รายงานล้อและรางเลื่อน(ฉบับสมบรูณ์)

รายงาน การเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมบำรุงและความปลอดภัยทางราง เรื่อง ล้อและรางเลื่อน เสนอ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ดร.กุณฑล ทองศรี จัดทำโดย นายศรัญญู คุ้มสุวรรณ รหัสนักศึกษา 116530403050-5 นายธนเดช แก้วพิชัย รหัสนักศึกษา 116530403062-0 นายปรมินทร์ นวลวัฒน์ รหัสนักศึกษา 116530403061-2 นายเรวัต วาลมูลตรี รหัสนักศึกษา 116530403048-9 นายพิทยุตม์ ปิ่นทอง รหัสนักศึกษา 116530403060-4 นายสุทธิภัทร ไตรโชค รหัสนักศึกษา 116530403005-9 นายปฏิญญา ทองคำ รหัสนักศึกษา 116530403059-6 รายงานฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชา04320101 Railway Maintenance and Safety กลุ่มเรียน 65343RWE ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2565

ก คำนำ ในปัจจุบันเส้นทางคมนาคม และขนส่งที่สำคัญมี ๓ ทาง คือ ทางน้ำ ทางบก และทางอากาศ ทางน้ำเราสามารถเดินทางและขนส่งได้โดยเรือพาย เรือยนต์หรือเรือเดินสมุทรซึ่งใช้ติดต่อระหว่าง ประเทศหรือทวีป สำหรับทางบกในปัจจุบันนั้นส่วนใหญ่นอกจากจะเดินทางและขนส่งโดยรถไฟแล้ว ยังสามารถเดินทางและขนส่งโดยรถยนต์ได้อีกด้วยส่วนทางอากาศใช้เครื่องบินเป็นยานพาหนะ สุดท้ายนี้ขอกราบขอบพระคุณ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กุณฑล ทองศรี ผู้ให้ความรู้แนวทาง การศึกษาให้ความช่วยเหลือตลอดมา ผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่ารสยงายฉบับนี้จะให้ความรู้และ ประโยชน์แก่ผู้อ่านไม่มากก็น้อยหากมีข้อผิดพลาดประการใดผู้จัดทำขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย คณะผู้จัดทำ กลุ่มที่ 5 ล้อและรางเลื่อน

ข สารบัญ เรื่อง หน้า คำนำ ก สารบัญ ข สารบัญรูป ค สารบัญตาราง ง บทที่ 1 บทนำ 1.1 ประวัติความเป็นมา 1 1.2 ความหมาย 5 1.3 วัตถุประสงค์ 5 1.4 ขอบเขต 6 บทที่ 2 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 2.1 แนวคิดพื้นฐานการซ่อมบำรุง 7 2.2 ระบบเบรกของขบวนรถไฟ 19 2.3 ความรู้เบื้องต้น เกี่ยวกับรางรถไฟ 38 2.4 ข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับการผลิตะรางรถไฟ 43 2.5 การผลิตะรางรถไฟ 47 2.6 การบำรุงรักษารถไฟ 55 2.7 โบกี้รถไฟ 75 2.8 เทคโนโลยีการปรับเอียงขบวนรถ 83 2.9 การสั่นที่เป็นอันตราย 86 บทที่ 3 วิธีการดำเนินงาน 3.1 แนวคิดพื้นฐานการซ่อมบำรุง 95 3.2 วิธีการซ่อมบำรุง 98 3.3 อุปกรณ์ในโรงซ่อมบำรุง 124 บทที่ 4 ผลการเพิ่มประสิทธิภาพ 4.1 แนวคิดพื้นฐานในการซ่อมบำรุงของการรถไฟแห่งประเทศ 126 4.2 องค์ประกอบในการซ่อมบำรุง 127 4.3 การซ่อมบำรุงรถดีเซลราง 128 4.4 วาระการซ่อมบำรุงหัวรถจักร 132

ค สารบัญ(ต่อ) หน้า 4.5 ความน่าเชื่อถือความพร้อมความสามารถในการบำรุงรักษาและความปลอดภัย 134 4.6 เทคนิคการวิเคราะห์ RAM 139 4.7 การวิเคราะห์รูปแบบของความบกพร่อง ด้วยวิธี FMECA 140 4.8 หลักการ Kaizen 141 4.9 การวิเคราะห์หาสาเหตุรากฐาน 143 บทที่ 5 สรุปและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการศึกษา 151 5.2 ข้อเสนอแนะ 151 บรรณานุกรม 153

ง สารบัญรูป รูปที่ หน้า 1.1.รถไฟฟ้าในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล 1 1.2.ชวน หลีกภัย นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น 2 1.3.พลตรีจำลอง ศรีเมือง ผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานครในขณะนั้น 3 1.4.รถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล 4 1.5.ผังเส้นทางรถไฟฟ้า 4 1.6.แสดงถึงรถไฟในนิยามของสหรัฐ 5 2.1.อัตราการเสียหาย (failure rate) ในช่วงเวลาต่างๆของการซ่อมบำรุง 7 2.2.ในการซ่อมบำรุงระบบรถไฟฟ้า ฝ่ายซ่อมบำรุงต้องร่วมตั้งแต่ระยะการก่อสร้าง 8 2.3.วัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันในหน่วยงานแต่ละระดับ 9 2.4.แสดงจุดที่เหมาะสมสำหรับการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันเมื่อเทียบการซ่อมบำรุงเชิงแก้ไข 11 2.5.องค์ประกอบของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน 13 2.6.การเบรกแบบใช้แรงคน 19 2.7.การเบรกแบบใช้แรงดันไอน้ำ 20 2.8.แท่งห้ามล้อเหล็กหล่อ 20 2.9.การเบรกแบบใช้ลมอัด 21 2.10.การเบรกแบบใช้สุญญากาศ 22 2.11การเบรกแบบใช้สุญญากาศ 2 ท่อ 23 2.12.แสดงการเบรกแบบใช้ลมอัด 2 ท่อ 24 2.13.ลิ้นบังคับการเบรก ( Driver Brake Valve) 25 2.14.ลิ้นควบคุมการเบรก (Distributor Valve) 25 2.15.กระบอกเบรกลมอัด (Brake Cylinder) 26 2.16.ทิศทางที่กระแสไฟฟ้าไหลขณะมอเตอร์ขับ 26 2.17.ทิศทางที่กระแสไฟฟ้าไหลขณะเบรก 27 2.18.การไหลของกระแสเมื่อรีเจนเนอเรทีฟ 27 2.19.หลักการทำงานของเบรกราง 28 2.20.หลักการทำงานของเบรกรางไฟฟ้า 29 2.21.ตัวอย่างหัวเบรกรางแบบไฟฟ้าผสมเบรกกล 29 2.22.เบรกอากาศขบวนรถไฟ MAGLEV 30 2.23.เบรกอากาศขบวนรถไฟความเร็วสูง 30

จ สารบัญรูป(ต่อ) รูปที่ หน้า 2.24.การทำงานของระบบเบรก 31 2.25.แท่งห้ามล้อและกระบอกเบรก 33 2.26.เบรกยูนิตและดิสเบรก 33 2.27.จานเบรกของระบบเบรกที่โบกี้รถไฟความเร็วสูง TGV ของฝรั่งเศส 34 2.28.จุดสัมผัสระหว่างล้อเหล็กกับราง 35 2.29.การใช้ทรายโรยระหว่างล้อกับราง 35 2.30.เงื่อนไขในการเบรกที่ล้อไม่จับตาย 35 2.31.การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันล้อจับตาย 36 2.32.การติดตั้งอุปกรณ์ปรับกําลังเบรกเมื่อน้ำหนักบรรทุกเปลี่ยนแปลง 37 2.33.ส่วนประกอบของราง 38 2.34.รางขนาด ๑๐๐, ๘๐, ๗๐ และ ๕๐ ปอนด์ต่อหลา 39 2.35.หน้าตัดราง BS 80 A และ 100 A 40 2.36.ความสัมพันธ์ของค่า ความต้านทานแรงดึงสูงสุด (UTS) และค่าความแข็งของหัวราง (HB) 42 2.37.การทำตราประทับเหล็กขณะร้อน 45 2.38.หน้าตัดรางที่ทาสีและติดสติ๊กเกอร์แสดงรายละเอียดของรางเมื่อผลิตเสร็จ 46 2.39.โรงงานผลิตราง Baogang ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน 47 2.40.กระบวนการผลิตะราง 48 2.41.การถลุงเหล็ก 49 2.42.การผลิตเหล็กกล้า 50 2.43.การหล่อแท่งเหล็ก 51 2.44.เครื่องหมายการรีดเหล็ก (Rolling Mark) 52 2.45.ตราประทับเหล็กขณะร้อน (Hot Stamp) 52 2.46.รางเหล็กขณะรีดร้อน 53 2.47.รางเหล็กที่รีดเสร็จบนแท่นผึ่งราง 53 2.48.ศูนย์ควบคุมการทดสอบแบบไม่ทำลาย (Non-destructive Testing Center) 54 2.49.การเดินตรวจรางด้วยตาเปล่าบนลานตรวจราง (Inspection Bed) 55 2.50.รถไฟความเร็วสูง ขบวน 7150 57 2.51.ขบวนรถไฟความเร็วสูงที่ 644 57 2.52.สภาพรถไฟความเร็วสูง ICE ของประเทศเยอรมณ 58

ฉ สารบัญรูป(ต่อ) รูปที่ หน้า 2.53.ขบวนรถไฟยูโรสตาร์ 9047 ปารีส-ลอนดอนตกรางเนื่องจากอุปกรณ์บนรถหลุดลงกระแทก 59 กับราง 2.54.ตัวอย่างจำนวนรถจักรพร้อมใช้งานของ รพท. จะเห็นว่าระบบช่อมส่งผลกระทบต่อการเดิน 63 รถแล้วเพราะจำนวนรถที่พร้อมใช้งานมีน้อยอยู่กว่าที่ต้องการใช้ในการเดินรถ 2.55.การชำรุดเมื่อผ่านใช้การงานของชิ้นส่วนทางวิศวกรรมแบบอื่นๆ 67 2.56.ชิ้นส่วนหรือระบบที่อยู่เสื่อมสภาพในช่วงอายุ IFR สามารถซ่อมในระบบ CBM ได้ 69 2.57.การจัดกลุ่มชิ้นส่วนที่มี MTBF ใกล้เคียงกัน ไว้ด้วยกันเพื่อทำรายการซ่อม 70 2.58.ตัวอย่างรายการซ่อม (Check list) รถจักรอัลสตอมวาระA (วาระ 1 เดือน) หรือประมาณ 70 500 ชม.วาระA (วาระ 1 เดือน) หรือประมาณ 500 ชม. 2.59.ตัวอย่างระบบข้อมูลที่ใช้ประกอบการบริหารระบบซ่อมรถจักรของการรถไฟ 73 3.1.อัตราการเสียหาย (failure rate) ในช่วงเวลาต่างๆของการซ่อมบำรุง 95 3.2.ในการซ่อมบำรุงระบบรถไฟฟ้า ฝ่ายซ่อมบำรุงต้องร่วมตั้งแต่ระยะการก่อสร้าง 96 3.3.วัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันในหน่วยงานแต่ละระดับ 97 3.4.แสดงจุดที่เหมาะสมสำหรับการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันเมื่อเทียบการซ่อมบำรุงเชิงแก้ไข 99 3.5.องค์ประกอบของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน 100 3.6.งาน PM ล้อ (Wheel) รอบ 1 Month (M1) หรือ 15,000 Km 106 3.7.ตำแหน่งของ Noise Damping Ring 106 3.8. Profile ของล้อ 107 3.9. Wheel hand gauge 107 3.10.เครื่องกลึงล้อ 108 3.11.Ultrasonic test of axle 108 3.12.การตรวจสอบอุณหภูมิของ Gear 109 3.13.ตรวจสอบความเสียหายภายนอกด้วยสายตาของ Gear 109 3.14.ตรวจสอบดูกล่องเกียร์ 110 3.15.ตรวจสอบระดับน้ำมนเกียร์ 110 3.16.การตรวจสอบอุณหภูมิAxle Bearing 111 3.17.การตรวจสอบแบบ Visual Inspection ของ Primary 112 3.18.ทำการวัดระยะห่างระหว่าง Bogie Frame กับ Axle Bearing Box 112 3.19.การตรวจสอบแบบ Visual Inspection ของ Secondary Suspension 113

ช สารบัญรูป(ต่อ) รูปที่ หน้า 3.20.Typical Hair Cracks 114 3.21.Incipient Cracks รอย Cracks ของ Brake Disc ที่ไม่สามารถรับได้หรือ 115 ไม่สามารถทำการใช้งานต่อได้ 3.22.รอย Cracks ของ Brake Disc ที่ไม่สามารถรับได้หรือไม่สามารถทำการใช้งานต่อได้ 115 3.23.ชนิดของการซ่อมบำรุงเชิงแก้ไขป้องกัน 122 3.24.ตัวอย่างอุปกรณ์ซ่อมบำรุงที่ใช้ในโรงซ่อมบำรุง 125 4.1.รูปแบบและสถานที่ใช้ในการตรวจสอบ 126 4.2.ช่วงกำหนดเวลาการตรวจสอบรถไฟแบบต่างๆของ รฟท. 127 4.3.กระบวนการตรวจสอบสำหรับรถไฟดีเซลรางและหัวรถจักร 127 4.4.วาระการซ่อมบำรุงรถดีเซลราง 128 4.5.ส่วนประกอบต่างๆของรถดีเซลราง 130 4.6.กระบวนการซ่อมบำรุงแบบยกเครื่องใหม่ 130 4.7.สภาพของรถดีเซลรางเมื่อเกิดอุบัติเหตุ 131 4.8.กระบวนการซ่อมรถดีเซลรางเมื่อเกิดอุบัติเหตุ 131 4.9.หัวรถจักรของ รฟท. 132 4.10.ปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของการบริการในระบบขนส่งทางราง 134 4.11.ตัวอย่างการคำนวณความน่าเชื่อถือด้วย Reliability block diagram 136 4.12.แสดงขั้นตอนหลักที่ใช้ในการทำไคเซ็น 142 4.13.กระบวนการวิเคราะห์หาสาเหตุรากฐาน 143 4.14.อุปสรรค(barrier) จะเป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้เป้าหมาย (target) เกิดอันตราย (hazard) 147

