ใบความรู้ หน่วยที่ 1

วิชา : งานชนิ้ สว่ นเคร่ืองกลทัว่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 : ระบบส่งกาลงั เคร่ืองจกั รกล 1/14 หน่วยการเรียนรู้ท่ี 1 ระบบส่งกาลังเคร่อื งจกั รกล (MOTION TRANSMISSIONS SYSTEMS)สาระสาคญั ในการส่งกาลงั ของชน้ิ สว่ นเครือ่ งจักรกล เพื่อทาให้เกดิ การเคลอื่ นท,่ี การหมุน และเกิดเปน็ กาลงั งานนน้ั ต้องใช้ชน้ิ สว่ นต่าง ๆ หลายตัวประกอบเขา้ ดว้ ยกัน โดยคานงึ ถงึ ความสามารถเฉพาะช้ินสว่ นนนั้ ๆระบบส่งกาลังของเคร่ืองจักรกลมคี วามสาคัญมากสาหรบั คนท่ีเรียนเก่ียวกบั ชา่ งเครอ่ื งมอื กล ดงั นั้นนักศกึ ษาจะตอ้ งมีความร้คู วามเขา้ ใจเกี่ยวกบั หลกั การของระบบส่งกาลัง ระบบสง่ กาลัง และชนิ้ สว่ นท่ใี ชส้ ง่ กาลงั ของเคร่ืองจักรกล เพื่อจะได้นาความรูค้ วามเขา้ ใจไปใช้ในการซอ่ มบารุงเครอ่ื งจกั รกลและการศึกษาต่อไป1.1 หลกั การระบบส่งกาลังของเครอื่ งจักรกล ระบบการสง่ กาลงั ของเคร่อื งจกั รกลท่ใี ชต้ ามโรงงานอุตสาหกรรมโดยท่วั ไปมีหลายอย่างแลว้ แตค่ วามเหมาะสมของแตล่ ะประเภทงานที่ทา ซึง่ หลกั การสง่ กาลงั ของเคร่อื งจกั รกล คือ การสง่ กาลังจากต้นกาลงั หรือสามารถเรียกได้อกี อย่างว่า เพลาขับ สง่ กาลงั ไปยงั จดุ ทตี่ อ้ งการ เพื่อจะใชก้ าลงั งานไปใช้งานเรียกว่า เพลาตามหรอื เพลางาน ระบบการส่งกาลงั ของเครื่องจกั รกลไดแ้ ก่ การสง่ กาลังด้วยเฟอื ง โซ่ สายพาน คบั ปล้ิง(Coupling) เพลา และลูกเบย้ี ว เป็นตน้ 1.1.1 เฟือง (Gears) เฟอื งมีหนา้ ทีใ่ นการส่งกาลงั จากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง โดยอาศัยรูปทรงของฟนั เฟือง ตลอดจนมกี ารทดกาลงั ใหห้ มุนชา้ หรือหมนุ เร็วได้ ซ่ึงสามารถแบ่งไดด้ ังน้ี ดังรูปที่ 1.1 A เฟืองตรง (Spur Gears) B เฟืองเฉยี ง (Helical Gears) C เฟืองดอกจอก (Bevel Gears) D เฟอื งหนอน (Worm Gears)

