ວິຊາ การขนถ่ายวัสดุ

66 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ การออกแบบระบบขนถ่ายวสั ดุ - ความหนาแน่นรวม (bulk density) คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของวัสดุปริมาณ มวลต่อปริมาตรรวมของวัสดุน้ัน - มุมกองพื้น มี 2 ประเภท คือ มุมกองพื้นขณะหยุดน่ิง (angle of repose) และ ขณะเคลอ่ื นที่ (angle of surcharge) - ความคม เรียบ และไมเ่ รยี บ - แรงเสียดทาน ขนึ้ อยู่กบั ชนิดของวัสดุกบั อปุ กรณ์ขนถ่าย 2.5 การวเิ คราะห์ต้นทุนของการขนถ่ายวสั ดุ การผลิตสินค้าในระบบอุตสาหกรรม อาจจะกล่าวได้ว่ามีเพียง 2 หน้าท่ีหลักใหญ่ ๆ คือ กระบวนการ (processing) มีหน้าที่ปรับเปลี่ยนรูปร่างทางกายภาพของวัสดุ และการขนถ่าย วัสดุ(material handling) มีหน้าท่ีนาวัสดุเข้า เคล่ือนท่ีผ่านหรือออกจากกิจกรรมของกระบวนการ ส่วน ต้นทุนของกระบวนการ และการขนถ่ายวัสดุขึ้นอยู่กับลักษณะของอุตสาหกรรมแตล่ ะประเภท แต่โดยท่วั ๆ ไป ต้นทุนท้ัง 2 ประเภทรวมกันประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ของต้นทุนการผลิต และต้นทุนการขนถ่ายวัสดุจะ มคี า่ ประมาณ คร่งึ หน่ึงของต้นทนุ ทั้ง 2 ประเภทรวม หรอื ประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของต้นทุนการผลติ จะเห็นได้ว่า ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ เป็นส่วนที่สาคัญของต้นทุนการผลิต ดังนั้นจึงควรได้รับความ สนใจ เพื่อท่ีจะได้ใช้เป็นข้อมูลในการบริหารจัดการด้านการขนถ่ายวัสดุให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด อุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะไม่มีการแยกบันทึกต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ แต่จะรวมอยู่ในค่าโสหุ้ยการผลิตหรือ คา่ ใชจ้ ่ายโรงงาน (factory overhead) 2.5.1 ปญั หาการวิเคราะห์ต้นทุนการขนถา่ ยวัสดุ เหตุผลท่ัวไปของการไมแ่ ยกบันทึกตน้ ทุนการขนถ่ายวัสดุ คือ มีความยุ่งยากและไม่สามารถแยกได้ อย่างละเอียดถูกตอ้ ง แม้ในความเป็นจริงมีความเป็นไปได้และไม่ยงุ่ ยาก แต่จะตอ้ งปรับเปลีย่ นทศั นคติหรือ มองปัญหาด้านการขนถ่ายวัสดุของผู้ที่เกี่ยวข้องให้แตกต่างจากเดิม ปัญหาการดาเนินการ เพ่ือให้ทราบ ต้นทุนที่แท้จริงของการขนถ่ายวัสดุ ส่วนหน่ึงมาจากความคิดท่ีว่า เป็นการยากที่จะแสดงรายละเอียดของ งาน เพื่อที่จะแยกต้นทุนการขนถ่ายวัสดุออกจากต้นทุนทางอ้อมอื่น ๆ ตัวอย่างเหตุผลท่ัวไปของ แนวความคิดเดิม มีดงั ต่อไปน้ี 1. ตน้ ทนุ การขนถา่ ยวัสดุสว่ นมากรวมอยู่ในแรงงานทางอ้อม 2. มีต้นทุนการขนถ่ายวัสดุจานวนมากซ่อนอยู่ในแรงงานทางตรง เน่ืองจากเป็นส่วนหน่ึง ของการปฏิบัตหิ นา้ ที่ และถกู จาแนกโดยวิธีการศกึ ษาเวลา และทางบญั ชวี ่า เป็นแรงงานทางตรง 3. ยากทจ่ี ะหาตน้ ทุนดาเนินงานของอุปกรณ์ขนถา่ ยวัสดุ 4. มคี วามสัมพนั ธ์ที่ซบั ซ้อนระหวา่ งการขนถา่ ยวัสดุกับกจิ กรรมอืน่ ๆ 5. ยากท่จี ะระบุต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ 6. ไมม่ ีผรู้ บั ผิดชอบโดยตรง 7. การบันทึกไม่เหมาะสมและสมบูรณ์ 8. มีหลักการทแ่ี ตกตา่ งกันจานวนมากว่าอะไร คือ การขนถา่ ยวสั ดุ 9. แผนกบัญชไี ม่ยินดีทจ่ี ะดาเนินการวเิ คราะหด์ า้ นการขนถ่ายวสั ดุ 10. การดาเนนิ งานทัง้ หมดไมเ่ พียงพอท่ีจะแยกเปน็ หนว่ ยยอ่ ย อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

67 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การออกแบบระบบขนถ่ายวสั ดุ 11. กจิ กรรมการขนถ่ายวัสดรุ วมอยใู่ นงานอนื่ 12. วิธีการขนถ่ายวสั ดุมคี วามแตกตา่ งกนั ทง้ั เวลาและเงอื่ นไข 13. ตน้ ทุนการขนถ่ายวัสดอุ าจไมส่ ัมพนั ธ์กับตัววดั ผลผลิตอื่น ๆ 14. อาจไมค่ ้มุ คา่ ในการหาต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ เมื่อมคี วามยุง่ ยาก โดยธรรมชาตขิ องคนสว่ นมากจึงชอบทจ่ี ะทาในส่ิงที่งา่ ยกว่า ต้นทุนการ ขนถ่ายวสั ดจุ ึงถกู มองขา้ ม และไม่ไดร้ ับความสนใจมาเปน็ เวลานาน 2.5.2 เหตุผลทตี่ อ้ งทราบตน้ ทนุ การขนถา่ ยวสั ดทุ แ่ี ท้จริง เนื่องจากต้นทุนการขนถ่ายวัสดุเป็นส่วนใหญ่ของการผลิต ดังนั้นการบริหารจัดการท่ีดีจะต้องไม่ ละเลยท่ีจะหาวิธีการบริหารจัดการให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด มีเหตุผลท่ีจะต้องดาเนินการเก่ียวกับต้นทุน การขนถ่ายวัสดุ คอื 1. จะทาให้สามารถบนั ทกึ ตน้ ทุนการผลติ ไดอ้ ย่างละเอียดถูกต้อง 2. จะทาใหส้ ามารถควบคมุ การขนถ่ายวัสดไุ ดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพ 3. จะทาใหม้ ีโอกาสในการปรับปรุงต้นทุนและวิธีการ 4. เป็นข้อมูลสาหรบั การเปรยี บเทียบในการประเมินเชงิ เศรษฐศาสตรแ์ ละค่าใช้จ่าย เมอ่ื มขี ้อเสนอ ในการปรับปรงุ วิธกี าร 5. สามารถตรวจสอบผลดา้ นตน้ ทนุ ของข้อเสนอทเ่ี กี่ยวกบั การขนถา่ ยวัสดุ 6. ใช้เป็นเหตุผลสนับสนุนการใช้เงินในการลงทุนระบบอัตโนมัติและระบบท่ีใช้กลไกเป็นส่วนใหญ่ ดว้ ยการประเมินตน้ ทนุ จากกิจกรรมที่ทดแทนดว้ ยการทางานของอุปกรณ์ท่เี สนอ 7. เพ่ือชว่ ยทาใหต้ ้นทนุ การขนถ่ายวัสดตุ ่าสุด 8. ทาใหส้ ามารถสะท้อนการขนถา่ ยวสั ดไุ ดล้ ะเอียด และถูกตอ้ งจากต้นทุนการผลติ รวม 9. เพอ่ื ปอ้ งกนั การผิดเพ้ียนของตน้ ทนุ การขนถ่ายวสั ดุท่ปี ระมาณจากค่าใชจ้ า่ ยโรงงาน 10 เพื่อการจดั ทางบประมาณ 11. เพื่อเปน็ ขอ้ มูลในการหาประสิทธภิ าพของการขนถา่ ยวสั ดุ 12. จะทาใหแ้ รงงานทางตรงทางานในส่วนของการผลิตโดยได้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ 13. ใชเ้ ป็นเหตผุ ลในการเพ่มิ บคุ ลากรหรอื ติดต้ังอุปกรณ์ขนถา่ ยวัสดเุ พ่ิมเตมิ 14. ช่วยในการหาความตอ้ งการสาหรบั การเปลย่ี นแปลงดา้ นการขนถ่ายวสั ดุ ผจู้ ัดการโรงงานที่มีแนวความคิดก้าวหน้าจะต้องคานึงถึงเหตุผลความจาเป็นที่จะต้องทราบต้นทุน การขนถ่ายวัสดุที่ถูกต้องจากการดาเนินงาน เนื่องจากว่า ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุเป็นส่วนใหญ่ของต้นทุน การผลิตจากเหตผุ ลขา้ งบน ต้นทนุ การขนถ่ายวัสดจุ ะตอ้ งทาใหถ้ กู ตอ้ งจากท่ีได้ถูกละเลยมาเป็นเวลานาน 2.5.3 ความจาเป็นทจ่ี ะตอ้ งมีวิธกี าร เน่ืองจากขอบเขตของการขนถ่ายวัสดุมีความกว้างขวางมาก เริ่มต้ังแต่ผู้จัดหา (supplier) จนถึง ผู้บริโภค (customer) ดังนั้นการขนถ่ายวัสดุจึงมีความสัมพันธ์กับหน้าท่ีอื่น ๆ ในองค์การจานวนมาก ความสัมพนั ธ์บางลกั ษณะสามารถประเมินต้นทุนได้งา่ ยและบางลักษณะประเมินไดย้ าก จึงจาเป็นต้องมกี าร วางแผน และมีความพยายามทุก ๆ ข้ันตอนในการวิเคราะห์ เพ่ือให้แน่ใจว่าจะได้ข้อมูลที่ถูกต้องและ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

68 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ แมน่ ยาเพียงพอ ในหัวขอ้ ตา่ ง ๆ ต่อไปนี้จะกล่าวหลกั การใหญ่ ๆ ในการวเิ คราะหแ์ ละรวบรวมตน้ ทุนการขน ถา่ ยวสั ดุ 2.5.4 ขอบเขตของตน้ ทนุ การขนถ่ายวสั ดุ สิง่ ท่ีทาให้เกิดความสับสนมากทสี่ ุดในการวิเคราะห์ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ คือ การจาแนกกจิ กรรม การขนถ่ายวัสดุทั้งหมดออกเป็นกลุ่มกิจกรรมท่ีสัมพันธ์กัน จากขอบเขต และกิจกรรมที่จัดเป็นการขนถ่าย วัสดุทั้งหมดได้ 22 กิจกรรม ดังสามารถแสดงได้ดังตารางท่ี 2.3 สามารถจาแนกเป็นกลุ่มกิจกรรม เพื่อเป็น หลักในการศกึ ษาและวิเคราะหต์ น้ ทุนได้ 4 กจิ กรรม แต่ละกลุ่มกิจกรรมจะประกอบด้วยกจิ กรรมยอ่ ยต่าง ๆ ซึ่งจะได้อธิบายและยกตัวอยา่ งดังต่อไปนี้ 2.5.4.1 กิจกรรมเฉพาะการขนถา่ ยวัสดุ (specialized material handling) กิจกรรมเฉพาะการขนถ่ายวัสดุ (specialized material handling) คอื กลุ่มกิจกรรมการ ขนถ่ายวัสดุโดยตรง สามารถแยกและวัดได้ง่าย กิจกรรมเหล่าน้ีมักใช้คนงาน หรืออุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุเต็ม เวลา ในระบบต้นทุนปกติคิดเป็นต้นทุนการขนถ่ายวัสดุแต่จาแนกเป็นต้นทุนทางอ้อม ซึ่งประกอบด้วย กจิ กรรมต่อไปน้ี 1. การลงสินค้า (unloading operation) 2. กิจกรรมการรับของ (receiving activity) 3. การจดั เก็บ (storage operation) 4. การจา่ ยวัสดุ (material issue) 5. การกระจายวสั ดเุ พือ่ การผลติ (material distribution to production) 6. การขนถา่ ยวัสดรุ ะหวา่ งแผนก (intra-department handling) 7. การขึน้ สนิ ค้า (loading operation) 8. การขนถา่ ยวัสดรุ ะหว่างโรงงาน (intra-plant handling) 2.5.4.2 กิจกรรมการขนถ่ายวสั ดสุ นับสนนุ กจิ กรรมอ่นื (mixed material handling) กิจกรรมขนถ่ายวัสดุสนับสนุนกิจกรรมอื่น (mixed material handling) เป็นกิจกรรม การขนถา่ ยวัสดุท่อี ยูภ่ ายในขอบเขตของกิจกรรมอน่ื ซึง่ ในระบบต้นทุนปกตจิ ะไมส่ ามารถแยกตน้ ทนุ การขน ถ่ายวัสดุออกจากต้นทุนของกิจกรรมอ่ืน ๆ ได้ จึงยากต่อการแยกและวัด กิจกรรมการขนถ่ายวัสดุใน ประเภทน้ี มักจะเป็นส่วนหน่ึงของงานอื่นที่กระทาโดยคนงานที่ทาการผลิต ต้นทุนท่ีเกิดขึ้นจะจาแนกเป็น ต้นทุนทางตรง กจิ กรรมการขนถ่ายวสั ดปุ ระเภทน้ี ได้แก่ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

