คู่มือการแก้ปัญหาสายพาน Modular และ Top chain

ตอนที่ 2 ทำไมสายพาน(Belt) สลัก(Pin) และ Wear Strip เสียหายเร็วเกินไป

แม้ว่าสายพานโมดูล่าร์หรือสายพาน Top chain เป็นสายพาน Generation ใหม่ที่ออกแบบมาให้ใช้งานได้ง่าย ทนทาน การบำรุงรักษาน้อย มีปัญหาน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับสายพาน PVC แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตามเรื่องที่จะไม่มีปัญหาเลยคงเป็นไปไม่ได้ ที่พบเจอกันบ่อยๆก็เป็นปัญหาการออกแบบ กลไกด้านแมคคานิค ซึ่งเป็นปัญหาที่แก้ไขได้ถ้าเราเข้าใจหลักการการทำงานเบื้องต้นของ Conveyor ว่ามันมีที่มา-ที่ไป ยังไง ต่อคอนเวเยอร์ไกด์ จะนำเสนอและแชร์ ปัญหาที่พบเจออยู่บ่อยๆ สาเหตุ การแก้ไขและผลกระทบที่เกิดขึ้นให้ท่านที่สนใจได้ติดตามและนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป

ก่อนอื่นผู้อ่านควรจะเข้าใจรูปแบบความเสียหายของสายพานและชิ้นส่วนอุปกรณ์เพื่อที่จะนำไปสู่การวิเคราะห์หาสาเหตุและวิธีการแก้ไขอย่างถูกต้องต่อไป การสึกหรอของสายพาน Modular และ Top chain จะมี 3 อย่างก็คือ Joint Wear, Top Plate and Track wear, Top Plate and Sprocket Wear

• Joint Wear คือความสึกหรอที่เกิดที่ข้อต่อของ Plate แต่ละแผ่น (หรือที่ข้อโซ่แต่ละข้อ) เนื่องจากขณะที่โซ่เคลื่อนที่(หมุน)ไปพร้อมกับเฟืองโซ่ (Sprocket) สลัก(Pin) จะเสียดสีกับรูสลัก (Barrel) ทำให้ สลัก (Pin) สึกหรอ เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของ สลัก (Pin) ลดน้อยลง

ภาพแสดงบริเวณข้อต่อของโซ่หรือสายพานที่สึกหรอ

ขณะเดียวกันรูสลัก (Barrel) จะสึกหลอเกิดภาวะรูหลวม เส้นผ่าศูนย์กลางด้านในของรูสลัก (Barrel) เพิ่มมากขึ้น ดังนั้นเมื่อใช้งานโซ่ไปได้ระยะเวลาหนึ่งโซ่จะยาวขึ้น เนื่องจากการยืดตัวรวมกันของ Joint แต่ละ Joint ทำให้ ระยะ Pitch เปลี่ยนไป มีผลกระทบกับการทำงานของเฟืองโซ่ (Sprocket) จะไม่สามารถขบกันได้พอดีกับสายพาน สายพานจะกระโดด(Jump) หรือ Slip ระหว่างทำงานได้ การสึกหรอชนิดนี้จึงมีความสำคัญมากเพราะมีผลกระทบในการทำงานที่เห็นได้อย่างชัดเจน

• Top Plate and Track wear คือความสึกหรอที่เกิดที่ข้อต่อของ Plate แต่ละแผ่น (หรือที่ข้อโซ่แต่ละข้อ) เนื่องจากขณะที่โซ่เคลื่อนที่(หมุน)ไปพร้อมกับเฟืองโซ่ (Sprocket) สลัก(Pin) จะเสียดสีกับรูสลัก (Barrel) ทำให้ สลัก (Pin) สึกหรอ เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของ สลัก (Pin) ลดน้อยลง

Bottom Plate wear สายพานสึกหรอด้านล่าง ในขณะที่สายพานวิ่งบน Track จะเกิดการเสียดสีระหว่างสายพานและ Wear strip ทำให้ Wear strip (Track) และ Top Plate (ด้านล่าง) บางลงและความแข็งแรงก็จะลดลง

