Coupling

คัปปลิง ( coupling )

คัปปลิง คือ การส่งผ่านกำลัง โดยการเยื้องศูนย์

การเยื้องศูนย์ เกิดจากสาเหตุ การประกอบชิ้นส่วนกลไกได้อย่างไม่เที่ยงตรง เช่น ชิ้นส่วนมอเตอร์ที่ต่อเข้ากับปั้มน้ำ ตำแหน่งศะนย์กลางของแกนที่จะประกอบไม่ตรงกัน เกิดการเลื่อนตำแหน่งอาจเกิดการเสียหาย รูปแบบของการเชื่อมต่อระหว่างแกนหมุนกับเพลาแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะคือ

            1.การเยื้องศูนย์เชิงมุม เป็นลักษณะการเชื่อมต่อระหว่าง แกนมุมของมอเตอร์ กับเพลาหมุนของเครื่องจักรที่ไม่ได้แนวตรง ทำมุมระหว่างกัน สาเหตุเกิดจากการติดตั้งไม่ดี เอียงองศาทำมุมค่าใดค่าหนึ่ง การเชื่อมต่อแบบนี้ ในแนวเชิงมุมจะสร้างโมเมนต์การโก่งตัวขึ้นที่แกนหมุน และส่งผลต่อให้เกิดการสั่นสะเทือนตั้งแต่ 1เท่าไปถึง 2เท่าของความเร็วรอบแรงสั่นสะเทือนนี้จะส่งผลไปยังตลับลูกปืนของเพลาหมุนทั้งสองฝั่งด้วยสุดท้ายจะเกิดความเสียหายกับเครื่องจักรโดยตรง

            2.การเยื้องศูนย์แนวขนาน จะเกิดขึ้นเมื่อแนวศูนย์กลางของเพลาทั้งสองขนานกัน แต่ไม่ได้อยู่ในแนวขนานเดียวกัน บางครั้งการเยื้องศูนย์ อาจจะเกิดแบบผสมคือ ไม่ขนานและทำมุมเอียงต่อกัน ถ้าความเร็วรอบของเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็น 2เท่าของความเร็วรอบ เช่นความเร็วที่เพิ่มขึ้น 2เท่าส่งผลให้การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น 4เท่า

หมายเหตุ แท้จริงแล้วการผิดพลาดในแนวศูนย์อีก 1อย่างคือความผิดพลาดในแนวแกนรุนของเพลา คือความผิดพลาดของเพลาที่ยอมให้เพลาเคลื่อนที่ผ่านเข้าออกได้ในแนวแกนเพลา

อุปกรณ์ต่อเชื่อมเพลา ( coupling )

            มอเตอร์ขนาดใหญ่จะเชื่อมต่อเพลาเพื่อขับโหลดด้วยคัปปลิง ( coupling ) แบ่งได้ 2 ชนิด คือแบบอ่อน ( Flexible ) ซึ่งยืดหยุ่นได้ และแบบแข็ง ( Rigid ) คัปปลิงแบบแข็ง ตำแหน่งของรูเพลาและแกนทั้งสองข้างจะถูกตรึงแนวตรงกันพอดี ไม่สามารถห้อยตัวได้  จึงเรียกว่าแบบแข็ง ในทางกลับกันถ้าเป็นคัปปลิงแบบอ่อนจะยอมให้มีระยะผิดเพี้ยนได้ จึงช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น และยังช่วยลดแรงสั่นสะเทือน

            ข้อเสียของการใช้คัปปลิงแบบอ่อนก็คือ เมื่อมีการขับเคลื่อน แรงบิดจะส่งผ่านไปยังตลับลูกปืนของมอเตอร์ ทำให้รับแรงมากขึ้นกว่าปกติ และถ้าขับด้วยโหลดหนักๆ หรือมีการกลับทิศทางการหมุนบ่อยๆ ตลับลูกปืนจะรับแรงมากเลยทีเดียว