วชิ า : งานช้นิ ส่วนเครอื่ งกลทวั่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเครอ่ื งจักรกล 2/14 (a) (b) (c) (d) รูปที่ 1.1 แสดงเฟืองชนดิ ต่าง ๆ 1.1.2 โซ่ (Chain Drives) โซ่ เป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ส่งกาลังเพลาหนึ่งไปยังอีกเพราหน่ึงเช่นเดียวกับเฟืองโดยลักษณะการส่งกาลังท่ีใช้รูปร่างของฟันที่จานโซ่ และร่องท่ีสายพานโซ่ในการส่งกาลัง แต่จะมีลักษณะท่ีแตกต่างจากเฟืองคือ สามารถส่งกาลังจากเพลาทีอ่ ยหู่ ่างกนั มาก ๆ ได้ เพราะความยาวของสายพานโซ่นนั้ เอง การใช้งานของโซ่เช่น การส่งกาลงั ของเครอื่ งรถจกั รยานยนต์ เปน็ ต้น ดังรูปท่ี 1.2 โดยในการบารงุ รักษาโซ่น้ีกระทาได้โดยใช้นี้สารหล่อลืน่ ก่งึ ของเหลว (จาระบี) เปน็ ตัวหลอ่ ลนื่รูปที่ 1.2 การส่งกาลังดว้ ยโซ่

วชิ า : งานชน้ิ สว่ นเคร่อื งกลทวั่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลงั เครอื่ งจักรกล 3/14 1.1.3 สายพานและล้อสายพาน (Belt and Pulley Drives) สายพานและล้อสายพานเป็นการส่งกาลัง ซึ่งกระทาได้โดยที่เพลาอยู่ห่างกันมาก ๆ และสามารถอยู่ต่างระนาบกันได้ เช่น เพลาต้ังฉากกัน เพลาสูงและต่าแตกต่างกัน เป็นต้น โดยการส่งกาลังแบบน้ี เรียกว่าการส่งกาลังแบบอ่อนตัวได้ (Flexible) แต่จะมีข้อเสีย คือ ไม่สามารถควบคุมอัตราทดท่ีแน่นอนได้ และอาจเกิดการลืน่ ไถลขณะส่งกาลงั ได้ ดงั รูปท่ี 1.3 รปู ท่ี 1.3 การส่งกาลังด้วยสายพาน 1.1.4 คับปลงิ้ (Coupling) คับปลิง้ ใชส้ ่งถา่ ยกาลังจากเพลา กรณที ต่ี ้องการสง่ ถ่ายกาลังทม่ี แี รงบดิ มาก ๆ หรืออาจเรียกไดว้ ่าเป็นข้อต่อระหว่างเพลาสองเพลาท่ีมคี วามแข็งแรง หรือบางครั้งอาจใช้ในการปอ้ งกันการใช้งานเกิดกาลงั ของเพลา(Overload) โดยแบง่ ออกเป็นคบั ปล้ิงเปน็ แบบแข็งเกร็งหรอื ตายตัว (Rigid Coupling) และคับปลิ้งแบบอ่อนตัว(Flexible Coupling) ดงั รปู 1.4 รปู ท่ี 1.4 การสง่ กาลงั ด้วยคับปล้งิ

วิชา : งานช้นิ สว่ นเคร่ืองกลทั่วไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลงั เคร่อื งจักรกล 4/14 1.1.5 คลัตช์ (Clutch) คลัตช์มีลักษณะของการสง่ ถา่ ยกาลงั จากเพลาเช่นเดียวกบั คบั ปลิ้ง แตจ่ ะมคี วามแตกตา่ งกันทใี่ นการสง่กาลงั จากอกี เพลาหนง่ึ ไปยงั อีกเพลาหนึง่ น้ัน คลตั ชส์ ามารถเลือ่ นตวั ได้ในขณะสง่ กาลงั แตค่ ับปลงิ้ ตอ้ งหยุดเพ่ือตดั ต่อกาลัง ซ่งึ ในบางครงั้ การช่วยเลอื่ นตวั ในการตัดต่อกาลังของคลัตชอ์ าจใช้คันโยกเพ่อื ความรวดเรว็ ได้ดงั รูป 1.5 รปู ท่ี 1.5 การสง่ กาลังด้วยคลตั ช์ 1.1.6 ลกู เบีย้ ว (Cams) ลูกเบีย้ วเปน็ ชิ้นส่วนเคร่ืองจักรกลทีใ่ ช้ส่งถ่ายกาลังในลักษณะการเคลื่อนที่เชงิ เสน้ หรือการกลับไปกลบั มา (Reciprocating) เพ่ือเป็นการชลหรือหน่วงเวลาในระบบเครอ่ื งจักรกล ซึ่งจะทาเปน็ ระบบการทางานอัตโนมัติ ลูกเบีย้ วมีลักษณะและรปู รา่ งหลายแบบเพ่ือทาหนา้ ทใ่ี ห้เกดิ การเคล่ือนทีแ่ บบต่าง ๆ ซึง่ การถา่ ยทอดการเคลอ่ื นท่ขี องลูกเบย้ี วจะผ่านตวั ตาม (Follower) ที่ทาใหเ้ กิดการเคล่ือนท่ีต่อไป ดังรปู ท่ี 1.6รูปที่ 1.6 แสดงการส่งกาลังด้วยลกู เบี้ยว

