอเตอร์1ตัว สำหรับจุดวัดที่เป็นเครื่องจักรแบบต่าง ๆ และชุดแบริ่ง (Bearing Unit) แสดงในรูปที่ 1

.

รูปที่ 17 จุดที่ต้องทำการวัดการสั่นสะเทือนเครื่องจักร ตัวมอเตอร์และชุดแบริ่ง (Bearing Unit)

.

* หน่วยที่ใช้วัดการสั่นสะเทือนกับความเร็วรอบในการหมุน หน่วยที่ใช้วัดการสั่นสะเทือนนั้นเราจะเลือกใช้ตามความเร็วรอบและชนิดของการสั่นสะเทือนที่ใช้วัดดังรายละเอียดในตารางที่ 3

.
ตารางที่ 3 การใช้หน่วยที่จะวัดการสั่นสะเทือนแบบต่าง ๆ

.
* ค่ามาตรฐานและเกณฑ์ในการพิจารณาค่าการสั่นสะเทือน (Standard and Judgment)

เมื่อเราได้ค่าการสั่นสะเทือนที่วัดตามจุดต่าง ๆ แล้วขั้นตอนต่อไปคือการเอาค่าการสั่นสะเทือนที่ได้จากการวัดนั้นมาทำการวิเคราะห์และเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐานว่าค่าการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นกับจุดต่าง ๆ ที่ทำการวัดนั้นมีค่ามากน้อยเพียงใด ซึ่งในการพิจารณานั้นเราจะพิจารณาจากขนาดของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้น

.

เปรียบเทียบกับขนาดของเครื่องจักร  ลักษณะของเครื่องจักร ความเร็วรอบของเครื่องจักร สำหรับเครื่องจักรโดยทั่วไปเราจะใช้มาตรฐาน ISO 2372–1974E ซึ่งจะแบ่งการสั่นสะเทือนตามขนาดของเครื่องจักรและขนาดของการสั่นสะเทือนที่วัดได้ดังตารางที่ 4

.

สำหรับรายละเอียดในการเปรียบเทียบขนาดของการสั่นสะเทือนที่วัดได้ตามจุดต่าง ๆ กับตาราง ISOของการสั่นสะเทือนนั้น อันดับแรกให้เราหาขนาดของเครื่องจักรว่าเครื่องจักรของเรามีกำลังเท่าไหร่ตรงกับช่องไหนของตาราง จากนั้นให้เราเอาค่าการสั่นสะเทือนที่วัดได้ในหน่วยเดียวกับตารางคือหน่วยที่มีขนาดการสั่นสะเทือนเป็น RMSมาทำการเปรียบเทียบกับในตารางว่าความรุนแรงของการสั่นสะเทือนอยู่ในระดับไหน ดังรายละเอียดดังต่อไปนี้คือ

.

ตารางที่ 4 แสดงระดับความรุนแรงของการสั่นสะเทือนตามขนาดของเครื่องจักรตามมาตรฐาน ISO2372–1974E

.

ดี คือค่าระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในเกณฑ์น้อยเมื่อเทียบกับขนาดของเครื่องจักร
พอใช้ คือค่าระดับการสั่นสะเทือนไม่มากและเครื่องจักรยังสามารถทำงานได้ตามปกติ  

.

เฝ้าระวัง คือระดับการสั่นสะเทือนเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรอยู่ในเกณฑ์สูง ให้หาสาเหตุการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรว่ามาจากสาเหตุไดเพื่อที่จะเตรียมตัวทำการแก้ไข และในกรณีที่เครื่องจักรเครื่องนั้นทำงานตลอดเวลาก็ให้เตรียมการสำหรับการหยุดตรวจสอบและซ่อมบำรุง

.

หยุดเพื่อตรวจสอบ คือระดับการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรเมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของเครื่องจักรสูงมาก ให้ทำการหยุดทำการตรวจสอบหาสาเหตุและทำการแก้ไขโดยด่วนเพราะไม่เช่นนั้นแล้วอาจทำให้เครื่องจักรดังกล่าวชำรุดเสียหายได้

.

นอกจากนี้แล้วยังมีมาตรฐานอีกตัวหนึ่งที่นิยมใช้กันคือมาตรฐาน ISO10816-3 ดังแสดงในตารางที่5โดยจะจำแนกเครื่องจักรตามขนาดของเครื่องจักรและประเภทของฐานของเครื่องจักรเป็นฐานแบบ Flexible เช่นเครื่องจักรที่มียางรองแท่นเครื่อง และเครื่องจักรที่มีฐานรองเครื่องจักรที่เป็นฐานแข็งเกร็ง (Rigid) เช่นเครื่องจักรที่มีฐานรองรับเครื่องที่เป็นเหล็กหรือคอนกรีต

.