การป้องกันการเยื้องศูนย์

            ความผิดปกติของการเยื้องศูนย์ของเพลาที่หมุน โดยมีคัปปลิงเป็นตัวส่งผ่านกำลังสามารถป้องกัน และแก้ไขด้วยการตรวจเช็คระบบของเครื่องจักรเป็นระยะ ความถี่ก็ยังขึ้นอยู่กับชั่วโมงการทำงาน และประเภทของเครื่องจักร และสิ่งสำคัญนอกจากการหมั่นตรวจดู การเยื้องศูนย์ ความผิดปกติของคัปปลิงแล้ว มอเตอร์ ตลับลูกปืน ควรเลือกใช้ให้สัมพันธ์กัน

การต่อเพลาส่งกำลังระหว่างตัวขับกับตัวตามทำได้หลายวิธี วิธีหนึ่งที่การใช้มากๆก็คือ คัปปลิงต่อเพลา เพื่อวัตถุประสงค์ /ประโยชน์

            1.ทำให้สามารถต่อ/ถอดแยกระหว่างเครื่องจักร ตัวขับซึ่งอาจจะเป็น Motor/เครื่องยนต์ กับเครื่องจักรตัวตาม อาจจะเป็น เกียร์ ปั้ม พัดลม ทำให้สะดวกในการขนย้าย ติดตั้ง ซ่อมบำรุง

            2.คับปลิงบางตัวออกแบบให้มีการห้อยตัว อ่อนตัวยืดหยุ่นได้ ทำให้ลดอาการกระตุก การฉุดลาก การขับเคลื่อนจะนุ่มนวลยิ่งขึ้น

            3.คัปปลิงบางชนิด ช่วยทำให้การติดตั้งระหว่างตัวขับกับตัวตาม ในการประกอบและใช้งานเกิดความผิดพลาดตามแนวศูนย์ได้เล็กน้อย ช่วยลดอาการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นได้อีก

            4.บางครั้ง Coupling เป็นตัวกำหนดการทำงานในการรับโหลดที่ห้ามเกินกำลัง ถ้าเกินกว่านั้นทำให้ Coupling เสียหาย แตกหัก ซึ่งเป็นเรื่องที่ดีในการ safety ไม่ใช้อุปกรณ์ที่มีความสำคัญกว่าเสียหายคือ มอเตอร์ เป็นต้น

ข้อคำนึงในการเลือก Coupling

            1.ต้องดูลักษณะการใช้งาน แล้วจึงเลือกคัปปลิงให้เหมาะสม เครื่องจักรประเภทไหน การทำงานมีโหลดมาก-โหลดน้อย การกระตุกของเครื่องจักร เพราะ Coupling ถูกผลิตมาให้มีค่า safety factor ค่าความเผื่อความปลอดภัยที่แตกต่างกัน เพื่อความปลอดภัยของเครื่องจักร ป้องกกันเครื่องจักรทำงานเกินกำลัง ( overload ) และถ้าเลือกใช้อย่างดีแล้วยังช่วยลดการสั่นสะเทือน ลดการกระตุกของเครื่องจักร จามความนุ่มนวลในขณะที่ทำงานได้ด้วย

            2.ความเร็วของเพลาขับ ยิ่งรอบสูงๆ ต้องคำนวณเลือกใช้ให้ดี จะต้องไม่เกินกว่าที่ Coupling ตัวนั้นจะรับได้ เพื่อไม่ให้เกิดการเสียหาย

            3.ค่าความผิดพลาดแนวเยื้องศูนย์ ( Misalignment ) ไม่ว่าจะเป็นแนวขนาน หรือเชิงมุม ต้องเป็นค่าที่ยอมรับได้เพื่อความยืดหยุ่นได้บ้าง แต่ใน Coupling แบบแข็ง จะไม่สามารถห้อยตัว หรือยอยผิดพลาดแนวเยื้องศูนย์ได้เลย

            4.ดูความเหมาะสมของผู้ใช้เอง คือ ปัจจัยเรื่องราคา ความยากง่ายในการติดตั้ง ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา ความคุ้มค่าของระยะในการใช้งาน ทนต่อสภาพแวดล้อม การหล่อลื่น ในบางอุตสาหกรรม จำเป็นต้องดูในเรื่องของความสะอาด เช่น อาหาร สิ่งทอ