หลักการทำงานเบื้องต้นของระบบนิวแมติกส์

1. ทฤษฎเี กย่ี วกับนวิ แมติกส์ 1 .1 ประวตั ิความเป็ นมา วิชานิวแมตกิ ส์เป็นหน่ึงในจานวนวิทยาการทมี่ ีมานานแลว้ และถูกพฒั นาอย่างตอ่ เน่ือง เช่น ตวั อยา่ ง ของการทมี่ นุษยร์ ู้จกั การใชล้ มอดั ไดแ้ ก่ การใช้ “ ไมซ้ างเป่ าลูกดอก ” เพอ่ื การลา่ สัตวใ์ ชใ้ น การดารงชีวิตในการน้ีลมจะถกู อดั เขา้ ไปในปอดของมนุษย์ จากน้นั ทาการปลอ่ ยลกู ดอกไปยงั เหย่ือ ระบบนิวแมตกิ ส์ หมายถึง ระบบทางานโดยใชอ้ ากาศเป็นตวั ส่งกาลงั ในการขบั เคลอ่ื นอปุ กรณ์ ทางานของเครื่องจกั รตา่ งๆ เช่น กระบอกสูบลม หรือมอเตอร์ลม เป็นตน้ นิวแมติกส์ (pneumatic) มาจากคาวา่ นิวมา (pneuma) เป็นภาษากรีกโบราณ หมายถงึ ลมหรือ ลมหายใจ ทางปรชั ญา หมายถงึ วญิ ญาณ เป็นการศกึ ษาเกย่ี วกบั ลมและลมทเี่ คลอื่ นท่ี ลมอดั จึงเป็น พลงั งานเก่าแกท่ ่มี นษุ ยร์ ูจ้ กั นามาใชป้ ระโยชน์เป็นเวลาหลายพนั ปี มาแลว้ ประมาณ 3 , 000 ปี ก่อนคริสตศ์ กั ราช มนษุ ยไ์ ดร้ ูจ้ กั วธิ ีการถลงุ แร่ ทองคา ทองแดง ดบี ุก และใชล้ ูกสูบเป่ าไฟในการชว่ ยถลงุ แร่ ตอ่ มาเทซิเบยี ส (Ktesibios) ชาวกรีกโบราณไดส้ รา้ งปื น ใหญโ่ ดยใชล้ มอดั เป็นตวั ส่งกาลงั เมอื่ 2 , 000 กวา่ ปี มาแลว้ และคนป่ าไดใ้ ชล้ มอดั เป่ าลกู ดอกจาก กระบอกไมไ้ ผ่สาหรบั หาอาหารหรือป้องกนั ตวั ในส่วนของการพฒั นาทางอตุ สาหกรรม มีการคิดคน้ เคร่ืองมือใชล้ มอดั เป็นตวั ส่งกาลงั เชน่ การทาเหมืองแร่ การเจาะอโุ มงค์ การสร้างทางรถไฟ กอ่ นปี ค.ศ. 1860 เจอร์เมน ซัมเมลเลอร์ (Grmain Soommeiller) ไดป้ ระดษิ ฐเ์ ครื่องเจาะหินสร้างอโุ มงคท์ เ่ี มาทซ์ ีนิส (Mt. Cenes) ประเทศ สวติ เซอร์แลนด์ นอกจากน้ีปี ค.ศ. 1927 บริษทั มาสชิเนเฟบริก เอสลงิ เจน (Maschinenfabrick Esslengen) ประเทศเยอรมนี ไดส้ รา้ งรถจกั ร ดเี ซลท่ีใชน้ ิวแมติกสเ์ ป็นตวั ส่งกาลงั โดยใชม้ อเตอร์ชนิดดเี ซลขบั เครื่องอดั ลมไปยงั กระบอกสูบ 2 ตวั โดยผา่ นตวั ปรบั ความดนั ทานองเดยี วกบั แรงอดั ของเครื่องไอน้า แต่มปี ัญหายุ่งยากมากจงึ ไม่มกี ารสรา้ งรถจกั รดีเซลชนิดนิวแมติกส์ ปัจจบุ นั รถจกั รดเี ซลจะทางาน 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 1

โดยใชไ้ ฮดรอลกิ เป็นตวั ส่งกาลงั และยงั มเี คร่ืองมือขนาดเล็กที่ใชห้ ลกั การอดั ลม เช่น คอ้ นลม เคร่ืองไสไม้ สวา่ น เครื่องขดั กระดาษทราย เคร่ืองเลือ่ ย เป็นตน้ การใชเ้ ครื่องจกั รแทนแรงคน ทาให้ลมอดั เป็นทนี่ ิยมกนั อยา่ งแพร่หลายในโรงงาน อตุ สาหกรรม โดยววิ ฒั นาการจากการใชร้ ะบบการทางานงา่ ยๆ แบบธรรมดาเป็นการทางานโดย อตั โนมตั ิ เชน่ เบรกลมของรถไฟ การจบั ยดึ ชิ้นงาน สายพานลาเลียง แขนกล (robot) และอน่ื ๆ และ ใน ปัจจบุ นั ได้ มกี ารนาลมอดั มาใชส้ าหรับงานตา่ ง ๆ อยา่ งกวา้ งขวาง ไดแ้ ก่ งานการประกอบ ชิ้นส่วนในโรงงานอตุ สาหกรรม งานการบรรจหุ ีบห่อ งานดา้ นกระบวนการผลติ อาหาร งานเช่ือม โลหะ งานขนยา้ ยวสั ดทุ ี่มนี ้าหนกั เบา งานพิมพ์ และงานอน่ื ๆ อกี มากมาย 1.2 ลกั ษณะเฉพาะท่สี าคญั ลกั ษณะเฉพาะทสี่ าคญั ทางนิวแมตกิ ส์สามารถนามาเปรียบเทียบกบั ระบบไฮดรอลิกได้ ดงั ต่อไปน้ี 1. โดยทวั่ ไปวงจรนวิ แมตกิ สม์ ีคา่ ความดนั ระหว่าง 4-7 กิโลกรัมแรง/ตารางเซนตเิ มตร ( kgf-cm 2 ) ซ่ึงมคี า่ นอ้ ยกวา่ ความดนั ทใ่ี ชใ้ นวงจรไฮดรอลกิ ดงั น้นั จึงเหมาะสาหรับงานเบา ๆ 2. แมว้ ่ากาลงั ทางนิวแมติกสจ์ ะมีประสิทธิผลนอ้ ยกวา่ กาลงั ทางไฮดรอลกิ ในเรื่องการควบคมุ ความเร็วรอบหมุนและการหมนุ ระหวา่ งกลาง เพราะคณุ สมบตั อิ ดั ตวั ไดง้ ่ายของลม แตพ่ ลงั งานนิว แมติกสส์ ามารถเกบ็ ไวไ้ ดใ้ นถงั เก็บ ในกรณีของการทางานแบบเป็นช่วง อาจใชเ้ ครื่องอดั อากาศทีม่ ี ความจขุ นาดเล็กแลว้ เกบ็ พลงั งาน นวิ แมตกิ สไ์ วใ้ ชง้ านหนกั ในระยะเวลาอนั ส้ัน 3. ลมอดั มคี า่ ความตา้ นทานในการไหลนอ้ ย จงึ สามารถทางานไดเ้ ร็วกว่ากาลงั ในระบบไฮดรอลิก 4. พลงั งานในระบบนิวแมตกิ สจ์ ะถูกส่งผา่ นทอ่ เพอ่ื ขบั ใหก้ ลไกลทางานทค่ี วามเร็วตอ้ งการไดอ้ ยา่ ง อิสระโดยเครื่องควบคุมความเร็ว และท่ีแรงขบั เคล่ือนท่ตี อ้ งการโดยวาลว์ ควบคุมความดนั 5. ระบบไฮดรอลกิ มกั มีการร่ัวไหลของน้ามนั ซ่ึงอาจจะทาใหเ้ กิดไฟไหม้ และ/หรือ ทาใหเ้ กิดส่ิง สกปรกข้ึน ในขณะทใ่ี นระบบลมอดั ไม่มีปัญหาดงั กลา่ วเกดิ ข้ึนถา้ วงจรถกู สรา้ งข้นึ อย่างถกู ตอ้ ง 6. ในโรงงานส่วนใหญ่ ลมอดั ถูกนามาใชป้ ระโยชน์สาหรบั งานอ่ืนอยแู่ ลว้ แต่สาหรับระบบไฮดรอ ลิกจาเป็นตอ้ งมีชุดตน้ กาลงั ( Power Uint) 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 2

