รายงานล้อและรางเลื่อน(ฉบับสมบรูณ์)

41 ตารางที่1 คุณสมบัติหน้าตัดราง BS 80 A และ BS 100 A

42 2.3.5 คุณสมบัติของวัสดุราง กำลังวัสดุของรางอยู่ในชั้นเหล็กกล้าโดยทั่วไปคุณสมบัติของรางที่ใช้งานจะมีค่าความ ต้านทานแรงดึงสูงสุด (Ultimate Tensile Strength, UTS) ระหว่าง 7,000 – 13,000 กิโลกรัม ต่อ ตารางเซนติเมตรวัสดุรางจะกำหนด ชั้น ( Grade) ของเหล็กเป็นชนิด A หรือ B เช่น ราง 100 A ราง ชนิดนี้ค่าความต้านทานแรงดึง ( Tensile Strength) จะขึ้นอยู่กับค่าส่วนผสมของคาร์บอนในเนื้อ โลหะเป็นตัวแปรหลักรางชนิด A จะมีคุณสมบัติเชื่อมต่อกันได้ง่ายเหมาะสำหรับนำไปใช้เป็นรางเชื่อม ยาวราง 100 B รางชนิดนี้ค่าความต้านทานแรงดึงจะขึ้นอยู่กับค่าผสมของแมงกานีสในเนื้อโลหะเป็น ตัว แปรหลัก รางชนิด B จะมีคุณสมบัติเชื่อมยากไม่เหมาะนำมาใช้กับงานเชื่อมต่อกันแต่ให้ความแข็ง ( Toughness) สูงกว่ารางชนิด A เหมาะสำหรับนำไปใช้เป็นรางสั้นชนิดที่มีหัวต่อรางค่าความแข็ง ( Hardness) ของหัวรางจะสัมพันธ์กับ ความต้านทานแรงดึง ( Tensile Strength) ของราง โดยทั่วไป ความแข็งของหัวรางจะกำหนดไว้ประมาณ 260 – 300 HB รูปที่ 2.36 ความสัมพันธ์ของค่า ความต้านทานแรงดึงสูงสุด (UTS) และค่าความแข็งของหัวราง (HB)

43 2.3.6 ส่วนผสมทางเคมีของราง ส่วนผสมทางเคมี (Chemical Composition) สำหรับใช้ผลิตรางของการรถไฟแต่ละประเทศ จะกำหนดใช้มาตรฐานแตกต่างกัน เช่น มาตรฐานของอังกฤษ ( BS) มาตรฐานของอเมริกา ( AREMA) หรือมาตรฐานของรถไฟยุโรป ( UIC) เป็นต้น สำหรับการรถไฟแห่งประเทศไทย กำหนดใช้ส่วนผสมทางเคมีตามมาตรฐาน UIC ตารางที่ 2.2 ส่วนผสมทางเคมีของรางตามมาตรฐาน UIC ๘๖๐ -o 2.4 ข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับการผลิตะรางรถไฟ 2.4.1 แบบและมาตรฐานข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง รางรถไฟที่ผลิตและจัดส่งให้แก่การรถไฟแห่งประเทศไทยจะเป็นไปตามแบบและมาตรฐาน UIC เลขที่ 860-0 (ฉบับที่ 8, 1 -7 -1986) และข้อกำหนดอื่นๆ ของการรถไฟ ฯ 2.4.2 กรรมวิธีการผลิต กรรมวิธีผลิตเหล็กมีหลายวิธีได้แก่ แบบ พ่นอากาศ เป็นกรด (Open-hearth, Acid) แบบพ่นอากาศ, เป็นด่าง (Open-hearth, Acid) แบบเบสเซมเมอร์เป็นกรด (Bessemer, Acid) แบบเบสเซมเมอร์เป็นด่าง (Bessemer, Basic) แบบไฟฟ้า (Electric) แบบพ่นออกซิเจน (Oxygen Blow) การผลิตเหล็กท่อนจะผลิตโดยการหลอม (หล่อ) อย่างต่อเนื่อง (Continuous Casting) ปริมาณไฮโดรเจน ที่เหลือในขั้นตอนการผลิตรางแล้วเสร็จจะต้องไม่เกิน 1.5 ส่วนต่อล้าน ส่วน ( PPM) ซึ่งในการผลิตจะต้อง นำกรรมวิธีการกำจัดก๊าซมาใช้เพื่อลดปริมาณไฮโดรเจนตกค้างทั้งนี้ผู้ผลิตจะต้อง ส่งผลของการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกลและทางเคมีให้แก่ ตัวแทนของการรถไฟแห่ง ประเทศไทย เพื่อตรวจสอบด้วย

44 2.4.3 การทำเครื่องหมาย การทำเครื่องหมาย ( Marking) บนราง ประกอบด้วย เครื่องหมายการรีดเหล็ก ตราประทับ เหล็กขณะร้อน และตราประทับเหล็กขณะเย็น ดังนี้ เครื่องหมายการรีดเหล็ก จะต้องทำเป็น ตัวอักษรตัวนูนขณะรางผ่านการรีดและมีขนาดอย่าง น้อยอยู่ 20 มิลลิเมตร ไว้ที่ด้านหนึ่งของเอวรางของรางแต่ละท่อนประกอบด้วยรายละเอียดดังนี้ ตราประทับเหล็กขณะร้อน รายละเอียดต่อไปนี้จะต้องประทับบนเอวราง อีกด้านหนึ่งขณะเหล็กร้อนโดยมีขนาดอย่าง น้อยอยู่ 10 มิลลิเมตร - Grade of Rail (ชั้นของเหล็ก) - Heat or Charge Number (หมายเลขของการหลอมของรางที่ได้รีดมา) - Rail Number (อักษร A, B, C……ถึง Z เพื่อบอกตำแหน่งของรางที่รีดได้จากส่วนบนถึง ส่วนล่างของ เหล็กท่อน) - Strand Number (หมายเลขของสายเหล็กที่ หลอมอย่างต่อเนื่อง เช่น 1, 2, 3........) - Bloom Number (หมายเลขของเหล็กแท่ง เช่น 01, 02, 03) ตัวอย่าง 900A C1234 A203

45 รูปที่2.37 การทำตราประทับเหล็กขณะร้อนตราประทับเหล็กขณะเย็น เป็นการประทับตราขณะรางเย็นสำหรับราง ที่ ผลิตทุกเส้นบริเวณปลายรางที่ เป็นส่วนบน ของเหล็กท่อน ใน ปัจจุบันผู้ผลิตรางส่วนใหญ่ ใช้กระดาษกาวกันน้ำหรือสติ๊กเกอร์แสดงรหัสแท่ง ( Barcode) หรือรหัส แท่งสองมิติ( QR Code) ติดไว้ที่หน้าตัดรางบริเวณส่วนหัวราง โดยมีรายละเอียด ประกอบด้วย ชื่อหรือ สัญลักษณ์ของผู้ผลิตราง ขนาด หน้าตัดราง ความยาว ของราง ปีที่ ผลิต มาตรฐานที่ใช้ผลิต และ รายละเอียดต่างๆ ของตราประทับเหล็กขณะร้อน 2.4.4 ความยาวของราง ปัจจุบันกำหนดใช้ความยาวราง มาตรฐาน ยาวท่อนละ 25.00 เมตร รางที่ผลิตเสร็จ จะถูก จัดส่งตามความ ยาว ที่กำหนดและ ตามจำนวนที่สั่ง โดยจะทาสีที่หน้าตัดราง เว้นที่หัวราง เพื่อสะดวก ในการจำแนกตาม ความยาวราง ดังนี้ ราง 25 เมตร ทำ สีเหลือง ราง 18 เมตร ทำ สีขาว ราง 12 เมตร ทำ สีดำ ราง 9 เมตร ทำ สีชมพู

46 รูปที่2.38 หน้าตัดรางที่ทาสีและติดสติ๊กเกอร์แสดงรายละเอียดของรางเมื่อผลิตเสร็จ 2.4.5 น้ำหนักมวลสารของราง น้ำหนักมวลของรางตามที่ได้คำนวณไว้แล้ว จะ มีน้ำหนัก 50.182 กิโลกรัม ต่อ เมตร โดย คำนวณจาก ความหนาแน่น ของเหล็ก 7.85 กรัม ต่อ ลูกบาศก์เซนติเมตร ใ นการ ตรวจสอบน้ำหนัก มวลของรางที่ ถูกต้อง สำหรับ รางที่ผลิตแต่ละครั้ง ผู้จัดซื้อจะสุ่มเลือกรางที่ ผลิต ได้แต่ละชุดมา ตรวจสอบ น้ำหนักที่ชั่ง ได้จะต้องไม่เกิน กว่า 2 % และไม่ น้อยอยู่กว่า 0.5 % จากน้ำหนักมวลของ รางที่คำนวณได้ 2.4.6 การวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีของราง ผู้ผลิตจะวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีของรางและส่งผลการวิเคราะห์ ที่สมบูรณ์ให้แก่ผู้ซื้อ สำหรับการ หลอม (หล่อ) แต่ละครั้งหลังจากการรีด ราง ( Rolling) ส่วนประกอบของสารเคมีของ เหล็กจะต้องเป็นไป ตามชั้นมาตรฐานที่กำหนด( ตารางที่ 2 ) 2.4.7 การทดสอบทางกล สำหรับเหล็กเกรด 900 A แรงดึงที่สูงสุดที่เหล็กขาดต้องอย่างน้อยอยู่ 880 นิวตัน ต่อ ตาราง มิลลิเมตร โดยไม่ มีข้อจำกัดสูงสุดและมีการยืดตัวหลังจากเหล็กขาดแล้วไม่น้อยอยู่กว่า 10 % ตามที่ กำหนดในตารางที่ 2

47 2.5 การผลิตรางรถไฟ 2.5.1 ประเทศที่ผลิตรางรถไฟ ปัจจุบันมีหลายประเทศที่ สามารถผลิตรางเหล็ก ที่นำมาใช้เป็นรางรถไฟ ตัวอย่างของ ประเทศที่มีการผลิต ราง เช่น - ประเทศญี่ปุ่น บริษัท FUJI บริษัท Nippon Steel Corporation โรงงานYawata ที่เมือง Yahata - ประเทศออสเตรีย บริษัท Oesterreichisch Alpine Motangesellchaft เมือง Donawitz บริษัท Voest Alpine Donawiz เมือง Donawitz - ประเทศเยอรมัน บริษัท August Thyssen-Hütte AG - ประเทศสเปน บริษัท Aceralia เมือง Gijón, Asturias - ประเทศสหรัฐอเมริกา บริษัท US Steel เมือง Tennessee บริษัท Colorado Fuel & Iron Co. บริษัท Bethlehem Steel & Co. เมือง Sparrows - ประเทศจีน Anshan Sci & Tech Profile SteelCompany Baotou Iron & Steel(Group) Company (Baogang) Handan Iron & Steel (Group) Company (Hangang) Panzhihua Iron & Steel (Group) Company (Pangang) รูปที่2.39 โรงงานผลิตราง Baogang ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน

48 2.5.2 กระบวนการผลิตะราง กระบวนการผลิตราง ( Rail Manufacturing Process) มีลำดับขั้นตอนโดยสังเขป แสดงใน รูปที่ 2.35 รูปที่ 2.40 กระบวนการผลิตะราง 2.5.2.1 การถลุงเหล็ก การถลุงเหล็ก ( Iron Making) เป็นการนำสินแร่เหล็ก ( Iron Ore) เศษเหล็ก ( Pig Iron) ใส่ เตาถลุง ปกติในตอนนี้เหล็กจะมีฟอสฟอรัส ประมาณ 0.1 % แล ะมีกำมะถันประมาณ 0.04 % ซึ่ง จะต้องมีกระบวนการลดปริมาณกำมะถัน ( Desulphurizing) ด้วยการนำปูนขาว ( CaO) ใส่ลงไป จนกระทั่ง ปริมาณกำมะถันลดลงเหลือไม่เกิน 0.005 %

49 รูปที่2.41 การถลุงเหล็ก 2.5.2.2 การผลิตเหล็กกล้า การผลิตเหล็กกล้า (Steel Making) ในปัจจุบันนิยมใช้กรรมวิธีพ่นออกซิเจน (Oxygen Blow) หรือ LD Converter โดยนำเหล็กที่ถลุงแล้วไปทำให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นโดยให้เหล็กเหลวผ่านเข้าไปในเตา ถลุงอีกเตาหนึ่ง (Basic Oxygen Furnace) ซึ่งมีความจุประมาณ 300 ตันและพ่นแก๊สออกซิเจนลงไป ในช่วงนี้จะมีการตรวจสอบส่วนผสมทางเคมีของเหล็กเหลวเพื่อควบคุมปริมาณให้เป็นไปตาม ข้อกำหนดรวมทั้งการกำจัดแก๊สไฮโดรเจนด้วยวิธีที่เรียกว่า Vacuum Degassingโดยใช้RH Degasser เพื่อให้รางที่ผลิตมีปริมาณไฮโดรเจนตกค้า(Residual Hydrogen) ไม่เกิน 1.5 PPMการตรวจสอบ ส่วนผสมทางเคมีอาจจะใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่าVacuum–Emission Spectrophotometric Analyzer เพื่อวิเคราะห์ปริมาณธาตุที่สำคัญในชิ้นตัวอย่างเหล็ก ส่วนปริมาณแก๊สไฮโดรเจนตกค้างสามารถ ตรวจสอบได้โดยใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า Hydrogen Determinator

50 รูปที่2.42 การผลิตเหล็กกล้า 2.5.2.3 การหล่อแท่งเหล็ก ในกระบวนการหล่อแท่งเหล็ก ( Bloom Casting) เหล็กกล้าเหลวจะผ่านไปยัง Bloom Continuous Caster เพื่อหล่อเป็นเหล็กแท่งสี่เหลี่ยมขนาดหน้าตัด 250 x 355 มม. ยาวต่อเนื่อง ที่ เรียกว่า Bloom Bloom จะถูกตัดเป็นท่อนๆ ด้วยไฟ (Torch Cutting) แล้วทิ้งไว้ให้เย็น (Cooling) ก่อนนำไปทำ เครื่องหมาย (Marking) โดยเครื่องหมายที่ทำบนเหล็กแท่ง จะประกอบด้วย Heat หรือ Charge Number, Strand Number และ Bloom Number ต่อจากนั้นเป็นการตรวจขนาดหน้าตัด และสภาพผิวของ Bloom โดยการเดินตรวจด้วยตา ( Visual Inspection) ก่อนนำไปกองเก็บ

51 รูปที่2.43 การหล่อแท่งเหล็ก 2.5.2.4 การรีดราง ในกระบวนการรีดราง (Rail Rolling) จะนำ Bloom ที่กองเก็บมาตรวจสอบเครื่องหมาย อัน ประกอบด้วย Heat Number, Strand Number และ Bloom Number แล้วจึงลำเลียงส่ง Bloom เข้าเตาเผา (Reheating Furnace) เพื่อเผาให้เหล็กร้อนแดงที่อุณภูมิประมาณ 1,300 ° C โดยใช้เวลา เผาประมาณ 1 ชั่วโมงต่อเหล็ก 150 ตันเมื่อออกจากเตาเผา Bloom จะถูกลำเลียงไปเข้าเครื่องรีด รวม 4 เครื่องเรียงตามลำดับคือ Breakdown Mill, No.1 Rouging Mill, No.2 Rouging Mill และ Finishing Mill เมื่อผ่านเข้าเครื่องรีดแต่ละเครื่อง Bloom จะได้รับการรีดจำนวน 7, 5, 3 และ 1 ครั้ง ตามลำดับรวมการรีดทั้งสิ้น 16 ครั้ง กว่าจะสำเร็จออกมาเป็นรางซึ่งมีความยาวประมาณ 100 เมตร เครื่องหมายที่เอวรางด้านหนึ่งซึ่งเรียกว่า Rolling Mark จะปรากฎขึ้นขณะที่รางผ่านการรีดครั้ง สุดท้ายโดย Finishing Mill