วิชา : งานชน้ิ ส่วนเครื่องกลทวั่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบสง่ กาลงั เคร่อื งจกั รกล 5/141.2 ระบบการส่งกาลังเคร่ืองจักรกล ระบบสง่ กาลงั ของเคร่ืองจกั รกลทใี่ ช้กนั ตามโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไปสามารถแยกออกได้เป็น 3ระบบใหญ่ ๆ ดังตอ่ ไปนี้ 1.2.1 ระบบการสง่ กาลังโดยตรง คือ ระบบการส่งกาลังท่อี อกจากแหล่งกาเนิด ซ่ึง สว่ นมากแลว้แหล่งกาเนดิ ของเคร่อื งจกั รกลทีใ่ ช้ในโรงงานอตุ สาหกรรมสว่ นใหญจ่ ะมาจากมอเตอร์ไฟฟา้ ระบบการสง่ กาลังโดยตรงจะไมม่ ีชุดอัตราทดความเร็วรอบของตน้ กาลังของมอเตอร์ไฟฟา้ หากต้นกาลงั มอเตอรไ์ ฟฟ้ามีความเร็วเทา่ ใดก็จะไดค้ วามเรว็ ออกมาเท่าน้ัน เช่น ระบบส่งกาลังของสวา่ นมือไฟฟา้ ทีใ่ ช้ทวั่ ไปแบบฟอร์มเทเบลิ หินเจียระไนมือ เป็นตน้ ซง่ึ เคร่ืองมือเหล่าน้ีไมส่ ามารถปรบั ความเรว็ ได้ ดังรูป หวั จับดอกสว่านรูปที่ 1.7 สว่านมอื ไฟฟา้ แบบพอรเ์ ทเบิลรปู ที่ 1.8 หินเจียระไนมือ

วชิ า : งานชิน้ สว่ นเครอ่ื งกลทวั่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเครื่องจักรกล 6/14 1.2.2 ระบบส่งกาลงั ทีเ่ ป็นขั้นความเรว็ คือ ระบบสง่ กาลงั ของเครื่องจกั รกลทส่ี ามารถปรับความเรว็ ได้พรอ้ มทง้ั สามารถทจ่ี ะเลือกใช้ความเรว็ รอบตามตอ้ งการ ยังสามารถปรับความเร็วรอบใหช้ า้ หรือเร็วก็ได้ โดยการปรบั ความเร็วตามตารางทก่ี าหนดมาใหท้ ่ีเคร่อื งจกั รกลนน้ั ๆ ดงั รูป รปู ที่ 1.9 ระบบการส่งกาลังทเ่ี ปน็ ขน้ั ความเร็วของเฟืองรปู ที่ 1.10 ระบบการสง่ กาลงั ทเี่ ป็นขั้นความเร็วของพลู เลย์