สำหรับหน่วยวัดก็จะใช้เป็นการวัดเป็นความเร็ว (Velocity, mm/s [RMS]) ดังรายละเอียดในตารางที่4 สำหรับเกณฑ์ในการปฏิบัติต่อเครื่องจักรที่ระดับการสั่นสะเทือนที่ต่าง ๆ ก็เหมือนกับที่กล่าวมาแล้วข้างต้น

.
ตารางที่ 5 แสดงระดับความรุนแรงของการสั่นสะเทือนตามขนาดของเครื่องจักรตามมาตรฐาน ISO10816-3

.
* การนำเอาค่าที่วัดได้มาวิเคราะห์สภาพของเครื่องจักร 

ในกรณีที่เรามีเครื่องวัดการสั่นสะเทือนแบบธรรมดาที่แสดงแค่ตัวเลขบอกค่าการสั่นสะเทือนอย่างเดียว หลังจากที่เราวัดค่าการสั่นสะเทือนที่จุดต่าง ๆ ตามที่กล่าวมาในข้างต้นตามลำดับแล้ว จากนั้นเราก็เอาค่าที่ได้มาเทียบกับค่ามาตรฐานตามตารางที่ 4 หรือตารางที่ 5 ว่าเครื่องจักรเราเป็นเครื่องจักรประเภทไหนและมีขนาดการสั่นสะเทือนเท่าไหร่ การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นเกินมาตรฐานหรือไม่ ถ้าระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในระดับปกติหรือระดับที่เครื่องจักรสามารถทำงานต่อไปได้     

.

ทางหนึ่งที่เราจะทำการติดตามสภาพของเครื่องจักรจากการวัดการสั่นสะเทือนได้ก็คือการวัดค่าเป็นช่วงเวลาตามที่กำหนดแล้วทำการบันทึกค่าไว้ จากนั้นก็ทำการเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของเครื่องจักรจากการสั่นสะเทือน โดยทั่ว ๆ  ไปแล้วจะนิยมทำไว้เป็นกราฟ เพราะว่าจะทำให้ดูความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับเครื่องจักรได้ง่ายดังรูปที่ 18

.

รูปที่ 18 กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงของระดับการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร

.

ในการวัดการสั่นสะเทือนด้วยเครื่องวัดแบบธรรมดาที่มีเฉพาะการแสดงค่าความสั่นสะเทือนนั้น  การวัดทั้งสามแนววัด คือแนวระดับ แนวตั้งและแนวแกน ค่าที่ได้จากการวัดนั้นจะเป็นค่าการสั่นสะเทือนโดยรวม (Overall Vibration) ของการสั่นสะเทือนทั้งหมดโดยที่หัววัดการสั่นสะเทือนจะแสดงค่าที่สูงที่สุดของแต่ละจุดของการวัดให้เราพิจารณาค่าที่สูงสุดที่วัดได้เป็นเกณฑ์ในการพิจารณา ถ้าหากค่าที่วัดได้ในแนวแกนไดแกนหนึ่งสูงที่สุดให้ถือเป็นเกณฑ์ในการพิจารณา

.

* การวิเคราะห์หาสาเหตุของการสั่นสะเทือนจากค่าที่จุดวัดต่าง ๆ
ในการวัดที่จุดวัดทั้งสามแนวของเครื่องจักรคือแนวแกน (Axial, A) แนวระดับ (Horizontal, H) และแนวดิ่ง (Vertical, V) นั้นค่าการสั่นสะเทือนที่จุดต่าง ๆ ที่ได้จากแต่ละจุดนั้นจะบ่งบอกถึงสาเหตุของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้น ซึ่งรายละเอียดแสดงในตารางที่ 6

.

ตารางที่ 6 แสดงสาเหตุของการสั่นสะเทือนในแนววัดต่าง ๆ

.
สรุป 

จากเนื้อหาข้างต้นคงพอที่จะทำให้ผู้อ่านมีความเข้าใจในเรื่องการสั่นสะเทือนและสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้  ซึ่งในกรณีที่เครื่องจักรที่มีส่วนประกอบง่าย ๆ ไม่สลับซับซ่อน  และเครื่องมือที่ราคาขนาดปานกลางก็คงพอที่จะทำให้เราสามารถที่จะทำการวัดและวิเคราะห์หาสาเหตุของการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรได้  

.

ในตอนต่อไปเราจะมาทำความเข้าใจกับการวิเคราะห์ความถี่ของการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่มีชิ้นส่วนมากและมีความสลับซับซ้อนยิ่งขึ้น ในเรื่องของการวิเคราะห์ความถี่ของการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร โปรดติดตามในฉบับต่อไป

.

เอกสารอ้างอิง

[1] “An engineering guide to Shaft alignment, Vibration analysis & dynamic balancing” PR?FTECHNIK, Edition
      1:10 2.002
[2] เอกสารประกอบการอบรมเรื่อง “FFT analysis” MASKINDYNAMIKK AS., NORWAY
[3] เอกสารเรื่อง “Vibration reference and Training guide” DLI Engineering corporation,
[4] เอกสารประกอบการอบรมเรื่อง”CSI 4500 Machinery Health Monitor Overview”. Novaspect, Inc.
[5]  วินัย เวชวิทยาขลัง, เอกสารประกอบการอบรมเรื่อง “การบำรุงรักษาเครื่องจักรด้วยวิธีวัด-วิเคราะห์ความสั่นสะเทือน 
      (เชิงปฏิบัติ), สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุ่น), ธันวาคม 2549

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด