ในด้านวิศวกรรม คําว่าช็อคและการสั่นสะเทือน มักถูกกล่าวถึงด้วยกัน แต่มันอธิบายปรากฏการณ์ทางกลที่แตกต่างกันอย่างพื้นฐานถึงแม้ว่าทั้งคู่สามารถลดความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และสั้นอายุการใช้งาน, มันมีผลต่อเครื่องจักรในวิธีที่แตกต่างกัน และต้องการกลยุทธ์การป้องกันที่แตกต่างกัน
ความ คิด ที่ ไม่ ถูก ต้อง ที่ บ่อย คน มี คือ การ โชค เป็น เพียง "การ สั่น สั่น ที่ แรง" เท่า นั้น แต่ ความ จริง ก็ ว่า มัน ต่าง กัน ใน เรื่อง ระยะ ยาว, ลักษณะ ความ อัตรา อัตรา, การ ส่ง พลังงาน, และ ประเภท ของ ความ เสียหาย ที่ เกิด ขึ้น.การ เลือก ระบบ เงียบ โดย ไม่ เข้าใจ ความแตกต่าง เหล่านี้ อาจ ส่ง ผล ให้ อุปกรณ์ พลาด อย่าง ไม่ คาด, แม้ว่าระบบจะทํางานได้ดีในสภาพการทํางานปกติ
ที่บริษัทไซอันฮวนไมโครเวฟ จํากัดวิศวกรของเราทํางานกับทางแก้ไขการแยกความสั่นสะเทือน สําหรับการใช้งานตั้งแต่ อิเล็กทรอนิกส์ทางเรือ และระบบติดรถยนต์ ไปยังตู้ควบคุมอุตสาหกรรมและเครื่องมือแม่นยําสอนหนึ่งที่ได้รับจากโครงการเหล่านี้ คือการป้องกันอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ ต้องการการประเมินทั้งการสั่นและการกระแทกด้วยกัน ไม่ใช่แยกกัน
คู่มือนี้อธิบายความแตกต่างระหว่างการกระแทกและการสั่นสะเทือน วิธีที่มันเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของโลกจริงและวิธีการที่ใช้ในการเลือกวิธีการแยกที่เหมาะสม.
การสั่นสะเทือนทางกล คือการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องรอบตําแหน่งสมดุล มันเกิดขึ้นซ้ํา ๆ นาน และอาจดําเนินการตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ประเภทของแหล่งดังนี้:
•มอเตอร์ไฟฟ้า
•เครื่องยนต์ดีเซล
•ปั๊มและเครื่องบด
•แฟนเย็น
•เครื่องยนต์รถยนต์
•ระบบรถไฟ
•อุปกรณ์ขับเคลื่อนเรือ
•ระบบ HVAC
•เครื่องจักรอุตสาหกรรม
เนื่องจากการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แม้แต่ระดับการเร่งที่ค่อนข้างต่ํา ๆ ก็สามารถนําไปสู่ความเสียหายจากการเหนื่อยล้าในที่สุด
ความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนที่พบบ่อย ๆ ได้แก่
•เครื่องประกอบแนบลอย
•สับผสมผสานที่แตก
•การสกัดสอย
•การปลดปลดของพับ
•ความเหนื่อยของสายไฟ
•การเคลื่อนไหวของเซ็นเซอร์
•ความแม่นยําในการวัดที่ลดลง
•เสียงเสียงของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น
ไม่เหมือนกับการกระแทก ความสั่นสะเทือน ทําให้ส่วนประกอบอ่อนแอไปอย่างช้า ๆ ผ่านการชะลอชาร์จหลายล้านครั้ง
ช็อคกลไก คือเหตุการณ์ระยะสั้น ความเร็วสูง เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างฉับพลัน
ไม่เหมือนกับการสั่นสะเทือน การกระแทกประจําระยะเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที แต่ส่งพลังงานจํานวนมากไปทันที
สาเหตุทั่วไปประกอบด้วย:
•การทิ้งอุปกรณ์
•ผลกระทบต่อการขนส่ง
•การเบรกฉุกเฉิน
•ช่องทาง
•คลื่นชนเรือ
•การลงจอดเครื่องบิน