วิชา : งานช้นิ สว่ นเคร่อื งกลทั่วไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบสง่ กาลังเคร่อื งจักรกล 7/14 1.2.3 ระบบส่งกาลังที่ไม่เป็นข้ันความเร็ว คือ ระบบส่งกาลังท่ีสามารถเปล่ียนความเร็วรอบได้ แต่ความเร็วที่เปล่ียนน้ันจะเป็นข้ันความเร็ว โดยความเร็วท่ีได้จะปรับไปตามท่ีต้องการ ซ่ึงการปรับความเร็วของระบบการส่งกาลังแบบนี้สามารถปรบั ความเรว็ ไดล้ ะเอียดกว่าสองระบบทก่ี ล่าวมาแล้ว โดยอาศัยการใชอ้ ปุ กรณ์กลไกลระบบไฮดรอลิกส์และระบบไฟฟ้าเข้ามาช่วย เช่น การเคลื่อนท่ีของโต๊ะงานเจียระไนผิวราบ หรือการเคลอื่ นทีข่ องเพลาเครอ่ื งปัม้ ระบบไฮดรอลิกส์ เปน็ ตน้ รปู ท่ี 1.11 การทางานของระบบไฮดรอลิกส์1.3 ชนิ้ ส่วนท่ใี ช้ส่งกาลังของเครื่องจกั รกล ชิ้นส่วนท่ีใช้สง่ กาลงั ของเคร่ืองจักรกลท่ีใชก้ ันทัว่ ไปมีหลายอย่างประกอบด้วย โบลต์ นัต เพลาลิม่ รองลืน่ ตลบั ลกู ปนื เฟือง สายพาน พูลเลย์ ลกู เบีย้ ว คลัตช์ เบรก แต่ละอยา่ งทาหนา้ ที่ใช้ในการส่งกาลังแตกต่างกัน ดังรายละเอยี ด 1.3.1 โบลต์ (BOLT) โบลตเ์ ปน็ ช้ินสว่ นประกอบที่ใช้ในการส่งกาลงั มีท้งั ชนดิ ท่ีมีหวั และไม่มีหวั สามารถใสแ่ หวนรอง ปิ้นล๊อก หรือใส่แหวนลอ๊ กทลี่ าตัวโบลต์ ดงั รูป

วิชา : งานชนิ้ ส่วนเคร่ืองกลท่ัวไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบสง่ กาลังเคร่ืองจกั รกล 8/14 รูปที่ 1.12 โบลต์ชนิดตา่ ง ๆ ตามมาตรฐานเยอรมัน1.3.2 นตั (NAT) นัตเป็นชนิ้ สว่ นประกอบทีใ่ ชส้ ่งกาลงั คูก่ บั โบลต์ นัตตา่ ง ๆ มีลักษณะ ดังรูป รูปท่ี 1.13 นตั ชนดิ ตา่ ง ๆ ตามมาตรฐานเยอรมัน

วิชา : งานช้ินสว่ นเคร่ืองกลท่วั ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลงั เครื่องจักรกล 9/14 1.3.3 เพลา (SHAFT) เพลาเป็นช้นิ สว่ นท่ีใช้ส่งกาลังจากจุดหนึ่งไปยงั อกี จุดหน่ึง มที ้งั เพลาธรรมดาท่วั ไป เพลาสไปส์น เพลาข้อเหวย่ี ง ดังรปูรูปท่ี 1.14 เพลาธรรมดาทว่ั ไปรปู ที่ 1.15 เพลาสไปส์นรปู ที่ 1.16 เพลาขอ้ เหว่ียง

