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 ส ามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้ 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