69 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ ตารางท่ี 2.4 รปู การจาแนกกจิ กรรมตามขอบเขตการขนถ่ายวัสดเุ พ่ือการวิเคราะห์ตน้ ทนุ การขนถา่ ยวัสดุ กิจกรรม กิจกรรม กิจกรรรมตาม กจิ กรรม สนับสนนุ บริเวณ กจิ กรรมการ ขอบเขตการขนถา่ ยวัสดุ เฉพาะ กิจกรรม รอยต่อ กระจาย องคก์ าร สินคา้ อื่น 1. การบรรจภุ ัณฑ์ทโ่ี รงงานผู้ขาย X 2. การหบี ห่อท่ีโรงงานผ้ขู าย X 3. การขน้ึ สนิ คา้ ของผ้ขู าย X 4. การขนสง่ ไปยงั โรงงานผู้ใช้ X 5. การขนถ่ายภายนอกอาคาร X 6. การลงสนิ ค้า X 7. การตรวจรบั สนิ คา้ X 8. การเก็บวสั ดุ X 9. การจ่ายหรอื กระจายวสั ดุ X 10. การขนถ่ายในกระบวนการ X 11. การเก็บระหวา่ งกระบวนการ X 12. การขนถา่ ยภายในสถานีทางาน X 13.การขนถ่ายภายในแผนก X 14.การขนถ่ายระหว่างแผนก X 15.การขนถ่ายภายในโรงงาน X 16.การบริการและสนบั สนุน X 17.การบรรจุ X 8.การเก็บสนิ คา้ สาเร็จรูป 19. การหีบห่อ X 20.การขึ้นและส่งสินค้า X 21.การขนส่งจากโรงงาน X 22.การขนถ่ายระหว่างโรงงาน X ท่ีมา : อ.สารวย เกษตรสกุลชัย ภาควิชาวิศวกรรมขนถ่ายวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าพระนครเหนอื 1. การขนถา่ ยวสั ดุในกระบวนการ (in-process handling) โดยคนงานผลติ 2. การขนถ่ายวัสดุในแผนก (intra-departmental handling) จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุด หน่ึงภายในแผนกโดยคนงานท่คี ุมเครอ่ื งจกั รผลติ 3. การขนถ่ายวัสดุในสถานีงาน (workplace material handling) เตรียมวัสดุสาหรับ เคร่ืองจักร การขนถ่ายวัสดุเข้าเคร่ืองจักร การขนถ่ายวัสดุในวงจรการผลิต โดยไม่มีการเปลี่ยนคุณสมบัติ ของวัสดุ และการขนถา่ ยวัสดุจากสถานทีท่ างานภายในสถานีงาน อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

70 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ 4. การเก็บรักษาระหว่างกระบวนการ (in-process storage) การขนถ่ายวัสดุไปยังหรือ จากทเ่ี ก็บวสั ดรุ ะหวา่ งผลิตโดยพนักงานผลิต 5. การบริการและสนับสนุน (service and auxiliary operation) การขนถ่ายวัสดุไปยัง หรือจากบริเวณและกจิ กรรมที่เกี่ยวข้องกัน เชน่ ห้องเคร่ืองมือ ท่ีเก็บเครื่องมือ ห้องควบคุมการผลิต ท่ีเก็บ ของเสยี การซ่อมบารุง เป็นต้น และการขนถา่ ยวัสดไุ ป ผา่ น หรอื ยอ้ นกลับจากการควบคุมคุณภาพ ซ่ึงต้อง ใชเ้ วลาของพนักงานควบคมุ เครอ่ื งจกั ร 2.5.4.3 กิจกรรมการขนถ่ายวัสดุบริเวณรอยต่อองค์การ (borderline material handling) กิจกรรมการขนถ่ายวัสดุบริเวณรอยต่อองค์การ (borderline material handling) กิจกรรมเหล่าน้ีจะแตกต่างกัน ข้ึนอยู่กับลักษณะของอุตสาหกรรม และการจาแนกทางบัญชี จะเก่ียวข้อง กับกจิ กรรมเหล่านี้ 1. การบรรจภุ ัณฑ์ (packaging) และการหบี หอ่ (packing) ทโี่ รงงานผูข้ าย 2. การบรรจุภัณฑ์ (packaging) และการหีบห่อ (packing) ที่โรงงานผู้ผลิต ซ่ึงใน ระบบบัญชปี กติอาจจาแนกเปน็ แรงงานทางตรง หรือเป็นแรงงานทางอ้อม 2.5.4.4 กิจกรรมการขนถ่ายวัสดุท่ีถูกจาแนกเป็นต้นทุนการกระจายสินค้า (distribution cost) กิจกรรมการขนถ่ายวัสดุที่จาแนกเป็นต้นทุนการกระจายสินค้า (distribution cost) ซึ่ง โดยปกตมิ กั จะรวมกจิ กรรมการบรรจหุ ีบหอ่ ประกอบด้วย 1. การข้ึนสินค้าของผขู้ าย 2. การขนส่งมายังโรงงาน ซ่ึงอาจจะดาเนินการโดยผู้ขาย ผู้ใช้หรือ ผู้ประกอบการ ขนสง่ ท่ัวไป 3. การขนถ่ายวัสดุภายนอกโรงงานก่อนเขา้ อาคารโรงงาน เช่นสนาม ท่าเทียบ เป็น ตน้ 4. คลังสินค้าสาเร็จรูป 5. การจัดสง่ เชน่ การตดิ ตรา การรวบรวมสินค้า เปน็ ตน้ 6. การขนส่งจากโรงงานโดยรถบรรทุกของลูกค้า ของผู้ผลิตหรือผู้ประกอบการ ขนสง่ ทั่วไป 2.5.4.5 ผลจากการวิเคราะห์อยา่ งละเอยี ด ท่ีกลา่ วมายังไม่ได้เป็นการแก้ปัญหา แต่กล่าวถึงความสาคัญของการหาต้นทุนการขนถ่าย วัสดุท่ีถูกตอ้ ง โดยชี้ให้เห็นถงึ ลักษณะท่ีมกี ารขนถา่ ยวัสดุเข้าไปเก่ียวข้อง ที่ฝ่ายบริหารจะต้องตัดสินใจว่าจะ พิจารณาต้นทุนการขนถ่ายวัสดุทั้งหมดหรือไม่ และมีความเป็นไปได้ในการหาต้นทุนการขนถ่ายวัสดุโดย ละเอียด โดยพจิ ารณาขอบเขตของกจิ กรรมการขนถ่ายวสั ดุอย่างระมัดระวงั จากท่ีกล่าวมาจะเห็นว่า ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุจะรวมอยู่ในค่าใช้จ่ายโรงงาน และ บางส่วนซ่อนเร้นอยู่ในแรงงานทางตรง ซึ่งวิศวกรด้านการขนถ่ายวัสดุจะต้องช่วยฝ่ายบริหารในการหา อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

71 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การออกแบบระบบขนถ่ายวสั ดุ ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุที่ถูกต้อง โดยการจาแนกและวัดอย่างยุติธรรม เพื่อให้เกิดความชัดเจนใน ความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมต่าง ๆ การเก็บ การบันทึก และการวิเคราะห์กิจกรรมจะต้องกระทาอย่าง ระมัดระวังมากกวา่ ทีเ่ คยปฏิบัติมา โดยใช้เทคนิคต่าง ๆ เขา้ ช่วย เช่น การสุ่มงาน (work sampling) ข้อมูล มาตรฐานและสถิติ ซ่ึงจาเป็นอาจจะต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ช่วยในการประมวลผลจากการวิเคราะห์ ต้นทุนการขนถา่ ยวสั ดุอย่างละเอียด เปน็ ผลทาให้พบกิจกรรมการขนถ่ายวัสดมุ ากขึ้น วธิ กี ารหน่ึงท่จี ะทาให้ สะท้อนถึงต้นทุนการขนถ่ายวัสดุได้ถูกต้อง คือ การมอบหมายให้บุคคลกรทาหน้าท่ีเฉพาะงานขนถ่ายวัสดุ แทนพนกั งานผลิต 2.6 การจัดการบารงุ รักษาเครื่องมือลาเลียง 2.6.1 การพฒั นาระบบซอ่ มบารุง ยุคแรกโรงงาน อุตส าห กรรมไม่มีความรู้ความเข้าใจใน เร่ื องการพัฒ น าระบบบารุงรักษาจ ะใช้ วธิ ีการใช้งานเคร่ืองมือลาเลียงและอุปกรณ์ลาเลียงจนเสียหาย แล้วจงึ ซ่อมบารุง (Break down: BM) ซ่งึ ทา ให้มีค่าใช้จ่ายสูง สูญเสียการผลิต คาดการณ์วางแผนล่วงหน้าไม่ได้ว่าจะเสียขัดข้องเมื่อใด ต่อมามีการ พัฒนายกระดับระบบซ่อมบารุง เป็นการซ่อมบารุงป้องกันล่วงหน้าก่อนเคร่ืองจักรจะเสียหายขัดข้องเป็น ระบบการซ่อมบารงุ รักษาเชงิ ป้องกัน (Preventive Maintenance System : PM) โดยมกี ารวางแผนวา่ จะ หยุดซ่อม เปลี่ยน ตรวจสอบไว้ล่วงหน้า เม่ือถึงกาหนดก็หยุดตามแผนท่ีกาหนดไว้วิธีน้ีทาให้การเสียหาย ขัดข้อง ฉุกเฉินลดลง แต่ยังมีค่าใช้จ่าย ค่าแรง ค่าวัสดุ อะไหล่ต่าง ๆ สูงเพราะค่าวัสดุและอะไหล่บาง ช้ินส่วนยังใช้ต่อไปได้อีก โดยไม่จาเป็นต้องเปลี่ยนหรือหยุดซ่อมขณะเดียวกันก็ทาให้เกิดการสูญเสียกาลัง การผลิตเพราะต้องหยุดเพื่อซอ่ มบารงุ ตามแผนไปด้วย ปัจจุบันเทคโนโลยีมีความก้าวหน้ามากขึ้น ทาให้สามารถประดิษฐ์เครื่องมือวัดเคร่ืองมือวิเคราะห์ การเส่ือมสภาพของเคร่ืองจักรได้ ทาให้รู้สถานะเคร่ืองจักรมีการเสื่อมสภาพหรือขัดข้องมากหรือต้องแก้ไข โดยใช้วิธีการตรวจวัดการตรวจวิเคราะห์ทาให้ทราบถึงสาเหตุ ขจัดแก้ไขสาเหตุผิดปกติก่อนการใช้งาน ใน กระบวนการผลิตป้องกันการผิดพลาด เสียหายขัดข้องต้ังแต่ในช่วงเร่ิมต้นการเดินโรงงานท่ีเรียกว่า Ear Failure จะทาให้เครื่องจักรอุปกรณ์มีอายุการใช้งานยาวนาน วิธีการบารุงรักษาล่วงหน้าและขจัดสาเหตุ การขดั ข้องก่อนการใชง้ านเรียกว่าระบบบารุงรกั ษาเชงิ รุก การพัฒนาระบบการซอ่ มบารุงในปัจจบุ ัน มุง่ เน้น เพ่อื ทจี่ ะทาให้ทุกคนมีสว่ นร่วมในการบารงุ รักษา เพอ่ื แบ่งเบาภาระงานบางส่วนจากฝ่ายซ่อมโดยการพัฒนา พนักงานควบคุมและการเดินเครื่องจักรให้สามารถดูแลและบารุงรักษาเครื่องจักรอุปกรณ์ง่าย ๆ ได้ด้วย ตวั เอง เช่น เตมิ สารหล่อล่ืน ทาความสะอาด ตรวจ-กวดขันด้วยตัวเอง ทาใหเ้ ครื่องจกั รลดการขดั ขอ้ งได้ 2.6.2 การบริหารจัดการระบบบารงุ รกั ษาเชงิ ปอ้ งกัน ปัจจัยของการจัดทาระบบบารุงรักษาเชิงป้องกันประกอบด้วย เคร่ืองจักร การวางแผนและงาน บารุงรักษา ทั้งน้ีจะต้องมีการรวบรวมข้อมูลและพิจารณาคัดเลือกเครื่องจักรอุปกรณ์การผลิตทั้งหมด แต่ อาจจะไม่จาเป็นต้องเข้าระบบทั้งหมดบางเคร่ืองจักรอาจใช้การบารุงรักษาแบบเสียหาย แล้วซ่อม (Break Down Maintenance: BM) ก็ได้ เทคนิคการเปล่ียนช้ินสว่ นเคร่ืองจักรและขอ้ ควรระวัง มีดงั น้ี 1. ปฏิบตั ติ ามคาแนะนาโดยเฉพาะท่ีบริษัทผผู้ ลติ เคร่ืองจกั รให้มา 2. ใชเ้ คร่ืองมือและอุปกรณท์ ี่ถกู ต้อง 3. ปฏบิ ัติตามกฎความปลอดภัย อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