Top Plate wear อีกกรณีหนึ่งคือสายพานจะสึกหรอด้านบนเนื่องจากการเสียดสีของ product กับผิวหน้าสายพาน(ด้านบน) การลำเลียง product ที่มีผิวแข็ง เช่น ขวดแก้ว กระป๋องอลูมิเนียม ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม เหล้า เบียร์ เครื่องดื่มชูกำลังเช่น ลิโพวิตันดี กระทิงแดง คาราบาวแดง น้ำอัดลม โค้ก เป๊ปซี่ มีขบวน(Process) การลำเลียงแบบสะสม(accumulation)ต้องหยุดรอคิวไม่ได้ส่งไปยัง Process ต่อไปในทันที กล่าวคือ สายพานเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆขณะที่ product ถูกบังคับให้หยุดอยู่กับที่ชั่วขณะหนึ่งก่อนปล่อยไป ดังนั้นจะเกิดการเสียดสีระหว่างชิ้นงานกับผิวหน้าของสายพาน(โซ่)ตลอดเวลาทำให้ผิวหน้าสายพานบางลงเร็วมาก เมื่อTop Plate บางลงจนกระทั่งถึงจุดหนึ่งก็จะแตกและเสียหายได้ หากความหนาของสายพาน(โซ่)เหลือ 50% ของใหม่ให้พิจารณาเปลี่ยนสายพาน

ถ้าหากเป็น Flat Top Chain ชนิด Side Flexing การเสียดสีจะทำให้ ส่วนยึดกันโซ่ยกจากราง (Tab) และ Wear Strip บริเวณส่วนโค้งจะบางลง Tab จะแตกได้ ทำให้โซ่ไม่สามารถเกาะกับรางวิ่งและหลุดออกจากรางวิ่งได้

หลังการใช้งาน สายพาน Top chain สเตนเลสที่สึกหรอเหลือบางแค่ 0.5 mm (ในส่วนที่มีที่รองรับ) จากความหนาเดิม 4 มิลลิเมตร

• Top Plate and Sprocket Wear การสึกหรอระหว่างข้อของสายพาน กับ Sprocket จะไม่มีนัยยะสำคัญในการออกแบบและการใช้งานเท่าประเด็นอื่น ๆ เพราะว่าตรงข้อพับ(ข้อขับ)ของสายพาน จะไม่สึกหรอมาก เนื่องจากโซ่(สายพาน)แต่ละข้อจะสัมผัสกับ Sprocket อย่างทั่วถึงทุกข้อการสึกหรอจะเฉลี่ยทั่วทั้งสายพานในแต่ละรอบ(Cycle) การทำงานของสายพาน

สาเหตุการสึกหรอของสายพาน Modular และ Top chain

1.การหล่อลื่น (Lubrication)ที่ไม่เหมาะสม การหล่อลื่นมีความสำคัญมากในการออกแบบ ถึงแม้ว่าวัสดุที่ทำ Modular และ Top chain หลายประเภทสามารถใช้งานโดยไม่มีการหล่อลื่นหรือมีระบบหล่อลื่นเพียงเล็กน้อยก็ได้ การเลือกวัสดุและอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมจะทำให้วัสดุและอุปกรณ์เหล่านั้นมีการขัดสีกันสูงและเกิดความสึกหรอง่ายอายุการใช้งานสั้น

การแก้ไขป้องกัน ก่อนออกแบบระบบสายพานโดยไม่มีการหล่อลื่น ต้องเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมทั้งตัวโซ่ ส่วนที่รองรับ(Support) หรือต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ หรือหากจะต้องมีการหล่อลื่นก็ต้องพิจารณาว่าต้องใช้ระบบการหล่อลื่นรูปแบบไหนถึงจะเหมาะสมกับการใช้งานของเรา ให้สอบถามผู้จำหน่ายสินค้าว่ามีวิธีการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมควรเป็นอย่างไร

2. สิ่งแวดล้อม (Environment)ที่ไม่เหมาะสม สิ่งแวดล้อมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบ สายพาน Modular และ Top chain หาก สายพานModular และ Top chain จะต้องทำงานอยู่ในสภาพสิ่งแวดล้อมที่เลวร้าย เช่น ต้องเผชิญกับการขัดสีที่รุนแรง การกัดกร่อนอย่างสูง หรือในสิ่งแวดล้อมที่เป็นกรด เช่นในโรงงานแบตเตอรี ในโรงงานทำน้ำยาทำความสะอาดห้องน้ำ เช่น วิกซอล เป็ด จะต้องใช้วัสดุ PP ที่สามารถทนต่อสภาวะการเป็นกรดได้ หรือบางครั้งต้องทำงานในที่ที่มีอุณหภูมิต่ำมาก เช่นในห้องเย็นที่มีอุณหภูมิลบ -25 องศาต้องใช้ PE เพราะวัสดุจะไม่กรอบหรือแตกหักในอุณหภูมิที่ต่ำเช่นนั้น หรือมีอุณหภูมิสูงต้องใช้วัสดุที่สามารถทนอุณหภูมิสูงได้เช่นใช้ไนลอนหรือใช้ PP แบบพิเศษ ซึ่งสามารถทนอุณหภูมิได้ถึง 250 องศาเซลเซียสเป็นต้น การเลือกวัสดุที่ใช้ผลิต สายพานModular และ Top chain จึงต้องถูกต้องเหมาะสม เพราะว่าการคัดเลือกวัสดุที่ผิดจะไม่สามารถทำงานอย่างยาวนานได้