•การบรรทุกและการบรรลุ
•การชนกันแบบไม่คาดคิด
โชคมักส่งผลให้เกิดความเสียหายทันที เช่น
•บอร์ดวงจรหัก
•หมวกบิด
•หม้อเรือนแตก
•การย้ายส่วนประกอบภายใน
•การแยกตัวเชื่อม
•ความผิดสอดคล้องทางแสง
•การปรับปรุงโครงสร้าง
แม้เหตุการณ์การกระแทกจะสั้น แต่มันมักจะผลิตความเร่งสูงสูงกว่าการสั่นสะเทือนในการทํางานปกติ
| ลักษณะ | โชค | การสั่นสะเทือน |
| ประเภทการเคลื่อนไหว | การกระแทกกระทันหัน | การสั่นสั่นต่อเนื่อง |
| ระยะเวลา | มิลลิวินาที | ต่อเนื่องหรือซ้ํา |
| การเกิดขึ้น | บางครั้ง | ต่อเนื่อง |
| สาเหตุ หลัก | การชน, การตก, การชน | เครื่องจักรกลหมุน |
| ความเสียหายทั่วไป | ความล้มเหลวทันที | ความอ่อนเพลีย |
| เน้นในการออกแบบ | การดูดซึมพลังงาน | การลดการสั่นสะเทือน |
พูดง่ายๆ ช็อคทําให้เกิดความเสียหายอย่างฉับพลัน ความสั่นสะเทือนทําให้เกิดความเสียหายอย่างช้าๆ
ในการใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติการ อุปกรณ์บ่อยครั้งไม่ประสบกับภาระทางกลเพียงชนิดเดียว
ตัวอย่างเช่น
อิเล็กทรอนิกส์เรือ
ระบบนําทางที่ติดตั้งอยู่ใกล้เครื่องยนต์ของเรือ จะมีแรงสั่นของเครื่องยนต์ต่อเนื่องระหว่างการทํางานปกติสภาพทะเลที่ไม่สงบสร้างแรงกระแทกเพิ่มเติมเมื่อคลื่นชนลําเรือ.
อุปกรณ์ติดรถยนต์
ระบบสื่อสารที่ติดตั้งบนเครื่องรับมือฉุกเฉิน หรือรถยนต์ก่อสร้าง ถูกเผชิญกับการสั่นสะเทือนถนนอย่างต่อเนื่องระหว่างขับขี่และการชนซ้ําเมื่อเดินทางผ่านพื้นที่ที่ไม่เรียบ
อุปกรณ์อุตสาหกรรม
ตู้ควบคุมอุตสาหกรรมที่ตั้งอยู่ใกล้คอมเพรสเซอร์หรือเครื่องผลิต อาการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์อย่างต่อเนื่องหรือการปิดฉุกเฉิน นํามาซึ่งเหตุการณ์กระแทกบางครั้ง.
เนื่องจากสถานการณ์เหล่านี้มักจะเกิดขึ้นพร้อมกัน นักวิศวกรมักจะประเมินทั้งความทนต่อการกระแทกและการแยกกันจากการสั่นสะเทือน ระหว่างการออกแบบอุปกรณ์
จากประสบการณ์ทางวิศวกรรมของเรา หนึ่งในความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด คือการเลือกตัวแยกความสั่นสะเทือน
ขณะที่ความสามารถในการบรรทุกภาระมีความสําคัญ แต่มันเป็นเพียงส่วนหนึ่งของกระบวนการเลือก
ปัจจัยสําคัญอื่นๆ ได้แก่
•แนวทางการติดตั้ง
•ศูนย์แรงโน้ม
•ความถี่ของสั่นสะเทือน
•ความรุนแรงของการกระแทกที่คาด
•วิธีการติดตั้งอุปกรณ์
•อุณหภูมิแวดล้อม
•ความต้องการความต้านทานต่อการกัดกรอง
การละเว้นปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลให้การแยกตัวมีประสิทธิภาพที่ไม่ดี แม้ว่าตัวแยกตัวที่เลือกจะมีความจุพอเพียง
ไม่มีคําตอบทั่วไป
การกระแทกอาจทําให้โครงสร้างล้มเหลวทันที ส่วนการสั่นสะเทือนอาจทําให้เกิดความเหนื่อยนาน
ตัวอย่างเช่น
อุปกรณ์ไฟฟ้าแม่นยํา อาจทนต่อการสั่นสะเทือนเป็นพันๆ ชั่วโมง แต่จะปรับผิดไปหลังจากเกิดการชนครั้งเดียว
ในทางตรงกันข้าม เครื่องควบคุมมอเตอร์อุตสาหกรรมอาจทนต่อการกระแทกจากการขนส่งบางครั้ง แต่ค่อยๆ พัฒนาความเหนื่อยของสายผ่าหลังจากการสั่นสั่นต่อเนื่องหลายปี