7. ระบบไอรดรอลิกมีขอบเขตอณุ หภมู กิ ารทางานต่า คือ ระหวา่ ง 60-70 องศาเซลเซียส เมื่อ เปรียบเทยี บกบั ระบบลมอดั แลว้ ระบบลมอดั มคี วามสามารถในการมใชง้ านโดยทีอ่ ุณหภูมิสูงถึง 160 องศาเซลเซียส ท้งั น้ีข้นึ อยู่กบั การเลือกอปุ กรณก์ ารทางานท่ีเหมาะสม 1.3 การใช้อากาศอดั เป็ นตวั กลาง เน่ืองจากระบบอตั โนมตั ิ โดยเฉพาะในระบบอตั โนมตั ิเล็ก ๆ มปี ัญหาบางอย่างทาให้พบวา่ ไม่มีตวั กลางการทางานใดที่สามารถนามาใชไ้ ดง้ ่ายกวา่ และประหยดั กว่าระบบนิวแมตกิ สด์ งั น้นั ขอ้ ดี ของระบบน้ีอาจแบ่งหัวขอ้ ไดด้ งั ต่อไปน้ี 1. อากาศมปี ริมาณท่ไี มจ่ ากดั ในทกุ ๆ แห่ง 2. อากาศอดั สามารถส่งผา่ นไปตามทอ่ ไดง้ า่ ย แมว้ ่าจะมรี ะยะทางไกลกต็ าม 3. อากาศอดั สามารถกกั เก็บไวไ้ ด้ 4. อากาศอดั ไม่มีความจาเป็นจะตอ้ งส่งกลบั มา สามารถระบายทง้ิ ไปในบรรยากาศได้ หลงั จากการใชง้ านแลว้ 5. อากาศอดั ไมม่ คี วามรู้สึกไวต่อความเบย่ี งเบนของอณุ หภูมิ ซ่ึงทาให้การทางานมคี วาม แน่นอนสูง แมว้ า่ จะอยู่ในสภาวะ อณุ หภูมิสูงมาก ๆ กต็ าม 6. อากาศอดั ไม่เกิดการระเบดิ ง่าย ดงั น้นั จงึ ไมม่ คี วามจาเป็นตอ้ งมีอุปกรณ์พิเศษราคาแพง อ่นื ๆ เพ่อื ใชป้ ้องกนั การระเบิด 7. อากาศมคี วามสะอาดในระดบั หน่ึง ซ่ึงมคี วามสาคญั มากโดยเฉพาะในกรณี อุตสาหกรรมที่ เกย่ี วกบั อาหาร การทอผา้ ผา้ ขนสตั ว์ และเครื่องหนงั 8. ชิ้นส่วนของการทางานสาหรับอากาศอดั เป็นแบบง่าย ๆ และมีราคาถกู ในการสร้าง 9. อากาศอดั มคี วามเร็วสูง ดงั น้นั อตั ราความเร็วของการทางานจะสูงดว้ ย 10. ความเร็วและแรงของอปุ กรณท์ างานในระบบนวิ แมติกส์ สามารถปรับแตง่ ไดต้ าม ตอ้ งการ 11. เคร่ืองมอื และอุปกรณท์ างานระบบนิวแมตกิ ส์ สามารถป้องกนั งานเกนิ กาลงั ได้ 12. การเคล่ือนทีใ่ นทางตรง สามารถทางานไดโ้ ดยตรง นอกจากขอ้ ดดี งั กลา่ วมาแลว้ น้นั ระบบทใี่ ชอ้ ากาศอดั ก็มขี อ้ เสียเชน่ เดียวกนั ดงั ตวั อย่าง ดงั ต่อไปน้ี 1. อากาศอดั เป็นตวั กลางท่ีค่อนขา้ งแพงเมอ่ื เปรียบเทยี บกบั การแปลงของพลงั งานอืน่ ๆ (อย่างไรก็ ตามจะถูกชดเชยจากราคาของอปุ กรณ์ทีม่ รี าคาถกู และเป็นแบบง่าย ๆ) 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 3

2. อากาศอดั ตอ้ งการสภาวะแวดลอ้ มที่ดี ตอ้ งไม่มีฝุ่นหรือความช้ืน 3. เป็นไปไดย้ ากทจี่ ะไดค้ วามเร็วของกระบอกสูบให้มีคา่ คงทีส่ ม่าเสมอ 4. อากาศอดั จะประหยดั เฉพาะที่ใชแ้ รงขยายถงึ จดุ หน่ึงเทา่ น้นั โดยปกตแิ ลว้ ใชค้ วามดนั ท่ี600 kPa (6 bar) ขอ้ จากดั ของแรงอยทู่ ี่ประมาณ 20,000-30,000 นิวตนั ข้ึนอยกู่ บั ความเร็วและระยะทางท่ี ทางาน ถา้ ตอ้ งการแรงมากกวา่ น้ีควรใชร้ ะบบไฮดรอลิก 5. การระบายออกของอากาศมเี สียงดงั (ปัจจบุ นั มีทางแกไ้ ขคอื ใชอ้ ปุ กรณเ์ กบ็ เสียง ( silencer) ) 6. ละอองของน้ามนั ผสมกบั อากาศ ทีใ่ ชส้ าหรบั หล่อล่นื ในระบบนิวแมตกิ ส์จะถกู ระบายออกสู่ บรรยากาศ ทาใหเ้ กิดมลภาวะ (ปัจจบุ นั สามารถหลกี เล่ียงได้ โดยใชอ้ ปุ กรณ์ชนิดทีไ่ มต่ อ้ งการสาร หลอ่ ล่นื (non-lubricated) ตารางท่ี 1.1 เปรียบเทยี บระบบนิวแมตกิ สก์ บั ระบบไฮโดรลกิ ระบบนิวแมตกิ ส์ ระบบไฮดรอลกิ 1. ความดนั ใชง้ านประมาณ 6 บาร์ (bar) ไมเ่ กิน 1. ความดนั ใชง้ าน 60 บาร์ (bar) ถา่ ยทอดกาลงั 10 บาร์ (bar) ถา่ ยทอดกาลงั งานไดน้ อ้ ย งานไดม้ าก 2. ลมอดั มีการยบุ ตวั เม่ือมอี ณุ หภูมิเปล่ียนหรือ 2. น้ามนั มีความหนาแน่นมากกวา่ โอกาสยุบตวั ถูกแรงกด ทาให้กา้ นสูบเคลื่อนทไ่ี มส่ ม่าเสมอ มนี อ้ ย 3. ลมอดั สะอาดไม่ตอ้ งมที ่อไหลกลบั 3. อาจมีการรวั่ ไหลของน้ามนั ทาให้เกดิ อนั ตรายไดแ้ ละมที อ่ ไหลกลบั ลงถงั 4. อุปกรณ์มีขนาดเลก็ ราคาถกู 4. อปุ กรณม์ ีขนาดใหญ่ ราคาแพง 5. ไม่เกิดอนั ตราเมอ่ื เกดิ อุบตั ิเหตุ เพราะลมอดั 5.เม่อื เกิดอุบตั ิเหตุจากทอ่ แตกและเกดิ อนั ตราย ไมต่ ดิ ไฟและไม่ระเบดิ มากเพราะน้ามนั ไฮดรอลิก ตดิ ไฟได้ 6. อุณหภูมิใชง้ านสูง ประมาณ 160 องศา 6. อณุ หภมู ิใชง้ านไม่เกิน 70 องศาเซลเซียส เซลเซียส 7. ตอ้ งมีอุปกรณ์ชว่ ยผสมน้ามนั หล่อล่นื 7. อุปกรณ์หล่อลื่นดว้ ยตนเอง 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 4

ตารางท่ี 1.2 เปรียบเทยี บระบบนิวแมตกิ สก์ บั ระบบไฟฟ้า หวั ข้อเปรียบเทยี บ ระบบนวิ แมตกิ ส์ ระบบไฟฟ้า เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า ตน้ กาลงั เครื่องอดั อากาศหรือคอมเพรสเซอร์ สวิตช์ รีเลย์ อุปกรณ์ควบคุม วาลว์ ควบคุมทิศทาง วาลว์ ปรับอตั ราการไหล วาลว์ มอเตอร์ไฟฟ้า หลอดไฟ ควบคุมความดนั สายไฟ อปุ กรณ์ทางาน กระบอกสูบ มอเตอร์ลม อปุ กรณ์ส่งกาลงั ทอ่ ลม 1.4 ส่วนประกอบของระบบนวิ แมติกส์ 1. ตน้ กาลงั คอื มอเตอร์หรือเคร่ืองยนต์ 2. เครื่องอดั อากาศ (compressor) ทาหนา้ ทีเ่ ปลี่ยนพลงั งานไฟฟ้าเป็นพลงั งานแรงดนั (ลมอดั ) ที่มี ความดนั สูง 3. เครื่องระบายความร้อนลมอดั (heat exchange) ทาหนา้ ทรี่ ะบายความร้อนลมอดั ก่อนนาไปใช้ งาน เนื่องจากอากาศ ท่ีถกู อดั ให้มคี วามดนั สูงจะทาให้อณุ หภมู อิ ากาศสูงข้ึนตามไปดว้ ย 4. เครื่องกรองลมทอ่ ส่งลมอดั (main air filter) ทาหนา้ ท่ีกรองลมอดั กอ่ นนาไปใชง้ าน เนื่องจาก อากาศมีความช้นื และ ฝุ่นละออง 5. ถงั เกบ็ ลมอดั ทาหนา้ ท่เี กบ็ กกั ลมทท่ี าการอดั และจ่ายลมออกดว้ ยความดนั สมา่ เสมอ 6. เคร่ืองทาอากาศแห้ง (air dryer) ทาหนา้ ทกี่ าจดั ความช้นื ออกจากลมอดั ป้องกนั การเกดิ หยดน้า กลน่ั ตวั ในระบบซ่ึงจะทาความเสียหายให้อปุ กรณอ์ น่ื ได้ 7. อปุ กรณก์ รองลม (air filter) ทาหนา้ ทค่ี ลา้ ยเคร่ืองกรองลมทอ่ ส่งลมอดั 8. ชดุ ควบคุมและปรบั คุณภาพลมอดั (service unit) ติดต้งั ใกลก้ บั อุปกรณ์ทางานหรือเคร่ืองจกั ร เพอื่ กรองความช้ืน ปรับความดนั ของลมอดั และผสมน้ามนั หลอ่ ล่ืนก่อนใชง้ าน ประกอบดว้ ย 1. อุปกรณก์ รองลม (air filter) ทาหนา้ ทกี่ รองลมให้สะอาดและดกั ความช้ืน 2. อปุ กรณค์ วบคุมความดนั ลมอดั (pressure regulating value) ทาหนา้ ทรี่ ักษาความดนั ใชง้ าน ใหอ้ ย่คู งท่ี ถงึ แมค้ วามดนั ตน้ ทางจะเปลี่ยนแปลง 3. อุปกรณ์ผสมน้ามนั หลอ่ ลื่น (oil lubricator) ทาหนา้ ทผี่ สมน้ามนั หล่อลื่นใหก้ บั ลมอดั เพอ่ื ป้องกนั การเสียดสีของ อุปกรณ์ทางานท่ีมีการเคล่อื นทีใ่ นระบบ 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 5

