Vibration Isolator
การสั่นสะเทือนเป็นเรื่องที่สามารถพบได้ทั่วไปในเครื่องจักรกลต่าง ๆ ที่มีการเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น อย่างเช่นการเคลื่อนที่กลับไป-มาของชิ้นส่วนต่าง ๆ หรือการเคลื่อนที่เชิงมุม อย่างเช่น การหมุนของพัดลม Blower หรือปั๊มน้ำ
เนื่องจากการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นเมื่อวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงความเร่ง จากการเคลื่อนที่กลับไป-มา ความไม่สมดุลภายในเครื่องจักรนั่น ๆ เช่น เครื่องปั่นผ้า หรือเป็นเครื่องจักรที่มีธรรมชาติการทำงานที่ไม่สมดุลอยู่แล้ว เช่น ปั๊มลูกสูบ, ลูกสูบของเครื่องยนต์ เป็นต้น อีกทั้งการสั่นสะเทือนยังสามารถก่อให้เกืดความเสียหายได้มาก ในกรณีที่ความถี่ของการสั่นสะเทือนนั้นตรงกับความถี่ธรรมชาติของเครื่องจักรอื่น ๆ ซึ่งจะก่อให้เกิดการเสริมแรงสั่นซึ่งกันและกัน จนทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงจนอาจสร้างความเสียหายต่อเครื่องจักรนั่น ๆ ได้
จากข้างต้นแสดงให้เห็นว่าการสั่นสะเทือนสามารถสร้างความเสียหายได้มากกว่าที่คิด และการออกแบบเพื่อให้เครื่องจักรไม่เกิดการสั่นสะเทือนเลย เป็นเรื่องที่อาจเป็นไปไม่ได้ แต่ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถที่จะจำกัดการสั่นสะเทือนนั้นไม่ให้แพร่เป็นวงกว้าง ป้องกันเครื่องจักรหรืออุปกรณ์อื่น ๆ บริเวณใกล้เคียง ที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้สามารถรับกับแรงสั่นสะเทือน อุปกรณืเหล่านั้นจะมีชื่อเรียกว่า Vibration Isolator
Vibration Isolator เป็นอุปกรณ์ช่วยจำกัดแรงสั่นสะเทือนของเครื่องจักร ไม่ให้ส่งผ่านการสั่นสะเทือนนั้น ๆ ไปยังส่วนอื่น ๆ ที่เราไม่ต้องการให้สั่นสะเทือน โดยติดตั้งบริเวณฐานของเครื่องจักร
ซึ่ง Vibration Isolator มีหลัก ๆ 3 รูปแบบ ดังนี้
-
Air Spring/Air Mount Isolation
-
Marsh Mellow Isolation
-
Wire Rope
Air Spring จากแบรนด์ Firestone
Air Spring, Air Bellow หรือ ถุงลม มีลักษณะเป็นลูกยางทรงกระบอกกลวง จำเป็นต้องจ่ายลมอัดเข้าไปเพื่อให้สามารถใช้งานได้ เนื่องจากวัสดุเป็นยางกลวงและภายในอัดด้วยลมอัด ทำให้ Air Spring มีคุณสมบัติยืดหยุ่น ซึ่งส่งผลให้สามารถรับแรงสั่นสะเทือนไม่ให้ส่งไปยังบริเวณอื่นได้ โดยที่ทาง Firestone ได้ตั้งชื่อ Air Spring ที่ใช้สำหรับรับแรงสั่นสะเทือนว่า Air Mount Isolator
จากภาพด้านบน ตำแหน่งที่มักจะติดตั้ง Air Mount Isolator คือบริเวณฐาน 4 ด้านของเครื่องจักรที่สั่นสะเทือน เพื่อป้องกันแรงสั่นจากเครื่องจักรส่งไปยังพื้นของโรงงาน โดยการติดตั้งและคุณสมบัติการป้องกันการสั่นสะเทือนจะคล้ายกับการใช้สปริงขด
ถึงแม้ว่าการติดตั้งและคุณสมบัติจะคล้ายกับสปริงขด แต่ Air Spring ยังคงมีข้อได้เปรียบกว่าการใช้สปริงขด ดังนี้
-
สามารถรองรับแรงสั่นได้สูงกว่าสปริงขด Air Spring มีค่าความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency) ที่ค่อนข้างต่ำ จึงทำให้สามารถรับแรงได้มากกว่าสปริงขด แรงสั่นที่หลงเหลือที่ถูกส่งลงพื้นผ่าน Air Spring จึงหลงเหลือน้อยกว่า
-
ประสิทธิภาพในการรับแรงสั่นคงที่ Air Spring เมื่อมีการเพิ่มน้ำหนักโหลด ค่าความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency) ของ Air Spring จะไม่เปลี่ยนแปลงมาก ดังนั้นจึงทำให้ประสิทธิภาพในการรับแรงสั่นคงที่ ซึ่งทำให้ Air Spring รุ่นเดิม สามารถใช้งานเครื่องจักรตัวเดิม ที่มีน้ำหนักของโหลดที่เพิ่มขึ้นได้
-
มีระยะความสูงที่แม่นยำ Air Spring จะถูกกำหนดค่าความสูงในการใช้งานรับแรงสั่น (Design height) ซึ่งเป็นความสูงที่เหมาะสมในการใช้งาน โดยสามารถความคุมความสูงได้ด้วยความดันลม โดย Pressure Regulator แลเนื่องจากใช้ลมอัดจ่ายเข้าไปให้กับ Air Spring ซึ่งจะไม่เกิดการทรุดตัว เหมือนกับ สปริงขด
-