วชิ า : งานชิ้นสว่ นเครอื่ งกลทวั่ ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเคร่อื งจกั รกล 10/141.3.4 ลม่ิ (KEYS) ล่ิมเป็นช้นิ ส่วนประกอบในการส่งกาลงั คกู่ บั เพลา จะมรี ่องใส่ติดกบั เพลา ดังรูป รปู ท่ี 1.17 ลมิ่ เป็นส่วนประกอบอ่นื 1.3.5 รองเพลา (BEARING) รองเพลาเปน็ ช้ินส่วนประกอบที่ใชส้ ง่ กาลังคูก่ บั เพลารองเพลาทใี่ ช้กนั อยมู่ ีลักษณะรูปต่าง ๆ ดงั รปู รูปที่ 1.18 รองเพลาและสว่ นประกอบอืน่1.3.6 ตลับลูกปนื (BOLLING BEARINGS) ตลบั ลูกปนื เปน็ ช้นิ ส่วนประกอบคู่กับเพลามลี กั ษณะ ดังรปู

วชิ า : งานชิ้นส่วนเคร่อื งกลทว่ั ไป 3100-0006 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเคร่ืองจักรกล 11/14 รปู ท่ี 1.19 ตลับลกู ปืน 1.3.7 เฟือง (GEARS) เฟอื งเป็นช้ินสว่ นเครื่องจกั รกลท่ีใชส้ ่งกาลังจากจดุ หนง่ึ ไปยังอกี จุดหนึ่ง และยังสามารถส่งกาลงั เพอ่ื เปลย่ี นทศิ ทางได้ดว้ ยมลี ักษณะ ดงั รปูรูปที่ 1.20 เฟืองสง่ กาลงั ต่าง ๆ

วิชา : งานชน้ิ ส่วนเครือ่ งกลทว่ั ไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเครื่องจักรกล 12/14 (A) เฟืองตรงธรรมดา (B) เฟืองตรงและเฟอื งวงแหวน (C) เฟืองสะพาน (D) เฟอื งตรงฟนั เฉยี ง (E) เฟอื งตรงฟนั เฉียงคู่ (F) เฟืองตรงฟันก้างปลา 1.3.8 สายพาน (BELTS) สายพานเป็นช้ินสว่ นเครื่องจกั รกลทีใ่ ชส้ ่งกาลงั จากจดุ หนึง่ ไปอกี จุดหนงึ่เชน่ เดยี วกับเฟือง และยังสามารถสง่ กาลังเพอื่ เปลีย่ นทศิ ทางไดด้ ว้ ย ดังรปู รูปที่ 1.21 สายพานสง่ กาลัง 1.3.9 พูลเลย์ (PULEY) เป็นชิน้ ส่วนประกอบท่ใี ชก้ าลงั คู่กบั สายพาน พูลเลยจ์ ะมรี ูปร่างเป็นไปตามลักษณะของสายพาน ดงั รปู

วชิ า : งานชิ้นสว่ นเครอ่ื งกลท่ัวไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบสง่ กาลงั เครอื่ งจกั รกล 13/14 รปู ท่ี 1.22 พลู เลย์ 1.3.10 ลูกเบี้ยว (ROTARY CAMS) เปน็ ชน้ิ ส่วนเครอ่ื งจกั รกลทีใ่ ชส้ ง่ กาลังคู่กบั เพลาลูกเบ้ียวมลี กั ษณะดังรูป รปู ท่ี 1.23 ลกั ษณะของลูกเบ้ยี ว

วชิ า : งานช้ินสว่ นเคร่อื งกลทั่วไป 3100-0006 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 : ระบบส่งกาลังเครอื่ งจกั รกล 14/14 1.3.11 คลัตช์ (CLUTCH) คลัตชเ์ ปน็ ชิ้นสว่ นเคร่อื งจักรกลทีใ่ ชส้ ง่ กาลังคกู่ ับเพลาคลัตช์หนึ่งชุดมีสว่ นประกอบหลายอยา่ ง ดังรูป รูปท่ี 1.24 คลตั ช์และสว่ นประกอบ 1.3.12 เบรก (BRAKES) เบรกเปน็ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ใช้ในการหยดุ การส่งกาลงั ของเครื่องจักรกลซึง่ เป็นคลตั ชช์ นิดหนึง่ ดังรูป รปู ที่ 1.25 เบรกและส่วนประกอบ