9. อุปกรณค์ วบคุมทศิ ทางลมอดั ไดแ้ ก่ วาลว์ ชนิดต่างๆ ทาหนา้ ทเ่ี ปลยี่ นทิศทางการเคล่ือนทหี่ รือ เปล่ียนทิศทางการทางานของระบบ ประกอบดว้ ย 1. วาลว์ ควบคมุ ทิศทาง ทาหนา้ ทค่ี วบคมุ ลกู สูบเคล่อื นทเี่ ขา้ หรือเคลอ่ื นทอ่ี อก 2. วาลว์ ปรบั ความเร็ว ทาหนา้ ทคี่ วบคุมลมอดั ให้มีปริมาณมากนอ้ ยตามตอ้ งการ ทาให้ลูกสูบ เคลือ่ นทช่ี า้ หรือ เร็ว ไดแ้ ก่ วาลว์ ปรับอตั ราการไหลและวาลว์ คายไอเสีย 10. อปุ กรณ์ทางาน (working element) ทาหนา้ ทเ่ี ปล่ยี นพลงั งานแรงดนั (ลมอดั )เป็นพลงั งานกล ไดแ้ ก่ กระบอกสูบ มอเตอร์ลม 11. อุปกรณเ์ ก็บเสียงหรือตวั เกบ็ เสียง (air silencer) ทาหนา้ ทกี่ รองสียงลมหรือเก็บเสียงลมอดั ที่ออก จากรูระบายลมทิ้งไมม้ เี สียงดงั 1.5 ข้อดขี องลมอดั 1. ลมอดั สะอาดและมีความปลอดภยั หากมกี ารร่ัวกไ็ มเ่ ป็นอนั ตราย สามารถปล่อยสู่บรรยากาศได้ โดยไม่มีผลเสียตอ่ ส่ิงแวดลอ้ มและไม่ก่อใหเ้ กดิ อนั ตราย 2. มปี ริมาณไมจ่ ากดั 3. การเก็บลมอดั ไวใ้ นถงั ทาใหส้ ามารถใชง้ านไดต้ ามตอ้ งการและอุปกรณท์ างานไดอ้ ยา่ งต่อเนื่อง 4. ไมเ่ กดิ การระเบิดหรือตดิ ไฟกรณีมกี ารร่ัวซึม ทาให้ไม่ตอ้ งมีอุปกรณ์ป้องกนั ราคาแพง 5. อุณหภมู ิใชง้ านสูง 6. อุปกรณ์มโี ครงสร้างงา่ ย ราคาถูก ทนทาน ซ่อมบารุงรักษางา่ ย 7. สามารถส่งถ่ายไดระยะทางไกลๆ ไม่ตอ้ งมีท่อลมกลบั สามารถปล่อยทงิ้ ไดเ้ ลยเมือ่ ใชแ้ ลว้ 8. สามารถควบคุมความเร็ว ความดนั ดว้ ยอปุ กรณ์ทง่ี ่ายและราคาถกู 9. สามารถใชง้ านเกนิ กาลงั (over load) โดยอุปกรณ์ไมเ่ กดิ ความเสียหาย 10. ระบบสามารถทาใหอ้ ุปกรณท์ างาน(ลูกสูบ)สามารถเคล่ือนทดี่ ว้ ยความเร็วสูงไดป้ ระมาณ 1-2 เมตร/วนิ าที หรือ 10 เมตร/วนิ าที สาหรับลูกสูบแบบพเิ ศษ 1.6 ข้อเสียของลมอดั 1. ลมอดั มีความช้ืนและฝุ่นละออง จึงตอ้ งมีอปุ กรณ์กรองความช้ืนและฝุ่นละอองก่อนนาไปใชง้ าน 2. ลมอดั มีเสียงดงั ขณะระบายทงิ้ จึงตอ้ งมอี ุปกรณเ์ ก็บเสียง 3. ความดนั ของลมอดั เปลยี่ นแปลงตามอณุ หภมู ิ ทาใหล้ กู สูบเคลื่อนท่ีไมส่ มา่ เสมอ 4. ลมอดั ทางานไดท้ ค่ี วามดนั จากดั ประมาณ 7 bar หรือไดแ้ รงในช่วง 20,000 - 30,000 นวิ ตนั 5. ลมอดั เป็นตวั กลางที่ราคาแพงเมือ่ เปรียบเทียบกบั ระบบเปลีย่ นแปลงพลงั งานอนื่ ๆ แตก่ ็ไดร้ ับ 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 6

การชดเชยจากราคาของอุปกรณ์บางชิ้นท่ีมรี าคาถูกและมีสมรรถนะ (จานวนรอบของการทางานท่ี สูงกว่า) 1.7 หลกั การเบื้องต้นทางด้านฟิ สิกส์ของระบบนิวแมติกส์ อากาศมีสถานะเป็นก๊าซ วดั ทคี่ วามดนั 1 บรรยากาศ (เชิงปริมาตร) ประกอบดว้ ย ไนโตรเจน 78% ออกซิเจน 21% ทเ่ี หลอื เป็น 1% เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ อาร์กอน ฮเี ลียม คริป ตอนและซีออน นอกจากน้ยี งั มีความช้ืนหรือไอน้าผสมอยูป่ ระมาณ 1% โดยน้าหนกั 1.7.1. ความดนั (pressure) ความดัน หมายถงึ แรงกดดนั ของบรรยากาศตอ่ หน่ึงหน่วยพ้ืนท่ี เครื่องมอื ทีใ่ ชว้ ดั ไดแ้ ก่ มานอมเิ ตอร์ เกจวดั ความดนั เป็นตน้ หน่วยการวดั ความดนั มหี ลายหน่วย เช่น นวิ ตนั ต่อตาราง เมตร ( N / m2 ) หรือปาสคาล (Pa) ปอนด์ต่อตารางน้วิ (lb / in2 ) รูปท1่ี ภาพประกอบคาอธบิ ายเก่ยี วกบั ความดัน 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 7

1. ความดนั บรรยากาศ Patm (atmospheric pressure) คือ ความดนั สภาวะบรรยากาศปกตมิ คี า่ เท่ากบั 1.013 บาร์ (1.013 * 105 N/m2)ในระบบ SI และ 14.7 ปอนด์/ตารางนิ้ว (lb / in2 ) ในระบบ เมตริก 2. ความดนั สมั บูรณ์ Pabs (absolute pressure) คอื ความดนั จริงซ่ึงอาจจะมากกว่าหรือ นอ้ ยกว่าความดนั บรรยากาศ ข้นึ อยกู่ บั ความดนั ทเี่ กจวดั ได้ ความดนั เกจมคี ่าเป็นบวก (+) หากความ ดนั ขณะน้นั มากกวา่ ความดนั บรรยากาศ และความดนั เกจมคี ่าเป็นลบ (-) หากความดนั ขณะน้นั นอ้ ย กวา่ ความดนั บรรยากาศ จะไดว้ ่า ความดนั สมั บรู ณ์ Pabs = Patm+ Pgauge 3. ความดนั เกจ Pgauge(gauge pressure) คือ ความดนั ท่ีอ่านไดจ้ ากเกจวดั ความดนั ซ่ึงมีความ ดนั มากกว่าความดนั บรรยากาศโดยใหค้ วามดนั บรรยากาศเป็นความดนั เร่ิมตน้ ศนู ยข์ องความดนั เกจ เท่ากบั Pgauge = Pabs - Patm 4. ความดนั สุญญากาศ Pvac(vacuum pressure) คอื ความดนั ท่ตี ่ากว่าความดนั บรรยากาศ (เกจวดั มคี า่ เป็นลบ) แตม่ ากกว่าความดนั ศนู ยส์ ัมบูรณ์ 5. ความดนั ศูนยส์ มั บูรณ์ Pabsz(absolute zero pressure) คือ ความดนั ทีม่ คี า่ เป็นศนู ยจ์ ริง คอื ไมม่ ีความดนั อยูเ่ ลยถือว่าเป็นความดนั สมั บรู ณ์ต่าสุด 1.8. แรง (force) แรง หมายถึง การกระทาของวตั ถุหน่ึงตอ่ อกี วตั ถุหน่ึงโดยพยายามให้วตั ถุทถ่ี ูกกระทา เคลื่อนท่ีไปตามทิศทางของแรงน้นั แรงเป็นปริมาณเวคเตอร์ การบอกคุณลกั ษณะเฉพาะอยา่ ง สมบูรณ์ของแรงตอ้ งประกอบดว้ ย ขนาด ทิศทาง และจดุ ทแี่ รงกระทาจาก สูตร F = ma เมื่อ F = แรง มีหน่วยเป็น นิวตนั (N) หรือกโิ ลกรัมเมตร/วนิ าที 2 (kg.m/sec2) m = มวลของวตั ถุ มหี น่วยเป็น กิโลกรมั (kg) a = ความเร่ง มหี น่วยเป็น เมตร/วินาที2(m/sec2) 3100-0106 นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 8