72 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ 2.6.3 การบารงุ รักษาตามสภาพ การบารุงรักษาตามสภาพหรือ Predictive Maintenance เป็นวิธีบารุงรักษาอุปกรณ์เครื่องจักร อย่างเหมาะสมตามสภาพและเวลา กลยุทธ์การบารุงรักษาตามสภาพจึงได้ถูกพัฒนาข้ึนโดยมีพื้นฐานอยู่ท่ี ข้อมูลปัจจุบันและอดีตย้อนหลังเพ่ือท่ีจะกาหนดความสาคัญในการบารุงรกั ษาให้ดีที่สุดโดยอาศัยสัญญาณ เตือนจากเคร่ืองจักร ซ่ึงโดยท่ัวไปเครื่องจักรจะให้สัญญาณเตือนก่อนท่ีเคร่ืองจักรจะเสียหาย เช่น ความ ร้อน, เสียง, การสั่นสะเทือน, เศษผงโลหะต่าง ๆ เป็นต้น ถ้าหากเราสามารถตรวจสอบสันญาณเตือนจาก เครื่องจักรได้เราก็สามารถท่ีจะกาหนดการบารุงรักษาที่จาเป็นก่อนที่เคร่ืองจักรจะเกิดความเสียหายได้ทา ใหเ้ ราลดคา่ ใชจ้ า่ ยในการซ่อมบารงุ ไดเ้ ช่นกนั โดยดูตามสภาพของอุปกรณ์ต่าง ๆ ว่ามีการสึกมากน้อยเพียงใดแล้วจึงค่อยตัดสินใจ เปล่ียน สิ่งท่ีสาคัญของการบารุงรักษาแบบตามสภาพคือเราต้องเลือกเทคโนโลยีให้เหมาะสมกับชนิดของ เคร่ืองจักรหรืออุปกรณ์ และต้องกาหนดความถี่ในการตรวจสอบให้เพียงพอท่ีจะสามารถตรวจสอบปัญหาท่ี เกิดข้ึนได้ การตรวจสภาพรวมของเครื่องจักรจะใช้ระบบตรวจวัดซึ่งทาไว้เพ่ือทาการประเมินหาสภาพ ปัจจุบันของเคร่ืองจักรและใช้เพื่อทาการวางแผนการบารุงรักษาเท่าท่ีจาเป็น ดังน้ันกลยุทธ์ CBM จึง จาเป็นต้องใช้อุปกรณ์เคร่ืองมือตรวจวัดรวมท้ังเครื่องมือพิเศษสาหรับวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อไว้ใช้สาหรับ พนกั งานบารงุ รกั ษาทางานได้อย่างมปี ระสทิ ธภิ าพที่สดุ 2.6.4 การบารงุ รกั ษาเชิงรกุ การบารุงรักษ าเชิงรุก (Proactive Maintenance) หรือ Design out Maintenance ห รือ Precision Maintenance คือ การแก้ปัญหาที่สาเหตุหลักที่ทาให้เครื่องจักรเสียหาย โดยทาการแก้ไข ปัญหาล่วงหน้าเพื่อลดโอกาสการชารุดเสียหายของเคร่ืองจักรซ่ึงจะทาให้เคร่ืองจักรมีอายุยาวนานขึ้นเม่ือ ถูกนาไปใช้งาน อีกทั้งการบารุงรักษาท่ีกล่าวมาข้างต้นท้ัง 3 วิธี ไม่สามารถทาให้อายุการใช้งานของ เครื่องจักรเพ่ิมข้ึนเพียงแต่หามาตรการมาใช้เพ่ือให้เครื่องจักรใช้งานได้นานท่ีสดุ ตามท่ีผู้ผลิตได้ออกแบบไว้ ข้อดีของการบารุงรักษาแบบเชิงรุก คือ อายุการใช้งานของเครื่องจักรจะเพิ่มข้ึน, ลดค่าใช้จ่ายในการซ่อม บารุง ลดการเสียหายของเคร่ืองจักร แต่เราต้องเสียกาลังคนในการรวบรวมข้อมูลและทาการแก้ไข ส่วน ใหญ่จะเปน็ ผู้ผลิตท่ีเก็บข้อมูลจากลกู คา้ และทาการปรับปรุงตัวผลติ ภัณฑ์ เช่น เมาสท์ ี่เราใช้กับคอมพวิ เตอร์ แต่ก่อนจะเสียหายที่ลูกกล้ิงบ่อยมาก ปัจจุบันน้ีได้มีการพัฒนาไปใช้เป็นแบบใช้แสง (Optical) ซ่ึงอายุการ ใช้งานนานขึ้นและไม่ต้องเสียเวลามาทาความสะอาดท่ีลูกกล้ิงอีก เป็นต้น ปัจจัยท่ีเราต้องนามาพิจารณาใน การตัดสินใจการเลือกกลยุทธ์การบารุงรักษา คือ ค่าเสียหายท่ีเกิดข้ึนแต่ละคร้ังเม่ือเครื่องจักรหยุดทางาน ไม่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ให้แก่ลูกค้าได้ทันเวลา ซ่ึงระยะเวลาท่ีสูญเสียไปในการซ่อมแซมและรอคอย ชิ้นสว่ นที่จะใช้นัน้ จะทาใหเ้ กิดความเสียหายและสูญเสยี ความไว้วางใจของลูกค้าได้ 2.7 บทสรปุ ปัจจุบันวิวัฒนาการอุตสาหกรรมการผลิตได้เจริญรวดเร็วไปอย่างมาก ในโลกของเทคโนโลยีการ นาระบบขนถ่ายวัสดุมาใช้ในระบบการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมเป็นเรื่องท่ีมีความสาคัญ ซึ่ง ผู้ประกอบการและวิศวกรควรให้ความสาคัญเก่ียวกับเทคโนโลยีการผลิตเพ่ือนามาสนับสนุนกระบวนการ ผลิตตั้งแต่การนาวัตถุดิบมายังโรงงาน ผ่านกระบวนการผลิต จนออกมาเป็นผลิตภัณฑ์สาเร็จรูป ไปยัง คลังสินค้าหรือลูกค้า ซึ่งจาเป็นต้องมีการเคล่ือนที่หรือการขนย้ายท้ังสิ้น โดยจะต้องพิจารณาการขนถ่าย อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

73 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การออกแบบระบบขนถ่ายวสั ดุ วัสดุให้เป็นระบบและพยายามลดปัญหาการขนถ่ายให้หมดไปให้เกิดการขนถ่ายวัสดุไปได้สะดวก รวดเร็ว ปลอดภยั และมีประสทิ ธิภาพมากขน้ึ การขนถ่ายวัสดุเป็นส่ิงจาเป็นสาหรับโรงงานอุตสาหกรรมและโรงฝึกงาน ซ่ึงจะต้องทราบถึง วัตถุประสงค์ในการใช้อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ กฎทั่วไปของการขนถ่ายวสั ดุ การเลือกชนิดอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ กับตัวแปรในการเลือก อุปกรณ์พ้ืนฐานในโรงงานท่ัวไป เป็นปัจจัยที่นามาใช้ในการพิจารณาหาอุปกรณ์ขน ถ่ายวสั ดทุ เ่ี หมาะสมกับวัสดทุ ี่จะทาการขนถ่าย วธิ ีการเคล่ือนย้ายวัสดขุ องโรงงานอุตสาหกรรมจะต้องมีการ ดาเนินการอย่างเป็นระบบ ถงึ แม้ว่าการเคล่ือนย้ายวตั ถดุ ิบและสินคา้ คงคลังในระหวา่ งการผลิต รวมถึงการ ขนย้ายตัวสนิ ค้าทีผ่ ลิตเสรจ็ แล้วจะไม่ได้เป็นขั้นตอนการเพม่ิ มูลคา่ ให้กบั สินค้าโดยตรง แต่การบรหิ ารจัดการ การเคลอ่ื นย้ายโดยการจัดระบบการขนถ่ายวสั ดุท่ีเหมาะสมจึงเป็นเร่ืองที่แต่ละโรงงานอุตสาหกรรมตอ้ งหา วิธีการที่ดีที่สุด เพราะเน่ืองจากโรงงานอุตสาหกรรมมีสินค้า พื้นท่ีการผลิต พื้นท่ีเก็บวัสดุ สินค้า หรือ กระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ฉะน้ันการจัดระบบการขนถ่ายวัสดุจึงแตกต่างกันหรืออาจเหมือนกันได้ ข้ึนอยู่กับการเลือกใช้ว่าเป็นวิธีไหนท่ีทาให้โรงงานอุตสาหกรรมสามารถบริหารกิจกรรมการผลิตได้อย่างมี ประสิทธภิ าพ ฉะน้ันธรุ กจิ ควรให้ความสาคัญกับกิจกรรมการขนถา่ ยเน่อื งจากการดาเนินการขนถ่ายอย่างไร้ ประสิทธิภาพอาจก่อให้เกิดปัญหาการขนย้ายสินค้าโดยไม่จาเป็น ปัญหาสินค้าสูญหาย เสียหาย ปัญหา ความพอใจของลูกคา้ ลดลง ปัญหาความล่าช้าในการผลติ ปัญหาคนงานและเครือ่ งจักรถูกปล่อยท้ิงไวเ้ ฉย ๆ โดยไม่ได้ทางาน ดังนั้นการขนถ่ายวัสดุ (Material Handling) เป็นเร่ืองของกระบวนการผลิตขององค์กรที่ ต้องให้ความสาคัญและดาเนินการอย่างจริงจัง สะดวก รวดเร็ว และปลอดภัยเพื่อการบริหารในการผลิต ของโรงงานให้เกิดประสทิ ธภิ าพ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

74 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ แบบฝกึ หัดทา้ ยบท 2.1 ใหน้ กั ศกึ ษาบรรยายประเภทของเครอ่ื งมอื ทใ่ี ช้ในกรขนถ่ายวสั ดุ 2.2 ใหน้ ักศกึ ษาอธบิ ายแนวทางท่ใี ช้ในการตัดสนิ ใจเลอื กเคร่อื งมือเคร่ืองจักรมาใชส้ าหรบั การเคล่อื นย้าย วัสดุ 2.3 จงบอกความหมายการวางผังโรงงาน วัตถปุ ระสงค์ของการวางผงั การขนถ่ายวัสดุ วัตถปุ ระสงค์ของ กระบวนการผลติ และประโยชนจ์ ากการวางผังโรงงาน 2.4 จงอธบิ ายประเภทของการวางผงั โรงงานและเปรียบเทียบข้อดี-ข้อเสียของแตล่ ะประเภท 2.5 ในสปั ดาหท์ ่ีผ่านมาโรงงานผลติ ขนมปงั แห่งหนงึ่ ผลติ ขนมปังได้ 24,000 ชน้ิ โดยโรงงานแหง่ น้ีไดก้ าหนด กาลงั การผลติ ทมี่ ปี ระสิทธิผลไว้ท่ี 30,000 ชิ้น ถ้าโรงงานแห่งนเ้ี ปดิ ทางาน 7 วันตอ่ สปั ดาห์ วนั ละ 3 กะ กะ ละ 8 ชว่ั โมง สายการผลติ สามารถผลติ ขนมปังได้ 500 ช้นิ ตอ่ ชั่วโมง จงคานวณหา 1. กาลงั การผลิตตามแผน 2. การใชป้ ระโยชน์ (Utilization) 3. ประสทิ ธภิ าพการผลิต (Efficiency) 4. ถ้าโรงงานแหง่ นต้ี อ้ งการประสิทธิภาพการผลติ 75% จะมีผลผลติ ทเ่ี กดิ ข้ึนจรงิ เทา่ ใด 2.6 โรงงานผลติ ช้ินส่วนอิเล็กทรอนิกส์แห่งหนึง่ ผลิตได้ 124,000 ชิ้น โดยโรงงานแห่งน้ีได้กาหนดกาลงั การ ผลิตที่มีประสิทธิผลไว้ที่ 150,000 ช้ิน ถ้าโรงงานแห่งนี้เปิดทางาน 6 วันต่อสัปดาห์ วันละ 2 กะ กะละ 12 ชว่ั โมง สายการผลติ สามารถผลิตขนมปงั ได้ 1,000 ช้ินตอ่ ชวั่ โมง จงคานวณหา 1. กาลังการผลิตตามแผน 2. การใชป้ ระโยชน์ (Utilization) 3. ประสิทธิภาพการผลิต (Efficiency) 4. ถ้าโรงงานแห่งน้ตี อ้ งการประสทิ ธภิ าพการผลติ 90% จะมีผลผลิตท่ีเกดิ ข้ึนจรงิ เท่าใด 2.7 โรงงานผลิตเพลาขับรถยนต์แห่งหน่ึง มีกาลังการผลิตตามแผน 50,000 ช้ิน โดยโรงงานผลิตเพลาขับ รถยนต์ได้ 125,000 ช้ิน โดยโรงงานแห่งน้ีได้กาหนดกาลังการผลิตท่ีมีประสิทธิผลไว้ท่ี 150,000 ช้ิน ถ้า โรงงานแห่งนีเ้ ปิดทางาน 5 วันตอ่ สปั ดาห์ วันละ 1 กะ กะละ 8 ชว่ั โมง สายการผลิตสามารถผลิตขนมปังได้ 1,000 ช้ินตอ่ ชั่วโมง จงคานวณหา 1. ความสามารถการผลติ เพลาขับรถยนต์ได้ 2. การใชป้ ระโยชน์ (Utilization) 3. ประสิทธภิ าพการผลิต (Efficiency) 4. ถา้ โรงงานแหง่ นต้ี อ้ งการประสทิ ธิภาพการผลติ 80% จะมีผลผลติ ทเ่ี กดิ ขึ้นจริงเทา่ ใด 2.8 โรงงานผลิตตลับลูกปืนแห่งหนึ่งมีต้นทุนคงท่ี (Fixed Cost) ในการผลิตเท่ากับ 50,000 บาท ต้นทุน แรงงาน 30 บาทต่อหน่วย และต้นทุนวัตถุดิบ 3 บาทต่อหน่วย โรงงานผลิตตลับลูกปืนแห่งนี้ตั้งราคาขาย กระดาษ 120 บาทตอ่ ตลับ จงหาจดุ คมุ้ ทุนให้แกโ่ รงงานผลติ ตลบั ลกู ปนื แหง่ น้ี 2.9 จงอธบิ ายการวเิ คราะห์ตน้ ทนุ การขนถา่ ยวัสดุทเี่ ป็นสว่ นที่สาคญั ของต้นทุนการผลิต 2.10 จงบรรยายวิธกี ารการจัดการบารุงรักษาเครอ่ื งมือลาเลยี ง อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

75 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ เอกสารอา้ งองิ David E. Mulcahy. (1999). Materials Handling Handbook. McGraw-Hill. Edward H. Frazelle. (2 0 0 1 ). World - Class Warehousing and Material Handling. McGraw-Hill. Raymond A. Kulwiec. (1984). Materials handling handbook 2nd ed. New York : Wiley. กรกฎ ใยบัวเทศ ทิพยาวงศ์ (2559). เอกสารประกอบการสอนวิชา LOGISTICS ENGINEERING AND MANAGEMENT. ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์. เชียงใหม่: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ การจัดการบารุงรักษาเครื่องมือลาเลียง การซ่อมบารุงและการป้องกัน (2559) แหล่งที่มา : https://www.seiffertindustrial.com การจัดการบารุงรักษาเครื่องมือลาเลียง การซ่อมบารุงและการป้องกัน (2559) แหล่งที่มา : http://www.thaiconveyorbelt.com การจัดการบารุงรักษาเคร่ืองมือลาเลียง (2559) แหล่งที่มา : http://th.sdttrubberbelt.com ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งที่มา : http://www.ismed.or.th ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://www.poonengineering.com ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://www.siamsafty.com ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559 แหล่งท่ีมา : http://www.thaisaftywork.com ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งที่มา : http://www.cssyes.com ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งที่มา : http://www.goshelving.com.au ระบบการขนถ่ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://www.webstaff.kmutt.ac.th ระบบการเคลื่อนย้ายวัสดุ (2559) แหล่งที่มา : http://www.handlift.net ระบบการเคลื่อนย้ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://shape-community.blogspot.com ระบบการเคล่ือนย้ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://www.thaiconveyorbelt.com ระบบการเคล่ือนย้ายวัสดุ (2559) แหล่งท่ีมา : http://www.thailandindustry.com วิทยา อินทร์สอน (2552). การขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรม (Material Handling for Industrial Factory). แหล่งท่ีมา http://www.thailandindustry.com/onlinemag. สุรพงษ์ ศิริกุลวัฒนา (2558). ระบบการขนถ่ายวัสดุ (Material Handling System) เพื่อเพิ่ม ป ร ะ ส ิท ธ ิภ า พ ก า ร บ ร ิห า ร โ ซ ่อ ุป ท า น อ ง ค ์ก ร . แ ห ล ่ง ที ่ม า http://www.thailandindustry.com/ indust_newweb. สุเนตร มูลทา (2558). เอกสารประกอบการเรียนวิชาการขนถ่ายวัสดุ. สาขาวิชาวิศวกรรม อุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์. กรุงเทพ: สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน. สารวย เกษตรสกุลชัย (2553). การวิเคราะห์ต้นทุนการขนถ่ายวัสดุ (material handling cost analysis). วารสารเทคโนโลยี, Vol.37 No.213. pp 043 – 046. สารวย เกษตรสกุลชัย (2558). การขนถ่ายวัสดุ. ภาควิชาวิศวกรรมขนถ่ายวัสดุ คณะ วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