52 รูปที่ 2.44 เครื่องหมายการรีดเหล็ก (Rolling Mark) รางที่รีดแล้วจะผ่านเข้าเครื่อง Hot Stamper เพื่อทำเครื่องหมายที่เอวรางด้านตรงข้ามกับ Rolling Mar เครื่องหมายนี้เรียกว่า Hot Stamp หรือตราประทับขณะเหล็กร้อนจากนั้นรางยาวจะ ผ่านเข้าแท่นผึ่ง ( Cooling Bed) เพื่อผึ่งรางให้เย็นโดยจะถูกตัดปลายด้วยใบเลื่อยอยู่เพื่อให้มีความ ยาวเหมาะสมที่จะวางรางบนแท่นผึ่งได้ผู้ผลิตอาจจะเก็บตัวอย่างท่อนรางสั้นจากส่วนที่ตัดไว้วัดสอบ มิติและหน้าตัดในระหว่างการผลิตด้วยรางที่พึ่งจะได้รับการตรวจวัดอุณหภูมิด้วยเครื่องมืออัตโนมัติ ส่วนความยาวรางเมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิปกติก็จะได้รับการคำนวณด้วย รูปที่2.45 ตราประทับเหล็กขณะร้อน (Hot Stamp)

53 รูปที่2.46 รางเหล็กขณะรีดร้อน รูปที่ 2.47 รางเหล็กที่รีดเสร็จบนแท่นผึ่งราง 2.5.3 การตรวจราง รางที่เย็นแล้วจะผ่านไปเข้าเครื่องดัด (Roller Straightener) รางที่ดัดแล้วจะต้องผ่านการ ตรวจเบื้องต้น (Preliminary Inspection) ซึ่งเป็นการตรวจด้วยตาเปล่าเกี่ยวกับความเรียบร้อยของ ผิวรางความคดโค้ง (Sweep) ความโก่งงอ (Camber) การบิดตัว (Twist) และความราบเรียบ (Flatness) ใต้ฐานรางรางจะผ่านต่อไปเข้ากระบวนการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (On–line Inspection, Non-destructive Test -NDT)ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบมิติหน้าตัดของรางตามมาตรฐาน (Profile Check) การตรวจวัดความตรงของราง(Straightness) การตรวจสอบข้อบกพร่องบริเวณผิว ส่วนบนของรางด้วยไฟฟ้า ( Eddy Current) การตรวจสอบความชำรุดภายในด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic) โดยกำหนดให้รางทุกท่อนต้องผ่านการตรวจสอบ Ultrasonic

54 รูปที่2.48 ศูนย์ควบคุมการทดสอบแบบไม่ทำลาย (Non-destructive Testing Center) รางที่ผ่านกระบวนการตรวจสอบ NDT แล้วจะผ่านต่อไปยังเครื่องตัดเจาะ (Sawing and Drilling Machine) เพื่อตัดรางให้ได้ความยาวตามต้องการและเจาะรูที่เอวราง (ถ้าต้องการ) ณ ที่นี้ รางจะได้รับการตรวจสอบความยาวความได้ฉากที่ปลายราง (End Squareness) ขนาดและตำแหน่ง ของรูที่เอวรางความตรงและการบิด (Twist) ที่ปลายรางก่อนผ่านเข้าเครื่องดัด (Gag Press) เป็นครั้ง สุดท้ายการลบเหลี่ยมมุม (Bevelling and Chamfering) จะกระทำกันตอนนี้ต่อจากนั้นเป็นการ ตรวจขั้นสุดท้ายในสายการผลิตซึ่งเป็นการตรวจทั้งด้วยตาเปล่าและการใช้เครื่องมือวัดสอบ (Inspection Gauge) สิ่งที่ตรวจได้แก่ขนาดรูปร่างการลบเหลี่ยมมุมทวิสต์การคดโค้งโก่งงอรวมทั้งการ ตรวจรอยู่ร้าว (Heat Cracks) ที่หน้าตัดรางโดยใช้ผงแม่เหล็ก (Magnaflux) รางที่ผ่านการตรวจขั้น สุดท้ายจะถูกนำไปยังสถานที่กองเก็บชั่วคราว (Temporary Storage) ณ ที่นั้นจะมีการสุ่มตรวจในสิ่ง ต่อไปนี้ - ความตรง หมายรวมถึงความคดโค้งโก่งงอบิดเบี้ยวทั่วทั้งท่อนรางและโดยเฉพาะที่ปลายราง - ขนาดหมายรวมถึง ความยาว ขนาด ความสมมาตร ความได้ฉากของหน้าตัดราง ขนาดและ ตำแหน่งของ รูที่เจาะที่เอวราง (ถ้ามี) - รูปร่าง - ความชำรุดภายนอกที่ปรากฏ ที่ผิวราง - รอยู่ร้าวที่หน้าตัดราง - การทำเครื่องหมายรวมถึงRolling Mark,Hot Stampและการทาสีเพื่อจำแนกรางตาม ความยาว การตรวจรับรางที่เป็นการตรวจเพื่อรับของ (Acceptance Inspection)โดยผู้ซื้ออาจกระทำ โดยการส่งวิศวกรตรวจ (Inspecting Engineer) ของผู้ซื้อเองไปทำการตรวจ ณ สถานที่ผลิตหรือโดย

55 การว่าจ้างบริษัทที่รับจ้างตรวจไปทำการตรวจให้ก็ได้โดยวิธีการตรวจเป็นไปตามแนวทางที่ได้กล่าวไว้ รางที่ผ่านการตรวจรับจะถูกจัดมัดเป็นมัดๆลำเลียงบรรทุกขึ้นรถไฟไปกองไว้ที่โกดังท่าเรือเพื่อ เตรียมการบรรทุกลงเรือส่งให้ผู้ซื้อต่อไป รูปที่2.49 การเดินตรวจรางด้วยตาเปล่าบนลานตรวจราง (Inspection Bed) และ การตรวจมิติ ของหน้าตัดรางด้วย Go /No Go Gauge* เครื่องมือแบบ GO/NO GO หมายถึง เครื่องมือที่จัดทำขึ้นเพื่อความสะดวกรวดเร็วในการ ตรวจสอบขนาด โดยจัดทำให้มีค่าความคลาดเคลื่อน + (สำหรับวัดขนาดดูว่าโตกว่ามาตรฐานหรือไม่) และ – (สำหรับวัด ขนาดดูว่าเล็กกว่ามาตรฐานหรือไม่) อยู่ด้วยกันหรืออยู่ภายในเครื่องมืออันเดียวกัน การตรวจสอบกระทำด้วยการนำเครื่องมือส่วนที่มีค่าความคลาดเคลื่อน + และ – สวมไปตรงส่วนที่ ต้องการตรวจสอบขนาดตามลำดับขนาดจะผ่านการตรวจสอบต่อเมื่อเครื่องมือส่วนที่มีค่าความ คลาดเคลื่อน + สามารถผ่านส่วนที่ตรวจสอบไปได้(GO) ในขณะที่เครื่องมือส่วนที่มีค่าความ คลาดเคลื่อน – ไม่สามารถผ่านส่วนที่ตรวจสอบนั้น (NO GO) 2.6 การบำรุงรักษารถไฟ ถ้าเรามีเงินเหลือเฟือจะหาซื้อของดีทันสมัยเพียงใดมาใช้ก็ย่อมทำได้แต่การที่จะบำรุงรักษา ของดีราคาแพงที่ซื้อหามาใช้ให้ดีอยู่ตลอดไปเป็นโจทย์ที่ไม่ง่ายเลยดังนั้น ในบทสุดท้ายนี้จะขอกล่าวถึง หลักวิชาในการบำรุงรักษาซึ่งจะอธิบายเป็นเชิงแนวคิดไม่เจาะลึกละงไปในเชิงวิเคราะห์จนผู้ที่ไม่ ประสงค์จะเป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องการซ่อมบำรุงอ่านแล้วไม่เข้าใจส่วนผู้ที่ประสงค์จะใช้ความรู้ใน

56 เบื้องต้นเป็นบันไดที่จะใฝ่หาความรู้เพิ่มเติมก็สามารถทำได้หรือหากจะให้เข้าใจได้ลึกซึ้งไปกว่านั้นก็คือ เข้ามารับผิดชอบงานซ่อมบำรุงระบบรถไฟอย่างเต็ม 2.6.1 อุบัติเหตุรถไฟกับการบำรุงรักษา รถไฟแต่ละขบวนมีน้ำหนักสูงมากโดยเฉพาะรถสินค้าซึ่งแม้ว่าจะวิ่งช้ากว่ารถโดยสารแต่ ขบวนรถจะหนักมาก เช่น ขบวนรถไฟขนน้ำมันอาจหนักถึง1,500 ตันส่วนขบวนรถสินค้าใน ต่างประเทศอาจหนักถึง 4,000-5,000 ตัน ขบวนรถไฟความเร็วสูงแม้จะเบากว่าแต่วิ่งเร็วกว่ามากมี โมเมนตั้มสูงเมื่อขบวนรถไฟเกิดอุบัติเหตุขณะที่วิ่งด้วยความเร็วสูงจึงก่อให้เกิดความเสียหายอย่าง รุนแรงดังที่จะยกมาเป็นตัวอย่างให้เห็นต่อไปดังนั้น การบำรุงรักษาจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งที่จะ ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุขึ้นแต่การบำรุงรักษาก็จะทำให้องค์กรที่บริหารการเดินรถไฟมีค่าใช้จ่าย ซึ่งโดยทั่วไปก็คือต้นทุนที่ไปเรียกเก็บจากผู้ใช้บริการเพื่อหลีกเลี่ยงที่จะยกตัวอย่างกรณีการเกิด อุบัติเหตุรถไฟของประเทศไทยเพราะการสอบสวนมีลักษณะสอบเพื่อหาผู้กระทำความผิดมากกว่าหา ข้อเท็จจริง ดังนั้น ในบทนี้จะว่าด้วยเรื่องอุบัติเหตุที่เกิดจากความบกพร่องในการบำรุงรักษาซึ่งหากนำ กรณีดังกล่าวมายกตัวอย่างอาจจะเป็นการคาดการณ์ที่ไม่ตรงกับผลการสอบอย่างเป็นทางการนักเพื่อ หลีกเลี่ยงกรณีดังกล่าวจึงขอยู่กตัวอย่างกรณีอุบัติเหตุรถไฟในต่างประเทศที่มีผลสอบยืนยันชัดเจน เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553 รถไฟใต้ดินในกรุงเทพมหานคร (BMCL)ปิดระบบทำการซ่อม ตั้งแต่เที่ยงคืนแต่งานไม่สามารถทำเสร็จได้ทันก่อนเวลาเปิดให้บริการประชาชนในเช้าวันรุ่นขึ้น ผู้โดยสารมาออกันอยู่สถานีรถไฟนานกว่า 30 นาทีกรณีนี้ไม่ใช่ความเสียหายจากอุบัติเหตุแต่เป็น ปัญหาเรื่องเวลาซึ่งจะได้กล่าวถึงในหัวข้อที่ว่าด้วยความพร้อมใช้งานของระบบหรือภาษาอังกฤษ เรียกว่า "Availability"

57 วันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2536 เวลา 7.06 น. ขบวนรถไฟความเร็วสูง(ขบวนหมายเลข 7150) ของประเทศสาธารณรัฐฝรั่งเศสตกรางขณะวิ่งด้วยความเร็ว294 กม./ชม. ขบวนรถกระดอนตกจาก รางมีผู้โดยสารบาดเจ็บเล็กน้อยอยู่จำนวน 1 คนสาเหตุเกิดจากฝนตกหนักตอนกลางคืนทำให้เกิดหลุม กว้างขนาด กว้าง 4 เมตร ยาว 7 เมตรใต้ทางรถไฟมีขบวนรถไฟความเร็วสูงผ่านไปก่อนหน้านี้ 2 ขบวนผลการตรวจสอบสันนิษฐานว่าดินคันทางยุบเนื่องจากใต้ทางรถไฟเป็นบังเกอร์ในสมัย สงครามโลกครั้งที่ 1 ซึ่งไม่มีผู้ใดทราบมาก่อน รูปที่2.50รถไฟความเร็วสูงขบวน7150ประเทศสาธารณรัฐฝรั่งเศสตกรางเนื่องจากดินคันทาง ทรุด วันที่ 11 ตุลาคม พ.ศ. 2540 ขบวนรถไฟความเร็วสูง (ขบวนหมายเลข644) ของประเทศ สาธารณรัฐฝรั่งเศสบรรทุกผู้โดยสาร 621 คน เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้ที่รถกำลังวิ่งขบวนรถเสียเวลา 5 ชั่วโมงไม่มีผู้ได้รับบาดเจ็บรถที่เกิดไฟไหม้เพิ่งช่อมปรับปรุง (Renovate) ก่อนเกิดเหตุไม่นาน รูปที่2.51 ขบวนรถไฟความเร็วสูงที่ 644 ของประเทศสาธารณรัฐฝรั่งเศส เกิดอุบัติเหตุไฟไหม

58 วันที่ 3 มิถุนายน 2541 ขบวนรถไฟความเร็วสูง ICE ของสหพันธ์สาธารณรัฐสหพันธ์ สาธารณรัฐเยอรมนีตกรางที่เมือง เอสเซเด้ มีผู้เสียชีวิต 101 รายและบาดเจ็บ 88 ราย สาเหตุเกิดจาก ล้อรถเสบียงแตกล้อที่แตกและเป็นต้นเหตุของอุบัติเหตุนี้เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ใช้แผ่นยางคั่นระหว่าง ปลอกล้อ (Wheel Tire) กับแว่นล้อ (WheelDisc) เพื่อลดเสียงและการสั่นสะเทือนโดยหลังจากใช้ งานไปได้ระยะหนึ่งหน่วยซ่อมตรวจพบว่าล้อเบี้ยว (ภาษาช่างเรียกว่าความกลมของล้อหรือ "Out-off Round"มากเกินพิกัด) แต่หน่วยซ่อมยังไม่ได้สั่งการใดๆก็เกิดอุบัติเหตุเสียก่อนหลังเกิดเหตุแล้วขบวน รถ ICE ต้องลดความเร็วเหลือ 100 กม./ชม. อยู่เป็นเวลานานเกือบสองปีจึงกลับไปวิ่งความเร็วสูง ตามปกติและยกเลิกการใช้ล้อแบบมียางคั่น รูปที่2.52 สภาพรถไฟความเร็วสูง ICE ของประเทศเยอรมณ วันที่ 5 มิถุนายน พ.ศ. 2543 ขบวนรถไฟยูโรสตาร์ (ขบวนหมายเลข 9047)ปารีส-ลอนดอน ตกรางขณะ วิ่งอยู่บนทางวิ่งที่ 1 คนขับรถไฟสังเกตพบว่ารถสั่นมากจึงลดความเร็วจาก 300 กม./ชม. ลงเหลือ 200 กม./ชม. ก่อนเร่งความเร็วขึ้นไปถึง 290 กม./ชม. แล้วตกรางในที่สุดผลการตรวจสอบ พบว่าข้อต่อยึดชุดถ่ายทอดกำลังหลุดออกจากโครงโบกี้ชุดถ่ายทอดกำลังตกลงกระแทกรางทำให้รถตก รางมีผู้ได้รับบาดเจ็บเล็กน้อยอยู่ 14 คนแต่ผู้โดยสาร 501 คน บนขบวนรถตกใจและช็อกกับเหตุการณ์ นับเป็นความโชคดีที่ตัวรถตั้งอยู่บนรางและไม่เอียงไปขวางทางวิ่งที่ 2 มิฉะนั้นจะเกิดความเสียหายที่ รุนแรงมาก

