စက္ Engines တုန္ခါရျခငိးရဲ႕ အေၾကာင္းရင္းျမစ္မ်ား ကို စိစစ္႐ွာေဖြျခင္း

Vibration (တုန္​ခါမႈ) နဲ႔ပတ္​သက္​တဲ႔ အတိုအထြာ မွတ္​စရာ​ေလး​ေတြပါ။

    Ebgine ပိုင္​းဆိုင္​ရာ တုန္​ခါမႈမ်ား

စက္​မႈပိုင္​းဆိုင္​ရာတြင္​ အ​ေျခခံတုန္​ခါမႈ (  8  ) မ်ိဳး႐ွိသည္​။ ၄င္​းတို႔မွာ -

1. Free Vibration
2. Forced Vibration
3. Undamped Vibration
4. Damped Vibration
5. Linear Vibration
6. Nonlinear Vibration
7. Deterministic Vibration
8. Random Vibration စသည္​တို႔ျဖစ္​သည္​။
        ၄င္​းတို႔အထဲမွ Forced Vibration သည္​ engine တုန္​ခါမႈအတြက္​ အ​ေျခခံက်​ေသာ တုန္​ခါမႈျဖစ္​ပါသည္​။

Engine တလံုးတြင္​ ​

၁။ engine စတင္​ ႏိႈးစအခ်ိန္​တြင္​​ေသာ္​၄င္​း
၂။ load သံုးလိုက္​​ေသာအခ်ိန္​တြင္​္​​ေသာ္​၄င္​း
၃။ clutch ျဖင္​့ ခ်ိတ္​ဆက္​လိုက္​​ေသာအခ်ိန္​တြင္​္​​ေသာ္​၄င္​း
၄။ engine အားရပ္​တန္​႔လိုက္​​ေသာအခ်ိန္​တြင္​္​​ေသာ္​၄င္​း စသည္​့အခ်ိန္​မ်ားတြင္​ တုန္​ခါမႈ ျဖစ္​​ေပၚတတ္​ပါသည္​။

တခါတရံတြင္​ ​combustion ​ေၾကာင္​့​ေသာ္​၄င္​း ၊ Vibration damper ခ်ိဳ႕ယြင္​းပ်က္​စီးလ်င္​​ေသာ္​၄င္​း ၊ Ball Bearings မ်ား ခ်ိဳ႕ယြင္​းပ်က္​စီးလ်င္​​ေသာ္​၄င္​း ၊ သာမန္​စက္​လည္​ႏႈန္​းတြင​္​​ေသာ္​၄င္​း ၊ Gearbox or transmission ​ေၾကာင္​့​ေသာ္​၄င္​း ၊ timing belt ​ေၾကာင္​့​ေသာ္​၄င္​း ၊
engine ၏ critical speed ၌​ေသာ္​၄င္​း ၊ engine စႏိႈးစ အခ်ိန္​ႏွင္​့ ရပ္​တန္​႔စဥ္​ အခ်ိန္​တို႔တြင္​၄င္​း တုန္​ခါမႈမ်ား ျဖစ္​​ေပၚတတ္​ပါသည္​။

