Tuesday, 9 July 2024

ความเข้าใจกับความเร็วรอบ RPM คืออะไร พื้นฐานและประยุกต์

ความเร็วรอบ RPM คือ

ความเร็วรอบ RPM ย่อมาจาก “Revolutions Per Minute” หรือในภาษาไทยคือ “รอบต่อนาที” ซึ่งเป็นหน่วยของความเร็วรอบในการหมุนหรือจำนวนรอบของวัตถุรอบแกนคงที่ในหนึ่งนาที RPM นิยมใช้เพื่ออธิบายความเร็วของการหมุนส่วนประกอบทางกลเช่นมอเตอร์ เครื่องยนต์ และเครื่องจักร

รอบต่อนาทีสามารถเขียนย่อได้ดังนี้ “rpm, RPM, รอบ/นาที, r/min หรือ r⋅min−1” เป็นหน่วยของความเร็วในการหมุน (หรือความถี่การหมุน) สำหรับเครื่องจักรที่กำลังหมุน เราสามารถคำนวณง่ายๆ โดยการนับจำนวนครั้งที่ชิ้นส่วนเหล่านั้นหมุนใน 60 วินาที (1 นาที)

RPM จึงเป็นความถี่ในการหมุนหรือความเร็วในการหมุนของวัตถุรอบๆ แกนคงที่เช่นเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหัน เครื่องเล่นดีวีดีหรือซีดี และเทอร์โบชาร์จเจอร์

ตัวอย่าง RPM

  • ความเร็วในการหมุนของสว่านสูงถึง 13.3 kHz หรือ 800,000 RPM
  • ความเร็วในการหมุนของนาฬิกาอะนาล็อกทั่วไปคือ 1 RPM
  • ความถี่ในการหมุนของแผ่นดิสก์มีตั้งแต่ 1,530 RPM ที่ขอบด้านในสุด จนถึง 630 RPM ที่ขอบด้านนอก
  • ในช่วงรอบการปั่นหมาดของเครื่องซักผ้าระหว่าง 500 – 2,000 RPM

มาตรฐาน

ตามมาตรฐาน ISO 80000-3:2019 กำหนดปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่าการหมุน (หรือจำนวนรอบการหมุน) รอบต่อนาที (Revolutions Per Minute) ซึ่งไม่มีหน่วย ซึ่งเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทันทีเรียกว่าความถี่ในการหมุน (หรืออัตราการหมุน) โดยมีหน่วยเป็นต่อวินาที (1/s)

การวัดความเร็วรอบ RPM

เครื่องมือทดสอบความเร็วรอบเรียกว่าทาโคมิเตอร์ (Tachometer) ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความเร็วในการหมุนของเพลาหรือจานในขณะที่เครื่องจักรกำลังเคลื่อนที่

มีให้เลือกทั้งแบบมือถือหรือแบบติดตั้งกับที่ ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้เป็นเครื่องมือตรวจสอบหรือตรวจสอบจุดแบบถาวรหรือไม่ เครื่องวัดวามเร็วใช้แหล่งกำเนิดแสงหรือล้อหมุนเพื่อทำการวัด เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบสภาพกังหันและเครื่องจักร

มาตรวัดรอบมีให้เลือกหลายสไตล์เช่นรุ่นมือถือสำหรับการตรวจสอบเฉพาะจุด และรุ่นที่ได้รับการออกแบบให้ติดตั้งอย่างถาวร ตรวจสอบความเร็วในการหมุนอย่างต่อเนื่อง และสามารถส่งสัญญาณเตือนหากความเร็วสูงหรือต่ำเกินไป

ทาโคมิเตอร์ (Tachometer) แบ่งออกเป็น 2 ชนิดได้แก่

1. แบบสัมผัส (Contact Tachometer): ทำงานโดยการวางล้อหมุนอย่างอิสระโดยสัมผัสโดยตรงกับเพลาหรือแผ่นดิสก์ที่กำลังหมุน เพลาหรือแผ่นดิสก์จะขับเคลื่อนล้อโดยสร้างพัลส์ที่เครื่องวัดวามเร็วอ่านและแปลงเป็น RPM สามารถคำนวณความเร็วและระยะทางเชิงเส้นได้