ซ สารบัญตาราง หน้า ตารางที่ 2.1 การเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในงานซ่อมบำรุง 11 ตารางที่ 2.2 ส่วนผสมทางเคมีของรางตามมาตรฐาน UIC ๘๖๐ -o 43 ตารางที่ 2.3 ผลของ RI ที่มีต่อผู้ที่โดยสารในขบวนรถไฟโดยประมาณมีดังนี้ 88 ตารางที่ 3.1 การวิเคราะห์ทางเคมี 120 ตารางที่ 3.2 แสดงอุปกรณ์ที่ต้องใช้ 124 ตารางที่ 3.3 การตรวจสอบตามปกติ 124 ตารางที่ 3.4 แสดงตัวอย่างการซ่อมแบบพิเศษ 125 ตารางที่ 4.1 129 ตารางที่ 4.2 133 ตารางที่ 4.3 RAM ในภาพรวมการเดินรถ 137 ตารางที่ 4.4 การแบ่งระดับความน่าเชื่อถือของประตูกั้นชานชาลารถไฟฟ้า 138 ตารางที่ 4.5 กิจกรรมไคเซ็น คือ กิจกรรมที่ทำให้ทำงานน้อยลง 141 ตารางที่ 4.6 การเปรียบเทียบระหว่างสาเหตุรากฐานกับปัจจัยที่เป็นสาเหตุ 146 ตารางที่ 4.7 ตัวอย่างการรายงานการวิเคราะห์สาเหตุรากฐาน 150

1 บทที่ 1 บทนำ โครงข่ายระบบรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนในกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่องเป็นระบบขนส่ง ทางรางในเขตเมืองในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล เริ่มเปิดให้บริการเป็นครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2542 ในเส้นทางรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสุขุมวิท (สถานีหมอชิต-สถานีอ่อนนุช) และรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสีลม (สถานีสนาม กีฬาแห่งชาติ-สถานีสะพานตากสิน) โดยในปัจจุบันมีรถไฟฟ้าที่เปิดให้บริการแล้วทั้งสิ้น 8 สาย 137 สถานีครอบคลุมระยะทางกว่า 210.25 กิโลเมตร รูปที่ 1.1 รถไฟฟ้าในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล 1.1 ประวัติความเป็นมา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2527 คณะรัฐมนตรีได้มีการพิจารณาการก่อสร้างระบบขนส่งมวลชน หลากหลายรูปแบบทั้งแบบทางยกระดับทางพิเศษ และทางรางจนกระทั่งในปี พ.ศ. 2533 กระทรวง คมนาคมได้ลงนามสัญญาสัมปทานโครงการโฮปเวลล์กับบริษัทโฮปเวลล์ (ประเทศไทย) จำกัดเพื่อ ดำเนินการก่อสร้างโครงการระบบขนส่งมวลชนทางรางพร้อมทางยกระดับและโครงการรถไฟฟ้าลาวา ลินกับบริษัทเอสเอ็น ซี-ลาวาลินจำกัดเพื่อดำเนินการก่อสร้างระบบขนส่งมวลชนทางรางในพื้นที่ กรุงเทพมหานครชั้นในแต่ทั้งสองโครงการประสบความล่าช้าเนื่องมาจากภาวะเศรษฐกิจไม่เติบโต ตามที่คาดการณ์รวมถึงปัญหาการส่งมอบพื้นที่และปัญหาการทุจริตต่อมาภายหลังรัฐประหาร พ.ศ. 2534 รัฐบาลอานันท์ ปันยารชุน โดยนายนุกูล ประจวบเหมาะ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคมใน ขณะนั้นได้เข้ามาตรวจสอบสัญญาสัมปทานทั้งหมดที่มีเงื่อนไขการผูกขาดจนในที่สุดก็ได้ประกาศ

2 ยกเลิกโครงการทั้งสองและจัดตั้งองค์การรถไฟฟ้ามหานครขึ้นมาดำเนินการในเรื่องระบบขนส่งมวลชน แทนในปี พ.ศ. 2535 แต่จากความล่าช้าในการจัดตั้งองค์การรถไฟฟ้ามหานครบวกกับปัญหา การจราจรในกรุงเทพมหานครเริ่มทวีความรุนแรงมากขึ้นในรัฐบาลชวนหลีกภัย สมัยที่ 1 ได้มีแนวคิด ในการรื้อฟื้นโครงการโฮปเวลล์โดยต่อสัญญาสัมปทานที่ถูกล้มไปในปี พ.ศ. 2534 เพื่อให้บริษัท โฮปเวลล์ สามารถดำเนินการต่อไปได้แต่ทว่าในเงื่อนไขกลับไม่ระบุรายละเอียดให้ชัดเจนบวกกับ ปัญหาในการจัดหาแหล่งเงินทุนทำให้บริษัทโฮปเวลล์เลือกที่จะไม่ดำเนินโครงการให้แล้วเสร็จจนใน รัฐบาลพลเอกชวลิต ยงใจยุทธ ได้มีมติให้บอกเลิกสัมปทานกับบริษัทโฮปเวลล์อย่างเป็นทางการเมื่อ วันที่ 20 มกราคม พ.ศ. 2541 หลังหยุดการก่อสร้างโครงการไป ตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2540 รูปที่ 1.2 ชวน หลีกภัย นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น ระหว่างนั้น พลตรีจำลอง ศรีเมือง ผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานครในขณะนั้นอนุมัติโครงการระบบขนส่ง มวลชนกรุงเทพมหานครให้กับบริษัท ธนายง จำกัด ให้ดำเนินการระบบขนส่งมวลชนทางรางในพื้นที่ กรุงเทพมหานครในระยะแรกของการก่อสร้างกลับพบปัญหาในการหาสถานที่ตั้งศูนย์ซ่อมบำรุง โครงการเนื่องจากเดิมกรุงเทพมหานครได้อนุมัติให้มีการใช้พื้นที่ของสวนลุมพินีในการก่อสร้างศูนย์ ซ่อมบำรุงแต่การก่อสร้างถูกคัดค้านเนื่องจากประชาชนไม่เห็นด้วยกรุงเทพมหานครจึงพิจารณาย้าย ศูนย์ซ่อมบำรุงไป ใช้พื้นที่ราชพัสดุของกรมธนารักษ์ อันเป็นที่ตั้งของสถานีขนส่งหมอชิต จนในที่สุด บริษัท ธนายง ก็สามารถพัฒนาโครงการสำเร็จเป็นโครงการรถไฟฟ้าบีทีเอส เมื่อปี พ.ศ. 2542 ถือเป็น ระบบขนส่งมวลชนสายแรกในประเทศไทย และได้รับชื่อพระราชทานโครงการว่า "รถไฟฟ้าเฉลิมพระ เกียรติ 6 รอบพระชนมพรรษา"

3 รูปที่ 1.3 พลตรีจำลอง ศรีเมือง ผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานครในขณะนั้น ในปี พ.ศ. 2541 คณะรัฐมนตรีได้มอบหมายให้สำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและ จราจรไปดำเนินการออกแบบเส้นทางระบบขนส่งมวลชนในพื้นที่กรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่อง ร่วมกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องอันได้แก่การรถไฟแห่งประเทศไทยองค์การรถไฟฟ้ามหานคร กรุงเทพมหานครและสำนักงานบริหารหนี้สาธารณะกระทรวงการคลังในการปรับปรุงแผนแม่บท ระบบขนส่งมวลชนในกรุงเทพมหานครเดิมโดยใช้ความล้มเหลวของโครงการโฮปเวลล์และโครงการ รถไฟฟ้าลาวาลินเป็นบทเรียนจนออกมาเป็นแผนแม่บทระบบขนส่งมวลชนในกรุงเทพมหานครฉบับ ใหม่ต่อมาในปี พ.ศ. 2543 สภาได้มีการพิจารณาและประกาศใช้พระราชบัญญัติองค์การรถไฟฟ้า ขนส่งมวลชนแห่งประเทศไทย พ.ศ. 2543 เพื่อดำเนินการเปลี่ยนแปลงและจัดตั้งองค์การรถไฟฟ้า มหานครเป็นการรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนแห่งประเทศไทยเพื่อดำเนินการระบบขนส่งมวลชนในพื้นที่ ความรับผิดชอบตามนโยบายและแผนแม่บทของสำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและจราจรจน เป็นโครงการรถไฟฟ้ามหานครสายเฉลิมรัชมงคลอันเป็นรถไฟฟ้าใต้ดินสายแรกของประเทศไทยเมื่อปี พ.ศ. 2547

4 รูปที่ 1.4 รถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล ปัจจุบันรถไฟฟ้าในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล อยู่ภายใต้ "โครงข่ายระบบรถไฟฟ้าขนส่ง มวลชนในกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่อง" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ "โครงการแผนแม่บท การขนส่ง มวลชนระบบรางในเขตกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่อง" ซึ่งแต่เดิมโครงการมีเส้นทางระบบขนส่ง มวลชนทั้งหมด 9 เส้นทาง โดยรวมเส้นทางของรถไฟฟ้าบีทีเอสที่กำลังก่อสร้างในขณะนั้น และต่อมา ได้มีการขยายออกเป็น ทั้งหมด 12 เส้นทางในปัจจุบัน รูปที่ 1.5 ผังเส้นทางรถไฟฟ้า

5 1.2 ความหมาย ล้อขับเคลื่อน (rolling stock) ในอุตสาหกรรมการขนส่งระบบราง หมายถึง ตัวตู้รถไฟซึ่ง เป็นได้ทั้งตู้ที่มีและไม่มีเครื่องยนต์ เช่น รถจักร ตู้โดยสาร ตู้สินค้าในสหรัฐคำนิยามนี้ได้ขยายออกจาก รถไฟเดิมโดยจะรวมถึงยานพาหนะมีล้อที่ถูกใช้บนท้องถนนโดยนักธุรกิจ ในบริเตนใหญ่ประเภทของล้อขับเคลื่อนจะมีรหัสกำเนิดส่วนใหญ่มักเป็นชื่อสัตว์ ยกตัวอย่าง เช่น "คางคก" ถูกใช้กับรถตู้ขนสินค้าของการรถไฟเกรตเวสเทิร์นในขณะที่ตู้สินค้าสำหรับการบำรุงทาง ของการรถไฟ บริติช จะใช้ชื่อปลารหัสเหล่านี้ใช้งานผ่านโทรเลขซึ่งคล้ายกับรหัสอีเอ็มเอสในปัจจุบัน รูปที่ 1.6 แสดงถึงรถไฟในนิยามของสหรัฐ 1.3 วัตถุประสงค์ - เพื่อศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับช่วงล่างของรถไฟฟ้า - เพื่อเผยแพร่ความรู้ความเข้าใจ - เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับส่วนประกอบต่างๆในระบบรถไฟ

6 1.4 ขอบเขต เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีผลกระทบต่อพฤติกรรมความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของพนักงานของ พนักงานระดับปฏิบัติการฝ่ายผลิต 1.4.1 ขอบเขตด้านพื้นที่ ที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลครั้งนี้คือ Google 1.4.2 ขอบเขตด้านเนื้อหา 1) ปัจจัยที่มีผลต่อพฤติกรรมความปลอดภัยในการทำงาน ได้แก่ (1) ด้านบุคคล (2) ด้านพฤติกรรมในการทำงาน (3) ด้านเครื่องจักร (4) ด้านสภาพแวดล้อมในการทำงาน 2) แนวทางการป้องกัน และแก้ไขการเกิดอุบัติเหตุจากการทำงาน

7 บทที่ 2 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 2.1 แนวคิดพื้นฐานการซ่อมบำรุง 2.1.1 ความสำคัญและความจำเป็น เครื่องจักรหรืออุปกรณ์ต่างๆทุกอย่างย่อมต้องมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพเมื่อมีการใช้ งานการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวถ้าไม่ได้รับการซ่อมบำรุงฟังชั้นการทำงานก็จะไม่ได้เป็นไปตามที่ได้ถูก ออกแบบไว้หรือไม่สามารถทำงานได้ตามฟังก์ชันที่ต้องการนอกจากนี้ผลของมันอาจนำไปสู่ความ เสียหายทั้งทางด้านการเงินด้านชีวิตและทรัพย์สินและรวมไปถึงสภาพแวดล้อมด้วย ในระบบรถไฟฟ้า หรือขบวนรถไฟทั่วไปนั้นจะประกอบไปด้วยอุปกรณ์และชิ้นส่วนมากมายที่ รวมกันเป็นระบบต่างๆ เช่น ล้อและรางเลื่อน(rolling stock)ระบบราง(track system)ระบบอาณัติ สัญญาณ(signaling system)ระบบจ่ายกระแสไฟฟ้า(power supply system) ระบบสื่อสาร (communication system) และระบบสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆถึงแม้ว่าระบบต่างๆเหล่านี้จะ สามารถทำงานได้ตามหน้าที่ถ้าหากได้ผ่านกระบวนการการซ่อมบำรุงไม่ว่าจะเป็นการซ่อมบำรุงเชิง ป้องกัน(preventive maintenance)การซ่อมบำรุงแบบตรวจสภาพ(condition-monitoring maintenance) หรือการซ่อมบำรุงแบบปรับปรุงหน้างาน (design- out maintenance) แต่ในระยะ ยาวแล้วเราไม่สามารถป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงยังคงมีความจำเป็นที่จะต้องทำการเปลี่ยนอะไหล่หรืออุปกรณ์ในระบบดังกล่าวอย่าง หลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่ว่าจะเป็นการซ่อมแบบยกเครื่อง (Overhaul) หรือการเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่ รูปที่ 3.1 แสดงวัฏจักรของการทำงานของเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ซึ่งจะเห็นว่าอัตราการเสียหาย (failure rate) จะมีสูงในช่วงการติดตั้ง (installation phase) หลังจากนั้นก็จะคงที่และจะเพิ่มขึ้นอีกครั้งอย่าง รวดเร็ว (wear out) จนไม่สามารถซ่อมบำรุงได้ รูปที่ 2.1 อัตราการเสียหาย (failure rate) ในช่วงเวลาต่างๆของการซ่อมบำรุง ในอดีตการซ่อมบำรุงระบบต่างๆมักจะเป็นการซ่อมบำรุงแบบแก้ไข (corrective maintenance) เพื่อทำให้ระบบสามารถกลับมาทำงานได้ตามปกติดังนั้นการซ่อมบำรุงแบบแก้ไขจะ กระทำโดยพนักงานซ่อมบำรุงซึ่งถือเป็นกิจกรรมที่ต้องดำเนินการตามปกติเนื่องจากในช่วงแรกการ