76 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การออกแบบระบบขนถา่ ยวสั ดุ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

77 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขับอุปกรณข์ นถา่ ยวสั ดุ แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 3 ระบบตน้ กาลังขับอุปกรณข์ นถ่ายวัสดุ 4 ชว่ั โมง หัวข้อเน้อื หา 3.1 การแบ่งประเภทชดุ ขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ 3.2 การจดั วางชดุ ขับอุปกรณ์ขนถา่ ยวัสดุ 3.3 แนวทางการเลือกชดุ ขับอุปกรณข์ นถา่ ยวสั ดุ 3.4 ประสิทธภิ าพในการขับอุปกรณข์ นถา่ ยวัสดุ 3.5 มอเตอร์ไฟฟ้าขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ 3.6 เคร่อื งยนต์ขับอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ 3.7 ระบบไฮดรอลิคขับอปุ กรณ์ขนถา่ ยวัสดุ 3.8 อุปกรณ์ลดความเรว็ 3.9 โซ่ขับ สายพานรูปตวั วีและเฟือง 3.10 ชุดขบั ไฟฟ้าปรบั ความเร็ว 3.11 บทสรปุ แบบฝึกหดั ท้ายบท เอกสารอ้างองิ วัตถปุ ระสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม เมอื่ ผู้เรียน เรยี นจบบทน้แี ล้วผู้เรยี นควรมีความรู้และทกั ษะดังนี้ ดา้ นความรู้ 1. ผเู้ รียนมคี วามรแู้ ละความเข้าใจเกยี่ วกับระบบตน้ กาลังขับอุปกรณ์ขนถา่ ย 2. ผ้เู รียนมีความรแู้ ละความเข้าใจเกย่ี วกบั การจัดวางชุดขับอปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ 3. ผเู้ รียนมีความรู้และความเขา้ ใจเก่ยี วกบั แนวทางการเลือกชุดขบั อปุ กรณ์ขนถา่ ยวัสดุ 4. ผูเ้ รียนมีความรูแ้ ละความเข้าใจเก่ียวกับประสิทธภิ าพในการขบั อปุ กรณ์ขนถ่ายวัสดุ 5. ผู้เรียนมีความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกาลังขับอุปกรณ์ขนถ่าย มอเตอร์ไฟฟ้าขับอุปกรณ์ ขนถา่ ยวสั ดุ เครือ่ งยนต์ขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ และระบบไฮดรอลคิ ขับอุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ 6. ผู้เรียนมีความร้แู ละความเข้าใจเกยี่ วกับการอปุ กรณ์เชอ่ื มตอ่ กับระบบต้นกาลังขับอปุ กรณข์ น ถ่าย อปุ กรณ์ลดความเร็ว โซข่ ับ สายพานรปู ตัววแี ละเฟือง และชดุ ขบั ไฟฟ้าปรบั ความเร็ว ด้านทักษะ 1. สามารถออกแบบตน้ กาลงั ขับอุปกรณข์ นถ่ายได้ 2. สามารถออกแบบอปุ กรณเ์ ชื่อมต่อกบั ระบบต้นกาลังขบั อุปกรณข์ นถา่ ยได้ วิธสี อนและกิจกรรม 1. ชี้แจงคาอธบิ ายรายวิชา วตั ถุประสงค์ เน้อื หา และเกณฑก์ ารให้คะแนนรายวิชา 2. นาเขา้ ส่บู ทเรยี นโดยการบรรยาย ประกอบรปู ภาพใน Power point 3. อธิบายเน้ือหาทีละหวั ขอ้ แลว้ เปดิ โอกาสใหผ้ ูเ้ รียนถามในแต่ละหัวข้อกอ่ นขา้ มหัวข้อน้ัน อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

78 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ 4. ตรวจสอบคาตอบของผู้เรียน และสอบถามผู้เรียนถา้ ผู้เรียนมคี าถามสงสัย 5. ให้ผู้เรยี นออกแบบอุปกรณเ์ ชอ่ื มต่อกับระบบต้นกาลังขบั อุปกรณ์ขนถ่ายตามใบงานทีม่ อบหมาย 6. มอบหมายให้ผู้เรียนทาแบบฝกึ หดั ทา้ ยบทเปน็ การบา้ น 7. เสริมสร้างคุณธรรมและจรยิ ธรรมให้กบั นกั ศกึ ษากอ่ นเลิกเรียน สอ่ื การเรยี นการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวชิ าการขนถ่ายวสั ดุ 2. กระดาน 3. ส่อื บรรยาย Power point 4. ใบงานที่ 3 การออกแบบอปุ กรณ์เชอื่ มต่อกับระบบตน้ กาลงั ขับอปุ กรณข์ นถา่ ย 5. แบบฝกึ หดั ทา้ ยบท 6. เฉลยแบบฝึกหดั ทา้ ยบท การวดั ผลและการประเมินผล การวดั ผล 1. จากการเข้าเรียนตรงตอ่ เวลา 2. จากการสงั เกตการมีสว่ นร่วม 3. จากการถาม-ตอบ 4. จากการทาใบงาน 5. จากการทาแบบฝกึ หดั ท้ายบท การประเมนิ ผล 1. จากการสง่ การบ้าน แบบฝึกหดั ตามเวลา 2. การเข้าเรยี นครบตามชว่ั โมงเรียน 3. ทาใบงานถูกต้องและครบสมบรู ณ์ 4. ทาแบบฝกึ หดั มีความถูกต้องไม่น้อยกว่า 80% อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

79 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ ระบบต้นกาลังขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ บทท่ี 3 ระบบตน้ กาลังขบั อปุ กรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ การติดต้ังอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุให้ประสิทธิภาพจะต้องมีความรู้เกี่ยวกับชุดต้นกาลังขับอุปกรณ์ขน ถ่ายวัสดุ รวมทัง้ กลไกในการลดความเรว็ มอเตอร์ไฟฟ้า ชุดควบคุม และอุปกรณ์ป้องกัน ชุดตน้ กาลังขับจะ มีต้นทุนต้ังแต่ 10-30% ของต้นทุนทั้งหมด ข้ึนอยู่กับความเร็วและกาลังม้าที่ใช้ในการทางาน ชุดต้นกาลัง ขับเป็นต้นทุนที่สาคัญมากและควรมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดรอบคอบ โดยต้องพิจารณาปัจจัยที่ เกี่ยวข้อง ได้แก่ สภาพพน้ื ที่ ตาแหนง่ ทตี่ ดิ ตงั้ การเดนิ เคร่ือง การบารุงรักษาและต้นทุน สภาพพน้ื ท่ีและการ ติดต้ังอาจกลายมาเป็นปัจจัยในการตัดสินใจก็ได้ ตัวเลือกการติดตั้งเพลาชุดขับเป็นแบบต่ออนุกรมกัน เพลาขนานกัน เพลาต้ังฉากกันและวิธีการติดตั้งมอเตอร์ เป็นตัวเลือกหนึ่งที่ใช้ประกอบการพิจารณา ร่วมกับสภาพพื้นท่ี โดยตัวเลือกที่ถูกต้องจะสามารถช่วยลดต้นทุนเริ่มแรกของการติดตั้งชุดต้นกาลังขับได้ และช่วยประหยัดพ้ืนท่ีสาหรับระบบเครื่องจักรกลทุกด้าน มักจะมีคาถามว่าอะไรคือทางท่ีดีที่สุดที่จะได้มา ซ่งึ ความเร็วสาหรบั เพลาหลัก (Head-shaft) โดยใช้ชุดขับที่มอี ตั ราทดเฟืองเกียร์ที่ถูกต้องแมน่ ยาหรือชุดขับ เฟืองเกียร์และสายพานรูปตัว V หรือชุดขับเฟืองเกียร์และโซ่และล้อเฟืองโซ่หรือชุดขับเฟืองเกียร์ 2 ชุด หรืออาจจะพิจารณาชุดขับด้วยกาลังของไหล (Fluid Power Drive) เพ่ือให้ปรับความเร็วได้ หรือเพื่อให้ การสตาร์ทนุ่มนวล จุดสาคัญก็คือ ไม่สามารถที่จะเลือกชุดดันกาลังขับให้ดีที่สุดได้ นอกจากจะเป็นเพียง ตัวเลือกตัวหน่ึง สาหรับการใช้งานชุดขับมอเตอร์มาตรฐานท่ีมีสภาพพื้นท่ีหรือสภาพล้อมรอบผิดธรรมดา ชุดขับประเภทหน่ึงอาจจะยังคงดีกว่าประเภทอื่นในด้านแง่คิดของต้นทุนเร่ิมแรกหรือการบารุงรักษาหรือ คุณลักษณะเฉพาะในการขับภาระ อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุแบบเดียวกันในโรงงานเดียวกันอาจจะต้องการชุด เฟอื งขบั แตกตา่ งกนั ก็ได้ การเลือกมักจะทาได้ยากและควรจะปรึกษาตัวแทนจากผู้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าและการส่งถ่ายกาลัง (Power Transmission) ท่ีได้มาตรฐาน เพ่ือให้เข้าร่วมในกระบวนการเลือก คาตอบในการเลือกอาจได้มา จากประสบการณ์ซึ่งจะตัดสนิ ว่าชุดขับแบบใดท่ีดที ี่สุดสาหรับงานน้ัน การเปลยี่ นแปลงรายละเอียดจะทาได้ หลังจากเกิดการวิเคราะห์และทดสอบแล้ว อย่างไรก็ตามในแต่ละกรณีความรู้และประสบการณ์ท่ีเก่ียวกับ ประเภทของการจัดแนวชุดขับและส่วนประกอบจะเป็นพ้ืนฐานไปสู่การตัดสินใจเลือกชุดต้นกาลั งขับต่อไป ชดุ ขับอุปกรณ์ประกอบชุดต้นกาลงั ของการขนถ่าย ได้แก่ ชุดลดความเร็ว เฟืองเกียร์-มอเตอร์ สายพานรูป ตัว V รอก โซ่ ล้อเฟืองโซ่ และชุดเฟืองเกียร์ระหว่างเพลาที่ออกจากมอเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่เช่ือมต่อกับ เพลาหลักของอุปกรณ์ขนถ่าย ในบทนี้จะกล่าวถึงระบบต้นกาลังขับอุปกรณ์ขนถ่ายและอุปกรณ์ท่ีเกี่ยวข้อง ทใ่ี ชใ้ นการประกอบขน้ึ เปน็ ระบบขนถ่ายวสั ดุ ตอ่ ไป 3.1 การแบง่ ประเภทชุดขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ ชุดต้นกาลังขับอุปกรณ์ขนถ่ายแบ่งตามเหตุผลได้เป็น 2 ประเภท คือ การแบ่งประเภทความเร็ว ตายตวั และความเรว็ ปรับได้ สว่ นประกอบพ้ืนฐานของชดุ ขับทั้ง 2 ประเภท จะใช้กนั ได้ 1. ชุดต้นกาลังความเร็วคงท่ีจะรับภาระการเปลี่ยนความเร็วโดยสับเปล่ียนส่วนประกอบในกรณีท่ี ผิดปกติอาจเปลี่ยนมอเตอร์หรือชุดลดความเร็ว โดยส่วนใหญ่จะรวมถึงการเปลี่ยนรอกสายพานรูปตัว V, อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