1.9. อณุ หภูมิ (temperature) อุณหภูมิ หมายถึง ระดบั ความร้อนทม่ี อี ยู่ของสารในสภาวะต่างๆ เคร่ืองมอื ทใ่ี ชว้ ดั คอื เทอร์โมมเิ ตอร์ มหี น่วยเป็น องศาเซลเซียส ( C ) และองศาเคลวิน ( K ) 0 องศาเซลเซียส ( C ) = 273 องศาเคลวิน ( K ) องศาเคลวนิ ( K ) = องศาเซลเซียส ( C ) + 273 1.10. ความชื้น (humidity) 1. ความช้ืน หมายถึง จานวนไอน้าท่ีปนอยูใ่ นอากาศและสามารถกลนั่ ตวั เป็นหยดน้าได้ ข้ึนอย่กู บั ความช้นื สัมพทั ธ์และสภาวะอากาศ 2. ความช้ืนสัมพทั ธ์ (relative humidity) คือ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความช้ืนสัมบูรณต์ อ่ ปริมาณความอิม่ ตวั ของไอน้าในอากาศ คิดเป็นเปอร์เซน็ ต์ มสี ูตรการคานวณ ดงั น้ี relative, humidity = absolute, humidity 100% saturate, quantity เม่อื relative humidity คอื ความช้ืนสมั พทั ธ์ absolute humidity คอื ความช้ืนสัมบรู ณ์ มหี นว่ ยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3) saturate quantity คอื ปริมาณความอิม่ ตวั ของไอน้า มีหน่วยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3) 3. ความช้ืนสัมบูรณ์ (absolute humidity) คือ ปริมาณไอน้าทอี่ ยู่ขณะน้นั มีหน่วยเป็นกรมั / เมตร3 (g/m3) 4. ปริมาณความอ่มิ ตวั ของไอน้า (saturate quantity) คอื จานวนไอน้าทอ่ี ากาศสามารถรบั ไวไ้ ดจ้ นถึงจุดอมิ่ ตวั มีหน่วยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3) 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 9

1.11.เครื่องอดั อากาศ (compressor) เคร่ืองอดั อากาศ คือ เครื่องจกั รกลที่ทาหนา้ ที่อดั อากาศทด่ี ดู เขา้ มาทมี่ คี วามดนั ปกติใหม้ ี ความดนั สูงข้นึ แลว้ เก็บไวใ้ นถงั เก็บลมอดั เพือ่ นาไปใชง้ านโดยการจ่ายไปตามท่อลมให้กบั เคร่ืองจกั รหรืออุปกรณ์ทางานต่างๆตอ่ ไป ชนดิ ของเครื่องอัดอากาศสามารถแบ่งออกเป็ น 6 ชนดิ ได้แก่ 1.เคร่ืองอดั อากาศชนิดลกู สูบ (piston compressor) 2.เครื่องอดั อากาศชนิดไดอะแฟรม (diaphragm compressor) 3.เคร่ืองอดั อากาศชนิดสกรู (screw compressor) 4.เครื่องอดั อากาศชนิดใบพดั เล่อื น(sliding vane rotary compressor) 5.เครื่องอดั อากาศชนิดใบพดั หมนุ (root compressor) 6.เคร่ืองอดั อากาศชนิดกงั หนั หรือกระแสอากาศ (turbo compressor or flow compressor) 1.11.1. เคร่ืองอัดอากาศชนดิ ลูกสูบ (piston compressor) เป็นชนิดทนี่ ิยมใชม้ ากท่สี ุด สามารถอดั อากาศไดจ้ าก 4-300 บาร์ มรี าคาถูก ประสิทธิภาพ ดี ส่งลมได้ 2-500 ลูกบาศก์เมตร/นาที สามารถจาแนกชนิดตามจานวนช้นั ของการอดั อากาศไดอ้ กี เชน่ ชนิดลูกสูบอดั ช้นั เดียว(single stage) ความดนั 4-10 บาร์ ชนิดลูกสูบอดั สองช้นั (double stage) ความดนั 15-30 บาร์ ชนดิ ลกู สูบอดั สามช้นั (triple stage or multistage) ความดนั 250 บาร์ข้นึ ไปซ่ึง เป็นแรงดนั สูง ใชท้ ้งั ชนิดลกู สูบอดั สามช้นั ชนิดลกู สูบอดั สี่ช้นั (four stage) หรือชนดิ ลูกสูบอดั หลายช้นั (multi-stage) เครื่องอดั อากาศชนดิ ลูกสูบน้นั ลมอดั จะมีอณุ หภมู สิ ูงเนอ่ื งจากลมโดนอดั ให้มคี วามดนั สูง จงึ มกี าร ลดอุณหภมู ขิ องลมอัดด้วย มี 3 วธิ ี คือ 1. ระบายความร้อนตามธรรมชาติ โดยการทาครีบระบายความรอ้ นทกี่ ระบอกสูบ 2. ระบายความร้อนโดยใชพ้ ดั ลมระบายความร้อนอยูภ่ ายนอกทอ่ นิยมใชก้ บั เครื่องอดั อากาศท่มี ขี นาดใหญ่ 3. ระบายความร้อนดว้ ยน้า โดยการให้ทอ่ น้าอยภู่ ายในทอ่ ลมทาการแลกเปลี่ยนความรอ้ น โดยการใหน้ ้าพาความรอ้ นจากอากาศไป ถา่ ยเทออกภายนอก 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 10

รูปท่ี 2 เครื่องอัดอากาศชนดิ ลกู สูบ (piston compressor) 1.11.2. เครื่องอดั อากาศชนดิ ไดอะแฟรม (diaphragm compressor) การทางานคลา้ ยกบั ชนิดลกู สูบเพยี งแตใ่ ชแ้ ผน่ ไดอะแฟรมในการดดู และอดั อากาศแทนการใช้ ลกู สูบ รูปที่ 3 เครื่องอดั อากาศชนดิ ไดอะแฟรม (diaphragm compressor) 1.11.3. เคร่ืองอัดอากาศชนดิ สกรู (screw compressor) การทางานใชก้ ารหมุนขบกนั ของเพลาที่มลี กั ษณะเป็นสกรู 2 เพลา โดยตวั หน่ึงมฟี ันเป็น เสน้ นูน อีกตวั หน่ึงเป็นเส้นเวา้ ฟันเพลาหมนุ ขบเขา้ หากนั ทาใหเ้ กดิ การอดั อากาศ 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 11

รูปที่ 4 เคร่ืองอัดอากาศชนดิ สกรู (screw compressor) 1.11.4. เครื่องอัดอากาศชนิดใบพดั เลอ่ื น(sliding vane rotary compressor) การทางานใชแ้ รงเหว่ียงหนีศนู ยก์ ลางในการทาใหใ้ บพดั เล่ือนเกดิ การเลอื่ นเขา้ ออกในร่อง ใบพดั โดยเม่อื เพลาหมุนจนใบพดั เล่ือนออกจากร่องเกดิ หอ้ งที่มีปริมาตรหน่ึงรบั อากาศเขา้ มาเตม็ ห้อง แลว้ เพลาหมนุ ตอ่ จนใบพดั เลอ่ื นเขา้ ไปเรื่อยๆปริมาตรของหอ้ งทรี่ ับอากาศเลก็ ลงแต่ปริมาณ อากาศเดิม อากาศจึงถกู อดั ให้มคี วามดนั สูงข้ึน เคร่ืองอดั อากาศชนิดน้ีหมุนเรียบ ไม่มเี สียงดงั ผลิต ลมอดั ไดส้ ม่าเสมอ ไมข่ าดเป็นห้วงๆเหมือนชนิดลูกลบู รูปท่ี 5 เคร่ืองอดั อากาศชนดิ ใบพดั เลอื่ น(sliding vane rotary compressor) 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 12