         Diesel engine မ်ားတြင္​ တုန္​ခါမႈျဖစ္​​ေပၚရျခင္​း အ​ေၾကာင္​းရင္​းမ်ား

၁။ မညီမွ်​ေသာ အထက္​ ​ေအာက္​ ​ေရြ႔လ်ားမႈအားမ်ားႏွင္​့ ​ေထာင္​လိုက္​ႏွင္​့ အလ်ားလိုက္​​ေရြ႔လ်ား​ေန​ေသာ အစိတ္​အပိုင္​းမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ ဗဟိုခြာအားမ်ား​ေၾကာင္​့ ၄င္​း ၊
၂။ piston သည္​ cylinder ထဲတြင္​ ​ေရြ႔လ်ား​ေသာအခါ ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာ အလ်ားလိုက္​အား​ေၾကာင္​့၄င္​း(သို႔) gas pressure ​ေျပာင္​းလဲမႈ​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ side thrust ​effect ​ေၾကာင္​့ ၄င္​း ၊
၃။ ဝန္​ခ်ိန္​အလိုက္​ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာအားမ်ား​ေၾကာင့္​့၄င္​း၊ inertia force မ်ား​ေၾကာင္​့၄င္​း ၊
၄။ gas pressure ​ေျပာင္​းလဲမႈ​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ လိမ္​အား​ေၾကာင့္​့၄င္​း ၊ ဝန္​ခ်ိန္​အလိုက္
​ေျပာင္​းလဲျခင္​း​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ လိမ္​အား​ေၾကာင္​့၄င္​း-------ျဖစ္​ပါသည္​။

        Diesel engine မ်ားတြင္​ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ
တုန္​ခါမႈ အမ်ိဳးအစားမ်ား

1. Shaking
       ၄င္​းသည္​ engine မ်ားတြင္​ piston သည္​ အထက္​ ​ေအာက္​ ​ေရြ႔လ်ား​ေစၿပီး connecting rod မွ ​ေဘးဘယ္​ညာ​ေရြ႔လ်ားလ်က္​ crankshaft အား လည္​ပတ္​​ေစျခင္​းအားမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာ တုန္​ခါမႈမ်ိဳးကို ​ေခၚပါသည္​။

2. Rocking
        ၄င္​းသည္​ engine ၏ ဟန္​ခ်က္​တဘက္​တြင္​ သက္​​ေရာက္​​ေန​ေသာ အလ်ားလိုက္​အားမ်ားႏွင္​့ engine ၏ ဟန္​ခ်က္​တည္​့တည္​့သို႔ သက္​​ေရာက္​​ေန​ေသာအားမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေစသည္​့ တုန္​ခါမႈမ်ိဳးကို rocking ဟု ​ေခၚသည္​။

3. Pitching
         ၄င္​းသည္​ engine ၏ အစြန္​းဘက္​မ်ား အနိမ္​့အျမင္​့မညီညာမႈ​ေၾကာင္​့ျဖစ္​​ေသာ ​ေဒါင္​လိုက္​အား စံုတြဲမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚသည္​့တုန္​ခါမႈမ်ိဳးကို Pitching ဟု​ေခၚပါသည္​။

4. Yawing
        ၄င္​းသည္​ engine ၏ ဘယ္​ ညာအစြန္​းမ်ားသည္​ ပိုမို​ေရြ႔လ်ား​ေစၿပီး အလ်ားလိုက္​ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာအားမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာတုန္​ခါမႈမ်ိဳးကို Yawing ဟု​ေခၚပါသည္​။

5. Torsional
        ၄င္​းသည္​ engine တြင္​ crankshaft လည္​ပတ္​​ေသာအခါ ၄င္​းတြင္​လိမ္​အားျဖစ္​​ေပၚလာသည္​။ ယင္​း​ေၾကာင္​့ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာတုန္​ခါမႈကို Torsional ဟု​ေခၚပါသည္​။

          Diesel engine ၏ crankshaft တြင္​ counter weight တပ္​ဆင္​အသံုးျပဳ ရျခင္​း၏ ရည္​ရြယ္​ခ်က္​
         ၄င္​း၏ အဓိကရည္​ရြယ္​ခ်က္​မွာ crankshaft  လည္​ပတ္​​ေသာအခါ Yawing ႏွင္​့ Pitching တုန္​ခါမႈမ်ိဳး ျဖစ္​​ေပၚလာသည္​။ ထိုအားစံုတြဲ​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာ တုန္​ခါမႈမ်ား ပ​ေပ်ာက္​​ေစရန္​ ျဖစ္​သည္​။