80 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ ระบบตน้ กาลังขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ ล้อเฟืองโซ่ หรือชุดเฟืองเกียร์ในชุดลดความเร็ว ในการขนถ่ายวัสดุปริมาณมวล มักจะใช้ชุดเฟืองเกียร์ เน่อื งจากการเดินเคร่อื งมกั จะสตาร์ทด้วยพ้ืนฐานเครื่องนาร่องและเลื่อนไปใช้กับผลติ ภัณฑ์ท่ีมีประสิทธิภาพ สงู กว่าได้ การแบ่งประเภทชุดขบั ความเร็วคงที่ ด้วยจานวนขั้นตอนในการลดความเร็ว จุดสาคัญของชุดขับ ความเร็วคงท่ี คอื ถูกจากัดกาลังม้าโดยขนาดทางกายภาพของลอ้ สายพาน 2. ชุดต้นกาลังขับอุปกรณ์ขนถ่ายแบบปรับความเร็วได้ จะแยกออกเป็น 2 ระบบ คือ ระบบไฟฟ้า และระบบกลไก ชุดขับปรับความเร็วได้ระบบกลไกมีหลายชนิด ที่ใช้สายพานยาง โซ่หรือล้อสายพานแบบ เป็นขั้น (Steel Cones)ชุดขับปรับความเร็วได้ระบบไฟฟ้าอาจจะขับมอเตอร์ด้วยไฟฟ้ากระแสตรงหรือ กระแสสลับก็ได้หรือขับมอเตอร์ด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ โดยมีคลัชแบบกระแสหมุนวนประกอบอยู่ด้วย อีก ท้ังยังมีชุดขับ Hydraulic มีการสารวจโดยผู้ผลิตเป็นจานวนมาก พวกเขาได้มีการเสนอแนะส่ิงที่เป็นไปได้ บางอย่างที่น่าสนใจ คือ การใช้ป๊ัมและมอเตอร์ของไหล (Fluid Motors) ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ของไหล สามารถที่จะสง่ ถ่ายแรงบิดท่ีค่าหนึ่งได้ ดังน้ัน ถา้ อุปกรณ์ขนถ่ายเกิดการติดขัด ชุดมอเตอร์ของไหลจะหยุด กลางคันแต่ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ายังคงขับปั๊มให้หมุนไปอย่างต่อเนื่อง ด้วยกาลังของไหลทั้งหมด โดยการผ่าน มอเตอร์ของไหล ปมั๊ ตัวเดยี วสามารถทจี่ ะขบั มอเตอร์ของไหลได้หลาย ๆ ตวั ท่คี วามเร็วตา่ ง ๆ กนั การแบ่งประเภทชุดขับอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุบนพื้นฐานของชุดต้นกาลังขับอุปกรณ์ขนถ่าย มี รายละเอียดดงั นี้ 1. ชดุ ขับความเรว็ คงท่ี 1.1 ไม่มีการลดความเร็ว 1.1.1 มอเตอร์เชอื่ มตอ่ เขา้ กบั เพลาชุดขบั โดยตรง 1.2 การลดความเร็ว 1 ขัน้ ตอน 1.2.1 มอเตอรส์ ายพานรูปตัว V และรอกเพลาชุดขบั 1.2.2 มอเตอรโ์ ซ่ และลอ้ เฟอื งโซ่ เพลาชุดขบั 1.2.3 มอเตอร์ ชุดเฟืองเกียร์ เพลาชดุ ขับ 1.2.4 มอเตอร์ อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบลดความเร็ว (Coupling Reducer) และ อุปกรณ์เชือ่ มต่อเพลาชุดขับ (Coupling Drive Shaft) 1.2.5 เฟืองเกียร์ของมอเตอร์ หรือชดุ มอเตอรล์ ดความเร็ว (Motorized Reducer) และอปุ กรณเ์ ชอื่ มต่อเพลาชุดขบั 1.3 การลดความเร็ว 2 ขัน้ ตอน 1.3.1 มอเตอรแ์ ละชุดลดความเรว็ (Reducer) 1. สายพานรปู ตวั V และรอก 2. โซ่และล้อเฟืองโซ่ 3. ชุดเฟืองเกียร์ ระหว่างมอเตอร์กับชุดลดความเร็ว หรือระหว่างชุดลด ความเร็วกับเพลาชดุ ขบั 1.3.2 เฟืองเกียร์ของมอเตอร์ (Gear motor) หรือชดุ มอเตอรล์ ดความเรว็ ที่ใช้ 1. สายพานรูปตัว V และรอก 2. โซแ่ ละล้อเฟอื งโซ่ 3. ชดุ เฟอื งเกยี ร์ระหวา่ งเพลาด้านออก (Output Shaft) กบั เพลาชุดขบั 1.3.3 การลดความเรว็ 2 คร้งั อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

81 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขับอุปกรณข์ นถ่ายวสั ดุ 1. สายพานรปู ตัว V และรอก 2. โซ่และลอ้ เฟอื งโซ่ 3. ชดุ เฟอื งเกียรร์ ะหว่างมอเตอรก์ ับเพลาชดุ ขับ 1.4 การลดความเร็ว 4 ข้นั ตอน 1.4.1 มอเตอร์และชดุ ลดความเรว็ (Reducer) ทม่ี กี ารลดความเรว็ 2 คร้งั ผ่าน 1. สายพานรูปตัว V และรอก 2. โซแ่ ละล้อเฟอื งโซ่ 3. ชดุ เฟอื งเกยี ร์หลายชดุ 1.4.2 การลดความเร็ว 3 ครงั้ ผ่านชดุ เฟอื งเกยี ร์ 1.5 ลอ้ สายพานหลกั ของมอเตอร์ (Motorized Head Pulleys) สาหรบั สายพานลาเลยี ง 2. ชุดขับปรับความเร็วได้ 2.1 เคร่อื งกล 2.1.1 สายพานยางที่ใช้กบั รอกทเี่ ปลยี่ นระยะพติ ได้ 2.1.2 โซท่ ่ที ่ีมีล้อเฟืองโซท่ เี่ ปล่ียนระยะพติ ได้ 2.1.3 แหวนต่อชุดขับ (Ring Connected Driver) และล้อสายพานที่ทาเป็นข้ัน ของชดุ ตาม (Driven Cones) หรือลกู บอล และแผ่น Discs 2.2 ไฟฟา้ 2.2.1 มอเตอร์กระแสสลับท่ีถูกขับโดยกาลังจากเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternator) 2.2.2 มอเตอร์กระแสสลบั ขับ Clutch แบบกระแสหมุนวน (Eddy-Current) 2.2.3 มอเตอร์กระแสตรงที่ถูกขับโดยชุดมอเตอร์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงท่ี เปลย่ี นแปลงคา่ กระแสขาออกได้หรอื ชุดเปลย่ี นแปลงอิเล็คทรอนิกส์ 2.2.4 มอเตอรค์ วบคุมแบบ Solid State (สภาวะต่อเนอื่ ง) 3. ชุดขับความเร็วเปล่ียนแปลงได้หรือชุดขับแบบใช้ของเพลาขับเคล่ือนคงที่ (Hydraulic Constant) 3.1 อุปกรณ์เชื่อมตอ่ แบบฉดุ ลาก (Traction Couplings) 3.2 ชดุ ขับแบบ Hydro-static 3.3 ชุดขบั แบบ Hydro-viscous 3.4 ชดุ ขบั แบบ Hydro-kinetic 3.2 การจัดวางชุดขบั อุปกรณข์ นถ่ายวัสดุ การจัดวางชุดขับอาจเปลี่ยนแปลงจากอุปกรณ์ขนถ่ายตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งได้มาก ข้ึนอยู่กับ ข้อกาหนดท่ีเจาะจงของระบบ ดังสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 3.1 เป็นส่วนประกอบลายเส้นแบบต่าง ๆ ซึ่ง อาจจะใชอ้ ยู่ในระบบขนถ่ายส่วนใหญ่ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

82 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขับอปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ รูปท่ี 3.1 การวางระบบขบั อุปกรณ์ขนถา่ ย (ท่มี า : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) ในการติดตั้งอุปกรณ์ขนถ่ายเกือบทั้งหมด เครื่องต้นกาลัง (The Prime Mover or Source of Power) จะเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า ลักษณะเฉพาะของแรงบิดและความเร็วของมอเตอร์นี้จะถูกวิเคราะห์อย่าง ละเอียดเหมือนกบั ท่ีแสดงไว้ในส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อให้ได้แรงบิดและความเร็วท่ีกาหนดของเพลาขับ อุปกรณ์ขนถ่าย การควบคุมความเร็วและแรงบิดจะต้องกระทาโดยส่วนของชุดส่งถ่ายกาลัง (Power Transmission) ได้แก่ ชุดลดความเร็ว คลัช และอุปกรณ์เชื่อมต่อ (Couplings) โดยกาลังท่ีส่งถ่ายไปยัง เพลาขับของอุปกรณ์ขนถ่าย จะพิจารณาจากความเร็วตายตัวหรือความเร็วเปลี่ยนแปลงท่ีแรงบิดคงท่ี ชุด ขับที่งา่ ยที่สุดจะใช้อุปกรณ์ใหน้ อ้ ยท่สี ุด การจัดวางชุดขับประเภทท่ัว ๆ ไป สามารถแสดงได้ดงั รูปท่ี 3.2 ชุด ขับทุกชนิดทแี่ สดงไว้สามารถทีจ่ ะประกอบเขา้ กับการจัดวางไว้ที่ขวามือหรอื ซา้ ยมือก็ได้ ดังน้ี a. Gear motor เช่ือมต่อโดยตรงด้วย Flexible Coupling ไปยังเพลาขับเป็นแบบง่าย ๆ มี ประสิทธภิ าพสงู และประหยัด b. Gear motor ร่วมกับโซ่ขบั ไปยังเพลาขับ เป็นการจดั วางทย่ี ดื หยนุ่ มรี าคาถูกและเสถียรภาพ c. ชดุ ลดความเร็วตอ่ ตรงเขา้ กับมอเตอร์และเพลาขับแบบอเนกประสงค์ มีเสถียรภาพ โครงสร้างมี น้าหนกั มากและบารงุ รักษาง่าย d. ชุดลดความเร็วเชื่อมต่อเข้ากับมอเตอร์และชุดขบั โซ่ไปยังเพลาขับ ทาให้สถานท่ีมีความยืดหยุ่น และเหมาะสาหรบั การขนถา่ ยทต่ี อ้ งการกาลังสูง ๆ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

83 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อปุ กรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ e. ชุดลดความเรว็ แบบ Spiral-bevel Helical หรือแบบเฟืองตัวหนอน (Worm-gear) ต่อตรงเข้า กบั มอเตอรแ์ ละเพลาขับ ประหยัดพืน้ ท่ี การรองรับไม่สลบั ซับซ้อน ชดุ ลดความเรว็ แบบ Spiral-bevel จะมี ราคาสงู กว่าชุดลดความเรว็ แบบเฟืองตัวหนอน แตม่ ีประสทิ ธภิ าพสูงกวา่ f. ชดุ ลดความเรว็ แบบ Spiral-bevel Helical หรือชุดลดความเร็วแบบเฟืองตวั หนอนเช่ือมต่อเข้า กับมอเตอร์และโซ่ขับไปยังเพลาขับ เหมาะสาหรับอัตราทดสูง ๆ ความต้องการกาลังม้าต่า ชุดขับนี้จะมี ประสทิ ธภิ าพคอ่ นขา้ งต่าแต่ต้นทุนเร่มิ แรกตา่ และยดื หยนุ่ ได้มากในส่วนของตาแหน่งทีต่ งั้ g. เพลาขับติดต้ังอยู่กับชุดลดความเร็วด้วยสายพานรูปตัว V ลดความเร็วจากมอเตอร์ ต้นทุน เร่ิมแรกต่า ยืดหยุ่นในด้านสถานที่ติดตั้ง สามารถปรับความเร็วได้บ้าง ประหยัดพื้นท่ี และกาลังม้าที่ ตอ้ งการไมม่ ากเกนิ ไป h. ล้อสายพานคู่ จะใช้เม่ือต้องการกาลังมาก ๆ และใช้อุปกรณ์ขับหนัก ๆ อาจจะประหยัดได้โดย การลดแรงดงึ สายพาน (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) รปู ที่ 3.2 การจัดวางชุดขับอปุ กรณข์ นถา่ ยประเภททว่ั ๆ ไป (ท่ีมา : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) 3.3 แนวทางการเลือกชุดขับอปุ กรณข์ นถา่ ยวัสดุ จุดเร่ิมต้นของการเลือกชุดขับ คือ ความเร็วและแรงบิดที่ต้องการ สาหรับอัตราขนถ่ายที่กาหนด การพิจารณาจะต้องนาการรับภาระแบบกระตุก (Shock) และภาระเกินพิกัด (Over load) มาพิจารณา ด้วย โดยทั่วไปผู้ผลิตจะระบุคุณลักษณะเฉพาะของการรับภาระสาหรับอุปกรณ์ขนถ่ายแบบต่าง ๆ และจะ ให้แฟคเตอร์เพื่อใช้กับสมรรถนะกาลังม้าท่ีกาหนด โดยกล่าวได้ว่าเนื่องจากความเร็วมาตรฐานของมอเตอร์ คอ่ นข้างท่ีจะถูกจากัด ดังนน้ั การเลือกความเร็วมอเตอร์จะกระทาเป็นลาดับแรก กาลังม้าจะถูกกาหนดโดย กาลังที่ต้องการของเพลาหลักของอุปกรณ์ขนถ่ายและการสูญเสียในการขับ โดยการลดความเร็วระหว่าง อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

84 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขับอปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ มอเตอร์กบั เพลาหลักของอุปกรณ์ขนถา่ ยจะมผี ลต่อกาลังมา้ ท่ีใช้อย่างแน่นอน จะพบปัญหาเก่ยี วกบั วธิ ีการ ทจี่ ะได้ความเรว็ ของเพลาหลักของอปุ กรณ์ขนถ่ายในขั้นสุดทา้ ย การเลือกควรใชม้ อเตอร์ความเร็วมาตรฐาน และการลดความเร็วผ่านอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างกลาง มอเตอร์ความเร็วมาตรฐานท่ีมีการลดความเร็วผ่านชุด ลดความเร็วว่าเป็นแบบท่ีประหยัดมากที่สุด อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ขนถ่ายอาจมีข้อกาหนดเฉพาะ โดย พิจารณาจากเสน้ Curve แรงบิดในการสตาร์ทในอุดมคติและทั่วไปสาหรับอุปกรณ์ขนถ่าย สามารถแสดงได้ ดังรูปที่ 3.3 “Break-away Time” จะเป็นช่วงเวลาท่ีต้องการสาหรับมอเตอร์ จะมีแรงบิดเพียงพอที่จะทา ใหอ้ ุปกรณ์ขนถ่ายเร่ิมหมุนเดินเครื่องได้ ในขณะท่ีสตาร์ทอุปกรณข์ นถ่ายแรงบิดของมอเตอร์ควรจะเพียงพอ ต่อการเร่งที่อัตรากาหนดโดยการออกแบบระบบ เส้นทึบ ในรูปท่ี 3.3 แสดงให้เห็นแรงบิดท่ีต้องการใน ขณะทเ่ี สน้ ประจะแสดงให้เหน็ ผลของความเร็ว รูปที่ 3.3 เส้นโคง้ แรงบิดในการสตาร์ทในอุดมคตสิ าหรบั อุปกรณ์ขนถ่าย (ท่ีมา : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) มอเตอร์จะต้องเหมาะกับสภาพการเดินเครื่องและลักษณะเฉพาะ ซ่ึงแรงบิดและความเร็วจะต้อง เหมาะกับประเภทของอุปกรณ์ขนถ่ายท่ีจะนาไปใช้ วิศวกรมักจะต้องการความเร็วที่เปล่ียนแปลงไดแ้ ละชุด เปล่ียนแปลงความเร็วท่ีมีประสิทธิภาพสูง การสตาร์ทอย่างน่ิมนวลของอุปกรณ์ขนถ่ายมีความสาคัญมาก ซ่ึงสามารถทาได้โดยใช้อุปกรณ์ควบคุมแรงบิดไม่ว่าจะเป็นกลไกหรือไฟฟ้าหรือใช้ร่วมกันท้ัง 2 แบบ การ สตาร์ทอยา่ งน่ิมนวลจะเป็นข้อพิจารณาท่ีสาคัญ เมื่อติดตั้งกาลังม้าให้มากไว้ เผื่อไว้ในการเพ่ิมอัตราขนถ่าย ในอนาคตหรือการเพิ่มความยาวอุปกรณ์ขนถ่ายในอนาคต สาหรับสภาพของการรับภาระที่สาคัญของ อุปกรณ์ขนถ่ายท่ีกาหนด จะต้องหาน้าหนักท้ังหมดท่ีจะถูกทาให้เคลื่อนท่ีโดยคานวณเช่นเดียวกับน้าหนัก บนอุปกรณ์ขนถ่ายแต่ละส่วนตลอดด้านบนและด้านกลับ แรงหน่วงและแรงในการเร่งจะถูกกระจายไปบน จุดต่าง ๆ ท่ัวอุปกรณ์ในสัดส่วนโดยตรงกับน้าหนักของส่วนประกอบท่ีเคล่ือนที่ท้ังหมดในแต่ละส่วนของ อุปกรณ์ขนถ่าย น้าหนักท่ีเกิดการเคล่ือนท่ีจะรวมถึงองค์ประกอบในการนาพาภาระและชิ้นส่วนที่มีการ หมุน แรงในการเรง่ หรือเบรกสามารถทีจ่ ะคานวณไดโ้ ดยสูตรต่อไปนี้ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