1.11.5. เครื่องอัดอากาศชนิดใบพดั หมนุ (root compressor) การทางานใชก้ ารหมุนเขา้ หากนั ของใบพดั 2 เพลา โดยใบพดั ท้งั สองเพลาจะรับอากาศจาก ทางลมเขา้ แลว้ กวาดลมไปดา้ นทางลมออก แตป่ ริมาตรดา้ นทางลมออกจะเทา่ กบั ดา้ นทางลมเขา้ ไม่ เกดิ การอดั จากการลดปริมาตรเหมอื นชนิดใบพดั เลอ่ื น แตเ่ กดิ การอดั อากาศเน่ืองจากการเพ่มิ ปริมาณอากาศใหก้ บั ดา้ นทางลมออกจนมปี ริมาณและความดนั ท่มี ากพอทีเ่ อาชนะความดนั ดา้ นทาง ลมออกทมี่ ีอยแู่ ลว้ รูปที่ 6 เครื่องอดั อากาศชนดิ ใบพดั หมุน (root compressor) 1.11.6. เคร่ืองอดั อากาศชนิดกังหนั หรือกระแสอากาศ (turbo compressor or flow compressor) การทางานอาศยั หลกั การใชก้ งั หันในการเปลี่ยนความเร็วลม(พลงั งานจลน)์ เป็นลมอดั (พลงั งานความดนั ) มี 2 ชนิด ไดแ้ ก่ 1. เคร่ืองอดั อากาศชนิดเรเดยี ลโฟลว์ หรือเซนตริฟิ วกลั (radial-flow or centrifugal compressor) อาศยั แรงเหว่ียงหนีศนู ยก์ ลางในการทาใหอ้ ากาศเกดิ ความดนั 2. เครื่องอดั อากาศชนิดแอกเซียลโฟลว์ (axial-flow compressor) 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 13

รูปท่ี 7 เคร่ืองอดั อากาศชนดิ กงั หนั หรือกระแสอากาศ (turbo compressor or flow compressor) 1.12.การควบคมุ และบารุงรักษาเคร่ืองอัดอากาศ เนื่องจากถงั เก็บลมไม่สามารถเกบ็ ลมที่อตั ราได้ เพราะอาจเกิดอนั ตรายได้ จงึ ตอ้ งมีการ ควบคมุ การทางานของเคร่ืองอดั อากาศและการจา่ ยลมอดั ให้มีความเหมาะสม 1. การควบคุมแบบเปิ ด-ปิ ด(on-off or stop-start) คอื การใชส้ วิตชค์ วามดนั ทาการต่อ วงจรไฟฟ้าใหเ้ ครื่องอดั อากาศทางานเมือ่ ความดนั ภายในถงั ลดลงนอ้ ยกว่าความดนั ท่ตี ้งั ไว้ และตดั วงจรไฟฟ้าให้เคร่ืองอดั อากาศหยดุ ทางานเมือ่ ความดนั ภายในถงั ถึงหรือมากกวา่ ความดนั ทตี่ ้งั ไว้ ใช้ ควบคุมเคร่ืองอดั อากาศขนาดเล็ก 2. การควบคมุ แบบอนั โหลดดิงเรกูเลชนั (unloading regulation) คอื หลกั การทางาน คลา้ ยวิธีเปิ ด-ปิ ด แต่ไมม่ กี ารตดั วงจรไฟฟ้าโดยมอเตอร์ยงั คงทางานปกติ คอื หมุนตวั เปลา่ ใชใ้ น กรณีต้งั ระดบั ความดนั ชว่ งแคบๆ มี 2 วธิ ี 2.1 การควบคุมวิธีระบายลมอดั (exhaust regulation) คอื การใชล้ มอดั ไปดนั วาลว์ 2/2 ใหป้ ลอ่ ยแรงดนั ลมออกเมอ่ื แรงดนั ลมสูงกว่าแรงดนั ของสปริงวาลว์ ทต่ี ้งั ไว้ เม่ือความดนั ต่าลงแลว้ วาลว์ 2/2 กจ็ ะเลอ่ื นกลบั ตาแหน่งปิ ดดว้ ยแรงดนั ของสปริง 2.2 การควบคุมวธิ ีปิ ด (shut-off regulation) คือ การใหล้ มอดั ไปดนั วาลว์ 3/2 ไวเ้ ม่ือ ลมอดั สูงมากกว่าความดนั สปริง วาลว์ 3/2 จะถกู เลือ่ น ทาให้ลมอดั หมุนเวยี นจากเคร่ืองอดั อากาศ เขา้ สู่ระบบผ่านวาลว์ 3/2 และเม่อื ความดนั ตา่ ลงวาลว์ 3/2 จะเลือ่ นกลบั ตาแหน่งเดมิ 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 14

1.12.1 การบารุงรักษาเคร่ืองอดั อากาศ 1. ควรตดิ ต้งั ในบริเวณทีไ่ ม่มีฝ่นุ ละออง แหง้ และมอี ณุ หภูมิตา่ เพราะอากาศทเี่ ยน็ จะ ไดป้ ริมาณลมอดั ทมี่ าก 2. ตดิ ต้งั ชุดกรองอากาศดา้ นดดู เขา้ และทาความสะอาดไสก้ รองสมา่ เสมอ 3. ตรวจดรู ะดบั น้ามนั หลอ่ ลื่นและเปล่ยี นถา่ ยน้ามนั หลอ่ ลน่ื ทุก 500 ชวั่ โมงการทางาน 4. ตรวจหารอยรว่ั ตามขอ้ ต่อต่างๆอยา่ งนอ้ ยปี ละคร้ัง 5. ระบายน้าในถงั เก็บลมอดั หรือในท่อออกเมื่อเลกิ งาน 1.12.2 ระบบทาความสะอาดลมอดั เนื่องจากการมีความช้ืนและละอองน้าทาให้อปุ กรณ์ภายในทีเ่ ป็นโลหะเกิดสนิม ฝุ่น ละอองหรือเศษของแข็งทาให้อปุ กรณ์ท่มี กี ารเคลือ่ นทีเ่ กดิ การเสียดสีและสึกหรอ และปัญหาอน่ื อกี มากมายจงึ จาเป็นตอ้ งมกี ารทาความสะอาดลมอดั เพ่ือยืดอายุของอุปกรณท์ างานดว้ ยอุปกรณ์ป้องกนั ดงั น้ี 1. เคร่ืองระบายความร้อน มี 2 ชนดิ คอื 1.1 เคร่ืองระบายความร้อนชนดิ ระบายความรอ้ นดว้ ยอากาศ คือ การใหล้ มอดั ไหลใน ท่อผา่ นเครื่องระบายความรอ้ นซ่ึงมีครีบและพดั ลมเป่ าอากาศ เม่อื ลมอดั ระบายความรอ้ น ออกไอน้าที่ปนอยจู่ ะกลนั่ ตวั เป็นหยดน้า 1.2 เคร่ืองระบายความรอ้ นชนิดระบายความร้อนดว้ ยน้า คือ การให้น้าพาความรอ้ น ออกจากลมอดั โดยให้ท่อน้าอยู่ในท่อลมอดั 2. เคร่ืองทาอากาศแห้ง มี 3 ชนิด คอื 2.1 เครื่องทาอากาศแหง้ ชนิดใชส้ ารดูดความช้ืน (absorption drying) คอื การใช้ แคลเซียมคลอไรด์ โซเดยี มคลอไรด์หรือลิเธียมคลอไรด์ ดดู ความช้นื ของเหลว เศษ ของแข็งเลก็ ๆและน้ามนั ให้กลายเป็นสารละลาย แลว้ ระบายทงิ้ ดา้ นนอก 2.2 เครื่องทาอากาศแหง้ ชนิดใชส้ ารดดู ซบั ความช้ืน (absorption drying) คือ การใชซ้ ิลิ กาเจล(silica gel) แอกติเวเตดอะลูมนิ า(activated alumina) เป็นเมด็ เล็กๆมีรูพรุน เมอ่ื ดูดซับ ความช้ืนแลว้ จะเปลี่ยนสีสามารถนากลบั มาใชใ้ หม่ได้ สารดดู ความช้ืนบรรจุอยู่ในถงั 2 ถงั โดยจะทางานสลบั กนั ตามเวลาทต่ี ้งั ไวโ้ ดยใชข้ ดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าในการเปิ ดปิดวาลว์ 2.3 เคร่ืองทาอากาศแหง้ ชนิดลดอุณหภูมิใหต้ า่ (low temperature drying) หรือชนิดใช้ 3100-0106 นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 15

