การจัดแบ่งประเภทของมู่เล่ (pulley types)

มีใครจัดมาตรฐานของ pulley บ้างไหม?

บริษัทคอนเวเยอร์ไกด์ไปดูหน้างานนำประสบการณ์ดีๆมาแบ่งปัน (ภาพ เหมืองทองแดง+ทองคำประเทศ ส.ป.ป ลาว)

บทนำ มู่เล่เป็นชิ้นส่วนสำคัญมากชิ้นหนึ่งในระบบสายพานลำเลียง(belt conveyor system) เพราะ pulley จะทำงานร่วมกับอุปกรณ์ชิ้นอื่นๆในระบบแบบเป็นจังหวะ ให้ระบบทำงานได้ราบรื่นแบบต่อเนื่อง ลองนึกภาพดูว่า หากมูเล่เสียหายไม่สามารถทำงานได้นั่นหมายความว่าระบบต่างๆที่เชื่อมต่อต้องรับวัสดุจากระบบสายพาน ก็ต้องหยุดทำงานทันทีพร้อมๆกัน มูลค่าความเสียหายเกิดขึ้นกับการผลิตจะมหาศาลขนาดไหน คนที่รับผิดชอบโรงงานนั้นย่อมรู้ดีที่สุด เมื่อ Pulley มีความสำคัญขนาดนี้หลายท่านก็คงอยากทราบว่าเราจะมีพื้นฐานการเลือกใช้ประเภท Pulley ที่ถูกต้องอย่างไร เพราะที่ผ่านๆมาหลายท่านคงไม่เคยสนใจเรื่องของ Pulley จริงๆ จังๆ เลย ตำราที่จะศึกษาก็มีน้อย ส่วนมากเมื่อมีความต้องการจะทำอะไรในโรงงาน ก็มักจะอ้างอิงกับของเดิมที่ติดตั้งมาแล้ว เอาให้เหมือนของเดิมก็แล้วกัน มักเป็นคำตอบที่ใช้กันเป็นประจำ ทั้งๆที่ของเดิมที่เห็นอยู่นั้น สภาพในปัจจุบันอาจไม่เหมาะสมกับการใช้งานแล้วก็เป็นได้ ดังนั้นเรามาหาความรู้กันแบบกว้างๆเกี่ยวกับภาพรวมประเภทของ pulley ก่อนเพื่อเป็นแนวทาง(Guideline)พื้นฐาน ที่จะช่วยตัดสินใจเลือก pulley ได้ถูกต้องต่อไป

แม้ว่า Pulley แบบเหล็กเชื่อม (Welded steel) จะใช้กันอย่างแพร่หลายตั้งแต่ปี ค.ศ.1930 แต่เท่าที่ Conveyor Guide Co.,Ltd. ทราบ ปัจจุบันยังไม่มีใครกำหนดมาตรฐานของ Pulley แล้วเป็นที่ยอมรับกันทั่วไป ดังนั้นแต่ละประเทศ แต่ละสถาบัน ผู้ผลิต แต่ละผู้ใช้งาน ก็ผลิต Pulley ตามมาตรฐานของตัวเอง โชคดีที่มี Dimension หลักๆหลายอย่างที่พอจะเป็นที่ยอมรับร่วมกัน (common practice) ได้บ้างแม้ว่ายังไม่มีใครเป็นผู้กำหนด Standard ให้เป็นที่ยอมรับในสากลได้ทั้งหมดก็ตาม เรามาดูกันว่าข้อมูลเบื้องต้นที่ยอมรับกันในอุตสาหกรรม เขาแบ่ง Pulley ออกเป็น 4 แบบดังนี้

ตัวอย่างระยะ (Dimensions) ที่สำคัญสำหรับใช้ผลิต Drive Pulley

Standard duty conveyor pulley ( pulley แบบใช้งานมาตรฐาน )

