14.การเลือกลูกกลิ้ง(Idler)และระยะห่าง(Pitch)ระหว่างลูกกลิ้ง (Idler and Pitch Selection)

คอนเวเยอร์ไกด์ไปดูหน้างานนำเรื่องราวดีๆมาแบ่งปัน (ภาพ โรงไฟฟ้าชีวมวล)

1.ทำไมลูกกลิ้ง Roller (Idler) จึงมีความสำคัญในระบบสายพานลำเลียง

ตอบง่ายๆก็คือถ้าลูกกลิ้งมีปัญหาระบบสายพานก็มีปัญหาตาม เนื่องจากลูกกลิ้งมีบทบาทในการกำหนดอายุการใช้งานของ Conveyor การเลือกใช้คุณภาพของแบริ่ง (Bearing)ในลูกกลิ้งเกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานในระบบลำเลียงและการสึกหรอของผิวสายพานและผิวของลูกกลิ้งที่เสียดสีกัน ตลอดจนกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายมหาศาลของการใช้พลังงานมากหรือน้อยในการขับเคลื่อนระบบสายพานให้เคลื่อนที่ ดังนั้นการเลือกลูกกลิ้งที่เหมาะสมกับการใช้งานจึงจะเป็นประโยชน์ในระยะยาวโดยเฉพาะระบบสายพานที่มี Conveyor Length ยาวมากๆ

ลูกกลิ้ง(Idler)ประกอบด้วย Bearing อยู่ภายในทำหน้าที่เป็นตัวลดแรงเสียดทาน (Fiction) ในการขับเคลื่อนสายพาน Bearing มี 2 ประเภทที่นิยมใช้กันคือ Single Row Deep Groove Ball Bearings และ Taper Roller Bearing ถ้าพูดกันในแง่ของการรับแรงในแนว Radial อย่างเดียว Taper Roller Bearing จะรับแรงได้ดีกว่าแบบ Single Row Deep Groove Ball bearing ขณะเดียวกันก็จะมีสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานมากกว่าการเลือกใช้ประเภทของลูกกลิ้ง(Idler)ต้องให้เหมาะสมกับงานที่ออกแบบ

Single Row Deep Groove Ball bearing (Coefficient of Friction) = 0.0012-0.0015 Taper Roller Bearing (Coefficient of Friction) = 0.02-0.04 ------> REF: SKF

นอกจากนี้ Roller ยังประกอบด้วย ชิ้นส่วน (Seal)ป้องกันความสกปรกและฝุ่นเข้าไปทำอันตรายให้แก่Bearing อาจจะพูดได้ว่าอายุการใช้งานของ Bearing ขึ้นอยู่กับคุณภาพของชิ้นส่วน (Seal ) ซีลด้วย การใช้ Multi-Labyrinth Seal ทีมีลักษณะโครงสร้างภายในที่คดเคี้ยววกวนจะทำให้ฝุ่นและความสกปรกเข้าไปถึง Bearing ได้ยาก นอกจากนี้การที่มีวงแหวนที่บรรจุจาระบีเพิ่มในลูกกลิ้ง(Idler) ก็จะเป็นด่านป้องกันฝุ่นและความสกปรกอีกหนึ่งชั้น ที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของ Bearing ให้ยาวขึ้นได้ อย่างไรก็ตามการที่มีชั้นป้องกันหลายชั้นก็เป็นการเพิ่มแรงเสียดทานของ Roller/Idler ด้วยเช่นกัน

2.ขั้นตอนการเลือกลูกกลิ้ง Idler REF: SANDVIK

ทำความเข้าใจเองครับหรืออาจหาอ่านจากบทความอื่นๆของคอนเวเยอร์ไกด์ก็จะมีเป็นภาษาไทยให้อ่านกัน

คอนเวเยอร์ไกด์ไปดูหน้างานนำเรื่องราวดีๆมาแบ่งปัน (ภาพ โรงไฟฟ้าชีวมวล)

3.ระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดขาลูกกลิ้ง(Bracket)

ที่กล่าวในหัวข้อที่ผ่านมาเป็นการพูดถึงตัวลูกกลิ้งเดี่ยวๆ(Single Idler) แต่ในบทความต่อไปนี้ จะกล่าวถึงลูกกลิ้งที่ตั้งเรียงกันอยู่ด้วยกันเป็นชุด(Set of Idler) วางอยู่บนขารองรับลูกกลิ้ง(Bracket) ที่เป็นรูปแอ่ง(Trough)หรือศัพท์ที่ช่างเรียกกันให้เข้าใจกันว่าเขาควาย(Bracket)

Cross Section of Set of Idler

เท่าที่ทราบยังไม่มีกฎเกณฑ์ตายตัวในการกำหนดระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดขาลูกกลิ้ง (Bracket) เนื่องจากค่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่น

1.น้ำหนักและขนาด(Size)ของก้อนวัสดุ(Lump)ที่ลำเลียง

2.Capacity ของระบบที่ต้องการ

3.% ของแรงดึง(Belt Tension)เกิดขึ้นจริงที่ในระบบสายพานต่อแรงดึงสูงสุดของสายพาน(Rated Belt Tension)