59 รูปที่2.53 ขบวนรถไฟยูโรสตาร์ 9047 ปารีส-ลอนดอนตกรางเนื่องจากอุปกรณ์บนรถหลุดลง กระแทก กับราง ตัวอย่างที่ยกข้างต้นจะเห็นผลกระทบที่เกิดจากการซ่อมบำรุงทั้งเรื่องเวลาในการปีดระบบทำ การซ่อมที่มีอยู่อย่างจำกัดรวมทั้งความบกพร่องในระบบบำรุงรักษาทั้งที่เป็นความบกพร่องจากการ ออกแบบ (กรณีรถไฟความเร็วสูงของประเทศสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนีตกราง) และความบกพร่อง ในการกำหนดมาตรฐานการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสมความที่ไม่ทราบข้อมูลครบถ้วนและการที่ยังขาด ประสบการณ์เนื่องจากเป็นเรื่องใหม่ที่เพิ่งมีการนำมาใช้งานสิ่งเหล่านี้คือที่มาของอุบัติเหตุซึ่งผู้ที่มี หน้าที่บริหารระบบบำรุงรักษาควรให้ความใสใจ 2.6.2 ระบบที่ใช้ในการบำรุงรักษารถไฟ โดยทั่วไปเราสามารถจำแนกการซ่อมบำรุงรักษาออกเป็น 2 ประเภท คือการบำรุงรักษาแบบ ป้องกันภาษาอังกฤษเรียกว่า "Preventives Maintenance: PM" หรือบางทีก็เรียกว่า "Planned Preventive Maintenance: PPM" และการบำรุงรักษาแบบตามแก้ภาษาอังกฤษเรียกว่า "Corective Maintenance: CM" กล่าวด้วยภาษาง่ายๆก็คือ PPM หรือ PM เป็นระบบซ่อมเพื่อบำรุงรักษาให้คง ประสิทธิภาพในการทำงานเรียกได้ว่าเป็นการดำเนินการก่อนที่จะเกิดการชำรุดซึ่งโดยปกติแล้วหาก การซ่อมแบบ PM หรือ PPM ทำได้อย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสมแล้วโอกาสที่จะเกิดการชำรุด ก่อนถึงกำหนด (Pre-matured Failure) จะมีอยู่น้อยอยู่มากอย่างไรก็ดีไม่มีระบบช่อมใดที่สามารถ ขจัดการชำรุดก่อนถึงกำหนดซึ่งจะตามมาด้วยการซ่อมแบบ CM ให้หมดไปได้โดยสิ้นเชิงปกติแล้วการ ซ่อมจริงในหน้างานจึงมีทั้ง PM/PPM ผสมกับ CM สิ่งที่ต่างกันก็คือถ้าสามารถบริหารจัดการให้เกิด การซ่อมในระบบ PM/PPM ได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้วการซ่อมแบบ CM ซึ่งก่อปัญหาแก่การเดิน รถไฟก็จะมีสัดส่วนลดลงโดยหลักวิชานั้นการใช้ PM/PPM มีข้อได้คือ 1) สามารถวางแผนการซ่อม และแผนสนับสนุนด้านโลจิสติกส์สำหรับชิ้นส่วนในการช่อมบำรุงได้และ 2) ค่าใช้จ่ายในการซ่อมจะ กระจายออกไปในระยะเวลาประกอบการของกิจการส่วนข้อเสียก็คือต้องรู้อายุการใช้งานและจัดการ เปลี่ยนชิ้นส่วนก่อนชำรุดซึ่งหากเปลี่ยนเร็วไปก็จะเสียประโยชน์ระบบซ่อมแบบ PM/PPM จึงต้องมี

60 การศึกษารายละเอียดและวางระบบบริหารการซ่อมไว้เป็นอย่างดี มิฉะนั้น จะเป็นระบบการช่อมที่มี ความรู้สึกว่าฟุ่มเฟือยมีค่าใช้จ่ายสูงคนที่อยู่ในหน้างานจำนวนมากที่คิดว่าเป็นการ "โยนทิ้ง" ชิ้นส่วนที่ เห็นว่ายังมีสภาพดีและน่าจะยังสามารถใช้งานต่อไปได้ซึ่งความรู้สึกเช่นนั้น อาจมีทั้งที่ถูกต้องและไม่ ถูกต้องก็ได้ตรงกันข้ามถ้าเปลี่ยนช้าเกินไปก็จะทำให้โอกาสที่ระบบจะชำรุดระหว่างการใช้งานมีเพิ่ม มากขึ้นส่วนข้อดีและข้อเสียของระบบการซ่อมแบบ CM ก็จะตรงกันข้ามกับ PM/PPM คือวางแผน การซ่อมและโลจิสติกส์ยากค่าใช้จ่ายของกิจการอาจมากระจุกตัวอยู่ในปีที่ชิ้นส่วนหมดอายุใช้งานซึ่ง อาจกระทบสถานะทางการเงินของกิจการสิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงก็คือความเสียหายในทางตรงและ ทางอ้อมที่เกิดขึ้นหากระบบที่ใช้วิธีการช่อมแบบ CM เกิด การชำรุดในระหว่างทำงาน เช่นค่าเสียหาย ในการกู้ระบบคืนชื่อเสียงของกิจการ ฯลฯ ซึ่งอาจเสียหายมากกว่าก็เป็นได้ในกรณีที่ขาดการวิเคราะห์ พฤติกรรมการทำงานของชิ้นส่วน (Behavior of Component) อย่างละเอียดก็อาจจะทำให้ระบบ การซ่อมบำรุงที่กำหนดเป็นมาตรฐานขึ้นใช้มีความบกพร่องเหตุผลหนึ่งก็คือผู้ผลิตโดยทั่วไปมักจะ กำหนดให้ผู้ใช้เปลี่ยนชิ้นส่วนเร็วกว่าปกติเพื่อเป็นหลักประกันว่าระบบจะไม่ชำรุดระหว่างการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการชำรุดในระหว่างรับประกันซึ่งมีผลกระทบต่อชื่อเสียงและความน่าเชื่อถือของ ผู้ผลิตและการที่แนะนำให้ผู้ใช้เปลี่ยนชิ้นส่วนเร็วไปบ้างก็เป็นภาระค่าใช้จ่ายที่เกิดแก่ผู้ใช้ด้วยเหตุนี้ ระบบบำรุงรักษาที่อิงคำแนะนำของผู้ผลิตโดยไม่มีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมจึงเป็นระบบการช่อมบำรุงที่ มักจะพุ่มเฟือยู่สร้างภาระทางการเงินแก่ผู้ใช้ระบบการซ่อมบำรุงดังกล่าวนี้หากไม่มีการปรับแก้อย่าง เป็นระบบและขาดการควบคุมคุณภาพ (Quality Control) ที่ดีแล้วช่างซ่อมก็อาจจะใส่คืนชิ้นส่วนที่ ยังเห็นว่าดี(ทั้งนี้ไม่รวมการทุจริตที่เบิกชิ้นส่วนใหม่ไปใช้ทำอย่างอื่นแล้วใส่คืนชิ้นส่วนเก่า) ชิ้นส่วนนี้ก็ จะไปชำรุดในระหว่างการใช้งานและเป็นที่มาของระบบการซ่อมแบบตามแก้ (CM)ซึ่งหากปล่อยอยู่ให้ เหตุการณ์ทำนองนี้ดำเนินต่อไปเป็นเวลานานและมีจำนวนชิ้นส่วนที่ได้ชื่อว่าผ่านการซ่อมตามระบบ PM/PPM แต่ดำเนินการไม่ถูกต้องใช้งานปนอยู่เป็นจำนวนมากในที่สุดการซ่อมบำรุงทั้งระบบก็จะ กลายเป็นระบบตาม แก้ไปโดยปริยาย 2.6.3 ทำไมจึงต้องมีการปรับแก้อายุการใช้งานของชิ้นส่วนในการวางระบบซ่อมบำรุง ประการแรกก็คือการมีผลประโยชน์ที่ขัดกัน (Conflict of Interest) ของผู้ผลิต (ผู้ขาย) กับ ผู้ใช้ดังกล่าวแล้วข้างต้นประการที่สอง คืออาจมีการเปลี่ยนแปลงคุณภาพชิ้นส่วนที่จัดหามใช้ซ่อมบำรุง และประการที่สามเมื่อผ่านประสบการณ์ใช้งานไประยะหนึ่งแล้วผู้ใช้ประสงค์จะปรับเปลี่ยนเนื่องจาก พบว่าคำแนะนำของผู้ผลิตไม่เหมาะสมหากพบว่าแนะนำให้เปลี่ยนเร็วเกินไปก็เป็นการสิ้นเปลืองหาก แนะนำให้เปลี่ยนช้าเกินไปก็จะทำให้ชิ้นส่วนชำรุดก่อนถึงกำหนดการเปลี่ยนครั้งต่อไป รูปที่อยู่ข้างล่าง

61 เป็นแนวคิดเชิงทฤษฎีเพื่อหาจุดที่เหมาะสมระหว่างการนำระบบซ่อมแบบ PM/PPM และ CM มาใช้ โดยเปรียบเทียบความเสียหายที่ผูกติดอยู่กับวิธีการช่อม (Associated Costs) กับค่าใช้จ่ายรวม ทั้งหมดที่เกิดขึ้น ณ เวลาหนึ่งๆแล้วหาจุดตัดสินใจว่าระบบซ่อมใดมีความเหมาะสมมากกว่า ตามรูป ในช่วงแรกของการใช้งานถ้ารีบเปลี่ยนชิ้นส่วนโดยวิธี PM/PPM ก็จะมีค่าใช้จ่ายส่วนนี้สูงในขณะที่ค่า ความเสียหายที่ผูกติดอยู่กับ CM ต่ำผลคือค่าความเสียหายโดยรวมสูงโดยวิธีการดังกล่าวจะได้กราฟ แสดงค่าใช้จ่ายรวมซึ่งจุดที่อยู่ต่ำสุดก็คือจุดตัดสินใจถ้าอายุการใช้งานน้อยอยู่กว่าจุดนี้วิธีการซ่อมแบบ CM จะเหมาะสมแต่หากเลยจุดนี้ไปการใช้วิธีการซ่อมแบบ PM จะเหมาะสมมากกว่า 2.6.4 หลักเกณฑ์ที่ใช้อ้างอิงในการบำรุงรักษา การจัดวางระบบบำรุงรักษาที่ดีนั้นจะต้องให้เกิดความสมดุลระหว่างปัจจัยสามประการ คือ ความพร้อมใช้งานของระบบ (Availability) กับความน่าเชื่อถือของระบบ (Reliability) และกับ ค่าใช้จ่ายที่ใช้ในการบำรุงรักษา (Maintenance Costs) ระบบการบำรุงรักษาที่นำมาซึ่งประโยชน์ สูงสุด (Optimum) ก็คือระบบที่มีความพร้อมใช้งานสูงสุดเพื่อความสมประโยชน์ของทรัพย์สินราคา แพงที่ซื้อมาใช้งานระบบที่ทำให้เกิดความน่าเชื่อถือได้สูงสุดเพื่อเป็นหลักประกันว่าจะไม่เกิดการชำรุด ระหว่างการใช้งานซึ่งจะกระทบคุณภาพการให้บริการลูกค้าและระบบการซ่อมบำรุงที่มีค่าใช้จ่ายใน การบำรุงรักษาต่ำที่สุดเพื่อผลประกอบการทางการเงินที่ดี

62 การหาสมดุลระหว่างหลักอิงทั้งสามนี้ จะแปรเปลี่ยนไปตามสถานการณ์ต่างๆ ระบบการซ่อม บำรุง ที่ดีจะต้องสามารถปรับเปลี่ยนตามสถานการณ์ได้ ตัวอย่างเช่นในระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง ระบบการ บำรุงรักษาเครื่องบินรบที่เกิดประโยชน์สูงสุด คือ ไม่บำรุงรักษาเลย ทั้งนี้โดยอิงผลการวิจัย ที่กล่าวว่า "โอกาส (Probability)" ที่เครื่องบินบินขึ้นไปแล้วจะชำรุดตกเนื่องจากไม่บำรุงรักษาเกิดขึ้น พอๆ กันกับโอกาสที่เครื่องบินบินขึ้นไปทำการรบแล้วถูกยิงตกนอกจากนั้น การกักเครื่องไว้ทำการ บำรุงรักษาจะทำให้จำนวนเครื่องที่พร้อมทำการรบลดลงดังนั้น ประโยชน์สูงสุดของระบบช่อมก็คือ "ไม่ซ่อม" อย่างไรก็ดีสถานการณ์ดังกล่าวนี้ไม่อาจคงอยู่ได้ในระยะยาวเป็นระบบการบำรุงรักษาที่เกิด ประโยชน์สูงสุดในช่วงเวลาวิกฤตระยะสั้นเท่านั้นระบบการบำรุงรักษาที่ยั่งยืน (Sustainable Maintenance System) ก็คือระบบที่เกิดจากความสมดุลระหว่างหลักอิงทั้งสามดังกล่าวซึ่งจะทำให้ สามารถคงอยู่ได้ตลอดไปในระยะยาว 2.6.5 ความพร้อมใช้งาน (Availability) คืออะไร ตัวอย่างที่สามารถอธิบายอย่างง่ายๆก็คือ เมื่อซื้อรถไฟมา 100 คัน จะสามารถวางระบบ บริหารจัดการซ่อมบำรุงอย่างไรให้เกิดความพร้อมใช้งานสูงสุดอย่างยั่งยืนเนื่องจากรถไฟทุกคัน จะต้องได้รับการสับเปลี่ยนหมุนเวียนกันเข้าไปรับการซ่อมบำรุงอย่างทั่วถึงเพื่อเป็นหลักประกันว่าจะ ไม่เกิดการชำรุดในระหว่างการใช้งานในการหมุนเวียนเข้ารับการซ่อมบำรุงนั้นรถไฟแต่ละคันจะหยุด พักการใช้งานเป็นเวลามากบ้างน้อยอยู่บ้างขึ้นอยู่กับประเภทการช่อมบำรุงซึ่งจะกล่าวถึงต่อไปหน้าที่ ของวิศวกรที่รับผิดชอบการช่อจะต้องวางแผนว่าจะทำงานอย่างไรจึงจะใช้เวลาน้อยอยู่ที่สุดเครื่องมือ ที่ใช้วางแผนอย่างหนึ่งก็คือ Critical Path Analysis (ซึ่งมีผู้พยายามแปลเป็นภาษาไทย แต่ผู้เขียนขอ อนุญาตไม่แปล) สำหรับช่วงเวลาที่รถไฟ ต้องหยุดพักการใช้งานเพื่อเข้าไปรับการซ่อมบำรุงนี้เรียกว่า "Downtime" ดังนั้น ถ้าเรานับรถที่หายเข้าไปในระบบช่อมบำรุงแล้วเหลืออยู่กี่คันก็คือรถที่พร้อมใช้ งานในภาษาช่างรถไฟเรียกว่า "Availability" โดยหลักการก็มีเพียงเท่านี้แต่ในชีวิตจริงจะมี รายละเอียดปลีกย่อยู่ เช่น จะนับเวลาที่รถไฟหยุดพักการใช้งานอย่างไรถ้าเป็นกรณีอุดมคติก็คือนับ เวลาปัจจุบัน (Real Time ) หมายความว่าตรวจนับตลอดเวลาตั้งแต่รถหายเข้าไปในระบบช่อม (Down) จนกระทั่งช่อมเสร็จและกลับเข้ามาในระบบ (Up) เป็นรถที่พร้อมใช้งานได้ต่อไปตัวอย่างเช่น ถ้าในระบบมีรถไฟทั้งหมด (Fleet Size) เท่ากับ N คัน ในรอบ24 ชม. รถคันที่ 1 เข้ารับการซ่อม T ชม. รถคันที่ 2 เข้ารับการซ่อม T ชม. ฯลฯ จำนวนรถไฟที่มีความพร้อมใช้งาน (Availability) คือ.-