8 ซ่อมบำรุงแบบแก้ไขโดยส่วนใหญ่ไม่ได้นำไปพิจารณาร่วมกับการออกแบบหรือในการวางแผนการ ดำเนินงานซ่อมบำรุงในช่วงต่อมาได้มีการนำการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันมาใช้มากขึ้นทั้งนี้เมื่อมีการ วิเคราะห์แล้วว่าประโยชน์ที่ได้รับมีมากกว่าค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นแต่อย่างไรก็ตามยังต้องมีการพิจารณา ความเหมาะสมของการประยุกต์ใช้การซ่อมบำรุงเชิงป้องกันเนื่องจากต้องอาศัยเทคนิคการวิเคราะห์ที่ ค้อนข้างซับซ้อน ในปัจจุบันการซ่อมบำรุงเริ่มให้ความสำคัญตั้งแต่ช่วงของการออกแบบซึ่งนำไปสู่แนวคิดเรื่อง ความสะดวกในการซ่อมบำรุง (maintainability) อีกนอกจากนี้เมื่อเจาะจงลงไปในระบบรถไฟฟ้าแล้ว การที่ฝ่ายซ่อมบำรุงได้มีส่วนร่วมตั้งแต่ระยะการก่อสร้าง ไปจนถึงการติดตั้งก็จะยิ่งทำให้การซ่อมบำรุง เกิด ประสิทธิภาพสูงสุดดังแสดงในรูปที่ 3.2 รูปที่ 2.2 ในการซ่อมบำรุงระบบรถไฟฟ้าฝ่ายซ่อมบำรุงต้องร่วมตั้งแต่ระยะการก่อสร้าง 2.1.2 ผู้ที่มีส่วนได้ส่วนเสียในการซ่อมบำรุง โดยทั่วไปแล้วการวิเคราะห์ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในการซ่อมบำรุงถือเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงเป็น อันดับแรกในการซ่อมบำรุงโดยทั่วไปมีผู้ที่เกี่ยวข้องหลายภาคส่วนตัวอย่างเช่น ผู้กำกับดูแล (regulator) เจ้าของสินทรัพย์ (owner) ลูกค้า (customer) ผู้ประกอบการเดินรถ (operator) รัฐบาล (government) ผู้ให้บริการ (service provider) ดังนั้นในการออกแบบโครงสร้างองค์กรจะต้อง คำนึงถึงความเชื่อมโยงของผู้เกี่ยวข้องเหล่านี้ด้วยแสดงความเชื่อมโยงของงานซ่อมบำรุงกับการจัด โครงสร้างองค์กรซึ่งเริ่มจากการเข้าใจหน้าที่ที่ต้องทำขององค์กรก่อนจากนั้นจึงกำหนดวัตถุประสงค์ แผนงานและโครงสร้างขององค์กร

9 2.1.3 ความเชื่อมโยงระหว่างวัตถุประสงค์ของหน่วยงานต่างๆ จากที่กล่าวมาแล้วในการกำหนดวัตถุประสงค์การซ่อมบำรุง (maintenance objectives) ของระบบหรืออุปกรณ์ใดๆก็แล้วแต่เราจำเป็นจะต้องเข้าใจหน้าที่ (function) เสียก่อนแต่ทั้งนี้ก็ต้อง คำนึงถึงวัตถุประสงค์ทางธุรกิจ (business objective) และวัตถุประสงค์ของฝ่ายปฏิบัติการ (operation objective ) ประกอบด้วยนอกจากนี้ยังต้องเข้าใจช่วงชีวิตของระบบ (system life) จึง จะทำให้สามารถกำหนดตารางการซ่อมบำรุงโดยเฉพาะกำหนดการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน (preventive schedule) ซึ่งทำ ให้เกิดภาระงาน (workload) ทั้งนี้ผู้ให้บริหารจะต้องกำหนดโครงสร้างการใช้ ทรัพยากร (resource structure) ระบบวางแผนงาน (work planning system) โครงสร้างองค์กร (administrative structure) การควบคุมและการปรับปรุงที่จำเป็นเพื่อให้สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ ของการซ่อมบำรุงที่ต้องการได้ 2.1.4 วัตถุประสงค์การซ่อมบำรุง ในทางทฤษฎีวัตถุประสงค์ของการซ่อมบำรุงระบบหรืออุปกรณ์ต่างๆในระบบขนส่งทางรางก็ เพื่อให้ได้จุดเหมาะสมในการใช้ทรัพยากรกับผลผลิตที่ได้จากระบบแต่ในความเป็นจริงหน่วยงานซ่อม บำรุงจะต้องเกี่ยวข้องกันหลายฝ่าย เช่นหน่วยงานที่ทำหน้าทีใช้ระบบหรืออุปกรณ์หน่วยงานที่ เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยหน่วยงานด้านบริหารจัดการ ดังนั้นการหารือร่วมกันกับทุกหน่วยงานใน การตั้งวัตถุประสงค์ของหน่วยงานซ่อมบำรุงจึงต้องมีความจำเป็นเพื่อให้ได้ค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงที่ เหมาะสมและมีความปลอดภัยในการใช้งาน รูปที่2.3 วัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันในหน่วยงานแต่ละระดับ รูปที่ 2.3 แสดงความเชื่อมโยงของการบริหารการซ่อมบำรุงตั้งแต่ระดับกลยุทธ์ (strategic level) ระดับยุทธวิธี (tactical level) และระดับปฏิบัติการ (Operation Level)ทั้งนี้ในระดับกลยุทธ์ จะเน้นไปที่การมองภาพรวมของธุรกิจการกำหนดนโยบายทั้งด้านเทคนิคและด้านการดำเนินงานการ

10 กำหนดแนวทางการติดสินใจสำคัญๆในการบริหารงานซ่อมบำรุงสำหรับในระดับยุทธวิธีจะเน้นที่การ วางแผนงาน (planning) และกำหนดการ (scheduling) เพื่อลงปฏิบัติงานและในระดับปฏิบัติการจะ เน้นการนำแผนงานที่วางไว้ไปดำเนินการทั้งนี้ยังรวมถึงการเก็บข้อมูลเพื่อสรุปผลการปฏิบัติงานด้วย โดยสรุปแล้ววัตถุประสงค์การซ่อมบำรุงก็เพื่อให้ระบบหรืออุปกรณ์มีความพร้อมใช้งานอยู่ตลอดเวลา ด้วยค่าที่ใช้จ่ายที่เหมาะสมมีความปลอดภัยและได้สมรรถนะตามเกณฑ์มาตรฐานนอกจากนี้ถ้าจะ กำหนดให้ชัดเจนขึ้นไปอีกวัตถุประสงค์การซ่อมบำรุงจะประกอบด้วยการปรับปรุงขั้นตอนการซ่อม บำรุงการลดจำนวนงานความถี่และความซับซ้อนของการซ่อมบำรุงการประยุกต์ใช้เทคนิคหรือทักษะ ที่ไม่ยากในการซ่อมบำรุงการลดจำนวนของวัสดุและอะไหล่ที่ใช้การสร้างโปรแกรมการซ่อมบำรุงที่มี ประสิทธิภาพการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งานของเครื่องมืออุปกรณ์และสถานที่ในการซ่อมบำรุง การปรับปรุงประสิทธิภาพขององค์กร 2.1.5 วิธีการซ่อมบำรุง การซ่อมบำรุงที่มีประสิทธิภาพจะประกอบหรือเกิดขึ้นได้ด้วยการนำเทคนิคการซ่อมบำรุงใน รูปแบบแบบต่างๆ มาผสมผสานใช้ร่วมกันตามความเหมาะสมของเนื้องานเพื่อให้งานบำรุงรักษามี ประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุดซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีรูปแบบการบริหารจัดการในการ ควบคุมการปฏิบัติงานบำรุงรักษาที่ดีและเหมาะสมและจะต้องได้รับความร่วมมือจากทุกภาคส่วนเริ่ม ตั้งแต่ระดับวางนโยบายไปจนถึงระดับของผู้ปฏิบัติงานหรือผู้ที่ทำหน้าที่ในการควบคุมเครื่องจักร อุปกรณ์เหล่านั้นโดยสิ่งที่จะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการซ่อมบำรุงจะประกอบด้วยนโยบายการ ซ่อมบำรุงการควบคุมวัสดุและอะไหล่ระบบการสั่งงานบันทึกประวัติเครื่องจักรอุปกรณ์การซ่อมบำรุง เชิงป้องกันและเชิงแก้ไขปรับปรุงการวางแผนการปฏิบัติงานซ่อมบำรุงการควบคุมงานและการ จัดลำดับความสำคัญและการวัดผลหรือประสิทธิภาพในการซ่อมบำรุง 2.1.6 การซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน (Preventive maintenance) การซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน (preventive maintenance) จะถือเป็นกิจกรรมหลักที่กระทำเพื่อ รักษาให้เครื่องจักรอยู่ในสภาพที่ใช้ได้อย่างดีตลอดเวลา หรือเป็นการแก้ไขข้อบกพร่องที่เกิดขึ้น เล็กๆน้อยๆ ที่อาจนำไปสู่ปัญหาใหญ่ได้ตัวแปรสำคัญที่มีผลต่อขอบเขตและสิ่งที่ต้องทำในงานซ่อม บำรุงเชิงป้องกันจะ มี 3 อย่างคือ ความน่าเชื่อถือของกระบวนการ (process reliability) ความคุ้มค่า ทางเศรษฐศาสตร์ (economics) และคุณภาพของงานตามมาตรฐาน (standards compliance) รูป ที่ 3.4 แสดงจุดที่เหมาะสมสำหรับการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันเมื่อเทียบการซ่อมบำรุงเชิงแก้ไขจากรูปจะ เห็นได้ว่าในการซ่อมบำรุงแบบซ่อมเมื่อเสียจะมีค่าใช้จ่ายสูงมากเมื่อเทียบกับความพยายามในการ ซ่อมบำรุงที่มีต่ำในขณะที่ค่าใช้จ่ายของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันจะต่ำในระดับความพยายามเดียวกัน

11 แต่จะสูงเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อระดับความพยายามเพิ่มขึ้น ดั้งนั้นการหาจุดที่เหมาะสมสามารถกระทำ ได้ถ้ามีการวางแผนที่เหมาะสมโดยเกณฑ์ที่ใช้ในการวางแผนอาจขึ้นอยู่กับระยะเวลา (time base) ระยะทาง (distance base) หรือสภาพของอุปกรณ์ (condition base) รูปที่ 2.4 แสดงจุดที่เหมาะสมสำหรับการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันเมื่อเทียบการซ่อมบำรุงเชิงแก้ไข การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน จะเป็นกิจการที่ทำเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเสียหายของอุปกรณ์แต่ อาจ มีค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นแต่กระนั้นเราก็จะได้ระบบการทำงานของอุปกรณ์มีความน่าเชื่อถือสูงมาแทน ตารางที่ 2.56 แสดงการเปรียบเทียบเรื่องค่าใช้จ่าย (cost) ที่เกิดขึ้นระหว่างกรณีการซ่อมบำรุงเมื่อ เสียกับการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน ตารางที่ 2.1 การเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในงานซ่อมบำรุง Economic comparison การซ่อม บำรุงเชิงป้องกัน การซ่อม บำรุงเมื่อเสีย Cost Usual สูง ต่ำ Fault Cost ต่ำ สูง การสูญเสียโอกาส ต่ำ สูง การนำโปรแกรมคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการจัดการงานซ่อมบำรุงเชิงป้องกันถือเป็นหัวใจ สำคัญที่ทำให้เกิดประสิทธิภาพระบบ CMMS (Computerised Maintenance Management System) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์กรการซ่อมบำรุงเนื่องจากโปรมแกรมดังกล่าวช่วยให้ สามารถทำการซ่อมบำรุงได้อย่างมีประสิทธิ เช่นการกำหนดเครื่องจักรที่ต้องการการบำรุงรักษาและ ชิ้นส่วนอะไหล่ที่จำเป็นต่อการซ่อมบำรุง และช่วยให้การตัดสินใจเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ เช่นการ คำนวณค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงโดยเปรียบเทียบระหว่างการซ่อมบำรุงแบบทันทีกับการซ่อมบำรุง

12 เชิงป้องกันเพื่อนำไปสู่การจัดการทรัพยากรที่ดีขึ้น CMMS ยังสามารถใช้เพื่อตรวจสอบผลการ ปฏิบัติงานซ่อมบำรุงได้อีกด้วยฟังชั้นก์โดยทั่วไปของ CMMS มีดังนี้ - การจัดการใบสั่งงาน (work order management) - การจัดการทรัพยากร (asset management) - การบริหารกำลังคน (manpower management) - การจัดการสินค้าคงคลัง (inventory management) - สถิติและรายงาน (statistic and report) ข้อดีของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันประกอบด้วย - ใช้เป็นการตรวจสภาพอุปกรณ์เพื่อสามารถทำการซ่อมบำรุงได้ก่อนที่จะชำรุดมากขึ้น - สามารถวางแผนการซ่อมบำรุงตามแผน สามารถเฝ้าระวังอย่างใกล้ชิด (กรณีพบ ข้อบกพร่อง) เมื่อเครื่องจักรหรืออุปกรณ์เป็นส่วนที่สำคัญในการผลิต ข้อเสียของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันประกอบด้วย - ยังไม่สามารถขจัดการชำรุดที่ไม่อาจคาดคิดได้ - อาจเพิ่มค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น - เป็นการรบกวนชิ้นส่วนระบบอื่นโดยไม่จำเป็น - อาจเกิดผิดพลาดจาการใส่ชิ้นส่วนกลับเข้าที่ได้

