ทำความรู้จัก “เครื่องวัดความตึงสายพาน” วัดค่าอย่างไรให้ได้มาตรฐาน?

            เครื่องวัดความตึงสายพาน เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ตรวจสอบและควบคุมความตึงของสายพานในระบบเครื่องจักร เพื่อให้สายพานทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการสึกหรอและยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักร หากสายพานตึงผิดปกติอาจทำให้เครื่องจักรเสียหายหรือหยุดชะงักได้ การวัดความตึงสายพานจึงต้องทำอย่างถูกต้องและได้มาตรฐานเพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้

เครื่องวัดความตึงสายพานคืออะไร?

เครื่องวัดความตึงสายพานเป็นเครื่องมือวัดที่ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบแรงตึงหรือความเครียดที่เกิดขึ้นในสายพานขณะที่ระบบกำลังทำงาน เครื่องมือนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า “ความสัมพันธ์ระหว่างความตึงและความถี่การสั่น”

หลักการทำงานพื้นฐานคล้ายกับการดีดสายกีต้าร์ เมื่อสายกีต้าร์ตึงมาก เสียงที่ออกมาจะมีความถี่สูง แต่หากสายหย่อน เสียงจะมีความถี่ต่ำ เช่นเดียวกับสายพาน เมื่อความตึงเปลี่ยนไป ความถี่การสั่นก็จะเปลี่ยนตามไปด้วย

เครื่องวัดความตึงสายพานทำงานโดยการส่งคลื่นเสียงความถี่สูงหรือใช้เลเซอร์ไปกระทบกับสายพาน จากนั้นวัดความถี่การสั่นสะท้อนกลับมา ด้วยการประมวลผลข้อมูลทางคณิตศาสตร์ เครื่องมือจะแปลงความถี่เหล่านี้เป็นค่าความตึงที่แสดงผลในหน่วยต่างๆ เช่น นิวตัน ปอนด์ หรือกิโลกรัม

การทำงานของเครื่องมือนี้มีความแม่นยำสูงและสามารถใช้งานได้กับสายพานหลากหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นสายพาน V-Belt, Timing Belt, หรือ Flat Belt โดยไม่จำเป็นต้องหยุดการทำงานของเครื่องจักร

ประเภทของเครื่องวัดความตึงสายพาน

เครื่องวัดความตึงสายพานมีหลายประเภทที่แตกต่างกันตามเทคโนโลยีและวิธีการใช้งาน แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อจำกัดเป็นของตัวเอง เช่น

• เครื่องวัดแบบอะคูสติก (Acoustic Tension Meter) เป็นประเภทที่พบเห็นมากที่สุดในอุตสาหกรรม ทำงานโดยการวัดความถี่เสียงที่เกิดจากการสั่นของสายพาน มีข้อดีคือราคาไม่แพงมาก ใช้งานง่าย และให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำพอสมควร เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป
• เครื่องวัดแบบเลเซอร์ (Laser Tension Meter) ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในการวัดการสั่นของสายพาน มีความแม่นยำสูงกว่าแบบอะคูสติก สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนได้ดี แต่มีราคาสูงกว่า
• เครื่องวัดแบบแรงกด (Deflection Force Meter) วัดความตึงโดยการใช้แรงกดสายพานและวัดระยะการโก่งตัว เป็นวิธีการแบบเก่าที่ยังคงใช้กันอยู่ แต่ต้องสัมผัสกับสายพานโดยตรง และอาจไม่เหมาะกับสายพานบางประเภท
• เครื่องวัดแบบดิจิทัล (Digital Tension Meter) เป็นการพัฒนาจากเครื่องมือแบบเก่าให้มีความทันสมัยมากขึ้น สามารถเก็บข้อมูลการวัด แสดงผลแบบกราฟิก และเชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์เพื่อการวิเคราะห์ข้อมูล
• เครื่องวัดแบบพกพา (Portable Tension Meter) ออกแบบให้เคลื่อนที่ได้ง่าย มีน้ำหนักเบาและขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับช่างที่ต้องเดินทางไปตรวจสอบเครื่องจักรในหลายจุด

หลักการวัดและเทคโนโลยี

การวัดความตึงสายพานอาศัยหลักการทางฟิสิกส์หลายประการที่น่าสนใจ หลักการแรกคือความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างแรงตึงและความถี่การสั่น ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยสมการฟิสิกส์ที่ว่า ความถี่การสั่นจะเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของแรงตึงหารด้วยมวลต่อหน่วยความยาวของสายพาน