เครื่องทาความเยน็ (drying by refrigeration) คือ การใชเ้ คร่ืองทาความเยน็ แบบอดั ไอ (compression) ในการทาใหอ้ ณุ หภมู ลิ มอดั ลดลง ให้ความช้ืนทีป่ นมากลนั่ ตวั เป็นหยดน้า 3.เคร่ืองกรองลมทอ่ ส่งลมอดั (main filter) คือ ถงั ที่มีไส้กรองละเอียดประมาณ0.01-3 ไมครอน ทาจากโลหะซินเทอร์ กระดาษไวร์โคลท ไหมเทยี ม หรือฝา้ ย ทาหนา้ ทกี่ รองส่ิง สกปรกและความช้ืนที่หลงเหลอื หรือตกคา้ งในท่อส่งลมอดั 4. ชดุ ควบคมุ และปรบั ปรุงคณุ ภาพลมอดั (service unit) ประกอบดว้ ย 4.1 อปุ กรณก์ รองอากาศ (compressed air filter) ทาหนา้ ที่กรองฝุ่นละอองและสิ่ง สกปรกตา่ งๆ ความช้ืนหรือน้าทก่ี ลน่ั ตวั เป็นหยดน้า 4.2 อปุ กรณค์ วบคมุ ความดนั (regulator) ทาหนา้ ทป่ี รบั ความดนั ลมให้คงทแี่ ละ เหมาะสมกบั ระบบ มี 2 แบบคือ 4.2.1 อปุ กรณ์ควบคุมความดนั ชนิดไม่มกี ารระบายความดนั ออกสู่บรรยากาศ ทางานโดยเมอ่ื ความดนั เกนิ ไดอะแฟรมจะถกู ดนั ให้ดงึ กา้ นวาลว์ ลงมาปิ ดทางลมเขา้ และจะ เปิ ดอกี ทีเ่ ม่ือความดนั ลมทางออกเหลือนอ้ ยจนไม่สามารถดนั สปริงแผน่ ไดอะแฟรมลง ตอ่ ไปได้ 4.2.2 อุปกรณ์ควบคุมความดนั ชนดิ ไมม่ ีการระบายความดนั ออกสู่บรรยากาศ ทางานโดยเมื่อความดนั ทางออกสูงมากจะดนั ไดอะแฟรมลง ทาให้เดือยเปิ ดรูระบายลมตรง กลางแผ่นไดอะแฟรมใหเ้ กิดการระบายลมอดั ท่ีเกนิ ออก และเมอ่ื แรงดนั นอ้ ยลงสปริง ไดอะแฟรมจะดนั ใหไ้ ดอะแฟรมเล่ือนข้นึ รูระบายจึงถูกปิดดว้ ยเดือยตามเดมิ 4.3 อุปกรณ์ผสมน้ามนั หล่อลืน่ (compressed air lubricator) ทาการผสมน้ามนั โดยอาศยั หลกั การความดนั ทแ่ี ตกต่างกนั บริเวณคอคอด โดยน้ามนั หล่อลืน่ ทีใ่ ชเ้ ป็นประเภทเดียวกบั น้ามนั ไฮดรอลกิ ความหนืด 2 − 4 E อณุ หภมู ิ 20 C หรือ SAE 10 ในโรงงานทีม่ ี อปุ กรณน์ ิวแมติกสจ์ านวนมากไดม้ ีการติดต้งั อปุ กรณ์เติมน้ามนั หล่อลื่นแบบอตั โนมตั ิ โดย ใชล้ กู ลอยในการควบคมุ การป้อนน้ามนั 4.4 เกจวดั ความดนั (pressure gauge) ใชว้ ดั ความดนั ในระบบนิวเมตกิ ซ่ึงมคี วามดนั ไม่ เกนิ 10 บาร์ เกจที่นิยมใช้ คอื บูร์ดอง เกจ (bour gauge) 1.13.การบารุงรักษาชุดควบคมุ และปรับปรุงคณุ ภาพลมอดั 1. อุปกรณ์กรองอากาศ - ระบายน้าในหลอดแกว้ ทกุ วนั (กรณีระบายน้าดว้ ยมอื ) - ทาความสะอาดไสก้ รองตามกาหนดเวลา - ลา้ งชิ้นส่วนพลาสตกิ ดว้ ยน้ายาทาความสะอาดพลาสตกิ 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 16

2. อปุ กรณ์ควบคมุ ความดนั - หมนุ ปรบั ต้งั ความดนั ให้ถกู ทิศทาง ไมค่ วรใชค้ ีมหรือของแข็งบิดเกลยี ว 3. เกจวดั ความดนั - คอ่ ยๆหมนุ วาลว์ ต้งั ความดนั ให้เข็มค่อยๆขยบั ชา้ ๆเพอื่ ป้องกนั เขม็ เสียหายและยืดอายุการ ใชง้ าน - ไมต่ ้งั ความดนั สูงกว่าทีใ่ ชง้ านจริง 4. อปุ กรณผ์ สมน้ามนั หลอ่ ล่ืน - เตมิ น้ามนั หลอ่ ลื่นในหลอดแกว้ ให้อยู่ในระดบั ทใี่ ชง้ าน - เปลยี่ นและตรวจสอบระบบเติมน้ามนั หล่อล่นื หากน้ามนั มสี ีขาวขนุ่ ขนั เน่ืองจากมสี ิ่ง สกปรกปะปนในน้ามนั 1.14 อปุ กรณ์ทางานในระบบนวิ แมตกิ ส์ อุปกรณใ์ นระบบนิวแมติกส์ (Air Cylinders) กระบอกสูบทีใ่ ชก้ นั มากในระบบนวิ แมตกิ ส์ แบง่ ออกได2้ ชนิด คือกระบอกสูบชนิดทางานทางเดยี ว (single acting air cylinder)และกระบอกสูบชนิด ทางานสองทาง (double acting air cylinder) 1.14.1 กระบอกสูบทางเดียว (SINGLE ACTING CYLINDER) กระบอกสูบทางเดียวใชแ้ รงดันลมอดั กระทาก้านสูบให้เคลื่อนที่เพียงด้านเดียว ส่วนการ เคลื่อนที่กลบั จะอาศยั แรงสปริง กระบอกสูบแบบน้ีจะใช้กบั งานที่ตอ้ งการแรงกระทาไม่มากนัก เนื่องจากแรงที่กระทากับโหลดจะถูกตา้ นดว้ ยแรงสปริง ขนาดของกระบอกสูบประเภทน้ีที่นิยม ผลติ กนั จะมขี นาดไม่โตกว่า 10 เซนติเมตรและระยะชกั ไม่เกนิ 10 เซนตเิ มตร 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 17

รูปท่ี 8 โครงสร้างของกระบอกสูบชนิดทางานทางเดียว 1.14.2.กระบอกสูบสองทาง (DOUBLE ACTING CYLINDER) กระบอกสูบแบบสองทางจะใชแ้ รงดนั ลมกระทาใหก้ า้ นสูบเคลอื่ นทเ่ี ขา้ และออกท้งั สอง ทาง แรงกระทาที่ไดจ้ ากกระบอกสูบชนิดน้จี ะมากกว่ากระบอกสูบแบบทางเดยี วเพราะไมม่ ีแรงสปริงเป็นตวั ตา้ น จึงเหมาะสาหรบั งานแทบทุกประเภททตี่ อ้ งการการเคล่อื นท่ีในลกั ษณะทีเ่ ป็นแนวเส้นตรง 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 18

รูปที่ 9 โครงสร้างของกระบอกสูบชนดิ ทางานสองทศิ ทาง 1.14.3.กระบอกสูบสองทางชนิดมตี ัวกันกระแทก (CUSHIONED CYLINDER) ในงานบางอย่างการเคล่ือนที่เขา้ และออกของกา้ นสูบจะเคล่อื นทีด่ ว้ ยอตั ราเร่งและ ความเร็วสูงจะทาให้เกดิ การกระแทกระหวา่ งลูกสูบกบั ฝาสูบ งานลกั ษณะน้ีถา้ ไมม่ กี ารป้องกนั แลว้ จะทาให้ 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 19