ผิวสายพานถูกกรดกัดผิวหน้าหลุดออก

สาเหตุที่ทำให้สายพาน Modular และ Top chain และสลัก (Pin) สึกหรอเร็วเกินไปอาจจะเกิดจากระบบสายพานอยู่ในสภาพสิ่งแวดล้อมที่มีสภาพการขัดสีอย่างรุนแรง อุปกรณ์ชิ้นส่วนต่างๆที่เคลื่อนที่และสัมผัสกัน เช่น สายพานที่ลำเลียงวัสดุขนาดเล็กที่แข็งและแหลมคม ถ้าวัสดุหก ตกหล่นอยู่ระหว่างสายพาน รูสลัก (Pin) และตัวรองรับ (Support) ขณะสายพานเคลื่อนที่ไปจะเกิดการขัดสีอย่างรุนแรง ทำให้สายพานสึกหรอบางลง รูสลัก (Barrel) และ สลัก(Pin) สึกหรอ เร็วกว่าปรกติ บางครั้งวัสดุที่แหลมคมอาจจะฝังอยู่ในเนื้อสายพานหรือ Wear Strip รูสลัก (Barrel) ทำให้ความเสียหายเกิดขึ้นเร็วมาก

เศษสิ่งสกปรกติดที่สายพานและฟันของ Sprocket

ดังนั้น แนวทางการแก้ไขก็คือหมั่นทำความสะอาดระบบทั้งหมด อย่าให้เศษวัสดุที่เป็นก้อนแข็งหรือมีความแหลมคมตกค้างอยู่ในระบบ การทำความสะอาดและเอาวัสดุเหล่านั้นออกไปจะช่วยให้สายพานมีอายุที่ยืนยาวขึ้นได้

3. การเลือกและติดตั้ง Wear Strip ไม่ถูกต้อง

ปัญหา หากติดตั้ง Wear Strip บริเวณรีเทิร์น (In Feed) ไม่เหมาะสม เวลาสายพานวิ่งเข้าสู่ด้าน Return จะกระแทกกับ Wear Strip ที่ยื่นออกมาตลอดเวลาทำให้สายพานและ Wear Strip สึกหรอได้

การแก้ไข ต้องลบมุมของ Wear Strip ทั้ง Out Feed และ In feed และจัดตำแหน่ง Wear Strip ให้เหมาะสม (กดปลาย Wear Strip ลงต่ำกว่าแนวระดับ)เพื่อให้สายพานเข้าสู่ระบบได้อย่างนิ่มนวลไม่ขูด-กระแทกกับ Wear Strip

Lay Out มี Wear Strip รองรับสายพานด้าน Return

ปัญหา เมื่อสายพานมีการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่บ่อยๆ เช่นจากแนวราบมาเป็นแนวดิ่งและจากแนวดิ่งเปลี่ยนทิศทางเป็นแนวราบอีกครั้ง ยิ่งมีการเปลี่ยนทิศทางมากจุดแค่ไหนสายพานและสลัก(Pin) ก็จะทำงาน(หมุนรอบรูของสายพาน) ถี่มากยิ่งขึ้นเท่านั้น ยิ่งมีจุดดัดกลับ(Back Flex) หลายจุด สายพานและสึกหรออย่างเร็วขึ้น ยกตัวอย่างเช่น Conveyor ที่ขับเคลื่อนโดยระบบ Center Drive สลัก(Pin) และสายพานจะสึกหรอมากกว่าConveyorที่ขับเคลื่อนที่หัวขับ(Head Drive) อย่างเดียว

Lay Out สายพานแบบ Center Drive- Two Directions มี Roller รองรับด้าน Return เส้นผ่าศูนย์กลางของ
Return Roller ต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับขนาดของ Minimum Backflex Radius ของสายพานได้

คอนเวเยอร์ที่มีจุดเปลี่ยนทิศทางหลายจุดหรือมีจุดดัดกลับหลายจุด(Z-Type)
สายพานจะสึกหรอเร็วมากกว่าคอนเวเยอร์แบบตรง(Straight Conveyor)