85 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขับอปุ กรณ์ขนถ่ายวสั ดุ F  ma (3.1) W  mg (3.2) F  ma  a (3.3) W mg g เมือ่ W คอื นา้ หนักทจี่ ะทาการเรง่ หรือหนว่ ง หน่วย นิวตัน (N) g คอื ค่าคงท่แี รงโน้มถ่วง หน่วย m/s2 (9.81 m/s2) a คือ อตั ราเร่งหรอื อตั ราหนว่ งของอุปกรณ์ขนถ่าย หนว่ ย m/s2 F คือ แรง หรือแรงดงึ หนว่ ย นิวตัน (N) m คอื มวล หนว่ ย กิโลกรัม (kg) คณุ ลักษณะเฉพาะในการสตาร์ทของชุดขับจะต้องเลอื กให้สามารถทจี่ ะเร่งในสภาพท่ภี าระต้องการ กาลงั สูงสุดสาหรับอปุ กรณ์ขนถ่ายทต่ี ้องการกาลงั มาก สภาพเช่นน้จี ะทาให้อปุ กรณ์ขนถ่ายรับภาระได้อย่าง เตม็ ที่ ถา้ ต้องการคานวณเวลาที่ตอ้ งการในการเรง่ สมการขา้ งล่างนจี้ ะใช้กบั สายพานลาเลียงหรือโซ่ลาเลียง t S (3.4) 60a เมื่อ t คือ เวลา หนว่ ย วนิ าที (s) S คือ ความเรว็ สุดท้ายของอปุ กรณข์ นถา่ ย หนว่ ย m/min a คอื อัตราเร่งเฉลีย่ m/s2 ตามปกตทิ ว่ั ไปจะเปน็ ดงั นี้ a = 0.5 ft/s2 สาหรบั สภาวะท่ีดที สี่ ุด นน่ั คือ มอเตอรแ์ บบ Slip Ring ควบคมุ คลชั แบบกระแสหมุนวน (Eddy Current) หรือมอเตอร์แบบ Driven-dum a = 1 ft/s2 สาหรับมอเตอร์และการควบคมุ แบบปกติ a = 3 ft/s2 สาหรับผา่ นขา้ มเสน้ การสตาร์ทมอเตอรเ์ หนยี่ วนากระแส (Induction Line) a = 1 ft/s2 ตวั Thrustor และ Solenoid Brake ตามขนาดทกี่ าหนดไว้ ตวั อย่างท่ี 3.1 จงคานวณหาคา่ เวลาที่ต้องการในการเร่งของโซ่ลาเลยี งหินจากการระเบดิ หนิ ภูเขา ท่ีใช้แรง ดึงโซ่ขนาด 20 kN มีน้าหนักของหินบรรทุก 20,000 N โซ่ลาเลียงมีความเร็วสุดท้ายของอุปกรณ์ขนถ่าย 40 m/min วธิ ีทา จากสมการแรงในการเร่งหรอื เบรก F  a จะไดว้ ่า a  Fg Wg W จากโจทย์ แรงดงึ โซ่ขนาด 200 N คือ F = 200 N นา้ หนกั ของหนิ บรรทุก 20,000 N คือ W = 20,000 N โซล่ าเลียงมีความเรว็ สุดท้ายของอุปกรณข์ นถ่าย 40 m/min คือ S =40 m/min อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

86 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ จาก t  S จะได้วา่ a  Fg  200  9.81  0.0981 60a W 20,000 st  40  40  6.79 60(0.0981) 5.886 ดังนนั้ เวลาท่ตี ้องการในการเรง่ ของโซ่ลาเลียง คือ 6.79 วินาที ตอบ 3.4 ประสทิ ธิภาพในการขบั อุปกรณ์ขนถา่ ยวัสดุ การกาหนดค่ากาลังม้าต่าสุดท่ีมอเตอร์หารค่าได้จากการหารกาลังม้าท่ีเพลาขับด้วยประสิทธิภาพ รวมของเคร่ืองลดความเร็ว ประสิทธิภาพรวมหาได้โดยการนาค่าประสิทธภิ าพของชุดขับในแต่ละหน่วยมา คูณเข้าไป ประสิทธิภาพของชุดกลไกลดปรับความเร็วได้ จะระบุไว้ในตารางท่ี 3.1 ค่าประสิทธิภาพเหล่าน้ี จะเปน็ คา่ สาหรบั อุปกรณข์ บั หลาย ๆ ประเภทท่ีใชก้ ับอุปกรณ์ขนถา่ ยทางกล ตารางท่ี 3.1 ประสทิ ธิภาพทางกลของกลไกลดความเรว็ ประสิทธภิ าพทางกล โดยประมาณ ประเภทของกลไกลดความเรว็ 0.94 0.93 สายพานรปู ตัววี และลูกรอก 0.95 โซ่ลกู กลิ้งและล้อเฟืองโซ่ ไมม่ ีฝาปิด 0.95 โซ่ลูกกลง้ิ และล้อเฟืองโซ่ มฝี าปิด มนี ้ามนั หล่อล่ืนอยภู่ ายใน เกียร-์ มอเตอรห์ รือชดุ ลดความเร็วแบบ Helicalหรอื Herring Bone Gear ลด 0.94 ความเรว็ 1 ข้นั เกียร-์ มอเตอร์ หรอื ชดุ ลดความเร็วแบบ Helical หรอื Herring Bone Gear 0.93 ลดความเรว็ 2 ขั้น เกียร-์ มอเตอร์ หรือชุดลดความเรว็ แบบ Helical หรอื Herring Bone Gear 0.94 ลดความเร็ว 3 ข้นั ชุดลดความเรว็ มเี พลาติดต้ังอยู่ (Shaft-mounted) Helical Gear ลด 0.90 ความเรว็ 2 ขน้ั ชดุ ลดความเร็ว เฟืองเกยี รต์ วั หนอน (Worm-gear) อัตราทดต่า (ชว่ งตา่ ถงึ 20 0.70 :1) 0.50 ชุดลดความเร็ว เฟอื งเกียร์ตวั หนอน อัตราทดปานกลาง (ช่วง 20 : 1 ถึง 60 : 0.90 1) 0.85 ชดุ ลดความเรว็ เฟอื งเกยี ร์ตวั หนอน อตั ราทดสูง (ช่วง 60 : 1 ถงึ 100 : 1) Cut Spur Gears Cast Spur Gears ทมี่ า : สนั ต์ สุขแสนไกรศร , 2535 อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

87 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขับอปุ กรณ์ขนถ่ายวสั ดุ ตัวอย่างท่ี 3.2 จงคานวณหาค่าประสิทธิภาพรวมของชุดขับและขนาดมอเตอร์ไฟฟ้าท่ีต้องใช้เป็นต้นกาลัง เม่ือชุดขับอุปกรณ์ประกอบด้วยชุดลดความเร็วแบบ Double Helical Gear และโซ่ลูกกลิ้งแบบไม่มีฝาปิด อยูบ่ นลอ้ เฟืองโซ่ (Cut Sprockets) และมขี นาดกาลังม้าตา่ สดุ ที่เพลาขบั คอื 13.92 HP วิธีทา การใช้ค่าประสิทธิภาพรวมของชุดขับเป็นผลลัพธ์ของประสิทธิภาพของชุดอุปกรณ์ร่วม ถ้าชุดขับ อุปกรณ์ประกอบด้วย ชุดลดความเร็วแบบ Double Helical Gear และโซ่ลูกกลิ้งแบบไม่มีฝาปิดอยู่บนล้อ เฟืองโซ่ (Cut Sprockets) จากตารางท่ี 3.1 จะได้ค่าของประสิทธภิ าพชุดลดความเรว็ แบบ Double Helical Gear คอื 0.94 และค่าของประสทิ ธภิ าพโซ่ลูกกล้ิงแบบไมม่ ฝี าปิดอยู่บนล้อเฟืองโซ่ (Cut Sprockets) คอื 0.93 สามารถคานวณหาคา่ ประมาณของประสทิ ธิภาพรวมได้ คอื (0.94) (0.93) = 0.874 ถ้ากาลังม้าตา่ สดุ ทเี่ พลาขับคอื 13.92 HP ดงั นน้ั กาลังม้าของมอเตอรท์ ี่ตอ้ งการจะได้ 13.92/0.874 = 15.9 HP ดงั น้นั จะต้องใชม้ อเตอร์ขนาดมากกวา่ 20 HP ตอบ 3.5 มอเตอรไ์ ฟฟา้ ขับอปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ สาหรับระบบขนถ่ายจะต้องมีการหากาลังม้าขั้นพื้นฐาน การเลือกมอเตอร์สาหรับชุดขับจะขึ้นอยู่ กับแฟคเตอร์มากมาย ประกอบด้วยคุณลักษณะเฉพาะของการสตาร์ท ประเภทและแรงเคล่ือนไฟฟ้าของ แหลง่ ส่งจ่ายกาลัง สภาวะบรรยากาศและสภาวะล้อมรอบ ความเรว็ คงทห่ี รอื ปรับความเร็วได้ สภาวะการใช้ งานพิเศษ และอุปกรณ์ขนถ่ายต้องการการเบรคแบบพลวัต (Dynamic Braking) โดยอ้างอิงมาตรฐาน NEMA ที่ใชก้ ันอยู่ในสหรัฐอเมรกิ าและยุโรป ทใ่ี ช้ความถี่สัญญาณไฟฟ้า 60 Hz ส่วนประเทศทใ่ี ชค้ วามถี่ 50 Hz รวมทั้งประเทศไทย ความเร็วมาตรฐานของมอเตอร์จะต่ากว่าปกติ 16.7% สาหรับมอเตอร์ท่ีมีจานวน ขั้วแม่เหล็กเท่ากัน ประเทศส่วนใหญ่จะต้ังมาตรฐานมอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นเอง มาตรฐานมอเตอร์ของ NEMA (National Electrical Manufacturers Association) และห้องปฏิบัติการทดลองของผู้รับประกัน มาตรฐาน NEMA ได้มีการพัฒนาข้ึนอย่างต่อเนื่องโดยการประชุมปรึกษาหารือกันระหว่างผู้ผลิต นัก ออกแบบ ผู้ใช้และสมาคมวิศวกรรมแห่งชาติอเมริกา มาตรฐานเหล่านี้ให้คาจากัดความของผลิตภัณฑ์ กระบวนการระบบการต้ังชื่อ (Nomenclature) มิติ (Dimension) องค์ประกอบและวิธีการสร้างพิกัดเผื่อ (Tolerance) อุ ป ก รณ์ ป้ อ งกั น ภั ย คุ ณ ลั ก ษ ณ ะเฉ พ าะข อ งก ารเดิ น เค ร่ือ งใช้ งาน ( Operating Characteristics) และสมรรถนะ คา่ ทีบ่ ่งบอก (Ratings) และอื่น ๆ มาตรฐานสาหรบั มอเตอร์ ปกตจิ ะแบ่ง ออกเปน็ 3 ระดับ ตามสภาวะแวดลอ้ ม ไฟฟา้ และกลไก 1. สภาวะแวดล้อม ผู้ผลิตมอเตอร์และสานักงานมาตรฐานได้ตกลงกันเร่ือง สภาวะแวดล้อม มาตรฐานหรือสภาวะแวดล้อมปกติการใช้งานมอเตอร์ มาตรฐานทั้งหมดได้ออกแบบมาเพื่อให้เหมาะกับ การใช้งานภายใตส้ ภาวะเหล่านัน้ โดยสภาวะแวดลอ้ มมาตรฐาน ดงั น้ี 1.1 อุณหภมู ลิ ้อมรอบระหวา่ ง 10 oc ถงึ 40 oc 1.2 ความสูงไม่เกิน 3,300 ฟุต (1,005.84 เมตร) ไม่ต่ากว่าระดับน้าทะเล ไม่อยู่ในสภาพ ความกดดนั หรืออยูใ่ นอวกาศ ซง่ึ จะมีผลต่อความดันภายนอก ตามขดี จากัดนี้ 1.3 ตาแหน่งท่ีติดตงั้ ซ่ึงทาให้การหมุนเวียนของอากาศระบายความร้อนที่แห้งและสะอาด เปน็ ไปอยา่ งอสิ ระและไม่ถกู จากัดขอบเขต อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