Crankshaft တြင္​ Vibration Damper တပ္​ဆင္​ရျခင္​း၏ ရည္​ရြယ္​ခ်က္​
         ၄င္​းမွာ engine သို႔ သက္​​ေရာက္​​ေစ​ေသာ ဒဏ္​အားမ်ား ကာကြယ္​ရန္​ႏွင္​့ မညီမွ်​ေသာ အားစံုတြဲမ်ားကိုျဖစ္​​ေစ​ေသာ တပ္​ဆင္​မႈမ်ားကို ၄င္​း ကာကြယ္​ရန္​ျဖစ္​သည္​။

          Crankshaft အ​ေၾကာင္​း

         Engine တလံုး၏ လႈပ္​႐ွားမႈအားႏႈန္​းထားႏွင္​့ အ​ေလးခ်ိန္​တို႔၏အခ်ိဳးကို မ်ားႏိုင္​​ေစရန္​အတြက္​ တြဲဘက္​ cylinder မ်ားသည္​ တခုႏွင္​့တခု နီးကပ္​ႏိုင္​သမွ် နီးကပ္​စြာ ပံုထုတ္​ျပဳလုပ္​ရ​ေပသည္​။ တြဲဘက္​ cylinder ႏွစ္​လံုး၏ ဗဟိုခ်က္​မ်ားအကြာအ​ေဝးသည္​ ကန္​႔သတ္​ခ်က္​႐ွိ​ေနသည္​။ ထိုအကြာအ​ေဝးအတြင္​းတြင္​ main bearing တခု ၊ crank pin တခု ၊ crank web ႏွစ္​ခုအတြက္​ ​ေနရာ ပါဝင္​​ေစႏိုင္​ရမည္​။ လံု​ေလာက္​သည္​့ အရြယ္​အစားတူ bearing မ်ားကိုတပ္​ဆင္​ရန္​ ၊ လိုအပ္​​ေသာ ​ေနရာမ်ားျဖင္​့ engine တခုလံုး၏ အတိုင္​းအတာမ်ားႏွင္​့ အ​ေလးခ်ိန္​တို႔ကို စီမံခန္​ ့ခြဲႏိုင္​​ေလသည္​။ Crankshaft အား အတိုႏိုင္​ဆံုး စီမံထားျခင္​း​ေၾကာင္​့ ၄င္​းသည္​ စက္​အစိတ္​အပိုင္​းမ်ားအနက္​ ဒဏ္​အမ်ားဆံုးခံရ​ေသာ အစိတ္​အပိုင္​းျဖစ္​သည္​။
Crankshaft သည္​ မီး​ေလာင္​ကြၽမ္​းမႈ​ေၾကာင္​့ျဖစ္​​ေပၚလာ​ေသာဝန္​ခ်ိန္​ႏွင္​့ bearing မ်ား၏ ဒဏ္​ျပန္​အားမ်ား​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေသာ stress မ်ားကို ၾကံ့ၾကံ့ခိုင္​ႏိုင္​ရမည္​့အျပင္​ Crankshaft ၏ ​ေဝွ႔ယမ္​းျခင္​း ၊ centrifugal inertia force ႏွင္​့ လိမ္​အားဒဏ္​မ်ား (torsion) ကိုလည္​း ခံႏိုင္​ရည္​႐ွိရမည္​။ ဤ​ေဖာ္​ျပခ်က္​မ်ားအားလံုးသည္​ crank pin ႏွင္​့ main bearing အၾကား႐ွိ crank web မ်ား၌ က်​ေရာက္​​ေနၾကသည္​။
        crank pin ကို အတိုႏိုင္​ဆံုး လုပ္​ႏိုင္​​ေလ​ေလ ၄င္​း၏​ေတာင္​့တင္​းမႈလည္​း မ်ား​ေလ​ေလျဖစ္​သည္​။ သို႔​ေသာ္​ crank pin ၏အလ်ားကို ခြင္​့ျပဳႏိုင္​​ေသာ ဝန္​ခ်ိန္​မ်ားျဖင္​့ ကန္​႔သတ္​​ေပးသည္​။
         Crankshaft ကို မ်ား​ေသာအားျဖင္​့ High carbon steel သံမဏိအား ပံုထု၍ျပဳလုပ္​ထားခါ journal ႏွင္​့ web တို႔ကို တသားတည္​းျဖစ္​​ေအာင္​ စက္​ျဖင္​့စား၍ "သ" ထား​ေလသည္​။ power / weight အခ်ိဳးမ်ား​ေသာ engine မ်ားတြင္​ ပံု​ေလာင္​း Crankshaft မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္​။
         Engine အငယ္​​ေလးမ်ား၏ Crankshaft ကို မ်ား​ေသာအားျဖင္​့ crank pin ႏွင္​့ journal pin တို႔၏ မ်က္​ႏွာျပင္​မ်ားကို nitrate ဓာတ္​ျဖင္​့ မာ​ေၾကာ​ေအာင္​ ျပဳလုပ္​​ေပးထားၾကသည္​။ Crankshaft တို႔တြင္​ အ​ေလးခ်ိန္​ညီမွ်ျခင္​းျဖစ္​​ေစရန္​အခ်က္​သည္​ အထူးအ​ေရးႀကီး​ေသာ အခ်က္​ျဖစ္​၍ balance weight မ်ား တပ္​ဆင္​​ေပးျခင္​းျဖင္​့ ထိုညီမွ်မႈကို ရ႐ွိ​ေစသည္​။
        