Standard Pulley แบบผิวเรียบที่อยู่ในระห่างทำการผลิต

เป็นความโชคดีอย่างยิ่งที่ Pulley ประเภทนี้มีขาใหญ่ เป็นผู้ให้มาตรฐานเอาไว้บ้าง ขาใหญ่ที่กล่าวถึงก็คือ CEMA( Conveyor Equipment Manufacturers Association ) ได้จัดมาตรฐานของ Welded Steel Conveyor Pulley (CEMA standard B105.1) และ Welded Steel Wing Pulley (CEMA standard B501.1) ไว้ซึ้งใน Standard ได้กำหนด Load Ratings , Allowable Vibration , Crown Dimension และระยะห่างๆต่างๆ ( overall dimension ) ที่จำเป็นระหว่างชิ้นส่วน ( part ) ต่างๆ ซึ่งหากท่านผู้ใดสนใจเรื่องการออกแบบ ก็สามารถเดินตาม (Follow) การคำนวนและข้อแนะนำตาม Standard ที่เขาตั้งไว้ ซึ่งจะประกอบด้วยสูตรและตารางต่างๆให้เลือกได้ หากทำตามที่เขาว่านี้ก็เป็นที่ไว้ใจว่าปลอดภัยแน่ เพราะค่าต่างๆเหล่านั้นได้มาจากประสบการณ์อันยาวนานของผู้ผลิตหลายๆรายที่ผลิต Pulley หลายประเภท และได้ใช้งานจนประสบผลสำเร็จทั่วโลกแล้ว รวบรวมมาเป็นตำราและสร้างสูตรสำเร็จให้พวกเราได้ใช้กัน ใครสนใจก็ลองสืบค้นกันเองได้ครับ

1.Heavy Duty Conveyor Pulley (Pulley ประเภทใช้งานหนัก) Pulley ประเภทนี้ จัดเป็นประเภทที่ใช้งานหนักกว่าแบบ Standard Duty เช่น มีชั่วโมงการทำงานมากกว่า มี Impact Load หรือ ใช้งานในบริเวณที่มีสิ่งแวดล้อมเลวร้าเช่นมีความชื้นสูงมีน้ำหรือใกล้ทะเที่มีการกัดกร่อนสูง (High corrosion) ดังนั้น Pulley แบบนี้จึงต้องเเผื่อค่าความปลอดภัยเช่น เพิ่มความหนาของผิว (Shell) และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลา (shaft diameter) และชิ้นส่วนอื่นให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ตามระดับของความเลวร้ายของสภาพสิ่งแวดล้อมของผู้ใช้งาน ทั้งนี้พื้นฐานการคำนวนยังยึดหลักเช่นเดียวกับ Standard Duty Pulley ทุกประการ

Pulley ในระบบลำเลียงในโรงผลิตไฟฟ้ามีชั่วโมงการทำงานมากกว่าโรงงานทั่วไป

2.Mine duty conveyor pulley ( pulley ใช้ในงานเหมือง)

การจัดแบ่งประเภทของมู่เล่ (pulley types)

เป็นที่ยอมรับกันว่างานเหมืองเป็นงานที่โหดและหินมากกว่างานประเภทอื่นๆ เพราะระบบ Conveyor ต้องเจอกับการใช้งานแบบ None-Stop เกือบตลอด 24 ชั่วโมง เหมืองส่วนมากจะรีบผลิตเพื่อให้ได้ผลผลิตมากๆเนื่องจากเวลาสัมประทานมีจำกัด จึงพบเสมอว่า ระบบสายพานลำเลียง(belt conveyor) มักจะถูกใช้งานเกิน (over load ) ที่ออกแบบไว้เสมอๆ

ในเหมืองแห่งหนึ่งในประเทศลาว ออกแบบ Capacity 1250 ton/Hr.
ใช้งานจริง 1750 ton/Hr. Over load กว่าที่ออกแบบไว้เสมอๆ

นอกจากนี้ สภาพของเหมืองเองต้องเจอกับสภาพแวดล้อมที่เรียกว่าไม่เหมือนกับอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น เจอกับขนาดของวัสดุ(lump) ที่ใหญ่มาก สภาพของพื้นที่ที่เปียกชื้น ร้อนจัด ฯลฯ ดังนั้นจึงมีสารพัดงานเข้าบ่อยๆ ทั้งด้าน Over load ,Vibration ,Slip งาน Conveyor ของเหมืองจึงมีข้อกำหนดเฉพาะพิเศษของเขาเองทั้ง Pulley , เพลา, Looking Element ตลอดจนชนิดของวัสดุที่มาประกอบเป็นลูก Pulley ต้องได้ตามมาตรฐานที่กำหนดไว้คือ ทน และ อึด