การแก้ไข ลดความเร็วของสายพานและลดน้ำหนักบรรทุกจะช่วยให้สายพานมีแรงดึงที่น้อยลงการสึกหรอก็จะลดลงตามลำดับ

ปัญหา เมื่อติดตั้ง Wear Strip แบบขนานและมีจำนวนแถวน้อยเกินไป ขณะที่มีน้ำหนักบรรทุกมาก หรือติดตั้งบางจุดที่ไม่ได้ระดับ เช่นบางจุดโผล่สูงเกินไป บริเวณจุดสัมผัสระหว่าง Wear Strip และสายพานจะมี แรงกระทำเฉพาะจุดสูงมาก(Concentrate Load ) ทำให้สายพานเสียดสีกับ Wear Strip จนเป็นรอยสึกของสายพานตลอดแนว

ส่วนรองรับสายพาน (Wear Strip ) สายพานแบบขนานรับน้ำหนักบรรทุก(Load) น้อย

การแก้ไข ติดตั้ง Wear Strip แบบก้างปลา ก้างปลาซึ่งสามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้มากสายพานจะสึกหรอทั้งแผ่นพร้อม ๆกัน การลดความเร็วของสายพานจะช่วยให้สายพานสึกหรอในอัตราที่น้อยลง

ส่วนรองรับสายพาน (Wear Strip ) สายพานแบบก้างปลารับน้ำหนักบรรทุก(Load)มาก

4. สายพานมีความเร็วสูงเกินไป

ปัญหา สายพานและอุปกรณ์เกี่ยวเนื่องสึกหรอเร็วมาก

การแก้ไข สายพานที่มี Conveyor Length สั้นๆจะมีเวลาการหมุนครบรอบของสายพานเร็วกว่าสายพานที่มี Conveyor Length ยาวๆดังนั้นการสึกหรอของสายพานและอุปกรณ์จะมีมากกว่า การลดความเร็วของสายพานลงเพื่อแลกกับการยืดอายุการใช้งานของระบบคอนเวเยอร์

ข้อแนะนำ ความเร็วที่สูงสุดสำหรับสายพานโมดูล่าคือ 60 เมตรต่อนาที ถามว่ามากกว่านี้ได้ไหม ตอบว่าทำได้ ส่วนผลที่ตามมาคือ เสียงจะดังขึ้น การสึกหรอเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานน้อยลง ทั้งนี้การออกแบบ ความเร็ว(Conveyor Speed) ของสายพาน ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเช่น ชนิดวัสดุของสายพานโมดูล่าร์เป็นยังไง รูปแบบการทำงานเป็นแบบวิ่งตรง แบบวิ่งโค้ง วิ่งเอียง มีการหล่อลื่นไหม สภาพสิ่งแวดล้อมมีการขัดสีสูงหรือเปล่าเป็นต้น ความเร็ว(Conveyor Speed) ของสายพานสัมพันธ์กับความยาวของสายพาน (Conveyor Length) ตามตารางข้างล่างนี้ครับ

ตารางแนะนำความเร็วสายพานสูงสุด

5. การออกแบบและปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสม (Wrong Design and Wrong Operating Practice)

ปัญหา การโหลดสินค้าที่ไม่เหมาะสม เช่นโหลดสินค้าที่มีน้ำหนักมากเกินไป ระยะLoadสูงเกินไป การโหลดที่รุนแรงจะทำให้สินค้าตกกระทบกับสายพานหรืออุปกรณ์ แตกหักและเสียหายได้

การแก้ไข โหลดสินค้าด้วยความนิ่มนวล ถ้าเป็นไปได้ให้โหลดอินไลน์(In Line)ตามทิศทางการเคลื่อนที่ของสายพาน

การโหลดสินค้าที่หนักเกินไปหรือตกที่ระยะสูงเกินไปจะทำให้สายพานแตกหักเสียหายได้ง่าย

ปัญหา เลือกใช้ค่าแรงดึงในการออกแบบผิดทำให้สายพานขาดได้ในขณะที่ใช้งาน

การแก้ไข ข้อสังเกตุตาม Data Sheet สายพานโค้งจะมีความสามารถในการรับแรงดึงบริเวณส่วนโค้งได้น้อยกว่าสายพานตรง ดังนั้นในการออกแบบสายพานโค้งจะต้องใช้ค่าแรงดึงทางโค้ง(ค่าน้อย)เป็นตัวกำหนดค่าออกแบบแรงดึง การประกอบสายพานที่ใช้สลัก(Pin) แบบ One Body Rod ต้องให้หัวสลัก(จุดล็อคสายพาน) อยู่ตำแหน่งโค้งด้านนอกเพื่อป้องกันไม่ให้ปลายสลักอีกด้านหลุดออกเวลาเข้าโค้ง