ฉะนั้น การออกแบบอุปกรณ์ที่น่าเชื่อถือที่สุด จะพิจารณาทั้งสองสภาวะพร้อมกัน
เทคโนโลยีการแยกที่แตกต่างกันถูกออกแบบให้กับสภาพการทํางานที่แตกต่างกัน
เครื่องแยกเชือกสายไฟถูกใช้อย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ เพราะมันรวมกันกันความสามารถในการดึงดูดแรงกระแทกที่ดีเยี่ยมกับการแยกความสั่นสะเทือนแบบเบรดแบนด์โครงสร้างทั้งหมดของโลหะของพวกเขายังทําให้อายุการใช้งานยาวความทนทานต่อการกัดกร่อน และการทํางานที่ไม่ต้องดูแล
หน่วยยืดหยุ่นเหมาะสําหรับการใช้งานอุตสาหกรรมหลายอย่างที่ต้องการขนาดเล็กและการควบคุมการสั่นสะเทือนความถี่กลางที่มีประสิทธิภาพ
เครื่องแยกสตรอิงถูกเลือกโดยทั่วไปสําหรับเครื่องจักรหนัก ที่การแยกสั่นระดับความถี่ต่ําเป็นเป้าหมายหลัก
การเลือกทางออกที่เหมาะสมต้องพิจารณาทั้งช่วงความสั่นสะเทือนที่คาดหวัง และเหตุการณ์การกระแทกที่อาจเกิดขึ้นแทนที่จะเน้นต่อปารามิเตอร์การทํางานเดียว
ก่อนที่จะเลือกระบบแยกตัวเครื่อง วิศวกรควรประเมิน
•น้ําหนักของอุปกรณ์
•การตั้งตั้ง
•สภาพแวดล้อมการทํางาน
•ระยะความถี่ของการสั่น
•สภาพกระแทกที่คาด
•พื้นที่ติดตั้ง
•ระยะอุณหภูมิ
•ความต้องการด้านการบํารุงรักษา
ระบบแยกที่ออกแบบได้ดี ควรปกป้องอุปกรณ์ตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และไม่เพียงแค่ภายใต้สภาพห้องปฏิบัติการ
ถึงแม้ว่าการกระแทกและการสั่นสะเทือน จะเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด แต่มันเป็นปัญหาทางกลที่แตกต่างกัน
การกระแทกคือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลัน และมีพลังงานสูง ซึ่งอาจทําให้เกิดความเสียหายทันที ในขณะที่การสั่นสะเทือนคือการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งค่อยๆ นําไปสู่ความเหนื่อยล้า และความน่าเชื่อถือที่ลดลง
การเข้าใจปรากฏการณ์ทั้งสองอย่างเป็นสิ่งจําเป็นในการเลือกวิธีการทดสอบที่เหมาะสม การออกแบบระบบแยกกันที่มีประสิทธิภาพ และการปรับปรุงความทนทานของอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
ไม่ว่าจะเป็นการป้องกัน อิเล็กทรอนิกส์ทางเรือ เครื่องจักรกลอุตสาหกรรม ระบบติดรถยนต์ หรือเครื่องมือความแม่นยําการประเมินทั้งการกระแทกและการสั่นสะเทือนด้วยกัน ให้พื้นฐานที่น่าเชื่อถือมากขึ้นสําหรับผลงานของอุปกรณ์ในระยะยาว.
ถาม: การกระแทกกับการสั่นกระแทกก็เหมือนกันไหม?
ตอบ: ไม่ แม้ว่าทั้งสองจะเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทางกล แต่มันต่างกัน โชคคือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันและระยะสั้น ที่เกิดจากการชนหรือการเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างฉับพลันขณะที่การสั่นสะเทือนคือการเคลื่อนไหวที่สั่นสะเทือนต่อเนื่องหรือซ้ําเนื่องจากมันมีผลต่ออุปกรณ์ต่างกัน มันมักต้องการกลยุทธ์การแยกแยกที่แตกต่างกัน
ถาม: ความสั่นสะเทือนสามารถทําให้เกิดความเสียหายมากกว่าการกระแทกได้หรือไม่?
