'Basic shaft alignment'

ငယ္ငယ္ကေတာ႔ သံၿဖတ္လြွ handsaw blade ရဲ႕ ၿပင္ညီ plane ဖက္အၿခမ္းကို shaft coupling ေတြေပါါတင္၊ လက္နိွပ္ဓါတ္မီးထိုးၿပီး gap တိုင္းကာ alignment ေလး ဘာေလး ခၽိန္ခဲ႔ဖူးပါတယ္။ တခါတေလမွာေတာ႔ သံေပတံ steel ruler ကိုသံုးကာ၊ alignment ခၽိန္ခဲ႔ဖူးပါတယ္။ ဒီနည္းေတြဟာ အခၽင္း diameter အရြယ္အစားတူတဲ႔ shaft coupling ေတြအတြက္၊ အဆင္ေၿပေပမယ္႔ အရြယ္အစားမတူတဲ႔ shaft coupling ေတြကို၊ 'alignment' ခၽိန္ညွိရာမွာ သံုးလို႔ မရတာေတြ႔ရပါတယ္။

shaft alignment ဆိုတာကေတာ႔ motor, generator, pump, compressor နဲ႔ transmission gear box အစရိွတဲ႔ machinery ေတြကို၊ တစ္ခုနဲ႔ တစ္ခု ခၽိတ္ဆက္တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ shaft သို႔မဟုတ္ ဝင္ရိုးေတြရဲ႕ အဆက္ 'couplings' ေတြဟာ၊ ပံုမွန္လည္ပတ္ ေမာင္းနွင္ေနတဲ႔ normal operating conditions အေၿခအေနမွာ၊ လည္ပတ္မွဳဗဟိုဆံုခၽက္ အေနအထား 'rotational center position' အေနနဲ႔ co-linear အၿဖစ္ "ခၽိန္သားကိုက္စြာ တညီတညြတ္တည္း၊ လိုက္ပါလည္ပတ္ေနၿခင္း" ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. total indicator reading

ေသၿခာမွန္ကန္တဲ႔ proper shaft alignment ကို၊ coupling hubs သို႔မဟုတ္ shafts တို႔မွတဆင္႔ 'TIR' လို႔ေခါါတဲ႔ total indicator reading အေနနဲ႔ မေဆာင္ရြက္သင္႔ပဲ၊ shaft supporting members တနည္းအားၿဖင္႔ shaft ကို 'ထမ္းမ' ေပးထားတဲ႔ bearings ေတြရဲ႕ rotational center မွသာ၊ တိုင္းတာ ညိွနိွဳင္းေပးသင္႔ပါတယ္။ shaft ေတြရဲ႕ rotational center positions ေတြဟာ co-linear အေနနဲ႔ ခၽိန္သားကိုက္စြာ တညီတညြတ္တည္း၊ လိုက္ပါလည္ပတ္မွဳမရိွၿခင္းကို "ေသြဖီမွဳ" တနည္းအားၿဖင္႔ "misalignment" လိုု႔ေခါါကာ၊ offset misalignment နဲ႔ angular misalignment ဆိုၿပီး၊ ထပ္မံခြဲၿခား သတ္မွတ္ပါတယ္။

 

Fig. offset misalignment - shaft center lines are parallel but do not intersect

rotational center မွာ၊ shaft center line ေတြတခုနဲ႔တခု အၿပိဳင္ parallel ၿဖစ္ေပါါေနၿပီး၊ intersect အေနနဲ႔ တထပ္တည္းကၽကာ၊ ၿဖတ္သန္းသြားမွဳမရိွၿခင္းကို 'offset misalignment' အၿဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။ offset misalignment ကို 'parallel misalignment' လို႔လည္းေခါါပါတယ္။ coupling center မွတိုင္းတာၿခင္း တနည္းအားၿဖင္႔ shaft ရဲ႕ rotational center positions မွတိုင္းတာၿခင္း ၿဖစ္ၿပီး၊ unit အေနနဲ႔ 'mils' ၿဖင္႔ေဖာ္ၿပသလို၊ 1 mil ဟာ 0.001 inch နဲ႔ညီမၽွပါတယ္။ 

 