4.ความลึกของแอ่ง(Depth of Troughing)สายพาน โดยหลักการแล้วผู้ผลิตสายพานกำหนดให้ระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดลูกกลิ้ง (Roller Set )ที่ยอมรับได้ต้องไม่ทำให้เกิดระยะตกท้องช้าง(Sag) ได้ไม่เกิน 2% (ส่วนมากแล้วผู้ออกแบบนิยมหรืออยากได้ระยะตกท้องช้าง(Sag)แค่ 1 % ) เพราะถ้าระยะตกท้องช้าง(Sag)เกินมากกว่า 2% จะทำให้กองวัสดุที่อยู่บนสายพานจะไม่คงรูปแอ่งตรงตามที่ได้ออกแบบไว้ ตลอดจนวัสดุที่ลำเลียงก็จะกระแทกกับลูกกลิ้งรุนแรงเกินไปเกิดการแยกชั้นลูกกลิ้งและสายพานก็มีอายุการใช้งานสั้นเป็นต้น

เพื่อให้เข้าใจเกิดระยะตกท้องช้าง(Sag) ง่ายๆ ถ้าเราเปรียบเทียบสายพานเป็นเสมือนคาน(Beam) ที่เรียนกันในวิศวกรรมโยธา เมื่อคานวางอยู่บนจุดรองรับ 2 จุด คานจะเกิดการแอ่นตัว ระยะที่คานแอ่นตัวลงมาก็คือระยะตกท้องช้าง(Sag)นั่นเอง เราสามารถคำนวณหาระยะตกท้องช้าง(Sag)ได้ดังนี้

S/P = 0.01 (Sag 1 %)

S/P = 0.02 (Sag 2 %)

P = ระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดลูกกลิ้ง (Roller Set )

S = ระยะตกท้องช้าง(Sag)

โดยทั่วไประยะ Sag-(S) เท่ากับ 15 mm เป็นค่าสามารถยอมรับได้

ตารางข้างล่างนี้เป็นข้อแนะนำทั่วไปของ P = ระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดลูกกลิ้ง (Roller Set )ที่นำความสัมพันธ์ระหว่างหน้ากว้างของสายพาน น้ำหนักของวัสดุ มากำหนดระยะห่างของชุดลูกกลิ้ง (Roller Set ) ทั้งด้านบน(Carry Idler Set)และด้านล่าง(Return Idler Set)

REF: Recommended Practice for Troughed belt Conveyor-The Mechanical Handling Engineers’ Association

4. การวางระยะห่างของลูกกลิ้งแปรตามแรงดึงของสายพาน

จากเรื่องราวที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นว่าถ้าหากเราพิจารณาเฉพาะปัจจัยเรื่องระยะการตกท้องช้าง(Sag) ของสายพานเท่านั้นมาเป็นตัวพิจารณาระยะห่าง(Pitch)ระหว่างของขารองลูกกลิ้ง มันก็คงเป็นไอเดียที่ดีและมีเหตุผลที่จะเรียงลูกกลิ้งตลอดความยาวของคอนเวเยอร์จาก หัว(Head)ถึงท้าย(tail) ไลน์โดยวางระยะห่างของลูกกลิ้งไม่เท่ากัน แปรตามแรงดึงของสายพาน ตราบเท่าที่สามารถยังคงไว้ซึ่งระยะตกท้องช้างที่อนุญาตให้ได้

ตัวอย่าง แรงดึง(Stress)ที่ตำแหน่งต่างๆสำหรับคอนเวเยอร์ขับที่หัว (Head Drive)

จากรูปข้างบนจะเห็นว่าแรงดึงที่ Head Drive มีค่ามากเราสามารถที่จะวางระยะห่าง(Pitch) ระหว่างของขารองลูกกลิ้งให้ห่างกันมากหน่อยได้ ส่วนที่ท้าย(Tail) แรงดึงน้อยก็ต้องวางให้ถี่ขึ้น ถ้าเป็นสายพานที่มี Conveyor Length ไม่ยาวนัก ในภาคปฏิบัติจะต้องพิจารณาว่า การประหยัดชุดของลูกกลิ้งที่ได้นี้จะคุ้มค่ากับความสะดวกสบายในการออกแบบ ผลิต ประกอบติดตั้งคอนเวเยอร์ในหน้างานหรือไม่เมื่อเปรียบเทียบกับความยุ่งยากที่จะต้องเพิ่มขึ้น แต่สำหรับสายพานที่มี Conveyor Length ยาวหลายกิโลเมตร อาจจะเป็นการประหยัดก็ได้ เพราะว่าเราสามารถที่จะแบ่งโซน ตัดความยาวคอนเวเยอร์ออกมาเป็นส่วนๆโดยแต่ละส่วน ออกแบบให้ มีระยะขาลูกกลิ้งมีระยะห่าง(Pitch) มีโครงสร้างและและ Support Structure ของตนเอง ให้ต่างกันในแต่ละ section เพื่อเหตุผลของความประหยัด สิ่งที่ต้องคำนึงอีกเรื่องหนึ่งก็คือเมื่อเราเพิ่มระยะห่าง(Pitch)ระหว่างของขารองลูกกลิ้งให้มีค่ามากขึ้นจะส่งผลทำให้ลูกกลิ้งรับภาระโหลดมากขึ้น เพราะฉะนั้นจะต้องพิจารณาว่าลูกกลิ้งต้องสามารถรับLoadได้ โดยเฉพาะลูกกลิ้งตัวกลางซึ่งรับโหลดสูงสุด ดังนั้นผู้ออกแบบและผู้ประเมินราคาจะต้องเป็นผู้พิจารณาและตัดสินใจในเรื่องเหล่านี้รูปด้านล่างเป็นข้อแนะนำทั่วไปสำหรับการจัดวางระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งที่แปรไปตามแรงดึงของสายพาน

ตัวอย่างการจัดระยะห่าง(Pitch)ระหว่างชุดลูกกลิ้ง (Roller Set )ที่ไม่เท่ากันแปรตามแรงดึงของสายพาน