ตอบ: มันขึ้นอยู่กับการใช้งาน การกระแทกอาจทําให้เกิดความล้มเหลวทันที เช่น บอร์ดวงจรแตกหรือบราคเก็ตบิด ส่วนการสั่นสะเทือนมักจะทําให้เกิดความเหนื่อยเพลินในระยะเวลาในระบบอุตสาหกรรมหลายแห่ง, ความสั่นสะเทือนระยะยาว เป็นสาเหตุของการปลดล้างของเครื่องประกอบ, ทําลายสับเชื่อม, และลดความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
ถาม: อุปกรณ์อุตสาหกรรมและยานพาหนะ มีอาการกระแทกและสั่นกระแทกกันไหม?
ตอบ: ครับ สภาพแวดล้อมที่จริงส่วนใหญ่ทําให้อุปกรณ์ต้องเผชิญกับทั้งสองสภาพ เช่นตู้สื่อสารที่ติดตั้งในรถยนต์มีอาการสั่นสะเทือนต่อเนื่องระหว่างขับรถ และกระแทกบางครั้งเมื่อเดินทางบนถนนที่ไม่เรียบ หรือระหว่างการบรรทุกและการปล่อยการออกแบบสําหรับทั้งสองภาวะ ให้ความคุ้มกันที่ดีต่อระยะยาว
Q: ผมสามารถกําหนดได้อย่างไรว่า อุปกรณ์ของผมต้องการการป้องกันการกระแทก หรือการแยกความสั่น หรือทั้งสองอย่าง?
ตอบ: คําตอบขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทํางาน อุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ใกล้เครื่องจักรหมุนมักต้องแยกความสั่นสะเทือนหรือการจัดการที่หยาบคายยังต้องการการป้องกันการกระแทกในอุตสาหกรรม, ทะเล, และการใช้งานรถยนต์มากมาย, วิศวกรประเมินสถานการณ์ทั้งสองพร้อมกัน.
Q: ความแตกต่างระหว่างการแยกความสั่นและการแยกความกระแทกคืออะไร?
A: การแยกความสั่นสะเทือนลดการส่งต่อเนื่องของแรงสั่นสะเทือนจากโครงสร้างหนึ่งไปยังโครงสร้างอื่น. การแยกความสั่นสะเทือนถูกออกแบบมาเพื่อดูดซึมการกระแทกพลังงานสูงในช่วงเวลาที่สั้นมากระบบแยกบางส่วน, เช่น เครื่องแยกเชือกไฟฟ้า สามารถช่วยลดการสั่นและป้องกันการกระแทกได้
ถาม: สาขาอุตสาหกรรมไหนที่ต้องการกันแรงกระแทกและแรงสั่น?
ตอบ: สาขาอุตสาหกรรมหลายสาขาพึ่งพาการป้องกันจากแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน
อุปกรณ์ทางทะเลและนอกทะเล
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สําหรับรถยนต์
ระบบอากาศและ UAV
อัตโนมัติอุตสาหกรรม
ระบบกระจายพลังงาน
อุปกรณ์การแพทย์
อุปกรณ์แสงแม่นยํา
อุปกรณ์รถไฟและอุปกรณ์ขนส่ง
Q: การช็อคและการสั่นสะเทือนจะวัดอย่างไร?
A: การกระแทกถูกประเมินโดยทั่วไปโดยใช้ความเร่งสูงสุด (g), ระยะเวลาการกระแทก, และรูปคลื่นกระแทกหรือความหนาแน่นของสเปคตรพลังงาน (PSD), ขึ้นอยู่กับวิธีการทดสอบและการใช้
Q: เครื่องแยกสั่นแบบไหนเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง?
A: สําหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการที่เกี่ยวข้องกับความชื้น, การละลาย, อุณหภูมิสูงสุด, หรือการกระแทกบุกบ่อย,จําเป็นต้องบํารุงรักษาน้อยและให้ความมั่นใจในการแยกกันแรงกระแทกและความสั่นสะเทือนแบนด์กว้าง