13 2.1.7 ลักษณะของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน องค์ประกอบและหน้าที่(Element Item & function) ของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน ประกอบด้วย7 องค์ประกอบดังนี้ รูปที่ 2.5 องค์ประกอบของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน 1) การตรวจสอบ (Inspection) คือการกำหนดแผนสำหรับตรวจสอบเพื่อดูสภาพของวัสดุ อุปกรณ์ว่ายังสามารถทำงานได้ตามปกติหรือไม่โดยดูจากลักษณะทางกายภาพ สมบัติทางไฟฟ้า สมบัติทางกล หรือคุณลักษณะเทียบกับมาตรฐานหรือตารางคุณสมบัติของอุปกรณ์แต่ละตัวการ ตรวจสอบตามวงรอบการซ่อมบำรุงจะทำให้สามารถตรวจพบสิ่งผิดปกติได้ตั้งแต่ระยะเริ่มแรก 2) การบริการ (Servicing) ส่วนของการบริการจะรวมไปถึงการทำความสะอาด หล่อลื่น การ ประจุไฟฟ้า หรือของเหลวให้อยู่ในระดับพร้อมใช้งาน ฯลฯ ในแต่ละส่วนของอุปกรณ์และอุปกรณ์ ประกอบในระบบตามแผนการซ่อมบำรุงซึ่งการซ่อมบำรุงต่าง ๆ เหล่านี้จะช่วยป้องกันความเสียหายที่ อาจจะ เกิดขึ้นได้ 3) การสอบเทียบ (Calibration) คือแผนการตรวจหาค่าที่เบี่ยงเบนไปจากความเป็นจริงของ อุปกรณ์เครื่องวัดต่าง ๆ เช่นเครื่องวัดอุณหภูมิ ความเร็ว น้ำหนัก เป็นต้น โดยเปรียบเทียบกับค่า มาตรฐานที่ผ่านการรับรองจากหน่วยงานรับรองอุปกรณ์มาตรฐานชนิดนั้น ๆ 4) การทดสอบ (Testing) เพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์หรือการทดสอบ ทางด้านไฟฟ้าหรือทางกลเพื่อหาค่าที่ถดถอยลงเทียบกับคุณสมบัติเพื่อตรวจสอบความสามารถใน การ ทำงาน

14 5) การปรับแต่ง (Aliment) คือการปรับแต่งอุปกรณ์ให้ได้ค่าหรือรูปแบบให้ถูกต้องตรงตามแบบ หรือ คุณลักษณะดั้งเดิมที่ได้กำหนดไว้ตั้งแต่เริ่มต้นเพื่อให้อุปกรณ์เหมาะสมต่อการทำงานและสามารถ ทำงานได้เต็มอย่างประสิทธิภาพ 6) การปรับตั้ง (Adjustment) คือการปรับตั้งค่าตามวงรอบของแผนการซ่อมบำรุงให้เหมาะสม กับการ ทำงานของระบบและให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ 7) การติดตั้ง (Installation) การติดตั้งหรือการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ครบอายุการทำงานหรืออุปกรณ์ ที่มีการสึกหลอลงไปถึงระดับที่ต้องมีการเปลี่ยนเพื่อรักษาระดับความสามารถในการทำงานของระบบ 2.1.8 แนวความคิดเกี่ยวกับการชำรุดและเสื่อมสภาพ หากพิจารณาโอกาสและลักษณะของการเกิดการเสื่อมสภาพหรือการเกิดความชำรุดของ อุปกรณ์ต่างๆจะพบว่าการชำรุดจะเกิดขึ้นได้ใน 4 ลักษณะคือ 1.กลุ่มที่มีโอกาสชำรุดไม่แน่นอน (Random Failure) ซึ่งจะไม่สามารถคาดคะเนได้โอกาสที่ สิ่งของประเภทจะชำรุดนั้นจะไม่ขึ้นอยู่กับเวลาหรืออายุการใช้งานทำให้สามารถที่จะชำรุดเมื่อไรก็ได้ ไม่สามารถคาดคะเนหรือประมาณอายุการใช้งานได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มพวกอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ แผ่นวงจรที่ประกอบขึ้นมาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชิ้นเล็กๆ จำนวนมาก 2.กลุ่มที่มีโอกาสชำรุดที่แน่นอน (Regular Failure) เป็นสิ่งของในประเภทที่มีอายุการใช้งาน เมื่อใช้งานไปจนถึงสภาหนึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ก็จะเสียหายเช่น ยางโอริงที่อยู่ในท่อลมเครื่องอัดลมลม หรือวาล์วลมเป็นต้นอุปกรณ์เหล่านี้จะสามารถคาดคะเนหรือประมาณอายุการใช้งานได้ 3.กลุ่มที่ค่อยๆเสื่อมสภาพกลุ่มนี้จะมีระยะเวลาในการพัฒนาตัวของการเสื่อมสภาพซึ่งสิ่งของ ต่างๆ ในกลุ่มนี้จะแสดงอาการให้เห็นก่อนที่จะชำรุดตัวอย่างเช่นการสั่นมีเสียงดังผิดปกติมีความร้อน สูงมีกลิ่นหรือสีผิดปกติจากเดิมโดยระยะเวลาที่แสดงอาการออกมานั้นจะไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติวัสดุประกอบของอุปกรณ์นั้นๆ ในกลุ่มนี้จะสามารถตรวจสอบความผิดปกติได้ก่อนที่จะเกิด การชำรุด 4.แบบเสื่อมสภาพทันทีทันใดอุปกรณ์ในกลุ่มนี้จะชำรุดทันทีโดยไม่แสดงอาการใดปรากฏให้ เห็นก่อนที่จะชำรุดจึงไม่มีระยะเวลาในการพิจารณาตัวของการเสื่อมสภาพทำให้ไม่สามารถตรวจสอบ ความผิดปกตินั้นๆ ก่อนได้ 2.1.9 การตัดสินใจเลือกวิธีการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน จากความแตกต่างของส่วนประกอบตัวเครื่องจักรอุปกรณ์ในระบบซึ่งพิจารณาจาก แนวความคิดเกี่ยวกับการชำรุดและเลื่อมสภาพและวิธีการซ่อมบำรุงในแบบต่าง ๆ ทั้ง 7 ของการซ่อม บำรุงเชิงป้องกันไม่ว่าจะเป็นการปรับแต่งปรับตั้ง การสอบเทียบ การซ่อม หรือการเปลี่ยน เพื่อให้

15 เกิดผลในทางปฏิบัติการแก้ไขก่อนที่จะชำรุดเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเสียแล้วจึงซ่อมซึ่งจะเป็นการซ่อม บำรุงเชิงแก้ไขป้องกันไปนั้นจำเป็นจะต้องมีการตัดสินใจและวางแผนโดยใช้ข้อมูลการซ่อมบำรุงใน อดีตที่ผ่านข้อมูลคุณลักษณะของวัสดุอุปกรณ์จากผู้ผลิตลักษณะของการเสื่อมสภาพและการชำรุด และปัญหาหรือความรุนแรงที่จะเกิดขึ้นจากความเสียหายมาเป็นเครื่องมือในการตัดสินใจเลือกวิธีทีจะ ใช้ในการวางแผนการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างไรก็ตามการซ่อมบำรุงรักษา เชิงป้องกันขั้นพื้นฐานที่จะต้องมีสำหรับอุปกรณ์ทุกชนิดทุกประเภทได้แก่การบริการการตรวจสอบการ ทดสอบการทำงาน 2.1.10 จุดวิกฤต (Equipment Critically) จุดวิกฤตของอุปกรณ์คือสภาวะที่จะนำไปตัดสินใจในการจัดลำดับความสำคัญหรือระดับของ การซ่อมบำรุงทั้งการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันและการซ่อมบำรุงเชิงพยากรณ์การตัดสินใจนี้จะพิจารณา ข้อมูลที่ได้มาจากทุกส่วนไม่ว่าจะเป็นวิศวกรบำรุงรักษาผู้ควบคุมเครื่องและผู้บริการจัดการระบบโดย จะสามารถ แบ่งระดับของจุดวิกฤติได้เป็น 3 ระดับดังนี้ 1.จุดวิกฤติระดับที่ 1 ในกรณีนี้การชำรุดของอุปกรณ์อาจจะมีผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ ส่งผล ให้อุปกรณ์อื่นเสียหายมีผลต่อสภาวะแวดล้อมต้องหยุดการให้บริการส่งผลต่อการเงินและระบบรวม ไม่ได้ออกแบบให้มีระบบหรืออุปกรณ์สำรองเอาไว้ซึ่งเป็นระดับสูงที่สุดของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันที่ จะต้องพยายามควบคุมไม่ให้มีโอกาสที่เกิดการชำรุดหรือยอมให้เกิดได้น้อยที่ระดับนี้จะมีต้นทุนการ ซ่อมบำรุงที่สูงที่สุด 2.จุดวิกฤติระดับที่ 2 เครื่องมืออุปกรณ์หรือระบบที่จัดให้อยู่ในระดับนี้ยังคงเป็นส่วนที่มี ความสำคัญต่อระบบโดยรวมและมีความสำคัญต่อการผลิตหรือการให้บริการเมื่อเกิดการชำรุด เสียหายจะเกิดในระยะสั้นหรือสามารถแก้ไขข้อบกพร่องได้โดยใช้เวลาไม่นานนักส่งผลของการชำรุด คือความล่าช้าในการผลิตและบริการการออกแบบการซ่อมบำรุงจะควบคุมโอกาสของการชำรุดให้ น้อยที่สุดและ ควบคุมให้เวลาของการชำรุดมีค่าต่ำที่สุดหรืออาจจะเรียกได้ว่าให้ใช้เวลาในการซ่อม เพื่อกู้ระบบให้ได้เร็วที่สุดซึ่งยังคงต้องมีต้นทุนในการตรวจสอบและบำรุงรักษา 3.จุดวิกฤติระดับที่ 3 เป็นระดับที่การชำรุดไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานหรือการให้บริการ เนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ค่อยได้ใช้งานบ่อยนักหรือสามารถหยุดเพื่อทำการซ่อมแซมได้การซ่อมบำรุงเชิง ป้องกันจะถูกกำหนดเป็นวงรอบที่กว้างมีเพียงการทำความสะอาดตรวจสอบและปรับตั้งค่าเพื่อ ควบคุมคุณภาพของอุปกรณ์ในระดับนี้จะต้องพิจารณาเรื่องงบประมาณที่จะนำมาใช้ในการซ่อมบำรุง ที่จะต้องไม่สูงมากนัก

16 2.1.11 การวางแผนการซ่อมบำรุงเชิงป้องกัน (Planning of PM) จากวัตถุประสงค์หลักของการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันคือความพยายามที่จะป้องกันความชำรุด เสียหาย หรือการชะลอการเสื่อมสภาพและการสึกหลอของอุปกรณ์โดยการลดหรือตัดโอกาสการเกิด กลไกการสึกหลอการเริ่มต้นในการวางแผนการซ่อมบำรุงคือการดำเนินการเพื่อระบุถึงเวลาของการ เสื่อมสภาพหรือ เวลาที่จะต้องมีการซ่อมบำรุงนั้นมีแนวทางให้พิจารณาตามข้อมูลที่มีดังนี้ 1.พิจารณารายการและระยะเวลาในการซ่อมบำรุงจากข้อมูลที่ระบุไว้ในคู่มือการใช้งานและ คู่มือการซ่อมบำรุงที่ได้จากผู้ผลิตอุปกรณ์นั้น ๆ 2.การหาโอกาสความน่าจะเป็นหรือค่าเฉลี่ยของช่วงเวลาระหว่างการชำรุดแต่ละครั้ง (Mean Time Between Failure: MTBF) เพื่อที่จะได้ดำเนินการเปลี่ยนชิ้นส่วนนั้นๆ ก่อนที่จะ หมดอายุการใช้งาน 3.การตรวจหาการเสื่อมสภาพหรือหาอัตราการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ในระบบด้วย เครื่องมือวัดโดยวิธีของการซ่อมบำรุงเชิงพยากรณ์หลักในการวางแผนการซ่อมบำรุงเชิงป้องกันจะ พิจารณาจากประวัติของตัวอุปกรณ์และจุดวิกฤตของระบบในระยะเริ่มต้นของการวางแผนการซ่อม บำรุงอุปกรณ์ใดๆจะพิจารณาจากข้อมูลหรือคำแนะนำของผู้ผลิตเป็นสำคัญซึ่งในบางกรณีอาจจะ พบว่าระยะเวลาที่ปฏิบัติการซ่อมบำรุงไม่เหมาะสมเนื่องจากสภาวะการใช้งานและสภาพแวดล้อมที่ตั้ง ทำให้ระยะเวลาอาจจะสั้นกว่าความเป็นจริงทำให้สิ้นเปลืองงบประมาณหรืออาจจะยาวไปเกิดการ ชำรุดก่อนเวลาส่งผลต่อการให้บริการจึงควรนำสถิติที่มีมาหาโอกาสความน่าจะเป็นหรือค่าเฉลี่ยของ ช่วงเวลาระหว่างการชำรุดแต่ละครั้งเพื่อกำหนดวงรอบของการซ่อมบำรุงที่เหมาะสมโดยพิจารณา ร่วมกับการตรวจหาการเสื่อมสภาพหรือหาอัตราการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ในระบบด้วยเครื่องมือวัด โดยวิธีของการซ่อมบำรุงเชิงพยากรณ์ซึ่งในการวางแผนควรจะต้องมีการกำหนดรายการดังต่อไปนี้ 1) รายการซ่อมบำรุง (maintenance check sheet) ที่ระบุถึงวิธีการในการซ่อมบำรุงเช่น ทำความสะอาดตรวจสอบ และความถี่ในการปฏิบัติงาน 2) ผู้ที่ปฏิบัติงานนั้นเช่นผู้ดูแลเครื่องมือหน่วยซ่อมบำรุง เป็นต้น 3) กำหนดค่ามาตรฐานหรือสภาวะปกติของอุปกรณ์เช่น -อุณหภูมิการทำงาน -อัตราการรั่วปกติและกำหนดเวลาในการตรวจสอบ -ระดับเสียงปกติของเครื่องและตำแหน่งที่เกิดเสียง -ระดับความตึง -ความเร็วปกติ -ตำแหน่งในการหล่อลื่น