เครื่องวัดสมัยใหม่ใช้เทคโนโลยี Digital Signal Processing (DSP) ในการประมวลผลสัญญาณที่ได้รับ ทำให้สามารถกรองเสียงรบกวนและได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดังหรือการสั่นสะเทือนจากเครื่องจักรอื่น

การสอบเทียบ (Calibration) เป็นขั้นตอนสำคัญที่ทำให้เครื่องวัดให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง เครื่องวัดจะมีค่าการตั้งค่าสำหรับสายพานแต่ละประเภท เนื่องจากสายพานที่แตกต่างกันจะมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน เช่น ความหนาแน่น โมดูลัสความยืดหยุ่น และโครงสร้างภายใน

อัลกอริทึมการคำนวณในเครื่องวัดสมัยใหม่มีความซับซ้อนมาก สามารถชดเชยค่าผิดพลาดที่เกิดจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และการสั่นสะเทือนจากแหล่งภายนอก

มาตรฐานการวัดและค่าอ้างอิง

การกำหนดค่าความตึงที่เหมาะสมสำหรับสายพานแต่ละประเภทมีมาตรฐานที่ชัดเจน โดยทั่วไปจะพิจารณาจากหลายปัจจัย ได้แก่ ประเภทของสายพาน ขนาดของรอก ระยะห่างระหว่างรอก และกำลังที่ต้องส่งผ่าน

สำหรับสายพาน V-Belt ความตึงมาตรฐานมักอยู่ในช่วง 50-100 นิวตัน ขึ้นอยู่กับขนาด สายพาน Timing Belt ต้องการความตึงที่แม่นยำมากขึ้น เพื่อป้องกันการกระโดดของฟัน ส่วนสายพาน Flat Belt ใช้ค่าความตึงที่ต่ำกว่าแต่ต้องสม่ำเสมอตลอดความกว้าง

ค่าความตึงที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดความเค้นมากเกินไปต่อแบริ่ง ส่งผลให้สึกหรอก่อนกำหนด ขณะที่ความตึงต่ำเกินไปจะทำให้เกิดการลื่นไถล การสึกหรอของสายพาน และการส่งกำลังที่ไม่มีประสิทธิภาพ

มาตรฐานสากลต่าง ๆ เช่น ISO, ANSI และ DIN ได้กำหนดแนวทางการวัดและค่าอ้างอิงสำหรับสายพานประเภทต่าง ๆ การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบส่งกำลังจะทำงานได้อย่างเหมาะสมและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

การติดตามแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของค่าความตึงเมื่อเวลาผ่านไปเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวางแผนการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน หากพบว่าค่าความตึงลดลงอย่างรวดเร็วอาจบ่งชี้ถึงปัญหาของสายพานหรือการยืดตัวผิดปกติ

SKF PHL FM10/400 เครื่องมือตั้งความตึงสายพาน จาก MAPROMASTERSHOP

เครื่องมือ SKF PHL FM10/400 เป็นอุปกรณ์วัดความตึงสายพานที่ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับคลื่นความถี่จากการสั่นไหวของสายพาน การทำงานของเครื่องนี้อาศัยหลักการแปลงสัญญาณความถี่เป็นค่าความตึงในหน่วยนิวตัน ทำให้สามารถประเมินความตึงของสายพานได้อย่างแม่นยำ

เครื่องมือนี้มีจุดเด่นคือความสามารถในการวัดได้หลากหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นสายพาน V-Belt หรือ Timing Belt ช่วงการตรวจวัดความถี่อยู่ระหว่าง 10-400 Hz ระบบเล็งด้วยลำแสง LED สีส้มช่วยให้การใช้งานสะดวกและแม่นยำมากขึ้น

การใช้งานเป็นไปอย่างง่ายดาย เพียงใส่ข้อมูลประเภทสายพานและระยะห่างระหว่างรอกทั้งสองฝั่ง เครื่องจะคำนวณและแสดงผลค่าความตึงบนหน้าจอดิจิทัลได้ทันที นอกจากนี้ยังมีตารางค่ามาตรฐานความตึงสายพานแต่ละประเภทในตัว ทำให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบและปรับตั้งค่า

ด้วยการออกแบบให้มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา พร้อมระบบเรโซเนเตอร์เชิงกลสำหรับการสอบเทียบค่าความถี่ ทำให้เครื่อง SKF PHL FM10/400 เป็นเครื่องมือที่เชื่อถือได้สำหรับการบำรุงรักษาระบบสายพานในอุตสาหกรรม