Fig. angular misalignment - shaft center lines intersect but are not parallel

shaft ေတြရဲ႕ မတူညီတဲ႔ difference slop ေတြေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ ကြာဟခၽက္ "gap" သို႔မဟုတ္ "face" တို႔ေႀကာင္႔ angular misalignment ေတြေပါါေပါက္ရပါတယ္။ rotational center မွာ၊ shaft center line ေတြ တခုနဲ႔တခု intersect အေနနဲ႔ တထပ္တည္းကၽကာ၊ ၿဖတ္သန္းသြားေပမယ္႔၊ အၿပိဳင္ parallel ၿဖစ္ေပါါမွဳ မရိွၿခင္းကို၊ angular misalignment အၿဖစ္သတ္မွတ္ပါတယ္။ angular misalignment ကို slope of a roof ဆိုတဲ႔ "rise/ run" ၿဖင္႔တိုင္းတာပါတယ္။ 'rise' ရဲ႕ unit ဟာ 'mils' ၿဖစ္ၿပီး၊ 'distance along the shaft' ဆိုတဲ႔ 'run' ရဲ႕ unit ကေတာ႔ 'inch' ၿဖစ္ပါတယ္။

offset misalignment နဲ႔ angular misalignment တို႔မွာ horizontal plane ဆိုတဲ႔ ဟိုဖက္ဒီဖက္ ဘယ္နဲ႔ ညာေသြဖီမွဳ side to side potential misalignment နဲ႔ vertical plane ဆိုတဲ႔ အထက္နဲ႔ ေအာက္ေသြဖီမွဳ up and down potential misalignment ေတြ၊ ၿဖစ္ေပါါေလ့ရိွပါတယ္။ ေသၿခာမွန္ကန္တဲ႔ proper shaft alignment ကိုရရိွေစရန္၊ 'HA' လို႔ေခါါတဲ႔ horizontal angularity alignment, 'HO' လို႔ေခါါတဲ႔ horizontal offset alignment, 'VA' လို႔ေခါါတဲ႔ vertical angularity alignment နဲ႔ 'VO' လို႔ေခါါတဲ႔ vertical offset alignment တို႔ကို၊ တိုင္းတာၿပီး လိုအပ္သလို ညိွနိွဳင္းေပးရပါတယ္။

horizontal angularity misalignment ဆိုတာကေတာ႔ shaft တေခၽာင္းနဲ႔၊ အၿခား shaft တေခၽာင္း

တို႔ရဲ႕ ႀကားမွာ၊ အေစာင္းဒီဂရီတခု ၿဖစ္ေပါါကာ၊ horizontal plane အေနနဲ႔ လည္ပတ္ေနၿခင္းၿဖစ္သလို၊ vertical angularity alignment ကေတာ႔ shaft တေခၽာင္းနဲ႔၊ အၿခား shaft တေခၽာင္းတို႔ရဲ႕ ႀကားမွာ၊ အေစာင္းဒီဂရီ တခုၿဖစ္ေပါါကာ၊ vertical plane အေနနဲ႔ လည္ပတ္ေနၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ အလားတူ horizontal offset misalignment ဆိုတာကေတာ႔ shaft တေခၽာင္းနဲ႔၊ အၿခား shaft တေခၽာင္းတို႔ဟာ moved horizontally away အေနအထားၿဖင္႔ ကြာဟကာလည္ပတ္ေနၿပီး၊ vertical offset misalignment ဆိုတာကေတာ႔ shaft တေခၽာင္းနဲ႔၊ အၿခား shaft တေခၽာင္းတို႔ဟာ moved vertically away အေနအထားၿဖင္႔ ကြာဟကာ လည္ပတ္ေနၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

ေယဘုယၽအေနနဲ႔ motor, generator, pump, compressor နဲ႔ transmission gear box အစရိွတဲ႔ machinery ေတြ တခုနဲ႔တခု ခၽိတ္ဆက္ၿပီး၊ ေမာင္းနွင္အသံုးၿပဳရာမွာ၊ ထားရိွသင္႔တဲ႔ shaft alignment tolerances တန္ဘိုးေတြကို၊ ႀကားခံခၽိတ္ဆက္ေပးမယ္႔ coupling manufacturers ထုတ္လုပ္သူေတြမွ design specifications အေနနဲ႔ သတ္မွတ္ေပးေလ့ရိွပါတယ္။ လက္ေတြ႔ အသံုးၿပဳရာမွာ၊ သက္ေရာက္လာမယ္႔ forces resulting ေတြအတြက္၊ ႀကိဳတင္စဥ္းစားကာ၊ angular misalignment ကို 3 degrees ခန္႔၊ offset misalignment ကို 75 mils တနည္းအားၿဖင္႔ 0.075 inch ခန္႔၊ "လိုတိုးပိုေလၽွာ႔" တနည္းအားၿဖင္႔ "tolerances" အၿဖစ္ ထည္႔သြင္းတြက္ခၽက္ေလ့ ရိွပါတယ္။ flexible coupling ေတြကို အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ ေသးငယ္တဲ႔ ေသြဖီမွဳ small amounts of shaft misalignment ေတြရိွတတ္ပါတယ္။

