Bruel & Kjaer Machine diagnostic toolbox: เครื่องวินิจฉัยความสั่นสะเทือนของเครื่องจักร

เครื่องวินิจฉัยความสั่นสะเทือนของเครื่องจักรจาก Bruel&Kjaer ประกอบด้วยเครื่องวัดตระกูล PULSE multi-analyzer รุ่น 3560 ซึ่งมีรุ่นย่อยที่หลากหลายให้เลือกใช้ตามจำนวนจุดวัดที่จำเป็น ตั้งแต่ 2, 4 แชลแนลในรุ่น LAN-XI, 5 แชนแนลในรุ่น 3560B, 17 แชนแนลในรุ่น 3560C ขึ้นไปจนถึงเป็นร้อยๆ แชนแนลในรุ่น D และ E

เครื่องวินิจฉัยดังกล่าวมีรุ่นที่เป็นกระเป๋าหิ้วซึ่งบรรจุฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นทุกอย่างไว้ในกระเป๋ากันน้ำ กันกระแทกสีเหลืองใบเดียว ซึ่งรวมคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค PC ไว้ด้วย ซึ่งทั้งหมดนี้ทำงานด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ จึงสะดวกต่อการวัดในทุกๆ ที่ เรียกว่า Machine Diagnostic Toolbox

ฮาร์ดแวร์ของเครื่องวัด PULSE นั้นสามารถรับสัญญาณต่างๆ ได้มากมายทางขั้วต่อ BNC/BNT ตั้งแต่สัญญาณ RPM, สัญญาณความเร่ง, สัญญาณจากหัววัดความเร็ว, สัญญาณจาก Proximity probes หรือสัญญาณ Voltage จากระบบตรวจวัดอื่น เช่น CMS (Condition monitoring System) ฉะนั้น การวินิจฉัยปัญหาไดนามิกของเพลากับเครื่องที่มีระบบ CMS ประจำการอยู่จึงทำได้ง่ายๆ เพียงใช้สายต่อสัญญาณ BNC – BNT เท่านั้น

ยิ่งกว่านั้น ระบบวินิจฉัยของ B&K นี้ ยังมีชุดซอฟต์แวร์วิเคราะห์ปัญหาความสั่นสะเทือนให้เลือกใช้อย่างมากมาย ซึ่งจะขอกล่าวถึงรายละเอียดของแต่ละตัวพร้อมตัวอย่างการนำไปใช้ในลำดับต่อไป ซอฟต์แวร์ต่างๆ เหล่านี้ออกแบบเป็นโมดูล จึงอิสระต่อการเลือกใช้เท่าที่จำเป็น ระบบจึงทำให้เหมาะสมได้ในแต่ละอุตสาหกรรม เช่น โรงกลั่นน้ำมัน-โรงแยกก๊าซ, ปิโตรเคมี, โรงไฟฟ้า, โรงปูนซีเมนต์, โรงงานกระดาษ ฯลฯ

โมดูลของเครื่องมือเหล่านี้จะวินิจฉัยผลการวัดจากซอฟต์แวร์พื้นฐานเดียวกันคือ FFT analysis Type 7770 และโมดูลเครื่องมือทั้งหมดถูกออกแบบให้ใช้งานง่าย, ลำดับขั้นตอนตามงานจริง, จึงลดเวลาในการฝึกใช้งานลงได้อย่างมาก

ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ FFT รุ่น 7770

วิเคราะห์ FFT แบบ baseband และ Zoom: ผลการวิเคราะห์ FFT ทำให้สามารถเห็นถึงองค์ประกอบทางความถี่อันเป็นเอกลักษณ์ที่ฟ้องถึงปัญหาต่างๆ ของเครื่องจักรนั้น เช่นความไม่สมดุลของเพลา, เยื้องศูนย์, เพลาคด, เกียร์ หรือเฟืองบิ่น-สึกหรอ ฯลฯ นอกจากนี้ความละเอียดยังสูงถึง 6400 จุด ตลอดย่าน 0-25 KHz หรือจะ Zoom ดูในช่วงความถี่ย่านแคบๆ ได้ในความละเอียดระดับเดียวกัน เพื่อแยกความถี่ให้ใกล้ๆ กันให้แสดงเด่นชัดว่ามีความถี่อะไรประกอบอยู่บ้าง

โหมดวิเคราะห์ CEPSTRUM: การแสดงผลความสั่นสะเทือนในโหมดนี้ แกน X ของกราฟจะแสดงคาบเวลาของความสั่นที่ตรวจพบ ซึ่งสะดวกต่อการวิเคราะห์ฮาร์โมนิกและไซด์แบนด์ ซึ่งง่ายต่อการสังเกตุปัญหาที่เกิดจากฟันเฟืองเกียร์ชำรุดและตลับลูกปืนชำรุด ดังแสดงในรูปที่ 1

โหมดวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ (Frequency Response Function, FRF) ผลการวัดความสั่นสะเทือนที่วัดได้ของเครื่องจักรนั้นเกิดจากผลรวมของแรงกระทำจากชิ้นส่วนเคลื่อนที่รวมกับ resonances ของโครงสร้างเครื่องจักรนั้น การวิเคราะห์ FRF จะช่วยแยกแยะความถี่ของสาเหตุทั้งสองออกจากกัน ทำให้ป้องกันการเข้าใจผิดในความถี่ที่ตรวจพบและไม่ไปเปลี่ยนชิ้นส่วนหมุนที่ไม่ใช่สาเหตุที่แท้จริงได้

ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ ENVELOPE รุ่น 7773

ความผิดปกติที่เกิดขึ้นในส่วนตลับลูกปืน, ฟันเฟืองและใบพัดเทอร์ไบน์ จะมีระดับขนาดของความสั่นสะเทือนต่ำ ยากต่อการพบแต่เนิ่นๆ และมักพบเมื่อเกิดความเสียหายรุนแรงแล้ว การแสดงผลแบบ ENVELOPE นี้ แสดงความผิดปกติของสัญญาณระดับต่ำเหล่านี้ได้ชัดเจนพร้อมกับให้ค่าความถี่ที่แม่นยำ ทำให้การวิเคราะห์ปัญหาของชิ้นส่วนหมุนเหล่านี้แม่นยำอย่างยิ่ง ดังแสดงในรูปที่ 2

ซอฟต์แวร์บันทึกข้อมูล รุ่น 7708

สัญญาณเวลาของรูปคลื่นความสั่นสะเทือนสามารถใช้ซอฟต์แวร์นี้บันทึกลงฮาร์ดดิสก์ได้ในเวลาที่ซอฟต์แวร์อื่นกำลังวิเคราะห์อยู่ ทำให้มีข้อมูลสำหรับวิเคราะห์ในภายหลังได้เมื่อต่องการ โดยไม่ต้องกลับไปวัดความสั่นสะเทือนที่เครื่องจักรซ้ำและข้อมูลที่สามารถบันทึกได้ยังมีประโยชน์อย่างยิ่งกับการค้นหาสาเหตุของความผิดปกติที่เกิดขึ้นนานๆ ครั้ง และการบันทึกดังกล่าวสามารถสั่งเริ่ม-หยุดได้ตามสัญญาณเช่น RPM หรือขนาดการสั่นที่มากเกินค่าที่ตั้งไว้ก็ได้

ซอฟต์แวร์จัดการไฟล์สัญญาณเวลารุ่น 7789

ซอฟต์แวร์นี้เปิดข้อมูลสัญญาณเวลาที่บันทึกได้จาก 7708 หรือ WAV ไฟล์ขึ้นแสดงโปนไฟล์บนจอให้สามารถเลือกช่วงที่สงสัยออกจากสัญญาณที่บันทึกเป็นเวลาช่วงยาวๆ ทำให้ค้นหาความสัมพันธ์ของเหตุการณ์ผิดปกติในแชนแนล หรือตำแหน่งต่างๆ ที่ตรวจวัดว่าสัมพันธ์ หรือเข้าจังหวะกับความสั่นสะเทือนที่ผิดปกติ หรือไม่ ดังแสดงในรูปที่ 3

ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ ORDER รุ่น 7702

การวิเคราะห์ ORDER เป็นเครื่องมือจำเป็นในการวิเคราะห์เครื่องจักรที่มีความเร็วไม่คงที่ โดยใช้สัญญาณ RPM เป็นหลักในการกำหนดความช้าเร็วในการสุ่มข้อมูลและแสดงผลความถี่ของความสั่นสะเทือนในหน่วยของจำนวนเท่าของ RPM เมื่อวิเคราะห์เครื่องจักรเครื่องยนต์ในรูปแบบ RUNUP/RUNDOWN จะเห็นผลต่างของความสั่นจากชิ้นส่วนหมุนออกจาก resonance ของโครงสร้างอย่างชัดเจน ดังแสดงในรูปที่ 4

หากไม่มีสัญญาณ RPM ซอฟต์แวร์นี้มีคุณสมบัติพิเศษที่ชื่อว่า AUTOTRACKING สามารถสังเคราะห์สัญญาณ RPM ขึ้นจากสัญญาณความสั่นสะเทือนเพื่อเป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ ORDER ได้อีกด้วย

ซอฟต์แวร์ BALANCE เพลารุ่น 7790A

เพลาที่ถ่วงสมดุลมาไม่ดีเป็นปัญหาพื้นฐานของเครื่องจักรทุกแบบ ซอฟต์แวร์นี้จะช่วยถ่วงสมดุลเพลาทั้งแบบระนาบเดียวและสองระนาบ ในงานสมดุลเพลาภาคสนามทั้งแบบถ่วงในเครื่องจักรและแบบถอดออกมาถ่วงด้วยเครื่อง BALANCE ดังแสดงในรูปที่ 6

ซอฟต์แวร์แสดงรูปแบบของการบิดตัว ขณะทำงานของเครื่องจักร รุ่น 7765 และ 7754G

ขณะเครื่องจักรต่างๆ กำลังทำงานอยู่นั้น โครงของมันจะบิดตัวในรูปแบบต่างๆ ขึ้นกับความแข็งแรงและจุดยึดฯลฯ ซอฟต์แวร์นี้แสดงภาพจำลองการบิดตัวขณะทำงานของเครื่องจักรที่ตรวจวัดความสั่นสะเทือน เพื่อเป็นประโยชน์ในการช่วยค้นหาตำแหน่งที่เป็นจุดอ่อนต่อการแตกร้าว, หลุดหลวมง่ายและปัญหาวัสดุล้าตัว ดังแสดงในรูปที่ 7