ปัญหาการติดตั้งเพลาขับแบบกากบาทไม่ถูกต้อง

เครื่องสูบน้ำดับเพลิงดีเซลของคุณมีปัญหาเกี่ยวกับความสั่นสะเทือนสูงผิดปกติไหม ในบางกรณีอาจเกิดมาจากการติดตั้งเพลาขับแบบกากบาท (Universal joint drive shaft) ที่ไม่ถูกต้อง โดยมุมของก้ามปูหรือ Yoke ไม่ตรงกัน (ถ้าสังเกตุจากเพลาตรงกลาง)

อธิบายการทำงานแบบสั้นๆ เพลาขับแบบกากบาทจะทำให้สามารถส่งกำลังโดยแกนขับกับแกนตามทำมุมกันได้ แต่เมื่อหมุนโดยที่แกนทำมุมกันจะเกิดความแตกต่างกันของความเร็วของแกนขับกับแกนตาม จึงออกแบบให้มีกากบาท 2 ชุด ซึ่งจะทำให้เกิดการหักล้างกันของความเร็วที่ต่างกัน ความเร็วของเพลาขับของกากบาทตัวแรก จึงเท่ากับเพลาตามของกากบาทตัวที่สอง และเมื่อเราใส่เฟืองสไปรน์ (Splined shat) ที่กัดร่องเพลาตามยาว ของแกนเพลาแรก และเพลาที่นำมาสวมกันทำให้เกิดสามารถส่งกำลังได้และหดยืดความยาวของเพลาได้ เพื่อทำให้สามารถปรับตั้งตามศูนย์แกนเพลาส่งกำลังได้

ปัญหาการติดตั้งไม่ถูกต้องหรือประกอบมุมของกากบาทตัวที่หนึ่งกับตัวที่สองไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้เกิดความสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง เพราะเพลาจะหมุนไม่สอดคล้องกัน เมื่อฝืนใช้หรือใช้โดยไม่ทราบเป็นเวลานาน จะส่งผลให้กับอุปกรณ์ที่อ่อนแอกว่าของทั้งระบบเสียหายก่อน

สาเหตุที่ทำให้เกิดปัญหาดังกล่าวขึ้นคาดว่าน่าจะมาจากการยกที่ไม่ถูกต้อง ทำให้เพลาขับที่มีร่องเฟืองตรง (spline) เกิดหลุดออกจากกัน และเมื่อประกอบกลับเข้าด้วยกันด้วยความไม่รู้จึงทำให้เกิดปัญหาขึ้น และเพลาขับมักจะมีการ์ดครอบอยู่จึงยิ่งสังเกตุได้ยาก

เมื่อต้องการยกเพลาขับออกหรือติดตั้งกลับแนะนำให้ใช้การผูกด้วยสลิง เข้ากับก้ามปู (Yoke) ด้านในทั้งสองขา และไปคล้องกับตะขอเครน ตามที่คู่มือระบุ เพราะเมื่อยกลักษณะดังกล่าวจะทำให้เกิดแรงในแนวแกนอัดให้สไปรน์กดเข้าด้วยกันไม่หลุดออกขณะยก ทำให้เกิดความปลอดภัยและชิ้นส่วนไม่เสียหาย

จุดประสงค์ที่ต้องใช้ Flexible coupling เพื่อจะชดเชยกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และยอมให้มีการเคลื่อนที่ของปลายเพลาโดยไม่ทำให้เกิดผลกระทบกับทั้งชุดขับและปั๊ม ในขณะที่มีการส่งกำลังจากชุดขับไปที่ปั๊ม ดังนั้นเพลาขับจึงเป็นอุปกรณ์ที่ตัวที่มีความสำคัญกับการทำงานของระบบดับเพลิง เราลองมาดูข้อกำหนดของ NFPA20 "Standard for installation of Stationary Pumps for Fire Protection" ปี 2022

6.5.1.1 ปั๊มที่แยกชุดขับที่ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า หรือ เครื่องยนต์ดีเซล จะต้องต่อกันด้วย flexible coupling หรือ flexible connecting shaft.

6.5.1.2 Flexible coupling และ Flexible connecting shafts ต้องได้รับการรับรอง (Listed) สำหรับใช้กับไฟร์ปั๊ม และติดตั้งตามที่ได้รับการรับรอง (NFPA20 เริ่มระบุให้ต้องใช้ flexible coupling ที่ได้รับการรับรองตั้งแต่ปี 1993 แต่ในทางปฏิบัติ Listed flexible couplings จะเริ่มมีจำหน่ายหลังปี 2007)

การตรวจสอบที่เกี่ยวข้องกับเพลาขับตาม NFPA25 "ITM of Water-based Fire Protection Systems" ปี 2020.

การตรวจสอบประจำสัปดาห์

8.2.2 (1) (e) แผงป้องกันชิ้นส่วนเคลื่อนไหว (Coupling guard) อยู่ในสภาพปกติ

8.3.2.9 (3) (b) บันทึกสิ่งผิดปกติต่างๆ (เช่น การสั่นสะเทือน)

การตรวจสอบและบำรุงรักษาประจำปี

8.1.1.2.3 ปั๊ม และตลับลูกปืนของมอเตอร์ และคัปปลิง จะต้องมีการอัดจารบีประจำปี หรือตามที่อุปกรณ์ต้องการ (ดูในคู่มือ IOM - Installation, Operation, and Maintenance ที่ผู้ผลิตให้มากับเครื่องสูบน้ำดับเพลิง)

8.3.6.4 จะต้องมีการวัด ค่าศูนย์กลางแกนเพลา ในการทดสอบประจำปี และกรณีที่เกิดการเยื้องศูนย์เกินค่าที่กำหนดควรมีการแก้ไข (ผู้ผลิตทุกรายจะแจ้งว่าปกติจะตั้งค่า alignment มาจากโรงงานก่อนขนส่ง แต่เมื่อติดตั้งเสร็จควรต้องมีการวัดค่าศูนย์กลางแกนเพลาซ้ำให้แน่ใจ เพราะอาจเป็นไปได้ที่จะเกิดการขยับ และเก็บบันทึกไว้สำหรับบำรุงรักษาต่อไป)

  

ในการทดสอบสมรรถนะประจำปี ทางบริษัทจะมีการตรวจสอบเพลาขับเบื้องต้นก่อนที่จะทำการทดสอบ และวัดค่าศูนย์กลางแกนเพลาให้ถ้ามีค่าที่ยอมรับได้จากผู้ผลิตสำหรับประเมินผล และสามารถวัดได้ตามปกติ และเมื่อพบปัญหาก็จะให้คำแนะนำกับลูกค้า เนื่องจากปัญหาดังกล่าว จะส่งผลต่ออายุการใช้งานของระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และในบางกรณี อาจทำให้เกิดความเสียหายส่งผลให้ระบบดับเพลิงใช้งานไม่ได้กลายเป็น ความไม่พร้อมใช้งาน (Impairment) ได้