2. แบบไม่สัมผัส (Non-Contact Tachometer): ทำงานโดยใช้แหล่งกำเนิดแสง ซึ่งโดยทั่วไปคือแสงเลเซอร์หรืออินฟราเรดในการวัดความเร็วในการหมุน โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสทางกายภาพระหว่างเครื่องวัดกับเป้าหมาย

มาตรวัดความเร็วรอบมุ่งเป้าไปที่เป้าหมายที่กำลังหมุนซึ่งติดเทปสะท้อนแสงไว้ เมื่อแหล่งกำเนิดแสงกระทบเป้าหมาย แสงจะสะท้อนจากเทปและกลับไปยังมาตรวัดรอบ เครื่องวัดวามเร็วจะวัดอัตราการที่พัลส์แสงสะท้อนกลับไปยังเครื่องวัดวามเร็วซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเร็วในการหมุนของเพลาหรือแผ่นดิสก์

การประยุกต์ใช้ความเร็วรอบ RPM

ทาโคมิเตอร์ (Tachometer) มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องมาจากความสามารถในการวัดและติดตามความเร็วในการหมุน (RPM) ได้อย่างแม่นยำ ต่อไปนี้คือการใช้งานเครื่องวัดวามเร็วทั่วไปบางส่วน:

1. อุตสาหกรรมยานยนต์

  • การตรวจสอบเครื่องยนต์: ใช้ในการตรวจสอบ RPM ของเครื่องยนต์ ช่วยให้ผู้ขับขี่เพิ่มประสิทธิภาพและประหยัดเชื้อเพลิง
  • เครื่องมือวินิจฉัย: ใช้เพื่อวินิจฉัยปัญหาของเครื่องยนต์และรับรองว่าเครื่องยนต์ทำงานภายในช่วง RPM ที่ปลอดภัย

2. อุตสาหกรรม:

  • เครื่องมือกล: วัดความเร็วของเครื่องกลึง เครื่องกัด และเครื่องมืออื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำและคุณภาพในกระบวนการผลิต
  • มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า: จะตรวจสอบความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงสุดและป้องกันความเสียหาย

3. โรงไฟฟ้า:

  • กังหัน: ในโรงไฟฟ้า มาตรวัดรอบจะตรวจสอบ RPM ของกังหันเพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตพลังงานมีประสิทธิภาพและป้องกันความล้มเหลวทางกล

4. ระบบ HVAC:

  • พัดลมและเครื่องเป่าลม: เครื่องวัดวามเร็วใช้เพื่อตรวจสอบความเร็วของพัดลมและเครื่องเป่าลมในระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และระบบปรับอากาศ เพื่อให้มั่นใจว่าการไหลเวียนของอากาศและประสิทธิภาพของระบบเหมาะสม

7. อุปกรณ์ทางการแพทย์:

  • เครื่องปั่นแยก: ในห้องปฏิบัติการ เครื่องวัดวามเร็วจะวัดความเร็วของเครื่องหมุนเหวี่ยงที่ใช้ในการแยกสารด้วยความเร็วสูง
  • สว่านทันตกรรม: เครื่องวัดวามเร็วช่วยให้มั่นใจได้ว่าสว่านทันตกรรมจะทำงานด้วยความเร็วที่ถูกต้องเพื่อขั้นตอนทางทันตกรรมที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

8. สายการผลิต:

  • ระบบสายพานลำเลียง: เครื่องวัดวามเร็วช่วยรักษาความเร็วที่สม่ำเสมอในระบบสายพานลำเลียง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการผลิตที่ซิงโครไนซ์กัน
  • เครื่องจักรสิ่งทอ: จะตรวจสอบความเร็วของเครื่องปั่นด้ายและทอผ้าเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพที่สม่ำเสมอในการผลิตสิ่งทอ