สาเหตุที่เขากำหนดมาตรฐานของ Mine Duty Pulley ไว้สูง เนื่องจากว่า ในอดีตที่มีการทำเหมืองใต้ดิน( Underground Mining ) ซึ่งมีการกัดกร่อน ( Corrosion ) และการขัดสี (Abrasive ) สูง ตลอดจนต้องเผชิญกับสิ่งแวดล้อมอันเลวร้าย ดังนั้นการเปลี่ยน Pulley แต่ละครั้ง ถือว่าเป็นงานที่สำคัญต้องวางแผนอย่างดี ถ้าไม่ดีจะเกิดอาการ “งานเข้า แบบ จัดหนัก” จะทำให้เกิดความเสียหายมากมายทั้งด้านการหยุดผลิต และค่าใช้จ่ายในการซ่อมหรือติดตั้งใหม่ ดังนั้นการผลิต Pulley ของงานเหมืองจะต้องถือคติ “ ใหญ่ และ หนา ” เข้าไว้จะปลอดภัยและมีอายุการใช้งาน (service life) ที่ยาวนานกว่าแน่นอน เนื่องจากชิ้นส่วนที่ประกอบเป็นมู่เล่ เมื่อ “ ใหญ่ และ หนา ” จะเกิด Stress (ความเค้น) และการโก่งงอ(deflection) น้อยกว่า Standard Duty Pulley ที่กำหนดโดย CEMA ต่อมาการออกแบบ Conveyor ของเหมืองโดยทั่วไปจึงออกแบบเป็นประเภทเผื่อความปลอดภัยไว้ก่อน หรือเรียกว่าอนุรักษ์นิยม( conservative design ) ปฏิบัติต่อเนื่องกันโดยใช้ข้อกำหนดของ Underground Mining เป็นต้นแบบมาตราบเท่าทุกวันนี้

การหุ้มยาง Pulley ที่หน้างานโดยไม่ต้องถอด Pulley ออกจากระบบจะประหยัดเวลาการ Shutdown ของระบบคอนเวเยอร์ได้
ปัจจัยที่บ่งชี้ว่าการใช้งานเป็นแบบ Mine Duty Pulley ต้องมีลักษณะดังนี้

3.Engineered class pulleys

Engineered Class Pulley ผลิตตาม specification ของลูกค้า

Pulley ชนิดนี้ ต้องเรียกว่าเป็น pulley ชนิดพิเศษ ที่ออกแบบให้เฉพาะเจาะจงตาม Requirement ของผู้ใช้งานจริงๆ ดังนั้นการออกแบบ ต้องสามารถเช็คย้อนกลับ (Traceable) ได้ทุกขั้นตอน การเลือกวัสดุต้องพิถีพิถัน ต้องเช้คกันอย่าถี่ยิบ ต้องมีใบ Certificate ของวัสดุ และมีมาตรฐานงานเชื่อม ขั้นตอนการผลิตจะต้องควบคุมให้ได้ตามที่ออกแบบไว้ทุกประการ นอกจากนี้ การประกอบ pulley/shaft/hub/looking element/bearing จะต้องใช้เทคนิคเหมาะสมกับการใช้งานแบบเฉพาะเจาะจงนั้นๆ

ปัจจัยในการเลือกใช้ Engineered Class pulley อาจมีแตกต่างกันไป เช่น

1.แรงดึง(Belt tension) และแรงลัพท์ (Resultant load) มากกว่าที่ระบุไว้ใน CEMA Standard B 105.1 และ B 501.1

2.เส้นผ่านศูนย์กลางของมู่เล ( Pulley Diameter) หน้ากว้าง( Face width) และเส้นผ่าศูนย์กลางของเพลา (shaft diameter) อยู่นอกเหนือที่กล่าวไว้ใน CEMA Standard B 105.1 และ B 501.1

3.เมื่อใช้สายพานชนิดพิเศษเช่น สายพานเส้นลวด( Steel cord belt) ,Steel mesh , Aramid หรือ สายพานชนิดอื่นๆที่ตัวรับแรงดึง(Tension Member) มี High Modulus

4.หมายเหตุ : 1. High Modulus Carcass หมายถึง สายพานที่มี Tension Rating > 800 PIW หรือ Carcass Modulus ของชั้นรับแรงสูงๆ
(Modulus > 80,000 PIW ) (1 PIW = 0.175 N/mm.)