กระบอกสูบชารุด หรือมีอายุการใชง้ านส้ันลงได้ ดงั น้นั จงึ ตอ้ งออกแบบให้มเี บาะลมคอยตา้ นการกระแทก ของลกู สูบก่อนจะสุดชว่ งชกั รูปท่ี 10 กระบอกสูบชนดิ ทางานสองทศิ ทางมอี ุปกรณ์ป้องกันการกระแทก การทางาน เม่ือลูกสูบ 7 ถูกดนั ให้วงิ่ ออกจาทาใหล้ มอดั ท่ีอยดู่ า้ นกา้ นสูบถูกดนั ใหอ้ อกจากกระบอก สูบทางหมายเลข 9 และ10 ซ่ึงขณะน้ีความเร็วของลูกสูบ 7กย็ งั มคี วามเร็วปกตจิ นกระท้งั เดือย 6 ดนั ซีล 4 ใหป้ ิ ดทางออกของลมอดั หมายเลข 10 (ซ่ึงเป็นทางออกปกตขิ องลมในกระบอกสูบ)ทาให้ ความดนั ลมมีทางออกเพยี งทางเดียวเทา่ น้นั คอื ทางหมายเลข 9 แตท่ างออกหมายเลข 9 จะตอ้ งผา่ น วาลว์ ปรบั ขนาดของชอ่ งทางหมายเลข 2 ทาใหล้ มอดั ในกระบอกสูบวิง่ ออกจากกระบอกสูบได้ นอ้ ยลง ถา้ ปรบั วาลว์ 2 ใหแ้ คบลงไปอีก ความเร็วของลูกสูบก็ยิง่ ลดนอ้ ยลงไปอกี (ความเร็วของ ลกู สูบข้นึ อยูก่ บั การระบายลมอดั ให้ออกมาจากกระบอกสูบไดร้ วดเร็วมากนอ้ ยเพียงไร) ถา้ ดูในรูปท่ี 4 ในขณะน้ีเป็นตาแหน่งหดกลบั ของลกู สูบท่ปี ิ ดทางออกของลมอดั ในทางออกปกตแิ ตจ่ ะเปิ ดทาง ออกลมอดั ใหอ้ อกทางวาลว์ เขม็ หมายเลข 1 เท่าน้นั ทาให้ความเร็วของลูกสูบลดนอ้ ยลง การ กระแทกระหว่างลูกสูบกบั ฝาครอบท้งั ดน้ หวั และทา้ ยกเ็ ลก็ นอ้ ยตามไปดว้ ย 1.15.วาล์วและอุปกรณ์ทีใ่ ช้ในการควบคุม ส่วนประกอบในการทางานของระบบนิวแมติกส์จะประกอบไปดว้ ย ชุดตน้ กาลงั ซ่ึงทา หนา้ ทส่ี ่งลมอดั ให้กบั อุปกรณ์ท้งั หมด อปุ กรณใ์ หส้ ญั ญาณ อปุ กรณค์ วบคุม และอปุ กรณ์ทางาน การ ท่อี ุปกรณ์ทางาน เชน่ กระบอกสูบ จะเคลื่อนท่ีเขา้ ออกไดต้ ามความตอ้ งการกต็ อ้ งอาศยั อุปกรณ์ให้ 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 20

สญั ญาณและอุปกรณค์ วบคุม ซ่ึงไดแ้ ก่วาลว์ ตา่ งๆ นนั่ เอง วาลว์ มอี ย่หู ลายชนิดดว้ ยกนั แต่ละชนิดก็มี หนา้ ท่แี ตกตา่ งกนั ออกไป เชน่ ควบคมุ การเคลื่อนทข่ี องอปุ กรณ์ทางาน ควบคมุ ปริมาณการไหลของ ลมอดั ควบคุมความดนั ทใ่ี ช้ ควบคุมการเริ่มและหยุดการทางานของวงจรนิวแมตกิ ส์ เป็นตน้ วาล์วในระบบนิวแมติกส์สามารถแบ่งออกได้เป็ น 5 ประเภทดว้ ยกนั ตามลกั ษณะหนา้ ท่ี และการใชง้ าน กล่าวคือ วาล์วในระบบนิวแมตกิ ส์ 1)วาลว์ ควบคมุ ทศิ ทาง (Directional Control Valve) 2)วาลว์ ชนดิ ลมไหลทางเดียว (Non-return Value) 3)วาลว์ ควบคุมความดนั (Pressure control Valve) 4)วาลว์ ควบคุมอตั ราไหล (Flow control Valve) 5)วาลว์ เปิ ด-ปิดและวาลว์ ผสม (Shut-off Valve and Valve combination) 1.15.1 วาล์วควบคมุ ทศิ ทางการไหลของลมอดั วาลว์ ควบคมุ ทิศทางการไหลของลมอดั มหี น้าทเ่ี ลอื กทิศทางการไหลของลมอดั ให้ไปตาม ทิศทางท่ีตอ้ งการ ท้งั น้ีเพื่อให้อุปกรณ์ทางาน เช่น กระบอสูบ มอเตอร์ลม สามารถทางานและ เคล่อื นทีใ่ นทศิ ทางที่ถูกตอ้ งตามความตอ้ งการ โดยใช้หลกั การเปิ ดปิ ดลมอดั จากรูลมอดั หน่ึงไปยงั รู ลมอดั อกี รูหน่ึง 1.15.1.1.สัญลักษณ์และการเรียกชื่อวาล์ว ในงานอุตสาหกรรมนิยมใช้สัญลกั ษณ์เพ่ือความสะดวก รวดเร็วและง่ายต่อการทาความ เขา้ ใจ การทางานของเครื่องจกั รที่ใช้ระบบนิวแมติกสก์ ็เชน่ เดียวกันมสี ญั ลกั ษณ์ที่ใชอ้ ยหู่ ลายระบบ ด้วยกัน เช่น ASA (American Standard Association) ISO (International Standard Organization) JIS (Janpanese Industrical Standard) JIC (Joint Industry Conference) DIN (Deutsche Industrie Norm) ซ่ึงแตล่ ะระบบจะมีความแตกต่างกนั ไม่มากนกั หากเขา้ ใจถึงสัญลกั ษณข์ องระบบใดระบบ หน่ึงแลว้ ในระบบอน่ื ก็สามารถกระทาไดไ้ มย่ ากนกั ตาแหน่งการทางานของวาลว์ : สญั ลกั ษณ์ที่ใชแ้ ทนตาแหน่งการทางานของวาลว์ จะแทน ดว้ ยรูปสี่เหลี่ยมดงั ตอ่ ไปน้ี 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 21

สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.3 ความหมาย วาลว์ 1 ตาแหน่ง วาลว์ 2 ตาแหน่ง การเขียนสญั ลกั ษณ์ จะใชร้ ูปสี่เหลย่ี มหน่ึงรูปแทนตาแหน่งของวาลว์ 1 ตาแหน่ง ถา้ วาล์ว ควบคุมมตี าแหน่งการทางานหลายตาแหน่งก็จะมีรูปส่ีเหล่ียมหลายรูปต่อกัน เช่น วาลว์ ควบคมุ 2 ตาแหน่งก็จะมีรูปส่ีเหล่ียม 2 รูปติดต่อกัน ในลักษณะส่ีเหลี่ยมที่แสดงตาแหน่งของวาล์วน้ีจะ ประกอบดว้ ยตาแหน่งปกติ หรือตาแหน่งท่ีวาลว์ ยงั ไม่ถูกเล่ือนและตาแหน่งการทางานของวาลว์ ซ่ึง สามารถแสดงให้เห็นด้วยตวั เลขที่กาหนดภายในช่องส่ีเหลี่ยม โดยเลข 0 หมายถึงตาแหน่งปกติ หมายเลขอ่ืน หมายถึงตาแหน่งทางาน ซ่ึงอาจเป็นตาแหน่งท่ี 1,2 หรือ 3 เรียงลาดบั กนั ไปแลว้ แต่ว่า วาลว์ จะมกี ต่ี าแหน่ง รูปท่ี 11 แสดงตวั อย่างสัญลกั ษณ์ของวาล์ว ทางต่อลมของวาล์วควบคุมทิศทางในระบบนิวแมติกส์จะมีการกาหนดรหัสทางต่อลม เพ่อื ให้เกิดความสะดวก และเขา้ ใจตรงกนั ในการออกแบบ และตอ่ วงจร การกาหนดรหัสทางตอ่ ลม ของวาลว์ ควบคุมทศิ ทางโดยทวั่ ๆ ไปสามารถกระทาไดด้ งั ต่อไปน้ี ตารางท่ี 1.4 ตัวเลข ตัวอักษร ตวั อกั ษรต่อ หน้าท่ี 3100-0106 นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 22

1 P Sub รูระบายลมอดั เขา้ วาลว์ 2,4 A,B Out รูตอ่ ลมอดั ไปใชง้ าน 3,5 R,S Ex รูระบายลมท้ิง 12,14 X,Y,Z Signal In รูต่อเขา้ วาลว์ ควบคุมเพ่ือผลในการบงั คบั ให้ วาลว์ ทางาน เสน้ และหัวลูกศรท่เี ขียนเป็นสญั ลกั ษณข์ องวาลว์ ควบคุมทศิ ทาง สัญลกั ษณ์ ตารางท่ี 1.5 ความหมาย ทศิ ทางหัวลูกศรจะหมายถึง ท่อทางภายในวาลว์ ซ่ึงจะทาให้ ลมผ่านตลอดตามทิศทางหวั ลูกศร ทอ่ ทางของวาลว์ ทถี่ กู ปิ ดก้นั ไมใ่ ห้ลมผา่ นไปได้ ท่อลมของวาลว์ ต่อถงึ กนั แสดงดว้ ยจุดตอ่ จุดใหญ่ แสดงวา่ การระบายลมอดั ภายในตวั ของวาลว์ เอง แสดงวา่ การระบายลมอดั สามารถต่อท่อหรือติดตวั เก็บเสียง ได้ แหล่งจ่ายลมที่ต่อเขา้ กบั วาลว์ ควบคุม 3100-0106 นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 23