17 -ค่าความดัน -ค่าแรงดันกระแสและพลังงาน -ฯลฯ 4) รายงาน/รายการการซ่อมบำรุง (Report/List) แสดงขั้นตอนในการปฏิบัติงาน ค่าผิดปกติ วิธีการแก้ปัญหาหรือตารางกำหนดระยะในการปฏิบัติงานทุกวันสัปดาห์ เดือน 3 เดือน 6 เดือนหรือ 1 ปี เป็นต้น 5) แบบฟอร์มใบสั่งงาน (Work order) ซึ่งจะต้องมีข้อมูลที่จำเป็นต้องใช้อย่างครบถ้วนเช่น เครื่องมืออุปกรณ์และวัสดุที่จะใช้และคุณสมบัติของผู้ปฏิบัติงานตัวอย่างเช่น - ชื่อ หมายเลข สถานที่ตั้งเครื่อง - จำนวนชั่วโมงของการซ่อมบำรุง - วงรอบการซ่อมบำรุง - ข้อปฏิบัติเกี่ยวกับความปลอดภัย - ชนิดของการซ่อมบำรุง (ทางกล ทางไฟฟ้า หล่อลื่น ฯลฯ) - ขั้นตอนปฏิบัติงาน - เครื่องมือที่จำเป็นต้องใช้ - รายการวัสดุอุปกรณ์ อะไหล่ หรือสารหล่อลื่นที่ต้องใช้ - เงื่อนไขของค่าวัดเชิงปริมาณที่สามารถตัดสินใจได้ว่าอยู่ในระดับที่ปกติหรือไม่ปกติ - ภาพแสดงตำแหน่งของจุดที่ต้องการซ่อมบำรุง - ใบบันทึกประวัติแนบท้ายใบรายการการซ่อมบำรุง เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดในการนำแผนการซ่อมบำรุงไปใช้เมื่อเสร็จสินการวางแผน (Plan:P) ควรจะต้องมีการตรวจสอบ (Check:C) ความถูกต้องความเหมาะสมของแผนหรือตรวจสอบ ว่าแผนนี้สามารถทำได้หรือไม่ได้อย่างไรก่อนนำไปสู่การปฏิบัติ(Do:D) และควรต้องมีการปรับปรุง แก้ไข (Action : A)หลังจากที่ได้ลงมือปฏิบัติไปแล้วเพื่อปรับปรุงความเหมาะสมของแผนเป็นการ บริหารจัดการอย่างมีระบบด้วยวงจร PCDA ที่เรียกว่า “ วงจรของเดมมิ่ง” (Demming Circle) มาใช้ ในการตรวจสอบความ เหมาะสมของการวางแผนการบำรุงรักษาและการปรับใช้ต่อไป

18 2.1.12 การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance : PM) แบ่งออกเป็น 9 ช่วงได้แก่ - 15,000 Km. หรือ 1 month - 45,000 Km. หรือ 3 months - 90,000 Km. หรือ 6 months - 180,000 Km. หรือ 1 year - 360,000 Km. หรือ 2 years - 540,000 Km. หรือ 3 years - 1,080,0000 Km. หรือ 6 years (Major Overhaul) - 2,160,000 Km. หรือ 12 years (Major Overhaul) - 4,320,000 Km. หรือ 24 years (Major Overhaul) 2.1.13 อุปกรณ์ที่ต้องการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance : PM) 1) Wheel 11) Rod Assembly 2) Axle 12) Brake Disc 3) Gear Unit 13) Brake Unit 4) Axle Bearing 14) Traction Motors 5) Primary Suspension 15) Collector Shoes 6) Secondary Suspension 16) ATP Antennae / Pilot Bar 7) Lateral Suspension 17) Speed Sensor 8) Anti-Roll Bar 18) Grounding System 9) Bogie Frame 19) Lubricant Stic 10) Yoke Painted

19 2.2 ระบบเบรกของขบวนรถไฟ ความคุ้นเคยของผู้คนต่อระบบเบรกของรถยนต์คงจะมีมากกว่าขบวนรถไฟแต่โดยหลักการ แล้วการเบรกมีวัตถุประสงค์เดียวกันคือเพื่อจะทำการหยุดรถที่กําลังวิ่งด้วยความเร็วซึ่งในการเบรก รถยนต์นั้นก็จะใช้ผ้าเบรกกลงบนจานเบรกทำให้เกิดแรงเบรกขึ้นและแรงเบรกนี้จะพยายามหยุดล้อที่ กําลังหมุนซึ่งจะถูกฝืนไว้ด้วยแรงเสียดทานระหว่างหน้ายางกับผิวถนนผลก็คือทำให้รถที่กําลังวิ่งลด ความเร็วลงจนหยุดการเบรกขบวนรถไฟก็อาศัยหลักการเดียวกันเพียงแต่ขบวนรถไฟประกอบด้วยรถ หลายคันพ่วงต่อกันและมีน้ำหนักมากกว่าจึงต้องทำาการเบรกพร้อมกันเพื่อไม่ให้เกิดการกระตุก กระชากซึ่งทำให้ผู้โดยสารรู้สึกไม่สบายและไม่ปลอดภัยด้วยขบวนรถไฟสมัยโบราณที่ใช้ในเหมืองแร่ใช้ ลิ่มไม้ติดกับกระเดื่องเมื่อจะทำการเบรกก็ใช้คนงานโยกกระเดื่องกดลิ่มไม้ลงบนล้อเมื่อเริ่มแรกการเดิน รถไฟนั้นขบวนรถไฟในสมัยโบราณยังไม่มีการคิดค้นอุปกรณ์การเบรกที่ทันสมัยคงมีเฉพาะเบรกบนรถ จักรไอน้ำซึ่งจะเปิดไอน้ำแรงดันสูงเข้าไปดันลูกสูบในกระบอกเบรก(Brake Cylinder) เพื่อกดแท่งห้าม ล้อ (Brake Shoes) ลงบนพื้นล้อแต่เนื่องจากรถไฟทั้งขบวนก็จะมีเบรกอยู่ที่รถจักรไอน้ำคันเดียวจึงยัง ไม่สามารถวิ่งเร็วได้ต่อมาจึงมีการติดตั้งห้ามล้อมือ(Hand Brake) บนรถพ่วงพอคนขับจะทําการเบรก ขบวนรถไฟก็จะส่งสัญญาณให้เจ้าหน้าที่ประจำรถแต่ละคันซึ่งเรียกว่าพนักงานห้ามล้อหมุนห้ามล้อมือ เพื่อกดแท่งห้ามล้อลงบนพื้นล้อวิธีการดังนี้ก็ทุลักทุเลพอสมควรแต่ขบวนรถก็สามารถวิ่งได้เร็วกว่าเดิม พนักงานซึ่งทำหน้าที่หมุนห้ามล้อมือนี้ภาษาอังกฤษเรียกว่าเบรกแมน (Brake Man) พอรถไฟเข้ามาใน ประเทศไทยก็แปลกันตรงตัวคือพนักงานห้ามล้ออักษรย่อว่า พหล. ชื่อนี้ก็ใช้กันมาจนถึงปัจจุบันแต่ ไม่ได้ทำหน้าที่ห้ามล้อกลายเป็นพนักงานตรวจตั๋วบนขบวนรถโดยสาร รูปที่ 2.6 การเบรกแบบใช้แรงคน

20 รูปที่2.7 การเบรกแบบใช้แรงดันไอน้ำ รูปที่ 2.8 แท่งห้ามล้อเหล็กหล่อ

21 รูปที่2.9 การเบรกแบบใช้ลมอัด กลไกที่จะถ่ายแรงเบรกที่สร้างขึ้นไปทำการหยุดขบวนรถนั้นจําแนกได้2 กลุ่มดังแสดงต่อไปนี้ 2.2.1 การเบรกผ่านแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับราง วิธีถ่ายแรงเบรกไปทำการหยุดรถกลุ่มแรกเรียกว่าการเบรกโดยใช้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อ กับราง (Adhesion Brake) นั้นแรงเบรกที่สร้างขึ้นไม่ว่าจะด้วยวิธีการใดก็ตามจะทำการหยุดขบวนรถ ได้โดย อาศัยแรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางกล่าวอย่างง่าย ๆ ก็เหมือนกับการเบรกรถยนต์นั่นเอง เบรกที่อยู่ในกลุ่มนี้เป็นระบบหลักที่ใช้งานในสภาพปกติเพราะมีความนุ่มนวลมากกว่าส่วนเบรกใน กลุ่มที่สองคือการเบรกโดยไม่ผ่านแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับราง (Non-Adhesion Brake) ส่วนใหญ่ จะใช้งานเป็นระบบเสริมเพื่อเพิ่มความปลอดภัยยกเว้นเบรกอากาศ (Air Resistant Brake) ซึ่งอยู่ ระหว่างการพัฒนาอย่างเอาจริงเอาจังอยู่ที่ประเทศญี่ปุ่นซึ่งอาจจะพัฒนาขึ้นเป็นระบบเบรกหลัก เพราะไม่สิ้นเปลืองและสามารถนำมาใช้ควบคู่ไปพร้อมกับการเบรกที่อาศัยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อ กับราง กลุ่มที่เป็นเบรกกล (Mechanical Brake) ก็คือระบบเบรกแบบดั้งเดิมซึ่งมีวิวัฒนาการมา พร้อมกับการ สร้างรถไฟวิธีสร้างให้เกิดแรงเบรกสำหรับเบรกในกลุ่มนี้ก็อาจใช้แรงซึ่งเกิดจากใช้แรง คนงัดคานเบรก ดังกล่าวแล้วข้างต้นหรือใช้แรงจากกระบอกเบรกไปดึงหรือดันคานเบรกไปกดแผ่นผ้า เบรกลงบนพื้นล้อหรือจานเบรก 2.2.2 เบรกแบบใช้สุญญากาศ ความทุลักทุเลในการเบรกขบวนรถแบบโบราณเกิดขึ้นทั้งตอนจะทำการเบรกและตอนจะ คลายเบรกต่อมาจึงมีผู้ประดิษฐ์เครื่องสร้างสุญญากาศขึ้นบนรถจักรไอน้ำโดยใช้ไอน้ำพ่นผ่านหัวฉีด (Nozzle) ด้วยความเร็วสูงเกิดเป็นสุญญากาศขึ้นแล้วต่อท่อนําสุญญากาศไปใช้ในการควบคุมการเบรก บนรถแต่ละคันเมื่อจะทำการห้ามล้อคนขับก็ปล่อยอยู่อากาศเข้าไปในท่อโดยมีลิ้นควบคุมให้อากาศ ไหลเข้าเฉพาะด้านล่างของกระบอกเบรกแต่ด้านบนยังคงเป็นสุญญากาศลูกสูบในกระบอกเบรกก็จะ

22 ยกตัวขึ้นรยางค์เบรก(Brake Linkage) ที่ต่อจากก้านลูกสูบก็จะไปกดแท่งห้ามล้อลงบนพื้นล้อวิธีการนี้ ทำให้มีเบรกทำงานบนรถหลายคันในขบวนรถไฟขบวนรถจึงสามารถวิ่งได้เร็วกว่าเดิมอย่างปลอดภัย รูปที่ 2.10 การเบรกแบบใช้สุญญากาศ ระบบเบรกแบบสุญญากาศยังใช้งานต่อมาอีกเป็นเวลานานและได้รับการปรับปรุงให้มี ประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการประดิษฐ์เครื่องสร้างสุญญากาศแบบลูกสูบ (Exhauster) ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าสามารถใช้กระบอกเบรกขนาดใหญ่ประกอบกับการปรับปรุงใน ส่วนอื่น เช่นใช้ท่อขบวนสุญญากาศ (Vacuum Brake Pipe) 2 ท่อ การเพิ่มปริมาตรด้านบนของ กระบอกโดยติดตั้งถังเพิ่มปริมาตร (Expansion Tank) ขบวนรถที่ใช้ระบบเบรกสุญญากาศจึงสามารถ วิ่งได้เร็วกว่า 100 กม/ชม. อย่างไรก็ดีระบบสุญญากาศยังมีข้อบกพร่องอีกมากการสร้างสุญญากาศจะ ทำได้มากที่สุดเพียง 76 ซม.ปรอท (การ ใช้งานจริงตั้งไว้ที่ 52-54 ซม.ปรอท) จึงสามารถสร้างแรงห้าม ล้อได้จํากัด หากต้องการเพิ่มแรงห้ามล้อให้สูงขึ้นก็จะต้องใช้ลูกสูบขนาดใหญ่และใช้ระยางเบรก (Brake Linkage) ซึ่งมีอัตราการได้เปรียบเชิงกลสูงแต่วิธีการดังกล่าวทำให้เกิดปัญหาต่อเนื่องในการ บำรุงรักษาลูกสูบขนาดใหญ่ขัดตัวในกระบอกเบรกเกิดปัญหาสูบค้างเบรกจับจนล้อร้อนแดงการใช้ ระยางเบรกที่มีอัตราการได้เปรียบเชิงกลสูงทำให้ระบบทำงานช้าเมื่อคนขับสั่งให้เบรกแม้ว่าระบบ สุญญากาศจะไม่ค่อยมีประสิทธิภาพนักแต่ก็ใช้อยู่ในการรถไฟฯมาจนกระทั่งปี2528จึงเริ่มต้น เปลี่ยนเป็นระบบเบรกแบบใช้ลมอัดระบบเบรกแบบสุญญากาศเป็นนวัตกรรมที่เกิดขึ้นจากเหตุผลด้าน การประดิษฐ์เครื่องสร้างสุญญากาศโดยใช้ไอน้ำซึ่งนอกจากสามารถใช้งานได้ดีในระดับหนึ่งจนมีการ พัฒนาคุณภาพต่อมาในภายหลังแล้วระบบสุญญากาศยังเป็นระบบที่ภาษาการออกแบบรถไฟเรียกว่า ฟิวส์-เซฟส์ (Fail-Safe) คือถ้าระบบทำงานไม่ได้ขบวนรถก็จะอยู่ในท่าปลอดภัย เช่น ถ้ารถที่พ่วงอยู่ใน ขบวนหลุดออกจากกันท่อสุญญากาศที่ต่อไปตลอดทั้งขบวนรถก็จะขาดออกอากาศจะไหลเข้าท่อทำให้ เบรกของรถคันที่หลุดออกและเบรกบนรถในขบวนทำงาน