63 ในสถานการณ์ที่เป็นจริงนั้น อาจจะนับเวลาที่เป็นปัจจุบันไม่ได้ ดังเช่นกรณีโรงซ่อมของ รฟท. ซึ่ง เปีดทำการกะเดียวเป็นเวลา 8 ชม. ดังนั้นรถไฟที่เข้าซ่อมแล้วกลับคืนมาใช้งานได้ภายในวันเดียวก็ ถือว่า หยุดพักการใช้งานไป 8 ชม. ถ้าเกินนั้นก็นับเป็น 24 ชม. นอกจากนั้นก็อาจจะยังมีระบบงาน แบบอื่นที่แตกต่างจากกรณีการซ่อมรถจักหรือขบวนรถฟซึ่งมีวิธีการกำหนดดัชนีชี้วัดที่แตกต่างกัน ออกไป เช่นกรณีการปิดระบบซ่อมและหยุดพักกาให้บริการโดยสิ้นเชิงหลังเที่ยงคืนดัง เช่นกรณี รถไฟฟ้าขนส่งมวลชนหรือปิดระบบบางส่วนเพื่อซ่อมในบางช่วงเวลาโดยระบบมีขีดความสามารถ ให้บริการในช่วงเวลาดังกล่าวลดลง เช่นกรณีการบำรุงรักษาระบบคอมพิวเตอร์ของธนาคารเป็นต้น ความพร้อมใช้งานของระบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีการซ่อมรถไฟเป็นข้อตกลงสำคัญระหว่างหน่วย บริหารจัดการการช่อมกับหน่วยการเดินรถให้บริการกล่าวคือการวางแผนระบบการขนส่งนั้นจะเริ่ม จากการคาดการณ์ปริมาณการขนส่ง (TrafficForecast ) แล้วจึงแปลงปริมาณการขนส่งไปเป็น แผนการเดินขบวนรถ (Train Operation) ซึ่งท้ายที่สุดจะออกมาเป็นจำนวนรถฟที่ต้องใช้ให้บริการ และขั้นสุดท้ายคือการกำหนดจำนวนรถทั้งหมดที่จะต้องจัดซื้อ (Fleet Size) มาไว้ใช้งานจำนวนรถที่ ต้องซื้อมาใช้ทั้งหมดคำนวณได้จากสูตร.- ตัวอย่างเช่น แผนการเดินรถต้องการใช้รถ 80 คัน ฝ่ายช่างวางแผนซ่อมบำรุงแล้วรับประกัน ว่าจะสามารถช่อมบำรุงได้โดยมีจำนวนรถพร้อมใช้งานไม่น้อยอยู่กว่า80% ของจำนวนรถทั้งหมดใน กรณีนี้ก็จะต้องซื้อรถมาใช้ทั้งหมด 80 : 0.8 = 100 คันตัวอย่างนี้มีนัยสำคัญที่ควรตั้งเป็นข้อสังเกตได้ คือประการแรกประสิทธิภาพของระบบซ่อมที่จะมีผลต่อการลงทุนขององค์กรกล่าวคือจะเห็นว่ากรณี ที่ยกตัวอย่างนี้หน่วยซ่อมต้องการหยุดพักการใช้งานเพื่อนำรถไปซ่อมโดยเฉลี่ยถึง 20 คัน ถ้าเป็นกรณี รถจักรรถคันหนึ่งในปัจจุบันมีมูลค่าประมาณ 150 ล้านบาท ก็หมายความว่ากิจการจะต้องเสียเงิน ลงทุนในส่วนนี้ถึง 20 x 150 - 3,000 ล้านบาท โดยไม่ได้ก่อให้เกิดรายได้เลย รูปที่2.54 ตัวอย่างจำนวนรถจักรพร้อมใช้งานของ รพท. จะเห็นว่าระบบช่อมส่งผลกระทบต่อ การเดิน รถแล้วเพราะจำนวนรถที่พร้อมใช้งานมีน้อยอยู่กว่าที่ต้องการใช้ในการเดินรถ

64 นัยสำคัญประการที่สองคือ ผลกระทบต่อการเดินรถหากฝ่ายช่อมไม่สามารถรักษาเป้าหมาย ตามที่วางแผนไว้นอกจากจะเลียประโยชน์จากเงินลงทุนดังกล่าวข้างต้นแล้วยังเสียประโยชน์จากการ หารายได้และต้องงดการให้บริการซึ่งส่งผลกระทบทางลบต่อองค์กรเป็นลูกโซ่ต่อไปอีกการบริหาร จัดการระบบซ่อมบำรุงรักษาที่ดีคือจะต้องให้บรรลุเป้าหมายนี้ก่อนในเบื้องต้น 2.6.6 ความน่าเชื่อถือได้ของระบบ (Reliability) ความน่าเชื่อถือได้เนความมั่นคงหรือความแน่นอนของระบบ กล่าวคือระบบไม่ออกนอกลู่ นอกทาง (Malfunction) จนควบคุมอะไรไม่ได้ดังนั้น มาตรฐานของการใช้งานและการขัดข้องต้องอยู่ ในพิกัดส่วนการแก้ไขต้องอยู่ในระยะเวลาที่ตกลงกันไว้วิธีการที่จะซ่อมเพื่อให้ความพร้อมใช้งานเป็นไป ตามเป้าหมายคือต้องให้ช่วงหยุดพักการใช้เพื่อทำการซ่อมบำรุง (Downtime) สั้นที่สุดดังนั้น เพื่อให้ บรรลุเป้าหมายดังกล่าวหน่วยซ่อมก็อาจทำงานอย่างสุกเอาเผากินเร่งทำงานให้เสร็จตามเวลาแต่งาน ขาดคุณภาพซึ่งในที่สุดก็ตามมาด้วย CM ระบบซ่อมที่ปล่อยอยู่ปละละเลยเรื่องคุณภาพในการซ่อม นานเข้าก็อาจจะกลายเป็น CM ไปทั้งหมดจนไม่ทราบว่าจะบริหารได้อย่างไรระบบซ่อมที่ดีจึงต้องทำ ให้เกิดสมดุลโดยวัดความสำเร็จด้วยดัชนีชี้วัดตัวที่ 2 คือความเชื่อถือได้ของระบบหรือ Reliability โดย ปกติจะวัดความเชื่อถือได้ของระบบเป็นอัตราการชำรุดต่อระยะเวลาใช้งาน เช่นเกิดการชำรุด 1 ครั้ง ต่อการใช้งาน 1,000,000 กิโลเมตรหรือวัดในรูปแบบอื่นสุดแต่ว่ากำลังพูดถึงการบำรุงรักษาระบบงาน อะไรดัชนีชี้วัดนี้ยังเป็นตัวใหข้อมูลป้อนกลับ (Feed-back) ที่สำคัญในการทบทวนคาบเวลาการ เปลี่ยนชิ้นส่วนทีจัดวางไว้เดิมรวมทั้งทบทวนการออกแบบในกรณีที่เป็นอุปกรณ์สำคัญของระบบซึ่งจะ ได้กล่าวถึงต่อไปความเชื่อถือได้ของระบบอาจจะมีความท้าทายการบริหารมาก เช่นกรณีรถไฟ ความเร็วสูงในประเทศญี่ปุ่นซึ่งรับประกันการตรงเวลาโดยมีสถิติรถเสียเวลาโดยเฉลี่ยทั้งปีสูงที่สุด 54 วินาที ในปี พ.ศ. 2546 และเสียเวลาน้อยอยู่ที่สุดเพียง 10 วินาทีในปี พ.ศ. 2548 ความภาคภูมิใจอีก อย่างหนึ่งของรถไฟความเร็วสูงในประเทศญี่ปุ่นก็คือไม่เคยมีผู้โดยสารเสียชีวิตจากอุบัติเหตุเลยนับแต่ เปิดเดินรถมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2507 รถไฟความเร็วสูงในประเทศสเปนประกาศรับประกันการตรงต่อ เวลาโดยจะคืนเงินค่าโดยสารหากขบวนรถล่าช้าเสียเวลาเกินกว่าที่ประกาศไว้การกำหนดเป้า หมายความน่าเชื่อถือที่ท้าทายดังกล่าวจะต้องมีระบบช่อมบำรุงที่มีประสิทธิภาพมากเป็นองค์ประกอบ ที่สำคัญ

65 2.6.7 ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา ผู้บริหารระบบการซ่อมบำรุงอาจจะดำเนินการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเรื่องความพร้อมใช้งาน ของ ระบบและความน่าเชื่อของระบบโดยการใช้ชิ้นส่วนคุณภาพดีเยี่ยมอายุการใช้งานนานมากมี อุปกรณ์สำรอง (Spare Unit หรือ Exchange Unit)พร้อมจะเปลี่ยนได้ทันทีที่เกิดการชำรุดรวมทั้ง อาจออกแบบระบบให้มีชิ้นส่วนหรือระบบงานสำรองที่ทำหน้าที่แทนได้ทันทีกรณีมีส่วนที่เกิดการชำรุด เช่นกรณีหลอดไฟหน้ารถยนต์ซึ่งมีไส้หลอด 2 ชุด หรือกรณีรถยนต์ที่ติดตั้งปั๊มน้ำเสริมไว้อีกตัวหนึ่ง เป็นต้นมาตรการเหล่านี้แม้จะทำให้บรรลุเป้าหมายของตัวชี้วัดสองตัวแรกแต่จะทำให้ต้นทุนการ ดำเนินงานสูงขึ้นดังนั้น ระบบช่อมที่ก่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดจึงต้องเป็นระบบที่ประณีประนอมเพื่อให้ บรรลุเป้าหมายของดัชนีชี้วัดทั้งสามตัวคือเป็นระบบซ่อมที่ทำให้มีความพร้อมใช้งานสูงที่สุดมีความ เชื่อถือได้ของระบบสูงสุดและด้วยค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งานของระบบต่ำสุด 2.6.8 ระบบและองค์ประกอบของระบบ (System and Component] ระบบงานซึ่งสามารถทำหน้าที่ได้ตามวัตถุประสงค์ที่เราต้องการจะประกอบด้วยชิ้นส่วนตั้งแต่ 1 ชิ้นที่นำมาประกอบกันเข้าและทำงานไปด้วยกันระบบงานจึงมีหลายระดับที่เป็นระบบหลัก (Main System) และระบบย่อยู่ (Sub System) ถ้าเปรียบเทียบไปแล้วรถไฟทั้งขบวนคือระบบใหญ่เป็น ระบบหลักที่ประกอบด้วยระบบย่อยู่ได้แก่ทางรถไฟระบบอาณัติสัญญาณและขบวนรถไฟระบบย่อยู่ เหล่านี้ต้องทำงานด้วยกันจึงจะเป็นการเดินขบวนรถไฟที่นำไปใช้ประโยชน์ได้

66 อย่างไรก็ตามระบบย่อยู่ก็ยังสามารถแยกย่อยู่ลงไปได้อีก เช่นขบวนรถไฟแยกเป็นระบบรถ จักรกับระบบรถพวงระบบรถจักรก็แยกย่อยู่ลงไปเป็นระบบส่งกำลัง (Power System) ระบบ ขับเคลื่อน (Traction system) ระบบเบรก ฯลฯ ไล่เรียงลงไปจนถึงส่วนที่ไม่สามารถแยกย่อยู่ต่อไปได้ อีกซึ่งก็คือ ชิ้นส่วน (Component) ในการบริหารระบบซ่อมบำรุงแบบ PM/PPM นั้นก็จะต้องเริ่มต้น จากการทำความเข้าใจกับหน่วยเล็กที่สุดคือชิ้นส่วนนี่เอง 2.6.8.1 Bathtub Curve ระบบการซ่อมแบบ PM/PPM เริ่มต้นที่การหาความรู้เกี่ยวกับชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นเพื่อนำไป ประกอบเข้าในระบบโดยทั่วไปนั้นชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นใช้ในทางวิศวกรรมจะมีโอกาสเกิดการชำรุดเป็นรูป Bathtub Curve แปลว่า "กราฟรูปอ่างอาบน้ำ" ซึ่งใช้อธิบายพฤติกรรมการชำรุดของชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้น ใช้งานกราฟรูปอ่างอาบน้ำแบ่งออกเป็น 3 ช่วง ช่วงแรกเรียกว่าช่วงเวลาที่อัตราการชำรุดถอดอยู่ ภาษาอังกฤษเรียกว่าDecreasing Failure Rate (DFR) ชิ้นส่วนที่มีพฤติกรรมในการชำรุดแบบนี้เป็น ชิ้นส่วนที่ผลิตออกมาใช้งานใหม่อาจมีความพกพร่องจากการผลิตติดมาด้วย (ในทางปฏิบัติ เช่นกรณี ขาดความประณีตในเชิงช่าง-Workmanship บกพร่อง) อุปมาเหมือนเด็กแรกเกิดที่ยังไม่มีภูมิต้านทาน โอกาสที่จะเสียชีวิตจากการติดเชื้อสูงเมื่อผ่านการใช้งานไปช่วงเวลาหนึ่งแล้วเส้นกราฟจะแบนราบเป็น ช่วงที่อัตราการชำรุดคงที่หรือ ConstantFailure Rate (CFR) อุปมาเหมือนคนวัยฉกรรจ์ที่มีภูมิ ต้านทานดีโอกาสจะติดเชื้อโรคตายก่อนวัยอันสมควรมีน้อยอยู่จนเมื่อผ่านการใช้านไปช่วงเวลาหนึ่ง แล้วเส้นกราฟก็จะพุ่งขึ้นเรียกว่าเป็นช่วง Increasing Failure Rate (IFR) อุปมาเหมือนคนแก่ไม้ใกล้ ฝั่งที่ใกล้หมดอายุแล้วโอกาสที่จะชำรุดในขณะใช้งานเพิ่มมากขึ้นเหมือนคนแก่ที่อาจจะเสียชีวิตได้ ตลอดเวลาด้วยโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ระบบการซ่อมแบบ PM/PPM ก็คือชิงลงมือเปลี่ยนชิ้นส่วนเสียก่อนที่อายุการใช้งานจะเลย ช่วง CFR ซึ่งแม้จะเป็นหลักการง่ายๆแต่ในทางปฏิบัติก็เป็นการยากทีเดียวที่จะเข้าใจพฤติกรรมการ ชำรุดของชิ้นส่วนทั้งหมดในระบบใหญ่ๆได้ครบถ้วนนอกจากนั้นชิ้นส่วนที่นำมาประกอบกันเข้าเป็น

67 ระบบยังอาจมีพฤติกรรมการชำรุดแบบอื่นปนกันอยู่ด้วยตามตัวอย่างในรูปซึ่งวิศวกรที่วางระบบการ บำรุงรักษาควรจะศึกษาทำความเข้าใจอย่างถี่ถ้วนเพื่อกำหนดการเปลี่ยนทดแทนได้อย่างถูกต้อง ก่อนที่ชิ้นส่วนจะชำรุดจนทำให้ระบบทำงานต่อไปไม่ได้ รูปที่2.55 การชำรุดเมื่อผ่านใช้การงานของชิ้นส่วนทางวิศวกรรมแบบอื่นๆ 2.6.9 การออกแบบระบบ (System Design) ระบบการทำงานและพฤติกรรมการชำรุดของระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบและ โอกาสที่อุปกรณ์แต่ละชิ้นชำรุด ตัวอย่างเช่น รูปที่ 1 ตามที่แสดงข้างล่างเป็นระบบงาน ที่ประกอบด้วย อุปกรณ์ชิ้นเดียวเมื่อชิ้นส่วนชำรุดระบบจะทำงานไม่ได้ดังนั้นถ้าหากโอกาสชำรุด (Probability of Failure) ของ ชิ้นส่วนเท่ากับ 0.5 โอกาสชำรุดของระบบก็จะเท่ากับ 0.5 ด้วย ส่วนรูปที่ 2 เป็นระบบ ที่ประกอบด้วย ชิ้นส่วน2. ชิ้นทำงานต่อเนื่องกันแบบอนุกรม หากชิ้นส่วนใดชิ้นส่วนหนึ่งหรือชำรุดทั้ง คู่ชำรุดระบบจะทำงานต่อไปไม่ได้ ถ้าโอกาสชำรุดของชื้นส่วนเท่ากับ 0.5 โอกาสที่ระบบนี้จะเกิดการ ชำรุดเท่ากับ 0.5 ด้วยรูปที่ 3 เป็นระบบที่ประกอบด้วยชิ้นส่วน 2 ชิ้นทำงานแบบขนาน (Parallel)ชิ้นส่วนหนึ่งชำรุดระบบยังสามารถทำงานต่อไปได้แต่อาจจะมีสมรรถนะลดลง เช่นขบวนรถ ดีเซลราง 2 คันติดตั้งเครื่องยนต์ทุกคันเครื่องยนต์ 1 เครื่องชำรุดขบวนรถยังวิ่งได้แต่ทำเวลาไม่ได้ เป็น ต้นหากชิ้นส่วนแต่ละชิ้นมีโอกาส ชำรุด 0.5 โอกาสชำรุดของระบบในกรณีนี้จะเท่า 0.25 โดยทั่วไป สำหรับระบบที่ประกอบขึ้นด้วยชิ้นส่วนที่ทำงานขนานกัน N ชิ้นจะถือว่าระบบล้มเหลวทำงานไม่ได้ เมื่อชิ้นส่วนชำรุดไป K ชิ้น (เรียกว่า K out of N fail) ตัวอย่างเช่น รถดีเซลราง 10 คัน มีเครื่องยนต์10 เครื่อง เครื่องยนต์ 1 เครื่องชำรุด ยังถือว่าวิ่ง ต่อไปได้เป็นปกติ แต่ถ้าเครื่องยนต์3 เครื่องชำรุดแม้จะ ยังเดินทางต่อไปได้แต่ก็ไม่สามารถวิ่งทำเวลาได้ เป็นต้นรูปที่ 4 เป็นระบบที่เริ่มชับซ้อนขึ้น (Complex