มีความสูงของตัวอุปกรณ์ในการติดตั้งที่ต่ำกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับขดสปริงที่สามารถรับน้ำหนัก และ แรงสั่น ได้เท่ากัน Air Spring จะมีความสูงที่ใช้ในการติดตั้งต่ำกว่าสปริงขด
-
ช่วยลดเสียงที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักร Air Spring สามารถลดเสียงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่ส่งลงมาที่พื้น และเนื่องจาก Air Spring วัสดุเป็นยาง จึงไม่มีเสียงที่เกิดจาก โลหะที่กระทบกันของ สปริงขด
-
มีขนาดให้เลือกใช้งานหลากหลาย Air Spring มีขนาดที่เหมาะกับการรับน้ำหนักของเครื่องจักรได้ตั้งแต่ 44 kg ถึง 57,700 kg ต่อตัว
Marsh Mellow จากแบรด์ Firestone
Marsh Mellow เป็นสินค้าป้องกันแรงสั่นสะเทือนอีกตัวหนึ่ง แต่จะมีข้อแตกต่างจาก Air Spring ตรงที่ Marsh Mellow เป็นลูกยางทรงกระบอกตัน ไม่ต้องจ่ายลมอัดเหมือน Air Spring แต่ใช้คุณสมบัติที่ยืดหยุ่นของยางในการช่วยรับและป้องกันแรงสั่นแทน
ซึ่ง Marsh Mellow มีข้อดี ดังนี้
-
ศักยภาพในการรับแรงสั่นคงที่ ด้วยความที่ค่าคงที่ของสปริงของยาง Marsh Mellow จะมีการเปลี่ยนไปตามน้ำหนักที่กระทำตามความสูงของตัวยาง Marsh Mellow ซึ่งทำให้ค่าความถี่ธรรมชาติของยาง Marsh Mellow ค่อนข้างที่จะคงที่ ซึ่งส่งผลให้ศักยภาพในการรับแรงสั่นคงที่ ถึงแม้ว่าน้ำหนักของโหลดจะเปลี่ยนไปก็ตาม
-
ไม่เกิดการ Bottom-Out เหมือนสปริงขด การ Bottom-Out ของสปริงจะเกิดขึ้น เมื่อสปริงขดต้องรับน้ำหนักสูงมาก ๆ จนทำให้ตัวเกลียวสปริงเกิดการชนกัน เนื่องจากวัสดุ Marsh Mellow เป็นยาง จึงไม่เกิดปัญหาดังกล่าว
-
ป้องกันความเสียหายของเครื่องจักร หาก Marsh Mellow เสียหาย เมื่อสปริงขดเสียหาย มักจะเกิดการแตกกระจายของชิ้นส่วนขดสปริง ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้สร้างความเสียหายต่อเครื่องจักร แต่ด้วยวัสดุของ Marsh Mellow เป็นยาง ทำให้เวลาเสียหาย จะไม่สร้างความเสียหายต่อเครื่องจักร อีกทั้ง Marsh Mellow ยังสามารถรับน้ำหนักได้สูงกว่าสเปคมาก ทำให้โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวค่อนข้างยาก
-
ไม่จำเป็นต้องซ่อมบำรุง Marsh Mellow ไม่มีชิ้นส่วนที่ต้องเคลื่อนที่ ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการซ่อมบำรุงหรือใช้น้ำมันหล่อลื่น
-
สามารถทำงานได้ โดยไม่ต้องใช้ลมอัดหรือของไหลอื่นๆ ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องลมรั่วเหมือน Air Mount Isolation
Wire Rope Isolator จากแบรนด์ Enidine
Wire Rope Isolator ใช้เคเบิล Stainless Steel เป็นวัสดุหลัก ซึ่งนอกจากจะสามารถรับแรงสั่นสะเทือนได้แล้ว ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน และทนการกัดกร่อนได้ดี สามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้ เช่น สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ, มีสารเคมีและสารกัดกร่อน เป็นต้น
ในส่วนของการติดตั้ง Wire Rope Isolator มีวิธีการติดตั้งที่หลากหลายแนวแกนมากกว่า Air Spring และ Marsh Mellow เช่น
-
Compression
-
45 degree compression
-
Fixed shear
-
Fixed roll
ข้อได้เปรียบของ Wire Rope Isolation คือมีขนาดให้เลือกมากกว่า Air Spring และ Marsh Mellow ตั้งแต่ขนาดเล็ก ซึ่งเหมาะกับงานที่มีน้ำหนักเบา เช่น งานอิเล็กทรอนิกส์ แผงวงจร ที่มีความอ่อนไหวต่อแรงสั่นสะเทือน จนไปถึงงานสำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่
ทั้งนี้บริษัท Pneumax ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญในการป้องกันและจำกัดแรงสั่นสะเทือน ไม่ให้ส่งผลต่อเครื่องจักรบริเวณใกล้เคียง บริษัทจึงได้นำสินค้าในกลุ่ม Vibration Isolator ที่กล่าวมา เพื่อขายให้กับกลุ่มลูกค้าที่มีความสนใจ หรือกำลังหา Solution สำหรับแก้ปัญหาแรงสั่นสะเทือนจากเครื่องจักร