Steel cord Belt

Steel Mesh Belt

Aramid Belt

5.ต้องการประหยัดงบประมาณของโครงการ( Project Cost Control ) ดังนั้นจึงต้องออกแบบให้เกิดประโยชน์สูงสุด (Optimizing Design) เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานตามภาวะและสิ่งแวดล้อมที่ต้องการอย่างแท้จริง ไม่เผื่อเลย

6.เมื่อระบบสายพาน ต้องทำงานที่ความเร็วสูง ( High Speed ) และใช้งานอย่างต่อเนื่องเกือบตลอดเวลา

ตัวอย่างของ Conveyor ที่ใช้ Engineered Class Pulley เช่น

Overload Conveyor

Conveyor ในเหมืองที่มีน้ำหนักบรรทุกสูง (High Tonnage)

Conveyor ที่ใช้ในโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ (ใช้ถ่านหิน)

Conveyor ในขบวนการผลิตแร่เหล็ก ( Ore Process )

ในโครงการที่ลงทุนทำ Conveyor ขนาดใหญ่

4.ผมควรเลือกใช้ Pulley ประเภทไหน?

จากเนื้อหาที่ได้กล่าวไว้อย่างกว้างๆ ข้างบน ท่านผู้อ่านคงกำหนดไว้ในใจได้แล้วว่าระบบ Conveyor ของท่านจัดอยู่ในประเภทอะไร อย่างไรก็ตาม Conveyor Guide Co.,Ltd. ก็อยากจะเล่าประสบการณ์ที่ได้พบเห็นมา เพื่อจะเป็นประโยชน์ให้ท่านนำไปให้ประกอบ การพิจรณาตัดสินใจ

เท่าที่เรามีประสบการณ์ได้ เห็นระบบสายพานลำเลียงมากมายในประเทศไทย ทั้งในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ โรงงานผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินขนาดใหญ่ โรงงานน้ำตาล โรงโม่หิน เหมือง และฯลฯ ก็พอจะบอกและจำแนกระบบ Duty Conveyor ของโรงงานประเภทต่างๆคร่าวๆ ได้ดังนี้

1. Pulley ใน line ที่สำคัญ ( main )ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เป็นปูนซีเมนต์ โรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหิน และ ฯลฯ ระบบ Conveyor มักเป็น Turn Key รวมกับระบบอื่นๆ Pulley ออกแบบ เป็น Heavy Duty และ Engineer Class จากต่างประเทศเสียเป็นส่วนใหญ่ ไม่ว่าจาก แก๊งค์ ยุโรป ญี่ปุ่น หรือ ออสเตรเลีย เกาหลี ดังนั้นจึงไม่มีทางเลือกนักในการเลือกใช้ Pulley แนะนำว่าให้เลือกใช้แบบที่ติดตั้งมากับระบบเดิมก็จะเป็นการสะดวก แต่ถ้าเป็นระบบที่มาจาก ประเทศจีน ต้องดูเป็น Case ๆ ไป

2. ระบบ Conveyor ในเหมือง ส่วนมากก็ออกแบบในต่างประเทศเช่นกัน เช่นที่เหมืองแม่เมาะในประเทศไทย หรือแม้แต่เหมืองในประเทศลาวเพื่อนบ้านของเรา ก็ใช้บริการการออกแบบ ของต่างประเทศ (Australia) มาตรฐานของ Pulley คาดเดาว่า เป็นประเภท Mine Duty Pulley

3. ระบบ Conveyor ที่ใช้งานทั่วไปในประเทศไทยตามความเห็นของ Conveyor Guide Co.,Ltd. เกินกว่า 80% ของ pulley ที่ใช้งานกันอยู่น่าจะจัดอยู่ในประเภท 1 คือ Standard duty pulley ดังนั้นถ้า ท่านจะอ้างอิงจาก standard ของ CEMA ที่กล่าวไว้ก็น่าจะเป็นการเพียงพอ และปลอดภัยแน่นอน

กล่าวสรุปโดยรวมว่า ถ้าหากท่านผู้อ่านเป็นประเภท Beginner อ่านแล้วยังไม่เข้าใจ ก็สามารถ E-mail มาถาม Conveyor Guide Co.,Ltd.ได้ เรายินดีให้คำแนะนำ ส่วนท่านที่เป็นมืออาชีพ ประเภท Expert แล้วทาง Conveyor Guide Co.,Ltd. ก็อยากจะใคร่ขอคำแนะนำดีๆ จากประสบการณ์ของท่านด้วยนะครับ แล้วเราจะนำความรู้ที่ได้รับจากท่านมาเผยแพร่ เพื่อให้ผู้อ่านท่านอื่นอื่นได้รับสิ่งดีๆ ด้วยเช่นกัน