68 System) ซึ่งโอกาสที่จะชำรุดเกิดจากชิ้นส่วนที่เป็นส่วนวิกฤต เช่นเมื่อชิ้นส่วนหมายเลข 3 ชำรุด หรือ 1 และ 2ชำรุด ระบบจึงทำงานต่อไปไม่ได้ ในทางปฏิบัติระบบงานจะมีความชับซ้อนมากในการออกแบบระบบก็จะต้องมีแนวคิดที่จะ ป้องกันความเสียหายไว้ด้วยเพราะคงต้องยอมรับว่าไม่มีระบบช่อมใดที่รับประกันการชำรุดได้ 100% ตัวอย่างเช่น ในการออกแบบเครื่องบินนั้นถ้าเครื่องยนต์ชำรุดถือว่าวิกฤตเพราะเครื่องบินจะลอยู่อยู่ บนท้องฟ้าไม่ได้การออกแบบจึงมีระบบย่อยู่ทำงานคู่ขนานหลายระบบเพื่อที่ระบบหนึ่งชำรุดไปแล้ว ส่วนที่เหลือจะสามารถทำหน้าที่ทดแทนกันได้กรณีการส่งยานอวกาศซึ่งต้องการความมั่นคงของระบบ สูงมากแต่หากเกิดอุบัติเหตุถึงที่สุดไม่สามารถแก้ไขสิ่งใดได้แล้วก็จะมีจรวดชูชีพ (Life Rocket)ที่นำ มนุษย์อวกาศแยกตัวออกมาจากยาน หลัก เป็นต้น 2.6.9 กำหนดการซ่อม ระบบงานจริงจะประกอบด้วยชิ้นส่วนมากมายที่เชื่อมต่อทั้งในแบบอนุกรมและขนาน ชิ้นส่วนเหล่านี้จะมีอายุการใช้งานที่แตกต่างกันหลักการซ่อมแบบ PM/PPMคือ เปลี่ยนชิ้นส่วนในช่วง ที่อัตราการ ชำรุดคงที่ (CFR) คำว่า ช่วง ในที่นี้ หมายถึงช่วงเวลา (Time-based) หรือ ช่วงอายุการใช้ งาน (Usagebased) หรือระบบการช่อมรถไฟเรียกช่วงระยะทางใช้งาน (Distance-based) ทั้งนี้ เพราะชิ้นส่วนโดยทั่วไปจะเสื่อมสภาพตามอายุใช้งาน เช่นผ้าเบรกจะสึกก็ต่อเมื่อรถวิ่งถ้ารถไม่วิ่งก็ไม่ สึกแต่ชิ้นส่วนบางประเภทแม้ไม่ถูกใช้งานก็เสื่อมสภาพ เช่น ยางเป็นต้นชิ้นส่วนประเภทนี้เมื่อถึง กำหนดก็ต้องเปลี่ยนออกดังนั้น การบริหารระบบซ่อมจึงต้องกำหนดว่าจะกำหนดเป็นช่วงเวลาหรือ ช่วงอายุการใช้งาน ในทางปฏิบัติก็อาจจะบริหารจัดการวิธีการใช้ระบบเพื่อกระจายให้เวลาใช้งานกับ ระยะทางมีความสอดคล้องกันโดยอนุมานแล้วสามารถใช้ทั้งสองอย่างเป็นฐานกำหนดคาบในการ

69 บำรุงรักษาตัวอย่างเช่น ระบบการช่อมบำรุงรถจักรของการรถไฟฯถือเอาตัวเลขอายุใช้งาน โดยประมาณ (Expected Service Life) เป็นเกณฑ์ระบบการซ่อมแบบ PM/PPM สามารถใช้การได้ดี เมื่อชิ้นส่วนหรือระบบมีอัตราการชำรุดเพิ่มขึ้นตามอายุใช้งานและเมื่อค่าใช้จ่ายโดยรวมน้อยอยู่กว่า ค่าใช้จ่ายจากการซ่อมในระบบ CM อย่างไรก็ดีด้วยวิวัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีของระบบ คอมพิวเตอร์อุปกรณ์การสื่อสารและอุปกรณ์ตรวจวัดต่างๆทำให้สามารถตรวจสอบสภาพการทำงาน ของชิ้นส่วนหรือระบบรวมทั้งทำการประมวลผลและจัดส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ใน ปัจจุบันจึงมีวิธีการบริหารระบบซ่อมบำรุงที่เรียกว่า"การซ่อมตามสภาพการใช้งาน" (Conditionbased Maintenance : CBM) เกิดขึ้นและเป็นที่นิยมในหลายกรณี ตัวอย่างการซ่อมในระบบ CBM ที่ใช้มานานแล้วคือการติดตั้งเครื่องวัดแรงดันคร่อมกรองน้ำมันหล่อลื่นเมื่อเกิดแรงดันต่างที่หน้ากรอง และหลังกรองมากกว่าพิกัดก็แสดงว่ากรองตันต้องเปลี่ยนใหม่แล้วการซ่อมระบบ CBM มีข้อได้เปรียบ PM/PPM และ CM เช่น ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเตรียมชิ้นส่วนเพิ่มเวลาการใช้งานชิ้นส่วนโดยอัตรา ความเสี่ยงที่จะเกิดการชำรุดขณะใช้งานลดลงเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ประโยชน์แรงงานในการซ่อม เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่และเครื่องมือเครื่องใช้ในโรงซ่อมบำรุงกล่าวโดยภาพรวมก็คือสามารถ ประหยัดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในภาพรวมนั่นเองอย่างไรก็ดีถึงแม้ว่าเทโนโลยีการประมวลผล และการจัดทำรายงานจะสะดวกและรวดเร็วกว่าแต่ก่อนมากแต่การซ่อมในระบบ CBM จะมีต้นทุน เริ่มต้นในการติดตั้งอุปกรณ์และในบางกรณีก็ไม่สามารถตรวจวัดสภาพการเสื่อมตามอายุใช้งานของ ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ได้ครบถ้วนวิธีการที่ใช้อยู่มากในปัจจุบันก็คือ ใช้ระบบPMPPM เป็นหลักและใช้ ระบบ CBM เข้าเสริมซึ่งในหลายกรณีได้พิสูจน์แล้วว่าสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้ มากกว่าการใช้ PM/PPM แต่เพียงอย่างเดียว รูปที่ 2.56 ชิ้นส่วนหรือระบบที่จะค่อยเสื่อมสภาพในช่วงอายุ IFR สามารถซ่อมในระบบ CBM ได้

70 2.6.10 การจัดทำรายการซ่อม [Check List] ในทางปฏิบัติเราไม่สามารถจะติดตามชิ้นงานทุกชิ้นได้ทั้งหมดดังนั้น จึงต้องจัดชื้นงานเข้าเป็น กลุ่มโดยหัวใจในการจัดกลุ่มก็คือ ต้องรู้อายุการใช้งานโดยเฉลี่ย(Mean Time between Failure: MTBF หรือ Mean Time to Failure: MTTF) ของชิ้นส่วนซึ่งอาจจะไม่ใช่วิธีการที่สมบูรณ์แบบเสีย ทีเดียวชิ้นส่วนที่ถูกจัดเข้ากลุ่มก่อนกำหนด MTBF จะถูกเปลี่ยนเร็วเกินไปเป็นการเสียประโยชน์ทำให้ ดูเหมือนว่าระบบ PM/PPM มีความสิ้นเปลื้องในขณะที่ชิ้นส่วนซึ่งถูกเปลี่ยนหลัง MTBF จะทำงานอยู่ ในช่วง FR มีโอกาสเกิดชำรุดขณะใช้งานสูงทั้งนี้ไม่รวมถึงการชำรุดก่อน MTBF ซึ่งเกิดจากความ บกพร่องในการผลิตหรือฝีมือการซ่อม (Workmanship)ขาดความประณีตสิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดการซ่อม แบบ CM เพิ่มขึ้นในหน้างานเมื่อจัดกลุ่มชิ้นส่วนเสร็จแล้วก็สามารถจัดทำรายละเอียดของรอบการ ซ่อม (Maintenance Scheme) และรายการซ่อม (Check List) ได้ รายการซ่อมนี้ก็จะเป็นคู่มือ สำหรับการควบคุมคุณภาพเพื่อเป็นหลักประกันว่าระบบจะกลับออกไปใช้งานได้อย่างมีคุณภาพ เหมือน (หรือใกล้เคียง)ของใหม่หลังจากผ่านการซ่อมแล้ว รูปที่2.57 การจัดกลุ่มชิ้นส่วนที่มี MTBF ใกล้เคียงกัน ไว้ด้วยกันเพื่อทำรายการซ่อม

71 รูปที่ 2.58 ตัวอย่างรายการซ่อม (Check list) รถจักรอัลสตอมวาระ A (วาระ1เดือน) หรือ ประมาณ 500 ชม. ด้านเครื่องยนต์ ทำเพิ่มเติมจากวาระประจำเที่ยวดังนี้ ถ่ายน้ำมัน Turbo ทั้ง 2 ลูก - ล้างกรองแรงเหวี่ยง และเปลี่ยนไส้กรอง - ตรวจเติมน้ำมันพัดลมทั้ง 2 ระบบ น้ำมัน Aux. gear - ลองเครื่องยนต์ตรวจความเรียบร้อย เช่นเดียวกับวาระประจำวันทุกรายการแล้วแก้ไขสิ่ง บกพร่อง - เป่ารังผึ้งด้วยลมอัดให้สะอาด - เปลี่ยนไส้กรอง Primary ใหม่ (เปลี่ยนกรองหล่อลื่นใหม่ เฉพาะรถเก่า) - อัดจาระบีเพลาขับพัดลม (วัด P, PC. ทุกสูบเฉพาะรถใหม่ 500 ชม. แรก) ด้านไฟฟ้า ทำวาระประจำวันก่อนแล้วจึงทำเพิ่มเติม - ตรวจสภาพ Pulley และสายพาน Statodyne ต้องไม่มีรอยู่ซึ่งแสดงว่าเกิดความร้อนสูง ความตึงของสายพานทั้ง 3 เส้น ต้องเท่ากันถ้าหย่อนเส้นเดียวต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งชุดตรวจความ บกพร่องของสายพาน เช่นรอยู่ร้าวและแตกต้องเปลี่ยนใหม่ - เป่าลมทำความสะอาดอุปกรณ์ในห้อง Min rectifier ทั้งหมดและเป่าทำความสะอาด ภายในตู้ไฟฟ้าทั้งหมด - Altemator เปิดฝาตะแกรงออกเป่าลมทำความสะอาดตรวจ Slip Ringตรวจ Spring กดหลังแปรงถ่านและตรวจความยาวของแปรงถ่านถ้าสึกเหลือ 15 มม. ให้เปลี่ยนใหม่ - Traction Motor ตรวจ Insulation ของ TM ทุกลูกต้องไม่ต่ำกว่า 1 เมกะโอมห์ตรวจ สภาพโดยทั่วไปของผิว Commutator หมุน BrushHolder-ring วัดความยาวของแปรงถ่านทุกก้อน และลงบันทึกไว้ถ้าแปรงถ่านสึกเหลือ 25 มม. ให้เปลี่ยนใหม่เป่าน้ำมันทำความสะอาด T'M ทุกลูก - ตรวจ Motor ช่วย เช่น motor small compressor, motor startทั้ง 2 ลูก Motor fuel pump, motor lube oil pump และmotorcab fan ทั้ง 4 ตัวตรวจสภาพโดยทั่วไปของผิว commutator ตรวจสภาพแปรงถ่านและวัดความยาวแปรงถ่านของ Motor lube oil pump,Motor small comp., Motor fuel pump และ Motor cab fanถ้าสึกเหลือ 7.5 มม. ให้เปลี่ยนใหม่ Motor start ถ้าสึกเหลือ 12 มม.ให้เปลี่ยนใหม่

72 หน่วยส่วนล่าง ทำเพิ่มเติมจากวาระประจำเที่ยวดังนี้ 1. ตรวจล้อและเพลา 2. เครื่องเป่าลม Traction Motor 3. ตรวจสภาพ พูลเล่ย์ ตรวจว่าไม่มีรอยู่ซึ่งแสดงว่าเกิดความร้อนสูง 4. ความตึงและสภาพสายพาน สายพานชุดเดียวกัน (4 เส้น) ต้องเท่ากันถ้าหย่อนเส้นเดียว ต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งชุด 5. กวด (Tighten) สลักยึดเบาะน้ำมันเพลาล้อ 6. สภาพสายพาน ถ้ามีรอยู่ร้าว แตกหัก ต้องเปลี่ยนใหม่ 7. ฯลฯ (มีต่อ) 2.6.12 การเก็บรวบรวมข้อมูลการใช้งาน ดังกล่าวแล้วว่ารถไฟทั้งระบบจะประกอบด้วยระบบย่อยู่ที่ทำงานไปด้วยกันระบบย่อยู่เหล่านี้ จะประกอบด้วยชิ้นส่วนซึ่งสามารถจัดวางระบบซ่อมแบบ PM/PPM ได้เหมือนกันสิ่งที่แตกต่างกันก็คือ วิธีการเก็บข้อมูลเพื่อใช้สำหรับควบคุมการซ่อมในเบื้องต้นนี้จะกล่าวถึงวิธีควบคุมระบบชอมสำหรับรถ จักรซึ่งค่อนข้างชับช้อนและผลจากการชำรุดของระบบการทำงานถือว่าวิกฤตเนื่องจากอยูใกล้ชิดกับ ผู้ใช้และปรากฏผลต่อเนื่องชัดเจนคือขบวนรถไฟวิ่งต่อไปไม่ได้หัวใจในการควบคุมระบบช่อมบำรุงคือ การเก็บข้อมูลเกี่ยวกับการใช้งานซึ่งในสมัยก่อนเมื่อระบบการสื่อสารยังไม่สะดวกก็จะเก็บเป็นชั่วโมง ใช้งานหรือ กิโลเมตรทำการ (Duty Hour หรือ Duty Kilometer) โดยอาศัยข้อเท็จจริงว่าขบวนรถไฟ วิ่งไปตามรางเลี้ยวออกนอกเส้นทางไม่ได้ดังนั้น เมื่อจัดขบวนรถ (หรือรถจักร) ไปทำงานใดแล้ว ระยะทางหรือเวลาที่ทำการก็จะมีความชัดเจนระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่น รถจักรที่ถูกจัดให้ไปทำขบวน รถด่วนเชียงใหม่จะมีชั่วโมงทำการ 14 ชั่วโมงหรือกิโลเมตรทำการ 750 กิโลเมตรซึ่งในทางปฏิบัติก็จะ เผื่อเวลา (หรือระยะทางทำการที่ ต้นทาง/ปลายทาง ไว้ เช่น เมื่อถึงปลายทางแล้วยังใช้ทำสับเปลี่ยนก็ จะบวกเวลาเพิ่มหรือกรณีที่ปฏิบัติการที่จัดให้ไปทำไม่ลุล่วง เช่น รถไปชำรุดกลางทางต้องเปลี่ยนรถ จักรใหม่ก็จะปรับแก้ให้มีความแม่นยำมากขึ้นวิธีการเก็บข้อมูลแบบนี้อาจมีข้อบกพร่องอยู่บ้างในกรณี ที่มีเหตุนอกเหนือแผนปฏิบัติการเกิดขึ้นแต่สำหรับระบบการเดินรถที่มีประสิทธิภาพมีการชำรุดน้อย อยู่ทุกอย่างเดินไปตามกำหนดเวลาก็สามารถกำหนชั่วโมงทำการหรือระยะทางทำการให้มีความ แม่นยำได้เพียงพอสำหรับใช้ในการซ่อมบำรุงข้อดีในการเก็บข้อมูลการใช้งานตามวิธีการที่อธิบาย ข้างต้นก็คือสามารถเก็บข้อมูลได้รวดเร็วและ ตรวจสอบย้อนหลังได้เมื่อเกิดข้อสงสัยระบบการเก็บ