23 รูปที่2.11 การเบรกแบบใช้สุญญากาศ 2 ท่อ 2.2.3 การเบรกแบบใช้ลมอัด ยอร์จเวสติ้งเฮาส์ชาวอเมริกันเป็นผู้ประดิษฐ์เบรกแบบใช้ลมอัดขึ้น โดยนําออกใช้งานเมื่อปี พ.ศ. 2412 หลักการทำงานก็คล้ายคลึงกับการปล่อยอยู่ไอน้ำแรงดันสูงเข้าไปดันลูกสูบในกระบอก เบรกเพียงแต่ใช้ลมอัดแรงดันสูงแทนระบบนี้ดีกว่าการใช้สุญญากาศตรงที่สามารถสร้างแรงดันลมซึ่ง จะไปดันลูกสูบได้สูงกว่า (ค่าตามมาตรฐานของยูไอซี(UIC)คือ 3.5 ถึง 3.8 บาร์) จึงสามารถใช้กระบอก เบรกขนาดเล็กและใช้ระยางห้ามล้อที่มีอัตราการได้เปรียบเชิงกลตํ่ากว่าระบบจึงสามารถตอบสนอง คําาสั่งได้ดีกว่าค่าบำรุงรักษาก็ถูกกว่าและมีปัญหาในการใช้งานน้อยอยู่กว่าระบบเบรกแบบลมอัดที่ การรถไฟฯนำมาใช้เป็นแบบท่อลมบังคับการเดี่ยว (Single Pipe) คือใช้ท่อบังคับการเบรก (Brake Pipe) ท่อเดียวและมีคุณสมบัติตามที่กำหนดเป็นมาตรฐานของยูไอซี(UIC)ซึ่งเรียกว่าระบบกราเดทรีเล สแอนแอปพลิเคชั้น (Graduate Release and Application) หมายความว่าสามารถกำหนดได้ว่าจะ ให้การเบรกรุนแรงขนาดไหนและจะคลายเบรกแค่ไหนเหตุที่เลือกระบบนี้มาใช้ก็เพราะอนุมานเอาว่า ขบวนรถไฟของประเทศไทยและสภาพการใช้งานในประเทศออกจะคล้ายคลึงกับยุโรปคือ เป็นขบวน รถที่มีความยาวพอประมาณ (ไม่เกิน 700 เมตร) แตกต่างจากประเทศใหญ่ที่วิ่งขบวนรถยาว เช่น อเมริกา แคนาดา ออสเตรเลีย และบราซิล ซึ่งขบวนรถสินค้าในประเทศเหล่านั้นจะมีความยาวเกิน 1 กิโลเมตร จึงเหมาะที่จะเลือกใช้ระบบที่เรียกว่าไดเร็ครีเลสแอนแอปพลิเคชั้น (Direct Release and Application) คือเมื่อคนขับสั่งให้เบรกหรือคลายเบรก ระบบก็จะทำงานจังหวะเดียวไม่สามารถ กำหนดแรงเบรกตามที่คนขับต้องการได้

24 รูปที่2.12 แสดงการเบรกแบบใช้ลมอัด 2 ท่อ เบรกแบบลมอัดยังจําแนกออกตามระบบการบังคับการได้2 แบบ คือ แบบสั่งการโดยตรง (Direct Brake) และแบบสั่งการอัตโนมัติ(Automatic Air Brake) แบบสั่งการโดยตรงคนขับจะเปิด ลมจากถังพักลมให้ไหลผ่านท่อลมที่เชื่อมต่อระหว่างรถแต่ละคันเรียกว่าท่อกระบอกเบรก (Brake Cylinder Pipe) เข้าไปยังกระบอกเบรกระบบนี้ไม่เป็นฟิวส์-เซฟล์ (Fail Safe) คือเมื่อรถพ่วงหลุดออก จากกันระบบเบรกจะไม่ทำงานเบรกลมอัดแบบสั่งการอัตโนมัติมีลิ้นควบคุมการเบรกเรียกว่า ดิสทริบู เตอร์วาลู(Distributor Value: DV) และถังลมสํารองติดอยู่บนรถแต่ละคันในท่าไม่ใช้งานลิ้นบังคับการ บนรถนํา (รถจักร) จะส่งลม (แรงดันประมาณ 5 บาร์) เข้าไปในท่อซึ่งต่อไปตลอดทั้งขบวนรถ เรียกว่า ท่อลมบังคับการเบรก(Brake Pipe: BP) ลมแรงดัน 5 บาร์จะไหลผ่านลิ้นควบคุมเข้าไปเก็บอยู่ในถังพัก เมื่อคนขับต้องการเบรกขบวน รถไฟก็จะปล่อยอยู่ลมในท่อบีพี(BP) ออกลิ้นควบคุมดีวี(DV) ก็จะปล่อย อยู่ลมจากถังพักลมสํารองเข้าไปในกระบอกเบรกและเมื่อคนขับสั่งคลายเบรกลิ้นควบคุมดีวี(DV) ก็ ปล่อยอยู่ลมในกระบอกเบรกทิ้งขณะเดียวกันก็ปล่อยอยู่ลมเข้าถังเพื่อเตรียมไว้ใช้ในการเบรกครั้ง ต่อไปความแตกต่างระหว่างระบบกราเดทรีเลส (Graduated Release) และไดเร็ครีเลส (Direct Release) จะถูกกําหนดโดยคุณสมบัติของดีวี(DV) ซึ่งสําหรับกรณีแรกนั้นดีวี(DV) จะควบคุมแรงดัน ลมในกระบอกเบรกซึ่งก็คือแรงเบรกให้มากหรือน้อยอยู่ไปตามแรงลมในท่อบังคับการที่ลดลงส่วนใน กรณีหลังนั้นเมื่อแรงดันลมในท่อบังคับการลดลงถึงพิกัดที่ปรับตั้งไว้ให้เกิดการเบรกดีวี(DV) ก็จะปล่อย อยู่ลมเข้ากระบอกเบรกเต็มพิกัดทันทีและเมื่อแรงดันลมในท่อบังคับการเพิ่มขึ้นถึงพิกัดที่ปรับตั้งไว้ สำหรับคลายเบรกดีวี(DV) ก็จะปล่อยอยู่ลมออกจากกระบอกเบรกทันทีดังกล่าวแล้วข้างต้นว่าระบบ หลังนี้ใช้กับขบวนรถสินค้ายาวเกิน 1 กม. เหตุผลก็เพราะในขณะที่ขบวนรถไฟวิ่งไปนั้นจะเกิดคลื่น ความดันอากาศ (Pressure Wave) ขึ้นในท่อลมบังคับการซึ่งสำหรับขบวนรถที่ยาวมากก็อาจจะมีผล ทำให้ดีวี(DV) ทำงานไม่ถูกกล่าวคือเมื่อช่วงของคลื่นความดันอากาศตํ่า (Low Pressure Wave)

25 เคลื่อนผ่านดีวี(DV) ก็จะเข้าใจว่ามีการสั่งให้เบรกจึงปล่อยอยู่ลมเข้ากระบอกเบรกทั้งที่คนขับไม่ได้สั่ง การครั้นเมื่อคลื่นความดันอากาศสูงเคลื่อนผ่านดีวี (DV) ก็จะปล่อยอยู่ลมออกจากกระบอกเบรก ปรากฏการณ์นี้จะทำให้เบรกทำงานและหยุดสลับกัน ซึ่งเป็นอันตรายต่อขบวนรถดีวี(DV) ยังมี ข้อกําหนดเป็นรายละเอียดปลีกย่อยู่อีกมาก เช่น ความไวต่อสิ่ง กระตุ้น (Sensitivity) และความตาย ด้าน (Insentivity) เป็นต้นซึ่งจะไม่กล่าวถึงในที่นี้ระบบเบรกลมอัดแบบอัตโนมัติมีคุณสมบัติเป็นฟิวส์ เซฟล์(Fail Safe) คือเมื่อรถในขบวนหลุดออกจากกันท่อลมบังคับการขาดลมในท่อไหลออกดีวี(DV) ก็ จะสั่งการให้เบรกบนรถทุกคันทำงาน รูปที่ 2.13 ลิ้นบังคับการเบรก ( Driver Brake Valve) รูปที่ 2.14 ลิ้นควบคุมการเบรก (Distributor Valve)

26 รูปที่2.15 กระบอกเบรกลมอัด (Brake Cylinder) กลุ่มย่อยู่ที่เรียกว่าเบรกไฟฟ้าเป็นระบบที่พัฒนาขึ้นเพื่อช่วยสนับสนุนการทำงานของ เบรกกลเพราะ เบรกไฟฟ้าไม่มีการสึกหรอเบรกไฟฟ้ายังสามารถแยกตามระบบการทำงานได้2 ชนิดคือ 2.2.4 ไดนามิคเบรก (Dynamic Brake) ใช้กับขบวนรถไฟที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าโดยเปลี่ยนจากมอเตอร์ที่หมุนล้อมาเป็นเจน เนอเรเตอร์ซึ่งถูกล้อขับให้หมุนแล้วนํากระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นไปผ่านชุดความต้านทาน (Resistor) ซึ่งจะ ทำให้เกิดความร้อนและถูกพัดลมระบายความร้อนเป่าทิ้งไปในอากาศระบบนี้ใช้อยู่บนรถจักรบางรุ่น ของการรถไฟฯ และใช้กับขบวนรถไฟความเร็วสูงรุ่นแรก ๆ ของญี่ปุ่นซึ่งยังใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ในการขับเคลื่อนขบวนรถเบรกไฟฟ้าแบบไดนามิคเบรกจะมีประสิทธิภาพสูงเฉพาะในช่วงความเร็วสูง ประกอบข้อเท็จจริงที่การเบรกขบวนรถไฟในกลุ่มนี้ต้องอาศัยแรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางจึงต้องมี อุปกรณ์ที่ผสมแรงเบรก (Blending) ระหว่างแรงที่มาจากเบรกกลกับแรงจากเบรกไฟฟ้าเพื่อให้แรง เบรกที่เกิดขึ้นมีค่าไม่เกินแรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางเมื่อความเร็วขบวนรถลดตํ่าลงถึงระดับหนึ่ง แล้ว (ประมาณ 30-50 กม./ชม.ขึ้นอยู่กับการออกแบบ) อุปกรณ์ดังกล่าวก็จะตัดไดนามิคเบรกออก จากการใช้งานเหลือเบรกกลทำหน้าที่อย่างเดียว รูปที่2.16 ทิศทางที่กระแสไฟฟ้าไหลขณะมอเตอร์ขับ

27 รูปที่2.17 ทิศทางที่กระแสไฟฟ้าไหลขณะเบรก 2.2.5 รีเจนเนอเรทีฟ (Regenerative Braking) เบรกไฟฟ้าแบบรีเจนเนอเรทีฟ (Regenerative Braking) ใช้หลักการเดียวกันกับไดนามิค เบรกเพียงแต่ไม่เป่าความร้อนที่เกิดขึ้นทิ้งไปในอากาศแต่นําพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นไปขับเคลื่อนขบวน รถอื่นที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งกําลังอยู่ในท่าขับ (Traction) และต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าการเบรกแบบรีเยน เนอเรทีฟจะทำให้การเดินรถไฟทั้งระบบมีประสิทธิภาพสูงขึ้นแต่เทคโนโลยีในการนําพลังงานที่เกิด จากการเบรกไปใช้ยังค่อนข้างสลับซับซ้อนจึงยังไม่ค่อยเป็นที่ใช้งานแพร่หลายนักในกลุ่มการเบรกโดย ผ่านแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางยังมีระบบเบรกอีกประเภทหนึ่งซึ่งเป็นแนวคิดและทำการทดลอง กันมานานแล้วแต่ไม่มีใช้งานแพร่หลายนั่นคือการนําพลังงานที่เกิดจากการเบรกไป สะสมไว้ในล้อช่วย แรง (Flywheel) แล้วนําพลังงานจากล้อช่วยแรง (Flywheel) กลับไปขับเคลื่อนรถเมื่อจะเคลื่อนออก ตัวครั้งต่อไปกลไกในการใช้ล้อรถไฟที่กําลังวิ่งไปหมุนขับล้อช่วยแรง (Flywheel) สามารถทำได้ทั้ง วิธีการกลหรือไฟฟ้าแต่ปัญหาก็คือตัวล้อช่วยแรง (Flywheel) ซึ่งมีน้ำหนักมากไม่เหมาะที่จะติดตั้งไว้ บนรถ รูปที่2.18 การไหลของกระแสเมื่อรีเจนเนอเรทีฟ

28 2.2.6 เบรกโดยไม่ผ่านแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับราง มีหลายวิธีคือ 2.2.6.1 เบรกราง (Rail Brake) ในกลุ่มเบรกที่ไม่อาศัยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางประเภทแรก คือ เบรกราง (Rail Brake) ซึ่งยังแยกย่อยู่เป็น 2 ประเภท คือ แบบเบรกรางกล (Direct Mechanical Rail Brake) ใช้ผ้า เบรกกดลงบนรางโดยตรงระบบนี้ใช้กับรถราง (Street Car) มาแต่ดั้งเดิมเพราะสามารถตั้งแรงเบรกได้ สูงเท่าที่ต้องการสามารถหยุดขบวนรถได้ในระยะเท่ากับระยะเบรกของรถยนต์ดังนั้นในปัจจุบันก็ยังคง เห็นรถรางกับรถยนต์วิ่งปนกันอยู่บนถนนเพราะมีระยะเบรกเท่ากันนั่นเองมีความพยายามที่จะใช้เบรก รางกับขบวนรถไฟโดยทั่วไปซึ่งวิ่งเร็วกว่ารถรางแต่พบว่าทำให้เกิดปัญหารางสึกมากต่อมาจึงมีความ พยายามในการประดิษฐ์เบรกรางไฟฟ้า (Electric Rail Brake) ขึ้นหัวเบรกของเบรกรางไฟฟ้ามี ขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าติดอยู่เมื่อต้องการใช้เบรกก็สร้างขั้วบวกและลบขึ้นที่หัวเบรกแล้วเลื่อนเข้าไปใกล้ราง ขั้วแม่เหล็กจะเหนี่ยวนําให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลวนในรางระบบเบรกนี้จึงมีอีกชื่อหนึ่งว่าเบรกด้วย กระแสไฟฟ้าวน (Eddy Current Brake) ระบบเบรกนี้มีการทดลองนำมาใช้ในขบวนรถไฟความเร็วสูง เพราะการเบรกขบวนรถไฟโดยส่งแรงเบรกผ่านความยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางอาจต้องใช้ระยะ เบรกถึง 2–3 กม. ถ้าใช้เบรกรางก็จะสามารถเบรกได้ในระยะทางที่สั้นลงอย่างไรก็ดีผลจากการ ทดลองพบว่าถ้าต้องการแรงเบรกสูงก็จะต้องเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็กที่หัวเบรกขึ้นทำให้เกิด กระแสไฟฟ้าไหลวนในรางสูงตามไปด้วยผลก็คือเกิดอุณหภูมิเพิ่มสูงในรางเป็นจุด (Flash Temperature) ทำให้เกิดแรงตึงผิวที่หัวรางซึ่งตามมาด้วยปัญหาหัวรางแตกร้าวระบบนี้จึงไม่ค่อยใช้ งานเป็นระบบหลักเพียงแต่ติดตั้งไว้บนขบวนรถไฟความเร็วสูงใช้เป็นทรัพยากรสุดท้าย (Last Resource) ซึ่งใช้งานเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน รูปที่2.19 หลักการทำงานของเบรกราง