การเรียกช่ือวาล์วควบคุมทิศทาง : การเรียกชื่อวาล์วควบคมุ ทิศทางในระบบนิวแมติกสจ์ ึงเรียกช่ือ โดยเรียกทางต่อลมก่อนแลว้ ตามดว้ ยตาแหน่งการทางานดงั จะกลา่ วต่อไปน้ี สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.5 (ต่อ) ความหมาย วาลว์ ควบคมุ 2 ทาง 2 ตาแหน่งปกติปิ ด (2/2 D.C. Valve Normally Closed) วาลว์ ควบคมุ 2 ทาง 2 ตาแหน่ง ปกตเิ ปิ ด (2/2 D.C. Valve Normaly Opened) วาลว์ ควบคมุ 3 ทาง 2 ตาแหน่ง ปกตปิ ิ ด (3/2 D.C. Valve Normally Closed) วาลว์ ควบคุม 4 ทาง 2 ตาแหน่ง ปกตเิ ปิ ด (3/2 D.C. Valve) สัญลกั ษณ์ ตารางท่ี 1.5 (ต่อ) ความหมาย 3100-0106 นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 24

วาล์วควบคุม 4 ทาง 3 ตาแหน่ ง (4/2 D.C. Valve Closed Center) สาหรับตาแหน่งกลางน้ีมีอยู่หลายแบบแล้วแต่ ลกั ษณะของการนาไปใชง้ าน วาลว์ ควบคมุ 5 ทาง 3 ตาแหน่ง (5/3 D.C. Valve) วาลว์ ควบคมุ 5 ทาง 4 ตาแหน่ง (5/4 D.C. Valve) 1.15.2.การเลอ่ื นวาล์วควบคมุ การเล่ือนให้วาลว์ ควบคุมเปล่ยี นทศิ ทางการเคลือ่ นท่ีน้นั สามารถทาไดห้ ลายลกั ษณะ ข้ึนอยู่กบั ลกั ษณะของวงจรที่ออกแบบ เพ่ือใชใ้ นงานทแ่ี ตกต่างกนั ออกไป โดยท่ีลกั ษณะของการ เลอื่ นวาลว์ ควบคุมทศิ ทางแบ่งออกไดเ้ ป็น 5 ประเภทดว้ ยกนั ดงั ต่อไปน้ี การเลอื่ นวาล์วควบคมุ โดยใช้กล้ามเนื้อ : สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.6 ความหมาย ใชก้ ลา้ มเน้ือในการเลอื่ น (สญั ลกั ษณ์ทว่ั ไป) ใชม้ ือกด 3100-0106 นิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์ 3(4) 25

ใชเ้ ทา้ เหยียบ ใชม้ อื ดึง ดนั มตี วั ล็อคตาแหน่ง การเลอื่ นวาล์วควบคมุ โดยใช้กลไก : สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.7 ความหมาย ใชก้ ลไกภายนอก ใชส้ ปริงดนั ให้อยู่ตาแหน่งปกติ ใชก้ ลไกภายนอกกดทางานสองทิศทาง เชน่ ใชก้ า้ นสูบกด ใชก้ ลไกภายนอกกดแต่ทางานในทิศทางเดยี วกนั ส่วนอกี ทศิ ทางหน่ึงจะไม่ทางาน 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 26

การเลอ่ื นวาล์วควบคมุ โดยใช้ลมควบคุม : สัญลกั ษณ์ ตารางท่ี 1.8 ความหมาย ใชส้ ญั ญาณลมดนั ใหว้ าลว์ เล่ือนไป และเล่ือนกลบั ใชส้ ัญญาณลมระบายทิง้ ให้วาลว์ เลือ่ นไป และเล่ือนกลบั ใชส้ ัญญาณลมดนั ใหว้ าลว์ เลอ่ื นโดยใชค้ วามแตกตา่ งของ พ้ืนท่ีหนา้ ตดั ของวาลว์ ใชส้ ญั ญาณลมควบคุมทางออ้ ม คอื ใชล้ มไปดนั วาลว์ ใหผ้ า่ น ลิ้นช่วย (Pilot Valve) ทอ่ี ยูภ่ ายในตวั วาลว์ ไปดนั เมนวาลว์ ให้ เคลอ่ื นท่ี 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลิกส์ 3(4) 27

ใชล้ มเขา้ ดนั แบบรีโมด ใชล้ มระบายทงิ้ ไปเล่ือนวาลว์ โดยผา่ นลน้ิ ชว่ ยทอ่ี ยภู่ ายในตวั วาลว์ แบบระบายลมออกสู่บรรยากาศ การเลอื่ นวาล์วควบคมุ โดยใช้ไฟฟ้า : สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.9 ความหมาย ใชโ้ ซลนิ อยด์จานวน 1 ชดุ ทาใหว้ าลว์ เลอื่ น ใชโ้ ซลินอยดจ์ านวนมากกวา่ 1 ชุด ทางานทิศทางเดยี วกนั เพ่อื ใหว้ าลว์ เล่อื น ใชโ้ ซลนิ อยด์จานวนมากกว่า 1 ชุด ทางานทิศทางตรงขา้ มกนั เพ่อื ใหว้ าลว์ เลอ่ื น 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 28

การเลอื่ นวาล์วควบคุมโดยใช้วธิ แี บบผสม : สัญลกั ษณ์ ตารางที่ 1.10 ความหมาย ใชโ้ ซลอิ ยด์เปิ ดทางลม และลมเป็นตวั เล่ือนวาลว์ ใชล้ ูกกลงิ้ ไปเปิ ดทางลมให้เป็นตวั เลอ่ื นวาลว์ ใชโ้ ซลินอยด์ หรือแรงดนั ลมอย่างใดอย่างหน่ึง ในการเลอ่ื น วาลว์ ใชโ้ ซลนิ อยด์ หรือมอื กดในการเล่ือนวาลว์ ใชโ้ ซลนิ อยดเ์ ปิ ดทางลมให้ลมไปเลอ่ื นวาลว์ ใชโ้ ซลนิ อยด์เปิ ดทางลม หรือใชม้ ือกดไปเปิ ดทางลมเพื่อให้ ลมไปเลือ่ นวาลว์ 3100-0106 นิวแมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 29

1.16.การกาหนดหรือให้อุปกรณ์หรือวธิ ีแสดงขน้ั ตอนการทางานในวงจรนวิ แมติกส์ การกาหนดหรือให้รหสั อปุ กรณ์หรือวธิ ีแสดงข้นั ตอนการทางานในวงจรนิวแมตกิ สม์ ี 2 วธิ ีคือ 1.16.1.การเขยี นรหสั อปุ กรณ์โดยใช้ตวั เลข การใชต้ วั เลขแทนอปุ กรณม์ ี 2 วิธีคือ 1. การเรียงลาดบั ตวั เลข ไมม่ กี ารแยกกลุม่ การทางานโดยจะนบั จากแถวลา่ งข้ึนไปซ่ึงเป็น อุปกรณใ์ ห้สัญญาณจนถึงอุปกรณ์ทางานโดยเริ่มต้งั แต่อปุ กรณ์ให้สญั ญาณจะเป็น 0.1 0.2 อปุ กรณ์ ควบคุม การทางานเร่ิมจาก 1.1 จากซ้ายไปขวา จากลา่ งข้นึ บนจนครบทุกตวั ทาใหย้ ุ่งยากถา้ วงจรมี กระบอกสูบจานวนมาก เพราะไมท่ ราบว่าแต่ละตวั ทาหนา้ ที่อะไร จึงไมน่ ิยมใช้ 2.การแบง่ เป็นกล่มุ ตวั เลขเรียงตามลาดบั การวางอปุ กรณใ์ นวงจรนิวแมตกิ ส์จะวางเป็นแถวมแี ถว หลกั อยู่ 4 แถว และมีอุปกรณ์ชว่ ย 1 แถว เรียงตามลาดบั จากบนลงล่างวธิ ีน้ีนิยมใชเ้ พราะเป็นหมวด หมู อา่ นเขา้ ใจงา่ ย 1.16.2การเขยี นรหสั อปุ กรณ์โดยใช้ตวั อักษร การใชต้ วั อกั ษรภาษาองั กฤษแทนอุปกรณ์ในวงจรทีก่ ระบอกสูบทางานเป็นระบบ และ อุปกรณ์สัญญาณไมแ่ บ่งเป็นกลุ่มตามสัญญาณบงั คบั กระบอกสูบ โดยใชต้ วั อกั ษรภาษาองั กฤษ ตวั พิมพใ์ หญ่แทน อุปกรณ์การทางาน คือกระบอกสูบ มอเตอร์ลมการแสดงข้นั ตอนการทางานของ กระบอกสูบต่างๆโดยใชต้ วั อกั ษรภาษาองั กฤษผสมกบั เคร่ืองหมาย + และ - มีหลกั เกณฑด์ งั น้ี อกั ษรตวั พิมพใ์ หญ่ หมายถึง อุปกรณก์ ารทางาน เชน่ กระบอกสูบใดทางานกอ่ นจะไดร้ บั ตวั อกั ษร ก่อน เช่น กระบอกสูบ A,B,C ตามลาดบั เครื่องหมาย + หมายถึง ลกู สูบเคลอ่ื นทีอ่ อก เช่น A+ B+ เคร่ืองหมาย - หมายถงึ ลูกสูบเคลอ่ื นท่เี ขา้ เชน่ A+ B+ 3100-0106 นิวแมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ 3(4) 30