73 ข้อมูลสมัยใหม่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ช่วยเก็บรวบรวมข้อมูลประเมินผลและจัดทำรายงานรวมทั้งนำส่ง รายงานผ่านระบบการสื่อสารทำให้การทำงานมีความสะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้นบริษัทผู้ขายเครื่องยนต์ ในประเทศสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนีสามารถติดตามการเคลื่อนไหวของเครื่องยนต์ของรถจักรที่ขาย ให้กับการรถไฟในประเทศต่างๆโดยผ่านระบบ GPS วิศวกรของประเทศผู้ใช้เครื่องยนต์สามารถรับฟัง คำแนะนำการซ่อมบำรุงในช่วงระยะการรับประกันได้จากประเทศสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนีดังนี้เป็น ต้นอย่างไรก็ดีไม่ว่าเทคโนโลยีจะทันสมัยเพียงใดพื้นฐานการทำงานก็คงเหมือนเดิมคือความต้องการ ข้อมูลการใช้งานเพื่อประกอบการบริหารระบบช่อมนั่นเอง รูปที่2.59 ตัวอย่างระบบข้อมูลที่ใช้ประกอบการบริหารระบบซ่อมรถจักรของการรถไฟ 2.6.13 การจัดรถเข้ารับการซ่อมบำรุง เมื่อกำหนดระบบที่เป็นแกนหลักในการบำรุงรักษาแบบ PM/PPM ขึ้นได้แล้วต่อไปก็เป็น หน้าที่ในการจัดรถเข้าระบบช่อม (Workshop Loading) ซึ่งหน่วยจัดการต้องพยายามรักษาจำนวน รถที่เหลือใช้งานให้เพียงพอต่อแผนการเดินรถที่กำหนดไว้ในขณะเดียวกันก็ต้องดูแลให้รถทุกคันเข้า ช่อมตามกำหนดเวลาโดยดำเนินการให้ครอบคลุมการซ่อมแต่ละประเภทอย่างครบถ้วนผู้บริหารการ จัดรถเข้าช่อมอาจต้องปรับเปลี่ยนการจัดทำวาระโดยประมวลข้อจำกัดและเหตุผลทั้งหลายเข้าด้วยกัน เช่นยืดวาระรถบางคันออกไปก่อนแล้วค่อยตามเก็บภายหลังในกรณีโรงงานเต็มหรือมีรถเข้าซ่อมมาก จนอาจกระทบการเดินรถหรือใช้เวลานานกว่าปกติในการรอเข้ารับการซ่อมบางกรณีก็อาจสั่งช่อม วาระตามระบบ PM/PPM ขับลงไปบนงานซ่อมแบบ CM เพื่อประหยัดเวลาไม่ต้องจัดรถเข้ารับการ ซ่อมติดๆกันและเพื่อผลประโยชน์สูงสุดในพรวมุของระบบในระยะยาวหน่วยควบคุมการซ่อมบำรุงยัง

74 มีหน้าที่วางแผนเตรียมการด้านขีดความสามารถของหน่วยช่อมกำลังคนเครื่องมือเครื่องใช้และสถานที่ ที่สำคัญมากและถือเป็นหัวใจในระบบช่อม คือระบบโลจิสติกส์ในการจัดเตรียมชิ้นส่วนอะไหล่ที่ต้องใช้ ช่อมซึ่งหากติดขัดแล้วระบบซ่อมก็จะไม่สามารถดำเนินไปตามปกติได้ 2.5.14 รายงานต่างๆ ระบบซ่อมที่มีการควบคุมอย่างใกล้ชิดจะต้องมีการจัดทำรายงานต่างๆ ที่ใช้ตรวจสอบและ ประเมินผลการดำเนินงานตัวอย่างเช่น รายงานการชำรุด รายงานความครอบคลุมทั่วถึงในการหมุน รถข้ารับการซ่อมในระบบ PM/PPM รายงานการจัดซื้อชิ้นส่วนอะไหล่รายงานทั้งหลายเหล่านี้ นอกจากจะมีประโยชน์เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพในการทำงานแล้วยังสามารถใช้เป็นข้อมูลเพื่อ ปรับปรุงเปลี่ยนแปลงแผนงานในระบบซ่อมPM/PPM ให้สอดคล้องกับสถานที่เป็นจริงและเกิด ประโยชน์สูงสุดในการทำงาน โปรแกรมสำเร็จรูป ปัจจุบันระบบคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทช่วยบริหารระบบการซ่อมบำรุงอย่างกว้างขวาง มี การพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ใช้ควบคุมการซ่อมบำรุงซึ่งสามารถเชื่อมโยงระบบต่างๆเข้าด้วยและสามารถ ออกรายงาน ตามที่ฝ่ายบริหารต้องการได้อย่างรวดเร็วตัวอย่างในรูปคือระบบการซ่อมบำรุงที่รถไฟฟ้า ขนส่งมวลชน บีทีเอส ใช้บำรุงรักษาระบบการเดินรถไฟฟ้าทั้งระบบ ได้แก่ ขบวนรถไฟ ทางรถไฟ สัญญาณระบบไฟฟ้าขับเคลื่อนฯลฯซึ่งผู้ใช้สามารถวางระบบการซ่อมบำรุงได้สะดวกขึ้นอย่างไรก็ดี ความจำเป็นที่จะต้องเข้าใจพื้นฐานด้านวิศวกรรมควบคู่ไปกับการใช้โปรแกรมสำเร็จก็ยังมีอยู่

75 2.7 โบกี้รถไฟ โบกี้หมายถึงสวนที่รองรับน้ำหนักตัวรถออกแบบเพื่อปรับปรุงสมรรถนะให้ตู้รถไฟสามารถวิ่ง ได้ด้วยความเร็วสูงอย่างปลอดภัยและให้ความรู้สึกที่นิ่มนวลต่อผู้โดยสารตู้รถไฟที่สร้างใช้งานใน ระยะแรกยังไม่มีโบกี้ตัวรถจะวางอยู่บนล้อพร้อมเพลา 4 ล้อ โดยมีสปริงรับน้ำหนักวางคั่นอยู่ตรงกลาง ซึ่งโดยทั่วไปไม่สามารถวิ่งได้เร็วยกเว้นตู้รถไฟ 4 ล้อ ที่พัฒนาขึ้นในสมัยใหม่ที่สามารถวิ่งได้เร็วกว่าเดิม แต่ก็ไม่สู้เป็นที่นิยมใช้มากนักการมีโบกี้จะช่วยให้ตู้รถฟมั่นคงวิ่งได้อย่างนุ่มนวลทั้งในทางตรงและทาง โค้งโดยโบกี้จะรับการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการยุบตัวหรือการไม่สม่ำเสมอของทางรถไฟทำให้ ผู้โดยสารรู้สึกสบายนอกจากนี้ยังลดผลที่เกิดการการยุบตัวของรางรถไฟที่สงผลถึงคุณภาพการนั่ง โดยสารอีกด้วยชนิดของโบกี้มีหลายแบบตั้งแต่ โบกี้แบบ 1 เพลา มี2 ล้อ โบกี้แบบ 2 เพลามี4 ล้อ (ซึ่ง เป็นที่มาของคำว่า "โบกี้") หรือโบกี้แบบอื่นขึ้นอยู่กับการออกแบบเพื่อการรับน้ำหนักการสั่นสะเทือน ของรถไฟไม่ว่าจะใช้รางกว้างหรือรางแคบก็ตามเป็นปรากฏการณ์ตามปกติที่เกิดอยู่แล้วแม้ว่าจะวิ่งอยู่ บนทางรถไฟซึ่งราบเรียบมั่นคงเป็นแผ่นกระจกก็ตามการสั่นสะเทือนจะมีเพิ่มมากขึ้นหากทางรถฟเกิด การยุบตัวขณะรถไฟวิ่งผ่านซึ่งเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นตามสภาพการใช้งานโดยปกติทั่วไปสิ่งที่วิศวกร ผู้ออกแบบต้องทำคือ หาวิธีลดการสั่นสะเทือนให้เหลือน้อยอยู่ที่สุดและทำให้การสั่นที่มากผิดปกติ กลับคืนสู่สภาพที่ปกติโดยเร็วโดยทั่วไปนั้นการสั่นสะเทือนของรถไฟที่วิศวกรต้องพิจารณามี2 ช่วง คือ

76 การสั่นสะเทือนที่ทำให้ผู้โดยสารรู้สึกไม่สบายและการสั่นสะเทือนที่รุนแรงถึงขั้นเป็นอันตรายการวัด ความมั่นคงในการสั่นสะเทือนมีค่ามาตรฐานเรียกว่า Ride Quality Index (RI) 2.7.1 การสั่นสะเทือนของรถไฟมีปฐมเหตุจากล้อ การศึกษาและปรับปรุงล้อรถไฟได้กระทำมาโดยลำดับล้อรถไฟในปัจจุบันมีรูปร่างเป็นรูป กรวยตัด (Truncated-cone Shape) พื้นล้อเป็นระนาบเอียงเนื่องจากต้องการให้ล้อพร้อมเพลามี คุณสมบัติคัดท้ายตัวเอง (SelfSteering) กล่าวคือ เมื่อผลักให้ล้อพร้อมเพลาเคลื่อนที่ไปบนรางล้อด้าน ที่วิ่งด้วยเส้นผ่าศูนย์กลางโตกว่าจะวิ่งออกหน้าล้อที่วิ่งด้วยเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่าเพลาล้อก็จะเอียง ไปในทางที่จะคัดท้ายให้ล้อพร้อมเพลาเคลื่อนกลับไปในทางตรงกันข้ามซึ่งล้อด้านที่เคยวิ่งด้วยเส้นผ่า ศูนย์เล็กกว่าจะเปลี่ยนเป็นวิ่งด้วยเส้นผ่าศูนย์กลางโตกว่าและวิ่งออกหน้าล้อด้านตรงข้ามเป็นการคัด ท้ายให้เกิดการส่ายตัวกลับสลับกันไปมาดังนั้น หากเป็นการเคลื่อนที่ในสภาพปกติแล้วแรงกระแทก ระหว่างบังใบล้อกับหัวรางก็จะมีความรุนแรงน้อยอยู่กว่าล้อรถไฟที่พื้นล้อเป็นรูปทรงกระบอกล้อรถไฟ ที่ลาดเอียงจะทำให้เพลาล้อส่ายตัวไปมารอบศูนย์กลาง (Axle Hunting) ในขณะเดียวกันศูนย์กลาง ของเพลาล้อจะเคลื่อนที่ออกทางด้านข้างช้ายขวาสลับกันศูนย์กลางของเพลาล้อในขณะที่ล้อเคลื่อนที่ ไปตามทางจึงสายเป็นลักษณะงูเลื้อยอยู่เรียกว่า Sinusoidal Motion การเคลื่อนที่ของล้อพร้อมเพลา ดังนี้ก่อให้เกิดการสั่นของตู้รถไฟที่นำมาวางลงบนล้อพร้อมเพลา 2.7.2 การสั่นสะเทือนของรถ 4 ล้อ เมื่อนำตัวรถไฟมาวางลงบนล้อพร้อมเพลาคู่หนึ่งก็จะกลายเป็นรถ 4 ล้อ (4-Wheeled Car) ในขณะที่วิ่งไปบนรางก็จะรับเอาการส่ายของเพลาล้อมาโดยตรงทำให้เกิดการถ่ายรอบจุดศูนย์ถ่วง (Centre of Gravity: CG) ของตัวรถขึ้นในแนวแกนทั้งสาม คือ แกนนอนตามความยาวของรถ (X) แกน ขวางของตัวรถ (Y) และแกนตามความสูงของตัวรถ (2 โดยมีการสั่นสะเทือนรอบแกนดังกล่าว 6 ลักษณะ ได้แก่

77 ㆍ การสั่นสะเทือนรอบแกน X มี2 ลักษณะ คือ การกระตุกของตัวรถในแนวแกน X ที่เรียกว่า Jerking หรือ Fore & Aft Motion และ การโคลงรอบแกน X ที่เรียกว่า Rolling ㆍ การสั่นสะเทือนรอบแกน Y มี2 ลักษณะ คือ การไกวออกทางด้านข้างในแนวแกน Y ที่เรียกว่า Swaying และ การกระดกหน้า กระดกหลังรอบแกน Y ที่เรียกว่าการยอ (Yawing หรือ Pitching) ㆍ การสั่นสะเทือนรอบแกน 2 มี2 ลักษณะ คือ การเต้นขึ้นลงในแนวดิ่งทางแกน 2 เรียกว่า Bouncing และการส่ายตัวรอบแกน 2 ที่เรียกว่า Hunting การสั่นดังกล่าวของรถ 4 ล้อ เกิดจากการส่ายตัวแบบงูเลื้อยอยู่ของล้อพร้อมเพลาเป็นต้นเหตุ กล่าวคือ เมื่อรถ 4 ล้อ เคลื่อนไปตามทางรถไฟเพลาล้อที่ส่ายเป็นงูเลื้อยอยู่ก็จะพาเอาตัวรถเคลื่อน ตามไปด้วยดังนี้. ถ้าเพลาล้อหน้าและหลังเคลื่อนออกทางด้านข้างโดยไม่ทับรอยู่กันเป็นมุม 180 องศา (180 Degree Out of Phase) ตัวรถจะหมุนส่ายไปมารอบจุดศูนย์ถ่วง (Center of Gravity: CG) ใน แนวแกน 2 อย่างเดียวเรียกการสั่นนี้ว่า "Body Hunting" แต่ถ้าเพลาหน้าและหลังเคลื่อนออกในทิศ ทางตรงข้ามที่ไม่ทับรอยู่กัน 180 องศาพอดีก็จะเป็นเหตุให้CG ของตัวรถเซออกไปทางด้านข้างใน แนวแกน Y เรียกว่า "Body Swaying " เมื่อล้อพร้อมเพลาเคลื่อนออกไปไกลสุดทางด้านข้างแล้วเคลื่อนที่กลับโดยการคัดท้ายตัวเอง ตัวรถที่กำลังเคลื่อนตามออกไปด้านข้างจะถูกดึงกลับทำให้เกิดแรงฝืนที่ทำให้สปริงรับน้ำหนักยุบตัวลง ปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้จะทำให้เกิดการโคลงของตัวรถรอบแกน X เรียกว่า "Body Rolling" ซึ่งหาก ล้อหน้าและหลังเคลื่อนที่ออกด้านข้างทับรอยู่กันเป็นมุม 180 องศา สปริงรับน้ำหนักด้านที่อยู่ตรงกัน ข้ามจะยุบตัวพร้อมกันทำให้ CG ของตัวรถเกิดการเต้นขึ้นลงในแนวดิ่งตามแกน Z เรียกว่า "Body Bouncing" ถ้าเพลาหน้าและหลังเคลื่อนออกในทิศทางตรงข้ามที่ไม่ทับรอยู่กัน 180 องศา สปริงรับ น้ำหนักที่เพลาหน้าและเพลาหลังจะเกิดการเต้นสวนทางกัน คือด้านหนึ่งยุบตัวลงในขณะที่อีกด้าน