 

 

Fig. typical tolerances for alignment

တခါတရံ coupling manufacturers ထုတ္လုပ္သူေတြဟာ၊ design specifications အေနနဲ႔ 'gap tolerance' ကို သတ္မွတ္ေပးေလ့ရိွပါတယ္။ gap tolerance ကို absolute value of coupling face TIR လို႔လည္းေခါါပါတယ္။ အကယ္၍ specification မွာ "face TIR not to exceed 0.005 in." လို႔ေရးသားေဖာ္ၿပထားခဲ႔လၽွင္၊ 'gap tolerance' ဟာ 0.005 in ထက္ မပိုသင္႔ဖူးလို႔ သတ္မွတ္ထားၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။ အထက္မွာ နမူနာအေနနဲ႔ ထားရိွသင္႔တဲ႔ tolerances တန္ဘိုးပမာဏေတြကို၊ လည္ပတ္နံွဳး 'RPM' အလိုက္၊ ခြဲၿခားေဖာ္ၿပထားပါတယ္။ 'tolerance' ေတြ ထားရိွရၿခင္းကေတာ႔ harmonic forces အၿဖစ္ အလိုက္သင္႔သက္ေရာက္လာမယ္႔ force ကို၊ ခံနိဳင္ရိွရန္ၿဖစ္ပါတယ္။

shaft ေတြမွာ misaligned ဆိုတဲ႔ ေသြဖီမွဳေတြရိွခဲ႔လၽွင္၊ forces ေတြေပါါေပါက္လာၿပီး၊ လည္ပတ္ေနတဲ႔ rotating components ေတြမွာသာမက၊ အထိုင္ခၽထားတဲ႔ stationary components ေတြ တနည္းအားၿဖင္႔ casing ေတြ၊ housing ေတြနဲ႔ foundation mounting ေတြအေပါါမွာ stresses အေနနဲ႔ သက္ေရာက္ပါေတာ႔တယ္။ ဒါ႔အၿပင္ misaligned ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ stress ဟာ bearings ေတြေပါါနဲ႔ seals ေတြ အေပါါမွာလည္း၊ သက္ေရာက္ပါတယ္။ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ stress ဟာ harmonic forces အၿဖစ္ အလိုက္သင္႔သက္ေရာက္ေနၿခင္းမဟုတ္ပဲ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ greater stress ၿဖင္႔ အဆက္မၿပတ္ constant hammering အေနနဲ႔ သက္ေရာက္ေနၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။

တလက္စတည္း shaft supporting members တနည္းအားၿဖင္႔ shaft ကို 'ထမ္းမ' ေပးထားတဲ႔ bearings ေတြရဲ႕ အသံုးခံနိဳင္မွဳသက္တမ္း "bearing life expectancy" အေႀကာင္းကိုလည္း၊ ထည္႔သြင္းေဖာ္ၿပပါေစ။ ball သို႔မဟုတ္ roller bearings ေတြေပါါမွာ၊ shaft ေတြရဲ႕ misaligned ဆိုတဲ႔ ေသြဖီမွဳေတြမွတဆင္႔၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ forces ေတြ သက္ေရာက္တဲ႔အခါ၊ bearings ေတြရဲ႕ အသံုးခံနိဳင္မွဳ သက္တမ္းဟာလည္း၊ တိုေတာင္းကၽဆင္းသြားရပါတယ္။ 

Fig. bearing life is affected by misalignment

Fig. ball bearing and roller bearing's 90 % bearing life expectancy

အထက္မွာေဖာ္ၿပထားတဲ႔ 'bearing life is affected by misalignment' ပံုေသနည္းကေတာ႔႔ bearing sizes အရြယ္အစားနဲ႔ design ေပါါ မူတည္ၿပီး၊ bearings ေတြရဲ႕ အသံုးခံနိဳင္မွဳ သက္တမ္းကို၊ တြက္ခၽက္တဲ႔ ပံုေသနည္းၿဖစ္ကာ၊ (၁၉၄၀) နဲ႔ (၁၉၅၀) ခုနွစ္ကာလမၽားဆီက၊ Lundberg နဲ႔ Palmgren ဆိုသူ (၂) ဦးရဲ႕ ေလ့လာ သုေသသနၿပဳခၽက္ေတြ အရ၊ ေပါါထြက္ခဲ႔တဲ႔ ပံုေသနည္းလည္း  ၿဖစ္ပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္းမွာေတာ႔ ball bearing နဲ႔ roller bearing တို႔ရဲ႕ '90 % bearing life expectancy' ဆိုတဲ႔ ပံုေသနည္းကို၊ ေၿပာင္းလဲ အသံုးၿပဳခဲ႔ႀကပါတယ္။