29 รูปที่2.20 หลักการทำงานของเบรกรางไฟฟ้า รูปที่ 2.21 ตัวอย่างหัวเบรกรางแบบไฟฟ้าผสมเบรกกล ในปัจจุบันได้มีผู้สร้างหัวเบรกรางที่รวมเอาเบรกรางแบบกล (ใช้ผ้าเบรก) และเบรกรางไฟฟ้า (ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า) ไว้ด้วยกันซึ่งพบเห็นการใช้งานอยู่ที่ประเทศญี่ปุ่นนอกจากนั้นการสร้างแรงเบรก แบบกระแสไฟฟ้าวน (Eddy Current) ยังสามารถทำได้โดยใช้จานเบรกซึ่งติดตั้งบนเพลาล้อรถไฟ วิธีการทำงานก็คล้ายกับระบบดิสเบรกเพียงแต่แทนที่ผ้าเบรกด้วยขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าแต่การเบรกก็ยัง ต้องอาศัยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางระบบเบรกนี้มีใช้งานในขบวนรถไฟความเร็วสูงมีข้อดีคือ ไม่ ต้องเปลี่ยนผ้าเบรกเพราะหัวเบรกไม่เสียดสีกับจานเบรก 2.2.6.2 เบรกอากาศ (Air Resistant Brake) เบรกอากาศ (Air Resistant Brake) เป็นแนวคิดแบบโบราณที่ฟื้นฟูขึ้นใหม่และกําลังทดลอง อยู่กับขบวนรถไฟความเร็วสูงในประเทศญี่ปุ่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งรถไฟแม่เหล็ก (MAGLEV) ซึ่งไม่มีล้อ เบรกแบบนี้จะมีประสิทธิภาพเฉพาะในย่านความเร็วสูงและเนื่องจากไม่มีค่าใช้จ่ายจากการสึกหรอ ญี่ปุ่นจึงหวังจะพัฒนาขึ้นใช้เป็นระบบเบรกหลักของขบวนรถไฟความเร็วสูงควบคู่กับการใช้ระบบเบรก แบบอื่นซึ่งจะช่วยให้ประสิทธิภาพในการเบรกสูงขึ้นเพราะสามารถทำงานเสริมกับเบรกในกลุ่มที่ใช้ แรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางได้อย่างเต็มที่โดยไม่เกิดปัญหาล้อรถจับตาย

30 รูปที่2.22 เบรกอากาศขบวนรถไฟ MAGLEV รูปที่ 2.23 เบรกอากาศขบวนรถไฟความเร็วสูง 2.2.7 การเพิ่มประสิทธิภาพในการเบรก การประดิษฐ์เบรกที่ไม่ใช้แรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางก็เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการ เบรกด้วยประการหนึ่งแต่ดังกล่าวแล้วว่าเบรกที่ใช้งานตามปกติคือแบบอาศัยแรงเสียดทางระหว่างล้อ กับราง ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพในที่นี้จึงหมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพในกรณีการเบรกโดยผ่าน แรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางประเทศญี่ปุ่นกำหนดระยะเบรกขบวนรถไฟเป็นวาระแห่งชาติไว้ที่ 600 เมตรจากทุกความเร็ว (ยกเว้นรถไฟความเร็วสูง) ประเทศไทยยังโชคดีที่ไม่มีการกำหนดระยะ เบรกโดยนัยดังกล่าว มาตรฐานการออกแบบระบบเบรกที่การรถไฟฯ กำหนดขึ้นใช้เองกําหนดให้รถ คันเดียว(Individual Car) มีระยะเบรกไม่เกิน 700 เมตร และขบวนรถ (Train) มีระยะเบรกไม่เกิน 1,000 เมตร ซึ่งถือว่าเป็นกติกาที่ไม่ค่อยตึงมากนักในกรณีที่มีการกำหนดระยะเบรกไว้สั้นมากวิศวกร ผู้ออกแบบก็จะต้องหาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพในการเบรกซึ่งจะกล่าวโดยสังเขปต่อไปขบวนรถไฟที่วิ่ง ด้วยความเร็ว 300 กม./ชม. จะเคลื่อนที่เป็นระยะทาง 83-84 เมตรในเวลา 1 วินาทีจากสภาพที่เป็น

31 จริงจะสามารถแบ่งการทำงานของระบบเบรกออกได้อย่างคร่าว ๆ เป็น 3 ช่วงตามรูปที่ 2.20 ได้แก่ ช่วงที่หนึ่งเมื่อคนขับเห็นเหตุที่จะต้องเบรกและใช้เวลาตัดสินใจ(Human Delay)ครั้นเมื่อตัดสินใจ แล้วจึงสั่งการให้ระบบทำงานซึ่งจะกินเวลาอีกระยะหนึ่งกว่าที่ระบบเบรกจะทำงานเต็มที่ (Instrumental Delay)ระหว่างนี้ขบวนรถไฟจะมีความเร็วลดลงเองเนื่องจากแรงต้าน (Train Resistance) ช่วงที่สองอุปกรณ์เบรกเริ่มทำงานคำสั่งเบรกถูกถ่ายทอดจากรถต้นขบวนเป็นทอดๆ ไป ยังท้ายขบวนลมไหลเข้ากระบอกเบรกบนรถแต่ละคันในช่วงเวลาดังกล่าวนี้ระบบเบรกจะทำงานแค่ บางส่วนเรียกว่าเป็นช่วงเริ่มเบรก (Partial Braking) ซึ่งอัตราหน่วงยังไม่สูงมากนักช่วงที่สามลมไหล เข้ากระบอกเบรกเต็มพิกัดแล้วอุปกรณ์เบรกบนรถทุกคันทำงานเต็มตามสมรรถนะที่ได้รับการ ออกแบบไว้เรียกว่าช่วงเบรกเต็มที่ (Full Braking) รูปที่2.24 การทำงานของระบบเบรก การเพิ่มประสิทธิภาพในการเบรกจึงต้องดูว่าจะสามารถทำอะไรได้บ้างในการเบรกแต่ละส่วนซึ่งมี หลักการดำเนินการได้ดังนี้ 2.2.7.1 ระบบสนับสนุนการตัดสินใจของคนขับ เนื่องจากเป็นส่วนที่เกี่ยวข้องกับคนขับรถไฟการลดระยะเบรกในช่วงแรกจึงต้องดำเนินการที่ คนขับก่อนเป็นเบื้องต้นได้แก่ การเสริมสร้างสมรรถนะทางกายภาพควบคุมและตรวจสอบสภาพ ร่างกายของคนขับรถไฟเพื่อให้การตัดสินใจอยู่ในช่วงเวลาที่ปลอดภัยสิ่งเหล่านี้อาจไม่เข้มงวดมากนัก สำหรับการขับขบวนรถไฟทั่วไปแต่ในกรณีที่มีการเดินรถหนาแน่น เช่น ระบบขนส่งมวลชนหรือกรณี รถไฟความเร็วสูงก็จะต้องกวดขันเป็นพิเศษตัวอย่างเช่น คนขับขบวนรถไฟ ความเร็วสูง (เร็วกว่า 200 กม/ชม.) จะต้องลงพักหลังจากผ่านการทำงานมาแล้ว 4 ชม. และจะพ้นจากการทำหน้าที่เมื่ออายุ55

32 ปีเป็นต้นในปัจจุบันเทคโนโลยีสำหรับควบคุมการเดินขบวนรถไฟได้รับการพัฒนาก้าวหน้าไปมาก ระบบอาจจะทำางานโดยพึ่งพาการตัดสินใจของคนน้อยอยู่ลงหรือในบางกรณีอาจไม่พึ่งการตัดสินใจ ของคนเลย เช่น กรณีขบวนรถวิ่งเร็วเกินพิกัดหรือฝ่าสัญญาณในท่าห้ามซึ่งระบบเบรกจะทำงานทันที โดยไม่รอการตัดสินใจของคนขับรถไฟแม้กระนั้นก็ตามการดูแลเรื่องสมรรถนะร่างกายของคนขับก็เป็น ความจําเป็นในเบื้องต้นสำหรับการควบคุมขบวนรถ 2.2.7.2 การลดเวลาที่เสียไปในช่วงเริ่มเบรก (Partial Braking) การถ่ายทอดคำสั่งเบรกไปถึงรถแต่ละคันเมื่อคนขับ (หรือระบบอัตโนมัติ) สั่งการให้ทำการ เบรกขบวนรถระบบเบรกที่สั่งการด้วยลมอย่างเดียว (อย่างที่ใช้กับขบวนรถไฟของรฟท.จะเสียเวลาไป หลายวินาทีกว่าคำสั่งจะถูกถ่ายทอดถึงรถทุกคันจากการทดลองพบว่าความเร็วในการเดินทางของ คำสั่งในท่อสุญญากาศจะอยู่ที่ประมาณ 80-100 เมตร/วินาทีในกรณีที่ขบวนรถยาว 400 เมตร รถคัน สุดท้ายก็จะได้รับคำสั่งเมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 3–4 วินาทีซึ่ง 20 นอกจากจะเป็นสาเหตุให้ระยะ เบรกของขบวนรถยาวขึ้นแล้วยังทำให้รถคันท้ายกระแทกเข้าใส่รถที่อยู่หน้าท่านที่เคยนั่งขบวนรถไฟก็ คงจะมีประสบการณ์เหล่านี้มาบ้างแล้วในขบวนรถที่ใช้เบรกลมอัดซึ่งใช้ท่อลมสั่งการนั้นคำสั่งจะวิ่ง ด้วยความเร็วโดยประมาณเท่ากับความเร็วเสียงในอากาศแต่เนื่องจากมีท่อต่อขบวนมีก๊อกลมกีดขวาง คำสั่งจะเดินช้าลงในการออกแบบจึงใช้ความเร็วของคำสั่งที่วิ่งผ่านท่อลมประมาณ 290 เมตร/วินาที ดังนั้นถ้าขบวนรถยาว 400 เมตร รถคันสุดท้ายก็จะได้รับคำสั่งเมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 1–2 วินาทีซึ่ง ดีกว่าระบบเบรกแบบสุญญากาศมากแต่ผลต่อระยะเบรกและการกระแทกจากรถที่อยู่ท้ายขบวนก็ยัง มีอยู่ออกแบบระบบระยางเบรกเพื่อลดการเสียเวลาดังกล่าวแล้วว่าระบบเบรกแบบสุญญากาศมี ข้อจํากัดในการสร้างแรงกดผ้าเบรกเพราะทำงานที่แรงดันตํ่าในกรณีนั้นจึงต้องเพิ่มแรงเบรกโดยใช้ ระยางเบรก (Brake Linkage) ที่มีอัตราการได้เปรียบเชิงกลสูงแต่ข้อเสียก็คือมีกลไกประกอบด้วย กระเดื่องและคานซึ่งใช้เวลาในการเคลื่อนที่ระบบเบรกจึงตอบสนองช้าเมื่อเปลี่ยนมาใช้เบรกแบบลม อัดแล้วก็สามารถใช้ระยางเบรกที่มีอัตราการได้เปรียบเชิงกลตํ่าลงระบบตอบสนองดีขึ้น เพราะ เสียเวลาในการเคลื่อนไหวของกลไกที่ประกอบกันเป็นระยางห้ามล้อน้อยอยู่ลงนอกจากนั้นผู้ผลิต ระบบเบรกรถไฟสมัยใหม่ก็อาจจะใช้อุปกรณ์เบรกสำเร็จ (Brake Unit) ซึ่งไม่มีรยางค์ห้ามล้อเลยเป็น การทำให้ระบบเบรกตอบสนองคำสั่งได้เร็วที่สุดการใช้ผ้าเบรกกดลงบนจานเบรกแทนการใช้แท่งห้าม ล้อกดลงบนพื้นล้อที่ใช้กันมาแต่เดิมก็จะช่วยให้ระบบตอบสนองได้เร็วขึ้นด้วยเพราะแท่งห้ามล้อหนัก กว่าผ้าดิสเบรกมากในคุณภาพการใช้งานที่เท่าเทียมกัน

33 รูปที่2.25 แท่งห้ามล้อและกระบอกเบรก รูปที่2.26 เบรกยูนิตและดิสเบรก ระบบเบรกของขบวนรถขนส่งมวลชนปัจจุบันเป็นแบบใช้สปริงกดผ้าเบรก (Spring Parking Brake) ซึ่งมีหลักการทำงานกลับกันกับระบบเบรกรถไฟโดยทั่วไป กล่าวคือ ชุดอุปกรณ์เบรกแบบนี้จะ ใช้สปริงสร้างแรงกดผ้าเบรกไว้ก่อนแล้วใช้แรงดันลมมาดันฝืนสู้กับแรงจากสปริงเพื่อทำการคลายเบรก เมื่อดีวี (DV) ได้รับคำสั่งให้เบรกก็จะลดแรงดันลมที่ดันสู้อยู่กับสปริงเพื่อให้เบรกทำงานระบบเบรก แบบนี้นอกจากสามารถ ตอบสนองคำสั่งได้เร็วมากขึ้นแล้วยังเป็นระบบ ฟิวส์เซฟล์(Fail Safe) อีก ชั้นหนึ่งด้วย เพราะถ้าลมบนรถ หมดเบรกก็จะทำงาน