78 หนึ่งเด้งขึ้นปรากฏการณ์นี้จะทำให้ตัวรถกระดกหน้ากระดกหลังรอบ CG ในแนวแกน Y เรียกว่า "Body Pitching" ภาษาไทยเรียกว่าเกิด "การยอ" และการยอที่ไม่ทับรอยู่กัน (Out of Phase) ทำให้ ตัวรถกระตุกไปข้างหน้าและหลังในแนวแกน X เรียกว่า "Body Jerking" บางครั้งก็เรียกว่า "Fore and Aft Motion" ของตัวรถ 2.7.3 การสั่นสะเทือนของรถ 8 ล้อ รถไฟ 4 ล้อเป็นรถไฟที่วิศวกรรถไฟประดิษฐ์ขึ้นใช้งานในระยะแรกแต่ไม่สามารถวิ่งด้วย ความเร็วสูงได้เนื่องจากคาบในการส่ายตัวของล้อมีระยะสั้นทำให้ตัวรถมีการสั่นสะเทือนที่เกิน มาตรฐานความปลอดภัยในทุกทิศทางเมื่อวิ่งด้วยความเร็วสูงในระยะต่อมาจึงมีผู้คิดประดิษฐ์รถ 8 ล้อ ขึ้นโดยการนำเอารถ 4 ล้อ มาทำให้สั้นลงเรียกว่า "โบกี้" แล้วเอาตัวรถวางทับลงไปอีกชั้นหนึ่งเรา เรียกชื่อรถชนิดนี้โดยมีคำว่า "โบกี้" นำหน้า เช่น รถโบกี้โดยสารชั้นหนึ่งรถโบกี้โดยสารชั้นสามรถโบกี้ บรรทุกสินค้าเป็นต้น ในภาษาอังกฤษเรียกรถชนิดนี้รวมๆกันว่า Bogied-vehicleส่วนในภาษาไทยนั้น เราใช้คำว่า "โบกี้" กันจนเข้าใจว่าหมายถึง ตู้รถไฟโดยทั่วไปโดยวิธีการสร้างรถฟแบบมีโบกี้ขึ้นดังนี้การ ส่ายตัวเป็นงูเลื้อยอยู่ของล้อพร้อมเพลาซึ่งเป็นต้นเหตุของการสั่นสะเทือนของตัวรถไฟก็จะลดลงไปแต่ การสั่นสะเทือนพื้นฐานซึ่งเกิดกับรถ 4 ล้อ ก็ยังทำให้โบกี้มีการสั่นสะเทือนอยู่ตามเดิมแต่การ สั่นสะเทือนดังกล่าวจะถูกล่งผ่านขึ้นมาถึงตัวรถน้อยอยู่ลง

79 อย่างไรก็ดีแม้ว่าจะแก้ไขให้การสั่นสะเทือนที่ไม่พึงประสงค์ลดลงโดยใสโบกี้เข้าไปเพื่อให้การ สั่นสะเทือน พื้นฐานของรถ 4 ล้อ ก็จะไปปรากฎอยู่ที่ตัวโบกี้แต่การสั่นสะเทือนที่ไม่ทับรอยู่กัน (Out of phase) ของโบกี้หน้าและหลังก็ยังเป็นเหตุให้ตัวรถยังเกิดการส่ายรอบ CG อยู่ เพียงแต่มีระดับ ความรุนแรงลดลงในทำนองเดียวกันการสั่นสะเทือนในแนวแกนอื่นของตัวรถก็ยังคงมีอยู่

80 2.7.4 การสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงภายนอก ความผิดปกติของทางรถไฟจะกระตุ้นให้การสั่นสะเทือนที่มีอยู่แล้วตามธรรมชาติมีความ รุนแรงเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นในเบื้องต้นจึงต้องออกแบบเพื่อสร้างและบำรุงรักษาทางรถไฟให้มีความ มั่นคงแต่ในสภาพที่เป็นจริงก็คงหลีกเลี่ยงแรงกระทำจากภายนอกเหล่านั้นไม่ได้อย่างน้อยอยู่เมื่อรถวิ่ง ผ่านประแจซึ่งเนื้อรางโหว่เป็นช่องก็จะกระตุ้นให้เกิดการสั่นสะเทือนในแนวดิ่งที่ผิดปกติขึ้น ในการออกแบบโบกี้นั้นวิศวกรจะพยายามลดการสั่นสะเทือนจากล้อให้ขึ้นมาถึงตัวรถน้อยอยู่ ลงโดยจัดให้มีอุปกรณ์รับน้ำหนักชุดแรก (Pimary Suspension) อยู่ระหว่างเพลาล้อกับโบกี้และ อุปกรณ์รับน้ำหนักชุดที่สอง (Secondary Suspension) อยู่ระหว่างโบกี้กับตัวรถไฟนอกจาก ออกแบบการรับน้ำหนักเป็นสองชั้นแล้วยังต้องติดตั้งโช้กอัพ (Shock Absorber) เพื่อระงับการ สั่นสะเทือนที่ผิดปกติให้จางหายไปโดยเร็วส่วนการออกแบบโบกี้สำหรับรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วต่ำก็ อาจจะเป็นโช้กอัพแบบง่ายๆ เช่นรถสินค้า 4 ล้อ หรือรถโบกี้โดยสารในสมัยแรกๆซึ่งใช้สปริงแบบ เหล็กแผ่น (Leaf Spring) ไม่ติดตั้งโช้กอัพอาศัยแรงเสียดสีระหว่างแผ่นเหล็กสปริงเมื่อเกิดการสั่นใน แนวดิ่งช่วยระงับการสั่นสะเทือนไปพร้อมกับการทำหน้าที่เป็นระบบรับน้ำหนักชั้นแรกรถเหล่านี้ สามารถวิ่งได้ด้วยความเร็ว 50-70 กม./ชม. เท่านั้นเพราะแรงเสียดสีระหว่างแผ่นแหนบมีค่าไม่ แน่นอนควบคุมการสั่นได้ไม่ดีสำหรับรถโดยสารสมัยใหม่ซึ่งต้องการออกแบบให้สามารถวิ่งด้วย ความเร็วสูงจะต้องมีวิธีการควบคุมการสั่นสะเทือนที่รัดกุมกว่า ได้แก่การออกแบบโบกี้โดย ใช้CoilSpring และโช้กอัพที่มีคุณภาพสูงเป็นระบบรับน้ำหนักชั้นแรกและใช้Coil Spring หรือเบาะลม (Air Spring) หรือแผ่นยางสลับโลหะ (เช่น ผลิตภัณฑ์ของ Metallic) ในระบบรับน้ำหนักชั้นที่สอง

81 รถโดยสารในขบวนรถไฟความเร็วสูงซึ่งวิ่งด้วยความเร็ว 200-350 กม/ชม. นั้นนอกจากจะ ออกแบบติดตั้งระบบรับน้ำหนักดังกล่าวแล้วยังต้องติดตั้งโช้กอัพเป็นจำนวนมากในโบกี้แต่ละตัวเพื่อ ระงับการสั่นสะเทือนทุกทิศทางที่เกิดขึ้นดังกล่าวแล้วการออกแบบระบบรับน้ำหนักและการติดตั้งโช้ก อัพที่เหมาะสมจะควบคุมการสั่นสะเทือนได้ดีจนพื้นล้อเท่านั้นที่เสียดสีกับหัวรางเมื่อผู้เขียนนั่งรถไฟ ความเร็วสูงของญี่ปุ่นจากโตเกียวไปโอซากาสังเกตเห็นรอยู่สึกเป็นเส้นตรงบนหัวรางที่ชัดเจนไม่ค่อยมี รอยู่บังใบล้อเสียดสีกับหัวรางด้านข้างซึ่งแสดงให้เห็นความสามารถในการออกแบบที่ควบคุมการส่าย ตัวของโบกี้ได้เป็นอย่างดีผิดกับทางรถไฟของไทยซึ่ง มีรอยู่สึกที่ขอบรางด้านในเป็นจำนวนมากแสดง ให้เห็นความบกพร่องในการออกแบบและการบำรุงรักษา ที่ยังไม่สามารถควบคุมการสั่นที่เกินขอบเขต ของโบกี้ได้ดีนัก

82 2.7.5 โบกี้รถไฟแบบอื่นๆ รถไฟแบบมี2 โบกี้โบกี้ละ 2 เพลาเป็นล้อเลื่อนรถไฟแบบมาตรฐานที่มีใช้งานอยู่โดยทั่วไป อย่างไรก็ดีเนื่องจากวิธีการออกแบบนี้ทำให้รถไฟมีราคาแพงจึงมีผู้พยายามพัฒนาระบบรับน้ำหนัก แบบอื่นโดยออกแบบรถให้ใช้โบกี้ร่วมเรียก Articulated Bogieซึ่งวิศวกรเห็นว่าหากสามารถสร้างให้มี สมรรถนะ เท่ากับรถแบบใช้โบกี้แยกก็จะทำราคารถไฟถูกลงรถเหล่านี้ในภายหลังเมื่อเครื่องมือและ เทคโนโลยีมีความทันสมัยมากขึ้นก็สามารถออกแบบให้วิ่งความเร็วสูงได้ตัวอย่างเช่น รถ 4 ล้อที่ใช้ เทคโนโลยี "Talgo Pendular"ของบริษัท Talgo ในประเทศสเปนใช้ล้อชุดเดียวรับน้ำหนักรถ 2 คัน (Articulate Single-axle Bogie) สามารถทำความเร็วในขณะทดสอบได้ถึง 359 กม./ชม. ขบวนรถไฟความเร็วสูงของประเทศสาธารณรัฐฝรั่งเศสซึ่งวิ่งใช้งานจริงด้วยความเร็วสูงสุดถึง 350 กม./ ชม. ออกแบบโดยใช้ระบบรับน้ำหนักแบบใช้โบกี้ร่วมกัน (Articulated Two-axle Bogie แต่เนื่องจากการออกแบบให้รถสองคันใช้โบกี้ร่วมกันทำให้น้ำหนักกดเพลาสูงจึงไม่ค่อยเป็นที่นิยมใช้ งานแนวคิดในการออกแบบเหล่านี้เป็นความพยายามที่จะลดค่าใช้จ่ายในการสร้างและบำรุงรักษาลง ในขณะเดียวกันก็สามารถรักษาสมรรถนะการวิ่งใช้งานที่ความเร็วสูงได้โดยมีค่าการสั่นตามมาตรฐาน ความปลอดภัย

83 2.8 เทคโนโลยีการปรับเอียงขบวนรถ ในขณะที่ขบวนรถวิ่งผ่านทางโค้งด้วยความเร็วสูงจะเกิดแรงหนีศูนย์กลางซึ่งดันผู้โดยสารออก ทางด้านข้างทำให้รู้สึกไม่สบายสำหรับเส้นทางรถไฟที่ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นการเฉพาะให้ขบวนรถทุก ขบวนวิ่งเร็วเท่ากัน เช่น ทางรถไฟที่สร้างสำหรับรถไฟความเร็วสูงโดยเฉพาะก็สามารถแก้ไขได้โดยการ ยกโค้งให้รางด้านนอกสูงกว่ารางด้านในระดับที่ยกก็จะสัมพันธ์กับความเร็วที่ขบวนรถวิ่งผ่านแต่หาก เป็นเส้นทางรถไฟทั่วไปที่มีขบวนรถวิ่งเร็วไม่เท่ากันเดินร่วมทางกัน เช่น ทางรถไฟของการรถไฟแห่ง ประเทศไทย (รฟท.) ในกรณีนี้ก็ไม่สามารถดำเนินการได้เพราะหากยกโค้งเพื่อให้เหมาะสำหรับขบวน รถที่วิ่งเร็วขบวนรถที่วิ่งช้าก็จะมีปัญหาล้อรถจะเบียดรางด้านในและผู้โดยสารก็จะรู้สึกไม่สบายเมื่อ ขบวนรถวิ่งผ่านทางโค้งความพยายามที่จะแก้ไขปัญหานี้ได้ดำเนินการมานานแล้วโดยการออกแบบให้ ตัวรถเอียงทำมุมกับระนาบในขณะวิ่งผ่านทางโค้งในสมัยก่อนเมื่อเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ยังไม่ ทันสมัยก็จะใช้วิธีที่เรียกว่า "Passive Tilt" ซึ่งอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ในขณะที่รถวิ่งผ่านโค้งมา กระตุ้นอุปกรณ์ควบคุมการเอียงให้ทำงานวิธีการนี้ใช้กับรถไฟในสมัยก่อน เช่น รถไฟ Talgo Pendular ของประเทศสเปนและรถไฟ Shinano 381 ซึ่งใช้งานในประเทศญี่ปุ่นตั้งแต่ปีพ.ศ. 2515 เนื่องจากวิธีการนี้ใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์มากระตุ้นให้เกิดการเอียงจึงทำให้ขาดความนุ่มนวล ปัญหา ดังกล่าวนี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่มาช่วยเรียกวิธีการนี้ว่า "Active Tilt" วิธีการก็คือ บันทึกคุณลักษณะของทางโค้ง เช่น รัศมีโค้งการยกโค้ง (Cant Elevation) ความยาวโค้งต่อ (Transition Curve) ฯลฯ ไว้ในแผ่นบันทึกข้อมูล (Transponder) แล้วนำไปติดตั้งไว้ที่ต้นโค้งเมื่อ ขบวนรถวิ่งผ่านอุปกรณ์บนรถก็จะอ่านข้อมูลขึ้นไปบนรถคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนรถไฟก็จะปรับเอียงตัว รถให้พอเหมาะกับโค้งโดยวิธีการดังกล่าวก็จะทำให้ผู้โดยสารรู้สึกสบายในขณะที่ขบวนรถวิ่งผ่านทาง โค้ง Active Tilt เป็นวิธีการที่ใช้ออกแบบรถไฟแบบปรับเอียงได้โดยทั่วไปในปัจจุบันทั้งรถไฟธรรมดา และรถไฟความเร็วสูง

84 ขบวนรถไฟของรัฐควีนส์แลนด์ในประเทศออสเตรเลียซึ่งใช้ทางรถไฟกว้าง 1.067 เมตร และ มีทั้งขบวนรถโดยสารและสินค้าเดินร่วมทางกันขบวนรถโดยสารที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุดถึง 170 กม./ ชม. สามารถใช้เส้นทางนี้ได้โดยใช้เทคนิคการปรับเอียงขบวนรถแบบ "Active Tit" ซึ่งผู้โดยสารรู้สึก สบายเมื่อขบวนรถไฟวิ่งผ่านทางโค้งและเส้นทางรถไฟนั้นก็สามารถใช้เดินขบวนรถโดยสารธรรมดา และขบวนรถสินค้าซึ่งวิ่งช้ากว่าได้ด้วย ทางรถฟธรรมดาในทวีปยุโรปใช้ทางกว้าง 1.435 เมตร เท่ากับความกว้างของทางรถไฟ ความเร็วสูงซึ่งกิจการรถไฟความเร็วสูงได้อาศัยข้อได้เปรียบตรงนี้ด้วยการขยายพื้นที่ให้บริการโดย เดินขบวนรถเข้าไปในเส้นทางเดิมที่ยังไม่ปรับปรุงและสามารถวิ่งขบวนรถได้เร็วกว่าความเร็วปกติที่วิ่ง บนรางได้โดยใช้เทคนิคการปรับเอียงขบวนรถตัวอย่างเช่น ขบวนรถฟความเร็วสูงในประเทศสหพันธ์