      Bearing အသံုးျပဳရျခင္​း ရည္​ရြယ္​ခ်က္​
      လည္​ပတ္​​ေန​ေသာ ဝန္​႐ိုးမ်ား ၊ လႈပ္​႐ွား​ေန​ေသာ အစိတ္​အပိုင္​းမ်ားကို ထမ္​းထားရန္​ႏွင္​့ က်​ေရာက္​​ေသာ ဒဏ္​အားကို အျခားတ​ေနရာသို႔ ကူး​ေျပာင္​း​ေပးရန္​ျဖစ္​သည္​။

Crankshaft  Bearing မ်ား​ေပၚသို႔ ဝန္​ခ်ိန္​ (၂) မ်ိဳးသက္​​ေရာက္​သည္​ -
   ၁။ piston ​ေပၚသို႔သက္​​ေရာက္​​ေသာ gas pressure
   ၂။ အတက္​အဆင္​းအစိတ္​အပိုင္​းႏွင္​့ လည္​ပတ္​ျခင္​း​ေၾကာင္​့ ျဖစ္​​ေပၚ​ေန​ေသာအား( force of inertia )

Critical speed
              Crankshaft rotation ​ေၾကာင္​့ ထြက္​လာတဲ႔ frequency ႏွင္​့ combustion ​ေၾကာင္​့ piston မွထြက္​လာတဲ႔ (သို႔) connecting rod မွ ထြက္​လာတဲ႔ frequency တူညီသြားလ်င္​ Crankshaft (သို႔) connecting rod က်ိဳးတတ္​သည္​။ ထို႔​ေၾကာင္​့ ထိုသို႔ ျဖစ္​​ေပၚလာႏိုင္​သည္​့ r.p.m တြင္​ engine အား ၊ ၄င္​း r.p.m တနည္​းအားျဖင္​့ ထုတ္​လုပ္​သူမွ သတ္​မွတ္​ထားသည္​့ critical r.p.m တြင္​ မ​ေမာင္​းရဟု သတ္​မွတ္​ထားသည္​။ ထိုသတ္​မွတ္​ထား​ေသာ speed (r.p.m) တြင္ critical speed ျဖစ္​​ေပၚတတ္​သည္​။

ပညာ႐ွင္​အားလံုးအား​ေလးစားလ်က္​

Credit...
  ​ေအာင္​ျမင္​သူ - ဆားဗစ္​ အင္​ဂ်င္​နီယာ