เฟืองในมุมมองของการซ่อมบำรุง

           เฟือง ถือเป็นชิ้นส่วนสำคัญในเครื่องจักรของระบบการผลิต ฉะนั้นหากเครื่องจักรเกิดเหตุขัดข้องซึ่งสาเหตุมาจากเฟือง โดยอาจมาจากได้หลายสาเหตุ ไม่ว่าจะเป็นสาเหตุจากความแข็งแรงไม่เพียงพอ จากการเสื่อมสภาพของตัวเฟืองหรือการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอื่นๆในเครื่องจักรแต่มีผลทำให้เฟืองเกิดความเสียหาย ดังนั้นในการซ่อมบำรุงเราจึงควรวิเคราะห์ได้ว่าอะไรเป็นต้นเหตุให้เกิดความขัดข้อง เป็นผลสู่การแก้ไข ตัวอย่าง เช่นเฟืองเกลียวสกรู เกิดเหตุขัดข้องบ่อยเนื่องจากการใช้งาน จึงควรสั่งซื้ออะไหล่สำรองในปริมาณที่พอดีไว้ เพื่อการแก้ไขที่รวดเร็วและทำให้ระบบการผลิตกลับสู่สภาวะปกติ ดังนั้นสิ่งสำคัญที่เราควรรู้คือชนิดของเฟืองประเภทต่างๆการวิเคราะห์เบื้องต้นว่าความเสียหายของเฟืองมาจากสาเหตุอะไร เพื่อให้สามารถวางแผนการซ่อมบำรุงที่เหมาะสมและรวดเร็วได้

       

ประเภทของเฟือง

เฟืองตรง (Spur Gears)

เฟืองสะพาน (Rack Gears)

เฟืองวงแหวน (Internal Gears)

เฟืองเฉียง (Helical Gears)

เฟืองเฉียงก้าง(Herringbone Gears)

เฟืองดอกจอก(Bevel Gears)

เฟืองตัวหนอน(Worm Gears)

เฟืองเกลียวสกรู(Spiral Gears)

Credit: http://heiphar.blogspot.com/2014/09/gear.html

ลักษณะความเสียหายที่เกิดขึ้นกับเฟือง

การสึกหรอ (Wearing)  

การสึกหรอของเฟือง อาจเกิดได้จากหลายสาเหตุด้วยกัน แต่โดยส่วนใหญ่แล้วการสึกหรอมักเกิดจากการอายุการใช้งานของเฟืองเป็นปกติอยู่แล้ว หรืออาจเกิดจากการที่เฟืองรับภาระแรงกระทำที่ไม่เหมาะสมจึงทำให้ตัวเฟืองเกิดการสึกหรอที่เร็วขึ้น โดยวิธีการซ่อมบำรุงเฟืองเนื่องจากสาเหตุของการสึกหรอคือ การทำความสะอาดไม่ให้เศษวัสดุไปขัดการทำงานของเฟือง และการเติมน้ำมันหล่อลื่นอยู่สม่ำเสมอ

ความล้าตัวที่ผิวฟัน (Surface Fatigue Failure)

เมื่อเฟืองรับภาระแรงกระทำที่จุดเดิมซ้ำๆกันเป็นเวลานาน จนเกิดความทนทานของวัสดุนั้นๆ เป็นผลทำให้ผิวของตัวเฟืองจะหลุดออกมาเป็นรอยเล็กๆและกลายเป็นรอยใหญ่จนทำให้เฟืองเสียหายในที่สุด 

การเสียรูปของพื้นผิว (Plastic Flow)

การเกิดการผิดรูปของผิวของฟันเฟืองที่ขบกันในจุดที่ฟันเฟืองซึ่งมีความอ่อนตัวกว่าปกติหรือความแข็งน้อยกว่าปกติเกิดการกลิ้งและไถล และจุดดังกล่าวต้องรับภาระแรงกระทำที่มากในขณะเดียวกันอุณหภูมิทำงานของเฟืองทั้งคู่ก็ต่ำ  วิธีแก้ไขคือ