88 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ 1.4 ตาแหน่งที่ติดตง้ั ภายใต้เง่ือนไข ทางเข้าสาหรบั การตรวจสอบอย่างละเอียด การหล่อ ลืน่ และการบารุงรักษาเป็นครงั้ คราว 2. เกีย่ วกบั ไฟฟา้ ได้มีการกาหนดแนวทางและขีดจากัด ดังน้ี 2.1 กระแสในแกนหมนุ (Rotor) คงท่ี 2.2 แรงเคลอ่ื นไฟฟา้ เปล่ียนแปลงได้ 2.3 ความถีเ่ ปล่ียนแปลงได้ 2.4 อณุ หภมู สิ งู ขนึ้ และมีฉนวนหุ้ม 3. กลไก การกาหนดมาตรฐานสาหรับเส้นโค้งแรงบิด (Torque Curves) กาลังม้าและความเร็ว Short- time Ratings โครงฝาครอบ (Enclosures) โครงร่างแฟคเตอรก์ ารใช้งานและอ่ืน ๆ ดังแสดงได้ในตารางท่ี 3.2 แสดงความเร็วทส่ี อดคล้องกันสาหรบั กาลงั มา้ ต่าง ๆ ตารางที่ 3.2 ความเรว็ และกาลังม้ามาตรฐาน สาหรับความถ่ี 60 Hz ระดับแรงมา้ (HP) ความเรว็ ท่ีสอดคลอ้ งกัน (RPM) 0.5 514, 600, 720, 900 0.75 514, 600, 720, 900, 1,200 1 514, 600, 720, 900, 1,200, 1,800 1.5, 2, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25 514, 600, 720, 900, 1,200, 1,800, 3,600 30, 40, 50, 60, 75,100, 125 514, 600, 720, 900, 1,200, 1,800, 3,600 150 600, 720, 900, 1,200, 1,800, 3,600 200 720, 900, 1,200, 1,800, 3,600 250 900, 1,200, 1,800, 3,600 300, 350 1,200, 1,800, 3,600 400, 450, 500 1,800, 3,600 ที่มา : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535 แฟคเตอร์การใช้งานเป็นปริมาณที่ช้ีให้เห็นว่า มอเตอร์สามารถที่จะขับด้วยระดับท่ีสูงกว่าที่ระบุไว้ ในแผ่นป้ายช่ือ (Name Plate) โดยไม่ร้อนเกินพิกัด ขนาดของมอเตอร์จะมีผลต่อประเภทการใช้งานท่ี ต้องการและมีผลให้อุณหภูมิเพ่ิมขึน้ ดังสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 3.4 เป็นผลของมอเตอร์เมื่ออุณหภูมิสูงข้ึน สาหรบั สภาพการใช้งานตา่ ง ๆ หรอื การรับภาระเปน็ วัฎจักร ดงั น้ี a. การเดนิ เคร่อื งเตม็ พกิ ัดอยา่ งต่อเนือ่ ง b. การเดนิ เครื่องช่วงเวลาสน้ั ๆ เปน็ คร้ังคราว ทาให้อณุ หภมู ิลดลงเม่อื มอเตอรเ์ ยน็ ลง c. การเดินเคร่ืองเปน็ พัก ๆ ปล่อยให้มอเตอรเ์ ยน็ ลง แตไ่ ม่นานพอที่อุณหภูมิจะลดลงมาก d. การเดนิ เคร่ืองอย่างต่อเน่อื งโดยมภี าระสูงสุดเป็นพัก ๆ ทาให้อุณหภูมิสูงข้นึ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

89 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ (a) (c) (b) (d) รูปท่ี 3.4 วฎั จักรการทางานท่ีแตกตา่ งกนั เมื่อมอเตอร์มีอุณหภมู ิสูงข้ึน (ท่ีมา : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) เมื่อมีการกาหนดค่าแฟคเตอร์ใช้งานสาหรับภาระท่ีเกินพิกัด อาจต้องแก้ไขให้ประหยัดพลังงาน โดยการพิจารณาความแตกต่างของสมรรถนะระหว่าง การใชม้ อเตอร์ขนาดเล็กกว่ากบั การให้มีแฟคเตอรใ์ ช้ งานเพื่อรับภาระเกินพิกัดและใช้มอเตอร์ท่ีมีขนาดใหญ่ถัดข้ึนไป ค่าแฟคเตอร์ใช้งานมาตรฐานสาหรับ มอเตอรใ์ ชง้ านทว่ั ไป แสดงได้ดงั ตารางที่ 3.3 ตารางที่ 3.3 คา่ แฟคเตอร์ใชง้ านของมอเตอร์ใชง้ านทว่ั ไปและมอเตอร์ท่ีมีอุณหภมู ิ 40 oC ค่าแฟคเตอรใ์ ช้งาน กาลงั ม้า (HP) มอเตอรก์ ระแสสลบั มอเตอร์กระแสตรง 1/20 1.40 - 1/12 1.40 - 1/8 1.40 - 1/6 1.35 - 1/4 1.35 - 1/3 1.35 - 1/2 1.25 - 3/4 1.25 - 1 1.25 1.15 1-1/2 1.20 1.15 2 1.20 1.15 3 และใหญ่กว่า 1.15 1.15 ทมี่ า : สนั ต์ สุขแสนไกรศร , 2535 อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

90 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลังขับอปุ กรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กับการขับอุปกรณ์ขนถ่าย สามารถแสดงได้ในรูปท่ี 3.5 เปน็ แผนผัง การจดั ประเภทสาหรับมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง และกระแสสลบั จะมีกาลังมา้ มาตรฐานดงั ต่อไปน้ี 1. 1/2, 3/4, 1, 1-1/2, 2, 3, 5 และ 7-1/2 HP 2. 10 ถงึ 25 HP ในการเพม่ิ ขึ้น 5 HP 3. 30 ถึง 60 HP ในการเพิม่ ข้ึน 10 HP 4. 75 ถงึ 150 HP ในการเพิม่ ขน้ึ 25 HP 5. 150 ถงึ 500 HP ในการเพ่มิ ขน้ึ 50 HP 6. 500 ถงึ 1,000 HP ในการเพิ่มขึน้ 100 HP 7. 1,000 ถงึ 2,500 HP ในการเพิ่มขึน้ 250 HP 3.5.1 มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลับหรอื มอเตอร์หลายเฟส (AC or Poly Phase Motors) ผผู้ ลิตมอเตอร์ส่วนใหญ่จะเสนอมอเตอรเ์ หน่ียวนาหลายเฟส ตามพ้ืนฐานการสร้างเป็น 3 ประเภท มอเตอร์กรงกระรอกความเร็วคงที่ (Constant-speed Squirrel-cage Motor) เป็นแบบท่ีนิยมใช้กันอย่าง กว้างขวาง จริง ๆ แล้ว ความเร็วของมอเตอร์แบบน้ีจะเปลี่ยนแปลงไปตามภาระเพียงเล็กน้อย แต่น้อยเกิน กว่าที่จะเปล่ียนแปลงจากต้นกาลังอื่น ๆ ของกาลังทางกลเช่นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง อย่างไรก็ตาม ยังมี มอเตอร์กรงกระรอก ความเร็วหลายระดับท่ีจะให้ความเร็ว 2 ระดับข้ึนไปการสร้างมอเตอร์แบบที่ 2 จะ สามารถควบคุมความเร็วในขณะท่ีรับภาระเต็มพิกัดได้หลาย ๆ ช่วงโดยตรง มอเตอร์แบบนี้ได้แก่ มอเตอร์ แบบ Wound-rotor ประเภทที่ 3 ได้แก่ Synchronous Motor ซ่ึงให้ความเร็วเดินเคร่ืองคงท่ีอย่าง สมบูรณ์ รปู ท่ี 3.5 แผนผงั การแยกประเภทของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลบั และกระแสตรง (ทมี่ า : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

91 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลังขบั อปุ กรณ์ขนถ่ายวสั ดุ สมการพืน้ ฐานทส่ี ามารถใช้สาหรับมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั คือ (3.5) 1. เฟสเดยี ว P  EI cos 1,000 2. สามเฟส (ขดลวด 3 ขด) P  3EI cos (3.6) 1,000 3. สองเฟส (ขดลวด 4 ขด) P  2EI cos (3.7) 1,000 4. แฟคเตอรก์ าลัง (Power Factor) PF  cos f  kW  W (3.8) kVA VA เมอ่ื P คอื กาลัง หนว่ ยเป็น kW E คือ แรงเคลอื่ นระหวา่ งขดลวด (Volts) I คอื กระแสไฟฟ้าตอ่ ขดลวด 1 ขด (Amperes) f คอื การเคล่ือนท่เี ชงิ มุมจากตาแหน่งเดิมระหวา่ งกระแสและแรงเคล่ือน 3.5.1.1 มอเตอรก์ รงกระรอก (Squirrel - Cage Motors) มอเตอร์ไฟฟ้าธรรมดาส่วนใหญ่สาหรับการขับอุปกรณ์ขนถ่าย จะเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนา แบบกรงกระรอก มอเตอร์เหล่านี้จะถูกสตาร์ทด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดยตรง หรือที่แรงเคล่ือนท่ีลดลง โดย อาศัยหม้อแปลงอัตโนมัติหรืออุปกรณ์ Solid- state แบบอ่ืน ความต้องการความเร็ว กาลังม้า แรงบิด จานวนมากของการใช้งาน สามารถทจี่ ะทาให้พอไดด้ ้วยการออกแบบแยกประเภทของ NEMA แบบใดแบบ หน่ึงใน 4 แบบ สาหรับมอเตอร์ความถ่ี 60 Hz คือ 3,600/1,800 RPM (2/4 pole) 1,800/900 RPM (4/8 pole) และ 1,200/600 RPM (6/12 pole) มอเตอร์แบบ Reconnected Winding 3.5.1.2 มอเตอรแ์ บบ Wound - Rotor มอเตอร์แบบแกนหมุนพันขดลวด (Wound - rotor) หรือแบบ Slip - ring จะมแี กนหมุน พันขดลวดท่ีมีตัวนาไฟฟ้านาไปสู่ Slip Rings เพื่อสอดแทรกตัวความต้านทางไว้เพ่ิมแรงบิดในขณะสตาร์ท และลดกระแสในการสตาร์ทและยังวางใจได้ต่อการลดความเร็วลง 50% ภายใต้แรงบิดขณะรับภาระเต็มที่ มอเตอร์แบบน้ีเหมาะกับอุปกรณ์ขนถา่ ยทกุ ชนิดท่ีตอ้ งควบคุมแรงบิดในขณะสตารท์ รูปท่ี 3.6 เส้น Curves เหล่านี้บางเส้นจะเปรียบเทียบให้เห็นความแตกตา่ งสาหรบั มอเตอรก์ รงกระรอกแบบ A, B และ C เนอ่ื งจาก มอเตอร์แบบ Wound-rotor อาจจะใช้เส้น Curves เส้นใดเส้นหนึ่งในกลุ่มนี้ได้อย่างเหมาะสม เส้น Curves น้จี งึ ใชง้ านไดห้ ลายอยา่ ง อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

92 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขบั อปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ รูปที่ 3.6 โปรแกรมแรงบดิ -ความเร็วสาหรับการสตาร์ทของมอเตอรแ์ บบ Wound-rotor (ที่มา : สนั ต์ สุขแสนไกรศร , 2535) 3.5.1.3 มอเตอร์แบบ Synchronous มอเตอร์แบบ Synchronous ถูกสร้างให้มีความเร็วเฉล่ียเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ ของแหล่งต้นกาลงั และเปน็ สดั สว่ นกลบั กบั จานวนขว้ั แม่เหล็กในขดลวดทีอ่ ยู่กับท่ี (Stator) และตามส่วนกัน ในแกนหมุน (Rotor) มอเตอร์แบบ Synchronous มี 2 ประเภทหลัก ๆ คือ แบบไม่มีการกระตุ้นด้วย กระแสไฟฟา้ (Non-excited)และแบบกระต้นุ ด้วยไฟฟา้ กระแสตรง 1. มอเตอร์แบบไม่มีการกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า (Non-excited Motors) ถูก ออกแบบให้เป็นแบบความฝืดแม่เหล็ก (Reluctance) และแบบ Hysteresis มอเตอร์แบบนี้จะใช้วงจร สตาร์ทในตัวเอง และไม่ตอ้ งมกี ระแสไฟฟ้าจากภายนอกมากระตุ้น 2. มอเตอร์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงมากระตุ้น จะมีขนาดใหญ่กว่า 1 HP และต้องมี ไฟฟ้ากระแสตรงจ่ายผ่าน Slip Rings สาหรับการกระตุ้น ไฟฟ้ากระแสตรงอาจจะส่ง มาจากแหล่งจ่ายซ่ึง แยกอยู่ต่างหาก หรือ สามารถที่จะส่งมาจากเคร่ืองกาเนิดกระแสไฟฟ้า กระแสตรงซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงเข้า กบั เพลาของมอเตอร์ 3.5.2 มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง (DC Motors) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ถูกใช้งานอย่างกว้างขวางในงานอุตสาหกรรม เน่ืองจากความสัมพันธ์ ระหว่างความเร็วกับแรงบิดท่ีสามารถเปลี่ยนแปลงไปตามการใช้งานได้เกือบทุกรูปแบบ สาหรับการใช้งาน ของทั้งมอเตอร์และการสร้างใหม่ (Regeneration) ในทิศทางและการหมุน การทางานอย่างต่อเน่ืองของ DC Motors มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถท่ีจะจ่ายแรงบิดได้มากกว่า 5 เท่าของแรงบิดใช้งานปกติ โดยท่ัวไปจะแบ่งโดยแยกประเภทของสนามแม่เหล็กของมอเตอร์ ได้แก่ ขดลวดขนาน (Shunt-wound), ขดลวดอนุกรม (Series-wound) และขดลวดแบบผสม (Compound-wound) นอกจากน้ียังมีแบบ แม่เหล็กถาวรและแบบไม่มีแปรงถ่าน (Brushless) ใช้งานอยู่บ้างเหมือนกัน มอเตอร์อาจจะแบ่งประเภท เป็นแบบใช้งานต่อเน่ืองหรือใช้งานเป็นช่วง ๆ มอเตอร์ท่ีใช้งานต่อเนื่องสามารถที่จะทางานโดยไม่ต้องมี เวลาหยุดพักได้ วิธีปรับความเร็วมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบขดลวดสนามแม่เหล็ก (Wound-field DC Motor) ตามพื้นฐานจะมี 2 วิธใี นบางเวลากจ็ ะใชแ้ บบผสมทง้ั 2 วิธี ดังน้ี อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