Fig. shaft alignment options

shaft alignment ကို ခၽိန္ညွိေဆာင္ရြက္ရာမွာ အသံုးၿပဳတဲ႔ ပစၥည္းကရိယာ tools အေပါါမူတည္ၿပီး၊ straight edge alignment, dial indicator alignment နဲ႔ laser alignment ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားေတြ႔နိဳင္ပါတယ္။ straight edge alignment ကေတာ႔ သမရိုးကၽ traditional alignment methods နည္းလမ္းၿဖစ္ၿပီး၊ ညီညာေၿဖာင္းတန္းတဲ႔ straightedge သို႔မဟုတ္ ေပတံ ruler တို႔ကိုအသံုးၿပဳကာ၊ မၽက္ၿမင္ visual inspection အေနနဲ႔ စစ္ေဆး ခၽိန္ညွိၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ quick and relatively easy ဆိုသလို လၽွင္ၿမန္ လြယ္ကူစြာ၊ အသံုးၿပဳနိဳင္တဲ႔ နည္းလမ္း ၿဖစ္ေပမယ္႔ တိကၽမွန္ကန္မွဳ accuracy မရရိွနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

dial indicator လို႔ေခါါတဲ႔ dial gauge ေတြကိုသံုးၿပီး၊ shaft alignment ကို ခၽိန္ညွိေဆာင္ရြက္ၿခင္း ဟာလည္း၊ သမရိုးကၽ traditional alignment methods နည္းလမ္းၿဖစ္ပါတယ္။ တိကၽမွန္ကန္မွဳကို high accuracy အေနနဲ႔ ရရိွေပမယ္႔၊ quite time-consuming ဆိုသလို အခၽိန္ယူကာ၊ တိုင္းတာ ေဆာင္ရြက္ရန္ လိုအပ္သလို၊ dial gauge ေတြကို ေနရာေရြွ႕ေၿပာင္းကာ တတ္ဆင္ၿပီးမွ၊ တိုင္းတာရတဲ႔အတြက္ 'real-time values' တန္ဖိုးအားအတိအကၽ၊ မရရိွနိဳင္တာေတြ႔ရပါတယ္။

Fig. laser alignment

laser alignment နည္းလမ္းကေတာ႔ လၽွင္ၿမန္လြယ္ကူစြာ၊ အသံုးၿပဳနိဳင္တဲ႔ နည္းလမ္းၿဖစ္သလို၊ တိကၽမွန္ကန္မွဳကို high accuracy အေနနဲ႔ ရရိွနိဳင္တဲ႔ နည္းလမ္းလည္းၿဖစ္ပါတယ္။ laser-guided tools အေနနဲ႔ laser beam ကိုထုတ္ေပးမယ္႔ emitting unit, laser beam ကိုလက္ခံရယူမယ္႔ detecting unit နဲ႔ handheld control device unit တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ emitting unit နဲ႔ detecting unit တို႔ကို၊ magnetic brackets သို႔မဟုတ္ magnetic chain ေတြကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ shaft မွာ mounted အေနနဲ႔ တတ္ဆင္ ရပါတယ္။ precise laser line ကို၊ emitting unit မွထုတ္ေစၿပီး၊ detecting unit မွလက္ခံရယူေစရန္၊ handheld control device unit ကို အသံုးၿပဳပါတယ္။ handheld control device unit ဟာ display unit ၿဖစ္သလို၊ ခၽိန္ညွိေနစဥ္ alignment process အတြင္း၊ real-time coupling and feet values တနည္းအားၿဖင္႔ ေနရာေၿပာင္းလဲတတ္ဆင္ရန္ မလိုပဲ၊ အခၽိန္နဲ႔တေၿပးညီ simultaneously measure အေနနဲ႔ တိုင္းတာမွတ္သားနိဳင္ပါတယ္။

Reference and image credit to : Maintenance Technology, Understanding Shaft Alignment, 01 December 2002 Rich Henry, Ron Sullivan, John Walden and Dave Zdrojewski, VibrAlign, Inc., The Importance of Shaft Alignment by Mark Ely & Karl Vietsch, Flow Control Magazine, November 30, 2011., http://www.vibrationschool.com/, http://pump-zone.com/, http://www.flowcontrolnetwork.com/, http://www.alignmentsystems.co.za/

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.