    -ใช้ฟันเฟืองที่มีการชุบแข็งที่เพียงพอกับภาระ (Load) ที่เฟืองต้องรับ
   -ใช้ฟันเฟืองที่มีการชุบแข็งที่เพียงพอกับภาระ (Load) ที่เฟืองต้องรับ

   -ลดความเค้นของหน้าสัมผัส โดยการลดภาระ (Load) ของเฟือง หรือเพิ่มความเร็วรอบให้สูงขึ้น
   -เพิ่มความหนืดของน้ำมันเฟืองขึ้นจากเดิม

   -ใช้น้ำมันหล่อลื่นที่มีส่วนผสมของสารช่วยในการรับแรงกดดันสูง (Extream Pressure Additive) 

การแตกหัก (Breakage Failure)

เป็นความเสียหายที่เกิดจากการแตกหัก พังเสียหายของเฟืองบางส่วนหรือทั้งหมดของฟัน สาเหตุส่วนใหญ่จะมาจากการที่ฟันเฟืองต้องรับภาระแรงกระทำที่มากเกินขีดจำกัดที่ฟันเฟืองจะรับได้ และภาระที่กระทำกับฟันเฟืองอย่างกะทันหัน (Impact Load)  ดังนั้นการแก้ไขจึงควรที่จะติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการโอเวอร์โหลดที่จะเกิดขึ้น เช่น ติดตั้งตัวจำกัดแรงบิด (Torque-limiting Couplings), Shear Pin หรืออุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ ที่เหมาะสม 

ความเสียหายแบบปะปนหรือหลายแบบรวมกัน (Associated Gear Failure)

โดยปกติความเสียหายแบบปะปนจะมีสาเหตุมาจากความผิดพลาดของกระบวนการผลิต สภาพแวดล้อมในการทำงานของเฟือง หรือสาเหตุอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นนอกจากที่กล่าวมาแล้ว แต่ความเสียหายของเฟืองที่เกิดขึ้นแล้วเมื่อเทียบกับความเสียหายอย่างอื่น ความเสียหายแบบนี้ถือว่ามีน้อยมาก สำหรับการป้องกันนั้นในกรณีที่เราทำการซ่อมแซมเฟืองหลังจากที่ทำการซ่อมแซมเสร็จเราควรที่จะนำเฟืองดังกล่าวมาปรับสภาพด้วยความร้อนและตรวจสอบหารอยแตก (Crack) อีกทีก่อนที่จะนำกลับไปใช้งานใหม่อีกครั้ง

Credit:http://www.thailandindustry.com/indust_newweb/articles_preview.php?cid=13880

      ดังนั้นในมุมมองของการซ่อมบำรุง วิศวกรที่มีหน้าที่วางแผนการซ่อมบำรุงนอกจากการทำหน้าที่ตรวจการซ่อมบำรุงตามแผนที่วางไว้แล้ว การวิเคราะห์หาสาเหตุของความเสียหายที่เกิดขึ้น ก็เป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากเช่นกัน เพราะความเสียหาย สามารถเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา ถึงแม้ว่าจะมีการซ่อมบำรุงอยู่สม่ำเสมอก็ตาม ทักษะการวิเคราะห์หาสาเหตุของความเสียหายที่รวดเร็วจะสามารถทำให้การซ่อมบำรุงไม่เกิดการเสียเวลามากเกินไปโดยไม่จำเป็น โดยการซ่อมบำรุงที่ล่าช้า ทำให้เครื่องจักรไม่สามารถทำงานได้ ส่งผลให้แผนการผลิตไม่ตรงตามเป้าหมายที่วางไว้ ทำให้องค์กรเสียผลประโยชน์ตามไปด้วย ดังนั้นการซ่อมบำรุงจึงเป็นสิ่งที่สำคัญมากอย่างหนึ่งต่อองค์กร