85 สาธารณรัฐเยอรมนีซึ่งออกแบบให้ขบวนรถวิ่งได้ด้วยความเร็วสูงสุด 350 กม/ชม. ในเส้นทางรถไฟ ความเร็วสูงสามารถเดินขบวนรถที่ติดตั้งอุปกรณ์ปรับเอียงได้เข้าไปในเส้นทางธรรมดาโดยใช้ความเร็ว สูงสุดไม่เกิน 230 กม./ชม. รถไฟ ความเร็วสูงในประเทศสเปนใช้รางกว้างขนาด 1435 เมตรสามารถ เดินขบวนรถเข้าไปในทางรถไฟเดิมซึ่งทางกว้าง 1.668 เมตร เพื่อขยายพื้นที่การให้บริการโดย นอกจากจะติดตั้งอุปกรณ์ปรับเอียงขบวนรถแล้วยังต้องติดตั้งอุปกรณ์ปรับความกว้างของล้ออัตโนมัติ (Automatic Gauge Change-over) ไว้บนขบวนรถด้วยอย่างไรก็ดีความพยายามที่จะขยายพื้นที่การ ให้บริการด้วยวิธีการนี้จะดำเนินการเท่าที่จำเป็นเท่านั้น ทั้งนี้เนื่องจากขบวนรถที่ติดตั้งอุปกรณ์พิเศษ เหล่านี้มีราคาแพงและไม่สามารถวิ่งได้เร็วเท่ารถไฟความเร็วสูงแบบธรรมดาเมื่อกลับไปวิ่งบนทางที่ ออกแบบไว้สำหรับเป็นรถความเร็วสูงโดยเฉพาะ รถไฟความเร็วสูงในประเทศญี่ปุ่นซึ่งเปิดใช้งานมาตั้งแต่ปีพ.ศ. 2507 เป็นรถไฟความเร็วสูง สาย แรกในโลกซึ่งขณะนั้นขบวนรถไฟความเร็วสูงที่วิ่งใช้งานตามปกติวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดไม่เกิน 210 กม./ ชม. ในขณะที่ความเร็วสูงสุดจากการทดลองอยู่ที่ 256 กม./ชม. และออกแบบกายภาพของ ทางรถไฟไว้รองรับความเร็วแค่นั้นเนื่องจากไม่ได้คิดว่ารถไฟจะสามารถวิ่งได้เร็วกว่านี้อีกแล้ว ดังนั้น เมื่อรถไฟความเร็วสูงที่สร้างภายหลังวิ่งได้เร็วกว่า 300 กม./ชม. จึงมีความจำเป็นที่จะต้องเพิ่ม ความเร็วขึ้นไปอยู่ในระดับเดียวกันแต่เนื่องจากทางรถไฟส่วนใหญ่ที่สร้างไว้เดิมเป็นทางยกระดับและ อุโมงค์ลอดภูเขาจึงไม่สามารถปรับเปลี่ยนเพียงเล็กน้อยอยู่ได้นอกจากรื้อสร้างใหม่ซึ่งต้องเสียคำใช้จ่าย สูงมากตรงนี้เองที่เทคโนโลยีการปรับเอียงขบวนรถจะช่วยแก้ปัญหาได้ขบวนรถที่ออกแบบให้ปรับ เอียงได้สามารถวิ่งผ่าน ทางรถไฟเดิมที่ยกโค้งไว้รับความเร็วต่ำกว่าด้วยความเร็วสูงสุด 300 กม./ชม เนื่องจากอุปกรณ์ในการปรับเอียงมีราคาแพง จึงยังไม่มีการนำมาใช้ในประเทศไทยแม้ว่าจะเคยมี คำแนะนำ จากวิศวกรที่ปรึกษาต่างประเทศที่เข้ามาให้คำปรึกษาหลายครั้งแล้วก็ตาม

86 2.9 การสั่นที่เป็นอันตราย ในขณะที่ล้อเคลื่อนที่ไปตามทางรถไฟจะเกิดการเสียดสีระหว่างพื้นล้อกับหัวรางและเกิดการ กระแทกระหว่างบังใบล้อกับหัวรางไปพร้อมกันการกระแทกดังกล่าวเกิดขึ้น 3 ลักษณะ คือการ กระแทกตรงๆ (Zero Angularity Impact) การกระแทกในจังหวะที่ล้อเคลื่อนเข้าปะทะกับราง (Positive Angularity Impact) และการกระแทกในจังหวะจากซึ่งล้อกำลังจะเคลื่อนกลับไปในทิศทาง ตรงกันข้าม (Negative Angularity Impact) การเสียดสีและกระแทกที่เกิดขึ้นซ้ำๆจะทำให้ล้อและ รางสึกหลอไปนอกจากนั้นในจังหวะการเคลื่อนเข้าปะทะของล้อรถฟจะทำให้เกิดแรงกระแทกดังแสดง ในภาพแรงกระแทกดังกล่าวจะแตกออกเป็นแรงในแนวดิ่ง (Q) และแรงในแนวนอนเป็น (Y) ซึ่งทำให้ เกิดผลที่ตามมา 3 ประการคือ ประการแรก แรงในแนวนอน (1) ที่เกิดขึ้นขณะที่ล้อเคลื่อนเข้ากระแทกรางจะทำให้เกิด เหตุการณ์คือ 1) ล้อรถไฟปีนราง ซึ่งอาจทำให้รถตกรางได้2) ล้อรถไฟกระแทกกับหัวราง ทำให้ความ กว้างของราง เปลี่ยนแปลงไปเรียกว่าเกิดความคลาดเคลื่อนของทาง หรือ คคค. (Track Irregularity)

87 ซึ่งต้องมีการ บำรุงรักษาและ 3) ตัวรถอาจพลิกคว่ำ (Overturn) หากการกระแทกรุนแรงมากดังนั้น ในการออกแบบมิติสำคัญ (Design Dimension) ของล้อรถไฟกับหัวรางและการออกแบบระบบรับ น้ำหนักของโบกี้จะต้องกำหนดพิกัดค่าปลอดภัยของแรง V ในขณะรถวิ่งโดยทั่วไปดัชนีที่ใช้วัดการสั่นที่ เหมาะสมคืออัตราส่วนระหว่างแรงในแนวแกนนอนต่อแรงในแนวแกนตั้ง (Y/Q) อัตราส่วน Y/Q จาก การทดลองสามารถนำมาเขียนเป็นกราฟเพื่อกำหนดค่าที่ใช้ประกอบการใช้งานเป็นกราฟแสดงเกณฑ์ ปลอดภัย (Safety Zone) และเกณฑ์อันตราย (Dangerous Zone) ถ้าวิ่งใช้งานในสภาพดังกล่าวการ รถไฟอังกฤษกำหนดค่า Y/Q ที่เกิดจากล้อกระแทกกับรางอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลา 1/20 วินาทีไว้ที่ 1 สำหรับล้อรถไฟที่มีมุมยังใบ 68-70 และ 0.85สำหรับล้อที่มีมุมบังใบ 60' ส่วนการรถไฟอินเดีย กำหนดค่า Y/Q สำหรับรถจักรและรถสินค้าไว้ที่ 1 ประการที่สอง การที่ล้อเคลื่อนเข้ากระแทกหัวรางและหมุนไปพร้อมกันทำให้เกิดแรงเฉือน (Creeping Force) ที่ล้อกับรางซึ่งการเกิดซ้ำๆกันจะทำให้ผิวของล้อและรางเกิดรอยู่ร้าวเล็กๆ (Hairline Crack) รอยู่ร้าวนี้อาจขยายรุกลามจนทำให้รางหักหรือล้อแตกจึงต้องเจียรทิ้งเป็นระยะ กรณีหัวรางในทางโค้งที่ถูกกระทำซ้ำๆจะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "Rolling Contact Fatigue" (RCF) ซึ่งเป็นต้นเหตุที่ทำให้ขบวนรถไฟในประเทศอังกฤษตกรางหลายครั้ง

88 ประการที่สาม การสั่นของล้อพร้อมเพลาและการกระแทกของล้อกับรางในขณะที่รถวิ่งเป็น ปฐมเหตุการสั่นของรถไฟซึ่งในการออกแบบจะต้องกำหนดความนุ่มนวลของระบบรับน้ำหนักคือ "Ride Index" (RI) ขึ้นเพื่อใช้เป็นมาตรฐาน ค่า RI จะได้จากการคำนวณควบคู่ไปกับการทดสอบวิจัย ด้วยวิธีการ ทางวิศวกรรม ตารางที่ 2.3 ผลของ RI ที่มีต่อผู้ที่โดยสารในขบวนรถไฟโดยประมาณมีดังนี้. ค่า RI ลักษณะอาการ ความทนทานของร่างกายมนุษย์ 1.0 นุ่มนวลดีมาก เกิน 24 ชั่วโมง 1.5 นุ่มนวลพอดีปานกลาง เกิน 24 ชั่วโมง 2.0 นุ่มนวลดี เกิน 24 ชั่วโมง 2.5 นุ่มนวลเกือบดี ไม่เกิน 13 ชั่วโมง 3.0 นุ่มนวลพอใช ไม่เกิน 5.6 ชั่วโมง 3.5 นุ่มนวลใช้ได้ ไม่เกิน 2.8 ชั่วโมง 4.0 ควรปล่อยอยู่วิ่ง ไม่เกิน 1.5 ชั่วโมง 4.5 ไม่ควรปล่อยอยู่วิ่ง ไม่เกิน 45 นาที 5.0 อันตราย ไม่เกิน 15 นาที

89 ในการกำหนดมาตรฐานการออกแบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบรถไฟความเร็วสูงนั้น จำเป็นต้องมีการค้นคว้าทดลองถึงปัจจัยที่มีผลต่อความมั่นคง (Stability)ในการสั่นของขบวนรถไฟที่ สามารถวิ่งความเร็วสูงได้อย่างนิ่มนวลและปลอดภัยประเทศอุตสาหกรรมที่ผลิตรถไฟขายจำเป็นต้องมี ห้องทดลองเพื่อวิจัยเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างล้อกับราง (Wheel/Rail Interaction) โดยใช้ พารามิเตอร์ออกแบบที่ เกี่ยวข้องรวมถึงการศึกษาความมั่นคงในการสั่นของขบวนรถไฟขณะวิ่งใช้งาน ในสภาพที่อุปกรณ์ต่างๆผ่านการใช้งานไปแล้วซึ่งก็คือการศึกษาเพื่อกำหนดพิกัดการใช้งาน (Wear Limit) ของอุปกรณ์เหล่านั้นและมาตรฐานการบำรุงรักษานั่นเอง 2.9.1 ความจำเป็นในการรักษามาตรฐานมิติสำคัญของล้อและการบำรุงรักษาทางรถไฟ การสั่นของล้อเลื่อนตามที่ได้อธิบายมาแล้ว ทำให้เกิดการสึกหลอขึ้นการสึกหลอที่สำคัญ คือ การสึกหลอที่พื้นล้อ (Thread Wear) การสึกหลอที่บังใบล้อ (Flange Wear) และการสึกหลอของราง รถฟทั้งที่หัวรางและด้านข้างของรางการสึกหลอเหล่านี้ทำให้เกิดการสั่นที่ผิดแผกไปจากการออกแบบ ตามมาตรฐานเมื่อยังเป็นของใหม่ซึ่งจะต้องกำหนดพิกัดการใช้งานขึ้นและควบคุมการบำรุงรักษาเพื่อ ความปลอดภัยของขบวนรถไฟพิกัดการใช้งานของอุปกรณ์ที่ควบคุมการสั่นของขบวนรถไฟมีหลายตัว และมีความสำคัญต่อความปลอดภัยของขบวนรถซึ่งวิศวกรและผู้ที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษา จำเป็นต้องเข้าใจและเอาใจใส่โดยเฉพาะการวิ่งขบวนรถไฟที่ความเร็วสูงในที่นี้จะยกตัวอย่างผลที่เกิด จากการสั่นของขบวนรถไฟที่เกิดจากอุปกรณ์รับน้ำหนักบางรายการสึกหลอและเสื่อมสภาพตาม รูปแสดงให้เห็นว่าล้อรถไฟเมื่อใช้งานไปแล้วระยะหนึ่งจะสึกหลอจะทำให้ความลาดเอียงของพื้นล้อ เปลี่ยนแปลงความลาดเอียงของพื้นล้อ (Ar/0y) จะมีค่าเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้ความยาวคลื่นในการส่าย ตัวของล้อสั้นลงจากที่ออกแบบไว้ในขณะที่ความถี่ที่ล้อจะเซออกช้ายขวาสลับกันสูงขึ้นบังใบล้อ กระแทกกับหัวรางบ่อยู่ครั้งขึ้นทำให้ล้อและรางสึกหลอเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ

90 การสึกหลอของบังใบล้อเมื่อประกอบเข้ากับกรสึกหลอของหัวรางและการบำรุงรักษารางที่ ไม่ได้มาตรฐานทำให้ความกว้างของทางรถไฟมากขึ้น (Slack Gauge) ระยะที่ล้อรถไฟจะเพิ่มอัตราเร่ง ในการเคลื่อนออกทางด้านข้างเพิ่มมากขึ้นกว่าปกติการกระแทกระหว่างบังใบล้อกับหัวรางก็จะรุนแรง มากขึ้นทำให้น้ำหนักรถถ่ายไปอยู่ทางด้านที่ล้อกระแทกกับรางในช่วงเวลาดังกล่าวนั้นล้อรถไฟด้านที่ อยู่ตรงข้ามจะมีน้ำหนักกดเพลาลดลงเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "Wheel-off Load" อันจะทำให้ อัตราส่วน Y/O ซึ่งเป็นดัชนีที่ใช้วัดความมั่นคงในการวิ่งของขบวนรถไฟลดลงถ้าพูดในภาษาง่ายๆ ก็ คือ บังใบล้อรถไฟอาจจะเริ่มปีนขึ้นบนรางและอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้รถตกรางได้ 2.9.2 ปัจจัยอื่นที่มีผลต่อการสั่นของล้อเลื่อนรถไฟ ที่กล่าวมาแล้วเป็นการสั่นสะเทือนของล้อเลื่อนรถไฟโดยทั่วไปที่เป็นผลจากการออกแบบล้อ ซึ่งในเชิงช่างรถไฟก็จะมีแนวคิดที่วิศวกรผู้ออกแบบสามารถสรรค์สร้างและต่อเดิมแนวคิดอื่นเพื่อให้ เกิดการสั่นที่นุ่มนวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบล้อและรางของขบวนรถโดยสารที่วิ่งด้วย ความเร็วสูงมิติการออกแบบที่เกี่ยวข้องซึ่งวิศวกรสามารถใส่ความคิดริเริ่มใหม่ๆเข้าไปได้แก่มุมเอียงที่ บังใบล้อ (Flange Slope) ความลาดเอียงที่พื้นล้อ (Wheel Conicity) การบิดเบี้ยวของตัวรถ (Twist on Vehicle) ระยะว่าง (Clearance) ระหว่างที่อุปกรณ์ในระบบรับน้ำหนักของขบวนรถไฟความ สมบูรณ์ของระบบรับ น้ำหนักและโชกอัพรูปร่างของหัวรางรัศมีความโค้งของทางรถไฟ ความคลาด เคลื่อนของมิติสำคัญของทางรถไฟมิติสำคัญเหล่านี้มี2 นัย คือ มิติเมื่อใหม่ (New Dimension) เป็น มิติในช่วงเวลาที่อุปกรณ์ยังไม่ได้ใช้งานและมิติเมื่อใช้งานแล้ว (Worn-out Dimension) ซึ่งในทาง วิศวกรรมจะต้องศึกษาเรื่องการสั่นของขบวนรถไฟเพื่อหามิติในการออกแบบที่เหมาะสมซึ่งก็คือมิติ ใหม่และในขณะเดียวกันก็ต้องศึกษาการสั่นเพื่อหามิติที่การสั่นยังปลอดภัยเมื่อชิ้นส่วนอุปกรณ์ใช้งาน ไปแล้วซึ่งก็คือมิติเมื่อผ่านการใช้งานแล้วเป็นค่าการสึกหลอที่ยอมเผื่อให้(Wear Limit) โดยจะต้อง บำรุงรักษาให้อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกลับไปมีมิติสำคัญเท่ากับของใหม่เพื่อให้การสั่นของล้อเลื่อนกลับไป เหมือนเดิมตามที่ออกแบบไว้กิจการรถไฟที่ทันสมัยทั่วโลกจึงมีการศึกษาวิจัยในเรื่องดังกล่าวการวิจัยที่ สำคัญได้แก่การทดลองเพื่อหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างล้อกับราง (Wheel/Rail Interaction) และ การศึกษาเรื่องพลศาสตร์ของล้อเลื่อน (Vehicle Dynamics) การศึกษาเรื่องปฎิสัมพันธ์ระหว่างล้อกับ รางดังกล่าวนี้ก็เพื่อจะทดสอบแนวคิดใหม่ตัวอย่างเช่น ในประเทศอังกฤษมีความคิดว่าถ้าให้พื้นล้อมี ลาดชัน 2 ระดับต่อกันจะทำให้การสั่นของล้อเลื่อนรถไฟมีคุณภาพดีกว่านำไปสู่กำหนดมาตรฐานล้อ P4 ที่มีลาดเอียง 1:20 ต่อกับ 1:10 และมาตรฐานล้อนี้ยังใช้เป็นมาตรฐานของล้อรถไฟที่ประเทศมาเล เชียด้วย เป็นต้น