34 รูปที่2.27 จานเบรกของระบบเบรกที่โบกี้รถไฟความเร็วสูง TGV ของฝรั่งเศส 2.2.7.3 วิธีลดระยะเบรกในช่วงการเบรกเต็มที่ (Full Braking) เมื่อคนขับรถไฟสั่งเบรกและระบบเบรกได้ทำงานผ่านช่วงแรกและช่วงที่สองมาจนถึงการ ทำงานช่วงที่สามแล้ววิศวกรก็จะต้องหาวิธีการออกแบบเพื่อทำให้แรงเบรกที่สร้างขึ้นถูกนําไปใช้ ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่โดยอาศัยเทคนิคการออกแบบที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้การเพิ่มแรงยึดเหนี่ยว ระหว่างล้อกับรางถ้าการเบรกเกิดขึ้นอย่างรุนแรงล้ออาจจะหยุดหมุนและเลื่อนไถลไปบนรางเรียกว่า ล้อจับตาย (Wheel Skidding) ซึ่งทำให้เกิดล้อเป็นแผล (Wheel Flat) ดังนั้นเงื่อนไขในการออกแบบ ก็คือแรงเบรกที่สร้างขึ้นจะต้องไม่เกินแรงยึดเหนี่ยวระหว่างล้อกับรางกล่าวในเชิงวิชาการก็คือถ้า น้ำหนักกดล้อมีค่าเท่ากับ W แรงกดผ้าเบรกมีค่าเท่ากับ p สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน(ส.ป.ส.) ระหว่าง ผ้าเบรกกับจานเบรก (หรือแท่งห้ามล้อกับพื้นล้อ) ล้อมีค่าเท่ากับ U1 และ ส.ป.ส. แรงเสียดทาน ระหว่างล้อกับรางมีค่าเท่ากับ U2 เงื่อนไขที่ดีในการออกแบบระบบเบรกที่ล้อจะไม่จับตาย คือp U1≤W U2 ซึ่งในสภาพที่เป็นจริงนั้นทั้ง U1 และ U2 มีค่าไม่คงที่จากการทดลองพบว่า ค่า ส.ป.ส.แรง เสียดทาน ระหว่างผิวของล้อกับรางเหล็กในแต่ละช่วงเวลาจะขึ้นอยู่กับสภาพอากาศความชื้นความเร็ว รถฯลฯ ซึ่งในการออกแบบก็จำเป็นต้องใช้ค่าเฉลี่ยและหากจะให้ปลอดภัยก็ต้องใช้ค่าที่ตํ่ากว่าค่าเฉลี่ย ดังนั้น เพื่อจะสามารถเบรกได้รุนแรงขึ้นจึงต้องหาวิธีเพิ่มค่า U2 ซึ่งวิธีการที่ใช้กันอยู่มากก็คือใช้ทราย โรยระหว่างล้อกับรางการโรยทรายอาจจะทำได้ง่ายๆโดยใช้คนขับคือ ถ้าคนขับเห็นว่ารางเปียกชื้น เวลาจะทำการเบรกก็กดอุปกรณ์โรยทรายควบคู่ไปด้วยนอกจากนั้นยังอาจใช้ระบบอัตโนมัติในการโรย ทรายกล่าวคือ มีอุปกรณ์วัดอัตราหน่วงของรอบหมุนเชิงมุมของล้อ (Wheel Angular Deceleration) เมื่ออัตราหน่วงสูงกว่าพิกัดก็แสดงว่ากําลังมีแนวโน้มจะเกิดล้อจับตายอุปกรณ์โรยทรายก็จะทำงาน

35 รูปที่2.28 จุดสัมผัสระหว่างล้อเหล็กกับราง รูปที่2.29 การใช้ทรายโรยระหว่างล้อกับราง รูปที่2.30 เงื่อนไขในการเบรกที่ล้อไม่จับตาย

36 ก) การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันล้อจับตาย (Anti – Skidding Device) ผิวสัมผัสระหว่างล้อ กับรางมีพื้นที่ รูปไข่เล็กมาก ประมาณ 3–5 มม2แรงเบรกที่สร้างขึ้นสำหรับ กรณีที่เบรกโดยอาศัยแรง ยึดเหนี่ยวระหว่าง ล้อกับรางจะถูกส่งผ่านผิวสัมผัสเล็ก ๆ นี้ซึ่งเป็นข้อจํากัดที่ไม่สามารถทำการเบรก รุนแรงเกินไปการ ออกแบบระบบเบรกโดยคําจํากัดความของยูไอซี (UIC) จึงแบ่งกําลังเบรก (Brake Power) เป็น 2 ช่วง คือ รถที่มีกําลังเบรกปกติมีกําลังเบรก (ต่อไปจะแทนด้วย ) ไม่เกิน 120% และ รถที่มีกําลังเบรกสูง(High Power Brake) ซึ่งมีค่า ในการออกแบบสูงกว่า 140% รถไฟของรฟท. กําหนดการออกแบบโดยใช้ ไม่ เกิน 120% รถไฟที่ออกแบบให้มีค่า สูงกว่า 140% ต้องติดตั้งอุปกรณ์ ป้องกันล้อจับตาย(Anti-skidding device) ไว้ที่เพลาล้อ ถ้าอัตราหน่วงเชิงมุมของความเร็วรอบล้อ ลดลงผิดปกติอุปกรณ์นี้ก็จะผ่อนแรงดันใน กระบอกเบรกลง เพื่อลดแรงเบรกที่ล้อนั้น อุปกรณ์นี้ก็คือที่ เรียกว่าระบบเบรกอัตโนมัติ(Automatic Brake System: ABS) ในรถยนต์นั่นเองการใช้เบรกกําลังสูง (High Power Brake)จะทำให้ระยะเบรก ในช่วงที่เบรกทำงานเต็มที่สั้นลง รูปที่2.31 การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันล้อจับตาย ข) การติดตั้งอุปกรณ์ปรับกําลังเบรกเมื่อน้ำหนักบรรทุกเปลี่ยนแปลง (Empty Load Device) รถไฟ บรรทุกสินค้าและรถไฟขนส่งมวลชนจะมีน้ำหนักเมื่อบรรทุกเต็มที่สูงกว่าเมื่อเป็นรถ เปล่ามากปัญหาในการออกแบบก็คือถ้าออกแบบระบบเบรกให้มีกําลังเบรกสูงเมื่อบรรทุกน้ำหนัก เต็มที่รถนี้ก็จะมีปัญหาล้อจับตายเมื่อเป็นรถเปล่าตรงกันข้ามถ้าออกแบบให้มีกําลังเบรกพอเหมาะเมื่อ เป็นรถเปล่ารถก็จะมีระยะเบรกยาวเมื่อบรรทุกน้ำหนักเต็มที่เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวรถที่มีลักษณะ ดังนี้จึงต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่เรียกว่าเอมที้โหลดดีไวค์(Empty Load Device) ซึ่งจะทำหน้าที่ปรับตั้ง กําลังเบรกให้เหมาะสมกับน้ำหนักบรรทุกที่เปลี่ยนไปอุปกรณ์นี้จะช่วยให้ประสิทธิภาพของระบบเบรก สูงขึ้น

37 รูปที่ 2.32 การติดตั้งอุปกรณ์ปรับกําลังเบรกเมื่อน้ำหนักบรรทุกเปลี่ยนแปลง ระบบเบรกที่ใช้เป็นพื้นฐานของขบวนรถไฟทั่วไปคือการเบรกโดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่าง ล้อกับรางซึ่ง มีข้อจํากัดดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่า พื้นผิวที่ล้อรถไฟสัมผัสกับรางมีขนาดเล็กมากแตกต่าง จากพื้นผิวที่ล้อยาง สัมผัสกับถนน ในการออกแบบจึงไม่สามารถสร้างแรงเบรกให้ทำการเบรกได้ รุนแรงเหมือนรถยนต์ด้วยเหตุ นี้ขบวนรถไฟจึงมีระยะเบรกยาวกว่ารถยนต์มากและทำให้จำเป็นต้องมี ระบบอาณัติสัญญาณควบคุมการเดินขบวนรถซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้ระบบรถไฟมีราคาแพง ยิ่งขบวน รถไฟที่วิ่งความเร็วสูงก็ยิ่ง มีระยะเบรกยาว ต้องใช้ระบบอาณัติสัญญาณซึ่งสลับซับซ้อนและมีราคา แพงขึ้นเป็นเงาตามตัว ระบบเบรกที่ทำงานโดยไม่อาศัยแรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางอาจจะทำให้สามารถเบรก ขบวนรถได้ในระยะใกล้เคียงกับรถยนต์แต่ก็มีปัญหาอื่นจึงไม่เหมาะจะนำมาใช้เป็นหลักได้ในกรณีการ เบรกรถไฟตามปกติส่วนใหญ่ก็จะใช้เป็นระบบสนับสนุนในการเบรกฉุกเฉินยกเว้นรถรางซึ่งใช้ความเร็ว ตํ่าพลังงานในการเบรกขบวนรถแต่ละครั้งมีค่ามหาศาล ตัวอย่างเช่นขบวนรถหนัก 500 ตันวิ่ง ด้วย ความเร็ว 300 กม/ชม. ถ้าจะทำให้หยุดต้องใช้พลังงานถึง 1.77×109 จูล เป็นพลังงานความร้อนที่ สามารถต้มน้ำปริมาณ 4,200 ลิตรที่อุณหภูมิ0° ให้เดือดได้หรือคิดเป็นพลังงานจำนวน 1,000-2,000 เท่าของพลังงานที่รถยนต์ใช้พลังงานที่สูญเสียไปในการเบรกแต่ละครั้งจึงเป็นการสูญเปล่าซึ่งหาก สามารถนํากลับมาใช้ได้ก็จะทำให้ประสิทธิภาพในการใช้พลังงานสูงขึ้นแต่เทคโนโลยีในการนํากลับมา ใช้ในปัจจุบันไม่ว่าจะเป็นเบรกแบบรีเจนเนอเรทีฟ (Regenerative Braking) หรือการเก็บสะสม พลังงานไว้ในล้อช่วยแรง (Flywheel) แล้วนํากลับมาใช้ในการขับเคลื่อนขบวนรถก็ดียังซับซ้อนและมี

38 ราคาแพงการเบรกขบวนรถไฟโดยทั่วไปจึงยังคงใช้วิธีปล่อยอยู่พลังงานดังกล่าวเสียไปในรูปแบบต่างๆ รถไฟขนส่งมวลชนซึ่งสร้างใช้งานมาตั้งแต่เทคโนโลยีในการขับเคลื่อนและการเบรกยังล้าสมัยใช้วิธีนํา แรงดึงดูดของโลกมาช่วย (Gravity Brake) โดยสร้างสถานีให้สูงกว่ารางวิ่งการเบรกในขณะรถขึ้นเนิน ก็ดีหรือการเร่งขบวนรถในขณะลงเนินก็ดีจะช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด รถไฟขนส่งมวลชนที่ออกแบบดังกล่าว เช่น รถใต้ดินสายวิคทอเลียในกรุงลอนดอนเป็นต้นแต่เนื่องจาก ค่าก่อสร้างเส้นทางจะมีราคาแพงขึ้นกว่าปกติจึงมักไม่ค่อยพบในระบบขนส่งมวลชนสมัยใหม่อย่างไรก็ ดีหากโอกาสอํานวยก็เป็นวิธีการง่าย ๆ ที่ยังใช้ได้ดีและสามารถพบเห็นได้ดังกรณีสถานีรถไฟฟ้าของบี ทีเอส (BTS) บางสถานีซึ่งจะโดยตั้งใจหรือไม่ก็ไม่ทราบแต่วิธีการนี้ก็จะช่วยทำให้เกิดการประหยัดไป นานตราบเท่าที่ระบบยังใช้งานอยู่ 2.3 ความรู้เบื้องต้น เกี่ยวกับรางรถไฟ 2.3.1 ราง รูปแบบ ของรางรถไฟ มีหน้าตัดคล้ายกับเหล็กรูปพรรณตัวไอ ( I ) ซึ่ง เป็นรูปแบบที่ได้รับการ ยอมรับการ ใช้งานด้านเทคนิคและเป็นหน้า ตัดรางที่ประหยัด ( Economic) ให้ความแกร่ง ( Stiffness) และมีความ คงทนต่อการใช้งาน (Durability) รูปที่ 2.33 ส่วนประกอบของราง 2.3.2 ขนาดของราง ขนาดรางที่ใช้งานจะก าหนดเป็น น้ำหนักของรางต่อความยาว ราง เช่น น้ำหนักเป็นกิโลกรัม ต่อเมตร หรือ ปอนด์ต่อหลา เช่น รางขนาด 100 ปอนด์หน้าตัด ราง (Profile) ตามมาตรฐาน อังกฤษ ( BS) มีน้ำหนัก 100 ปอนด์ต่อหลา หรือรางขนาด 50 N เป็นราง หน้าตัด ตามมาตรฐานญี่ปุ่น ( JIS) มีน้ำหนัก 50 กิโลกรัม ต่อ เมตร เป็นต้น

39 ขนาดน้ำ หนักของหน้าตัดรางที่แตกต่างกัน จะให้คุณสมบัติความแข็งแรง ในการ รับน้ำหนัก ได้ไม่เท่ากัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องออกแบบคำนวณหาขนาดของรางที่เหมาะสมเพื่อนำมาใช้งานให้ได้ ตามมาตรฐานที่กำหนด การรถไฟ แห่งประเทศไทย กำหนดขนาดรางใช้กับทางประธาน ให้รับน้ำหนักเพลา 20 ตัน ความเร็ว 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมงใช้ขนาด ราง 100 ปอนด์หน้าตัด ตามมาตรฐาน อังกฤษ ( BS) คุณสมบัติของเนื้อวัสดุรางตามมาตรฐาน UIC 860 Grade 900 A รูปที่2.34 (จากซ้ายไปขวา ) รางขนาด ๑๐๐, ๘๐, ๗๐ และ ๕๐ ปอนด์ต่อหลา 2.3.4 มาตรฐาน หน้าตัดราง รูปร่างของหน้าตัดราง (Profile) จะแตกต่างกันตามมาตรฐานที่การรถไฟในแต่ละประเทศใช้ งาน เช่น AREA, AREMA มาตรฐานของอเมริกา BS มาตรฐานของอังกฤษ EN มาตรฐานของยุโรป GB, T B มาตรฐานของจีน JIS มาตรฐานของญี่ปุ่น RSR, SRT มาตรฐานของการรถไฟแห่งประเทศไทย UIC มาตรฐานของ International Union of Railways ปัจจุบันการรถไฟฯ ใช้ราง หน้าตัด ตามมาตรฐานของอังกฤษ (BS) เป็นหลัก สำหรับรถไฟ ธรรมดาและใช้รางหน้าตัด ตามมาตรฐาน UIC และ EN สำหรับรถไฟฟ้า

40 รูปที่2.35 หน้าตัดราง BS 80 A และ 100 A