สายพานโค้งต้องใช้แรงดึงที่ด้านโค้งเป็นตัวกำหนดการออกแบบ

น้ำหนักบรรทุกที่มากเกินไป (Over Loading) และวัสดุของที่รองรับที่มีความฝืดสูง(High Friction Material) ทำให้ระบบสายพานทำงานหนัก แรงดึงสูง จะทำความเสียหายเพิ่มมากขึ้นได้ ดังนั้นการเลือกที่รองรับต้องเลือกที่รองรับที่มีความฝืดน้อยที่สุด การเลือกค่าแรงดึงที่ถูกต้องสายพานจะไม่ขาดระหว่างการทำงานการลดน้ำหนักบรรทุกลงมาให้พอเหมาะ การทำความสะอาดสิ่งสกปรกที่ทำให้แรงเสียดทานลดลง จะช่วยให้อายุการใช้งานของสายพานยืนยาวยิ่งขึ้น

• สุดท้าย..ปัจจุบันปริมาณข้อมูลมีมากมายมหาศาลล้นเกินแต่ไร้สาระเป็นส่วนมาก...ความยากไม่ได้อยู่ที่การแสวงหาข้อมูล แต่อยู่ที่การวิเคราะห์ความถูกต้องและแก่นสารของข้อมูล การสรุปเนื้อหาให้ง่ายๆ ถูกต้องเป็นเรื่องที่ผู้บริโภคต้องการอย่างแท้จริง ทว่าข้อมูลที่อยู่ในอินเตอร์เน็ตปัจจุบันเป็นข้อมูลขยะเสียส่วนมาก ข้อมูลส่วนใหญ่พยายามบอกเรื่องที่ตนเองอยากจะพูด ไม่ได้บอกเรื่องที่ผู้บริโภคอยากจะฟัง เช่นผู้บริโภคต้องการข้อมูลที่ดูแล้ว เข้าใจง่าย มีสาระ ถูกต้อง ครบถ้วน แต่ข้อมูลที่มีอยู่คือรูปของตารางและ Specification ไร้คำอธิบายถึงที่ไปที่มา ผู้บริโภคจึงขาดข้อมูลเชิงภาพรวม (Big Picture) ซึ่งเป็นภาพสุดท้ายที่ผู้บริโภคต้องมองเห็นก่อนตัดสินใจ ส่วนรายละเอียดสเปคสินค้ามาสนับสนุนทีหลังได้ หลังจากภาพรวมมองผ่านไปแล้ว และเราบริษัท คอนเวเยอร์ไกด์ จำกัด(Conveyor Guide Co.,Ltd. ) จะพยายามทำหน้าที่ฉายภาพรวมและภาพรายละเอียดแต่ละชิ้นของส่วนประกอบย่อย ๆของภาพนั้น โดยเราจะแสวงหาข้อมูลอย่างครบถ้วนรอบด้านที่ผู้บริโภคอยากรู้...แต่คนอื่น (ผู้ขายมากราย)ไม่บอกโดยหวังว่าจะเก็บสิ่งที่ผู้บริโภคไม่รู้นี้ไว้ต่อรอง...แต่สำหรับConveyor Guide เรื่องการแบ่งปันความรู้แล้เราจะสร้างประสบการณ์ร่วมใหม่ๆร่วมกับผู้บริโภค...โดยเราจะทำตัวเป็นโทรโข่งตรงข้ามกับคนอื่น...เขาปิด-เราจะเปิด...เขาเงียบ-เราจะตะโกน...เหมือน Motto ที่เราเอ่ยถึงอยู่เสมอๆว่า“Together We Share บอกทุกเรื่องที่คนอื่นไม่อยากให้คุณรู้” เพราะเราถือว่ายิ่งผู้บริโภคมีความรู้มากขึ้นเท่าไหร่ ทุกคนยิ่งจะได้รับประโยชน์เพิ่มขึ้นเท่านั้น เนื่องจากเราถือว่าความสำเร็จของผู้บริโภคคือแหล่งที่มารายได้ของเรา ดังนั้นเราจึงมีหน้าที่สร้างความรู้และช่วยเหลือผู้บริโภคอย่างเต็มที่เท่าที่แรงงานและสติปัญญาของเราพึงมี