93 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ 3.5.2.1 ควบคมุ สนามแม่เหลก็ แบบขนาด การควบคุมทาได้โดยให้กระแสในขดลวดขนานของมอเตอร์มีค่าน้อย ๆ เพ่ือเพิ่มความเร็ว และเพื่อที่จะลดแรงบดิ ขาออกสาหรบั กระแสในขดลวด Armature ที่กาหนดให้ เนือ่ งจากอัตรากระแสของ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจะถูกกาหนดโดยความร้อน, กระแสในขดลวด Armature สูงสุดที่ยอมได้จะ ค่อนข้างคงท่ีตลอดทุกช่วงความเร็ว หมายความถึงที่กระแสไฟฟ้าท่ีระบุไว้ แรงบิดขาออกจะแปรผกผันกับ ความเร็ว และมอเตอร์มีกาลังมา้ คงที่ตลอดช่วงความเรว็ 3.5.2.2 ควบคมุ แรงเคลอ่ื นไฟฟา้ ในขดลวด Armature วิธีน้ีกระแสในขดลวดขนาด (Shunt-field) จากแหล่งจ่ายที่มีแยกไว้ต่างหากจะถูกรักษา ให้คงท่ี ในขณะท่ีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ในขดลวด Armature จะเปลี่ยนแปลง ความเร็วจะเป็นสัดส่วนกับ แรงเคลือ่ นไฟฟ้าย้อนกลบั (Counter-emf) ซง่ึ เท่ากับแรงเคลือ่ นท่ใี ช้ ลบด้วยความตา้ นทาน IR ตกคร่อมใน วงจร Armature ทก่ี ระแสทร่ี ะบไุ ว้ แรงบิดจะคงคา้ งอยอู่ ย่างคงท่โี ดยไมค่ านึงถึงความเรว็ 3.5.3 เส้นโค้งแรงบิดของมอเตอร์ (Motor Torque Curves) NEMA ไดต้ ั้งมาตรฐานของเส้นโค้งแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าแระแสสลับขึน้ เมื่อกล่าวถึงกระแสใน การสตาร์ท (Starting Current) และแรงบิดในการสตาร์ท (Starting-Torque) ของมอเตอร์กรงกระรอก แล้วจะมีการออกแบบของ NEMA อยู่ 4 แบบ ใน 2 แบบที่กล่าวถึงนี้ (แบบ B จะมีแรงบิดในการสตาร์ท ปกติและกระแสในการสตาร์ทต่า, และแบบ C จะมีแรงบิดในการสตาร์ทสูงและกระแสในการสตาร์ทต่า) ปกตจิ ะแนะนาให้ใชข้ ับอุปกรณข์ บั ถา่ ย ดังสามารถแสดงไดด้ ังรปู ท่ี 3.7 สมการพนื้ ฐานของแรงบิดมอเตอรท์ ี่ใช้จะได้แก่ แรงบิดมอเตอร์ (ปอนด์-ฟุต)  5,250 HP (3.9) N เมือ่ N = ความเร็วในการหมนุ (รอบตอ่ นาที, RPM) อภชิ าติ ศรีชาติ รปู ที่ 3.7 เส้นโค้งแรงบิดเปรียบเทยี บกับความเรว็ ของ NEMA (ท่ีมา : ถาวร อมตกติ ต์ิ, 2556) สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

94 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ ระบบตน้ กาลังขบั อปุ กรณ์ขนถ่ายวสั ดุ ตัวอย่างท่ี 3.3 จงคานวณหาค่าแรงบิดมอเตอร์ขนาด 20 HP มีความเร็วรอบในการหมุน 3,600 รอบต่อ นาที วธิ ที า จาก สมการแรงบิดมอเตอร์  5,250  HP N จากโจทย์ มอเตอร์ขนาด 20 HP คอื HP = 20 HP ความเรว็ รอบในการหมนุ 3,600 รอบตอ่ นาที คือ N = 3,600 rpm แรงบิดของมอเตอร์  5,250 20  105,000  29.17 3,600 3,600 ดังนนั้ แรงบดิ ของมอเตอร์ คอื 29.17 ปอนด-์ ฟุต ตอบ 3.5.4 การควบคุมการสตาร์ท อุปกรณ์ขนถ่ายที่มีมวลมาก ๆมักจะต้องการเวลาในช่วงท่ีความเร็วขึ้นถึงความเร็วเดินเคร่ืองปกติ มากเม่ือใช้มอเตอร์กรงกระรอกกับอุปกรณ์ขนถ่ายจาเป็นที่จะต้องตรวจสอบสมรรถนะด้านความร้อน (Thermal Capacity) ของมันด้วย ตามหลกั ทั่ว ๆ ไปแลว้ มอเตอร์ NEMA แบบ C ต้องการเวลาในการเร่ง จนถึงความเร็วสูงสุด 6 วินาที หรือน้อยกว่า และมอเตอร์แบบ B ต้องการ 15 วินาที ผู้ผลิตมอเตอร์ควรให้ คาปรึกษาเกี่ยวกับเวลาในการเร่งมีค่าใกล้เคียงหรือมากเกินไป การควบคุมแรงบิดในการสตาร์ททาได้โดย ทางไฟฟ้า ทางกล หรือ Hydraulic ทางใดทางหนึ่ง วธิ ีการควบคุมแรงบิดในการสตาร์ทของมอเตอร์ที่นิยม ใชก้ ันทั่วไปคือ การลดแรงเคล่อื นไฟฟ้าจะทาให้แรงบิดถกู ลดลงตามไปด้วย การสตาร์ทมอเตอร์แบบการลด แรงเคล่ือนไฟฟ้าขณะสตาร์ททาได้โดยการใช้ความต้านทานปฐมภูมิ (Primary Resistant) หม้อแปลง อัตโนมัติ หรือตัวสตาร์ทแบบ Solid State โดยลักษณะสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่มีการควบคุมการสตาร์ท มอเตอร์ตามช่วงเวลาในการสตาร์ท สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 3.8 โดยการคุมแบบ Solid-state หลัก ๆ 2 แบบ ทใี่ ชก้ บั มอเตอร์เหน่ียวนากระแสสลบั คอื 1. ลดแรงเคล่ือนไฟฟ้าผ่าน Thyristors ควบคุมแรงเคลื่อนมอเตอร์ปฐมภูมิที่เส้นระดับความถ่ี (Line Frequencies) 2. ปรบั ความถผี่ า่ น Thyristor ควบคมุ แรงเคลื่อนมอเตอรป์ ฐมภูมแิ ละควบคุมความถ่ี รูปที่ 3.8 การจากัดกระแสของมอเตอรใ์ นระหว่างการสตาร์ทดว้ ยตัวควบคุม SCR (ทมี่ า : อภิชาติ ศรีชาติ , 2559) อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

95 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขับอุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ 3.6 เครอ่ื งยนต์ขบั อปุ กรณ์ขนถ่ายวัสดุ 3.6.1 ความหมายของเคร่ืองยนต์ เคร่ืองยนต์ หมายถึง เครื่องจักรเคร่ืองมือที่มนุษย์สร้างข้ึนสามารถเปล่ียนพลังความร้อน (Hear Energy) ให้เป็นพลังงานกล (Mechanical Work) แล้วนาเอาพลังงานกลที่ได้ปใช้ในการขับเคล่ือน เครื่องจกั รกล เชน่ เครอ่ื งสูบนา้ เครือ่ งตัดหญา้ เครือ่ งกาเนิดไฟฟา้ เป็นตน้ 3.6.2 ประวตั คิ วามเปน็ มาของเครอ่ื งยนต์ ปัจจุบันมีการนาเอายานพาหนะ เครื่องจักร และเคร่ืองทุ่นแรงต่าง ๆ มาอานวยความสะดวกใน การทางาน ซึ่งลว้ นแล้วแต่เกิดจากแนวคิด จติ นาการ และความสามารถของมนุษย์ที่มีวิวฒั นาการความคิด ในการประดิษฐ์ โดยอาศัยแนวคิด ทฤษฎีต่าง ๆ บุคคลเหล่านั้นคือ นักวิทยาศาสตร์เคร่ืองจักร เครื่องยนต์ ต่าง ๆ ซึ่งกว่าจะมาเป็นรถยนต์ จักรยานยนต์ และเครื่องจักรย่อมมีวิวัฒนาการประวัติ ความเป็นมาท่ี ยาวนาน ดังนี้ - ค.ศ. 1794 (พ.ศ. 2337) โรเบร์ิต สตรีท (Robert Street) ชาวอังกฤษสร้างเคร่ืองยนต์เผาไหม้ ภายในเครือ่ งแรก - ค.ศ. 1862 (พ.ศ. 2405) โปเดอร์ โรชา (Beau De Rochas) ชาวฝรั่งเศส ได้พิมพ์เอกสาร หลักการทางานของเคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะเป็นคร้ังแรก โดยเน้นหลักการต่อไปน้ี 1.การอัดตัวของส่วนผสมของน้ามันกับอากาศสูงสุดที่จุดเร่ิมต้นของการขยายตัวเท่าที่จะ เปน็ ไปได้ 2. การขยายตวั มากทสี่ ดุ เทา่ ท่ีจะเป็นไปได้ 3. การขยายตัวรวดเร็วท่สี ุดเทา่ ท่จี ะเปน็ ไปได้ 4. ปรมิ าตรความจุของกระบอกสูบมากท่ีสดุ โดยมีพื้นที่ระบายความร้อนน้อยท่ีสดุ - ค.ศ. 1872 (พ.ศ. 2415) เบรย์ตัน (Brayton) ชาวเยอรมันนี ได้พัฒนาเครื่องยนต์สามารถใช้ พาราฟิน และนา้ มนั ปโิ ตเลยี มหนกั เป็นเชือ้ เพลงิ - ค.ศ. 1876 (พ.ศ. 2419) ดร.ออตโต (Dr.N.A.Auto) ชาวเยอรมันสร้างเคร่ืองยนต์ 4 จังหวะตาม หลักการของโรชาและปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงข้ึน ได้มีการประดิษฐ์ยานพาหนะทางบกท่ีขับเคลื่อน ดว้ ย กาลังของตัวเองมาเป็นเวลานานแล้ว แต่ผลสาเรจ็ ของการประดิษฐ์ เกิดขึ้นในปี 1876 น้ีเอง ตอ่ มาใน ปี ค.ศ. 1880 (พ.ศ. 2422) มีความเจริญก้าวหน้าอย่างมากเกิด ขึ้นในเยอรมัน เมื่อ เดทเลอร์ (Gottlieb Daimler) และเบนซ์ (Carl Benz) ทางานร่วมกับมาย บัค (Maybach) ได้ประดิษฐ์ เคร่ืองยนต์เครื่องแรก ปี ค.ศ. 1883 (พ.ศ. 2425) โดยเครื่องยนต์ท่ีเขาประดิษฐ์ขึ้นนีม้ ีความเร็วรอบมากกว่าของออตโต ถงึ 4 เท่า คือความเร็วเทา่ กบั 900 รอบตอ่ นาที - ค.ศ. 1884 (พ.ศ. 2426) เดมเลอร์ตดิ ตั้งเคร่ืองยนต์แรงม้าบนรถจกั รยานยนต์ - ค.ศ. 1881 (พ.ศ. 2423) เซอร์ดูกาล์ดเคลิก (Sir Dugalald Clerk) ชาวอังกฤษประดิษฐ์ เครอ่ื งยนตแ์ ก๊สโซลนี 2 จังหวะ - ค.ศ. 1892 (พ.ศ. 2435) ดร.รูดอร์ฟ ดีเซล (Dr.Rudolf Diesel) ชาวเยอรมันสร้างเครื่องยนต์ ดีเซลโดยมีการนาเอาอัดอากาศร้อนแล้วฉีดเช้ือเพลิงเข้าไปเผาไหม้แล้วเกิดความร้อนและความดัน ดัน ลกู สบู ให้เคลื่อน ท่รี ะบบจุดระเบดิ ดว้ ยแมกนีโตและหัวเทยี นมาใชก้ ับเครือ่ งยนต์แกส๊ โซลนี - ค.ศ. 1894 (พ.ศ. 2437) เบนซ์ ประดิษฐเ์ ครอ่ื งยนต์ 2 แรงมา้ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

96 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขับอปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ - ค.ศ. 1897 (พ.ศ. 2440) มอร์ (Mors) ชาวฝรั่งเศสได้ผลิตเครื่องยนต์ 8 สูบ (V- 8) แกรฟ และ สตฟี แหง่ ออสเตรยี ไดผ้ ลติ รถยนตแ์ ก๊สโซลีนขบั เคล่อื นลอ้ หน้า - ค.ศ. 1898 (พ.ศ. 2441) เดมเลอร์ผลติ เครอ่ื งยนต์ 4 สบู เรียง - ค.ศ. 1902 (พ.ศ. 2445) สาปเดอร์ แห่งฮอลแลนด์ ได้ผลิตรถยนต์ขับเคลื่อน 4 ล้อใช้เคร่ืองยนต์ 6 สบู เรียง - ค.ศ. 1907 (พ.ศ. 2447) อัศวดิ แห่งอเมริกา ผลิตเคร่ืองยนตท์ ่ใี ช้ซูเปอร์ชาร์ด - ค.ศ. 1908 (พ.ศ. 2448) ฟอรด์ ผลิตรถยนต์แบบโมเดล-ที และได้ผลิตระบบขุดระเบิดที่ใช้คอยล์ และจานจา่ ย ส่วน เอร์เบอร์ต ฟรดู ชาวองั กฤษ ใช้ใยหนิ ทาผ่าเบรก และผ้าคลทั ช์ - ค.ศ. 1909 (พ.ศ. 2449) คลิสต้ี ชาวอเมริกันติดต้ังเครื่องยนต์ 4 สูบ และเกียร์กับรถยนต์ขับล้อ หน้า - ค.ศ. 1911 (พ.ศ. 2451) คาลแิ ลค แนะนาการสตารด์ ้วยไฟฟา้ และระบบไฟแสงสวา่ งกับไดนาโม - ค.ศ. 1912 (พ.ศ. 2452) เปอรโ์ ย แนะนาเครอื่ งยนตท์ ใ่ี ชเ้ พลาลูกเบ้ยี วคู่ - ค.ศ. 1913 (พ.ศ. 2452) อังกฤษ ใชค้ ารบ์ เู รเตอร์แบบสญุ ญากาศคงที่ (S.U.) - ค.ศ. 1919 (พ.ศ. 2458) อิสปาโน ซุบซา แห่งสเปนใช้เบรกแบบช่วยเพ่มิ พลงั หลักจากนั้นก็ได้มีนักประดิษฐ์อื่น ๆ ท่ีคิดประดิษฐ์ส่วนประกอบต่าง ๆ ของรถยนต์อีกมากมายจน ทาให้เป็นรถยนต์ที่สมบูรณ์แบบในปัจจุบัน แต่อย่างไรก็ตามความ เจริญก้าวหน้าของรถยนต์ ก็ยังไม่มี หยดุ ย้ังยงั ต้องมผี ปู้ ระดิษฐ์ คดิ คน้ สง่ิ ใหม่ ๆกับรถยนต์ ต่อไปอกี อยา่ งไม่หยดุ ยัง้ 3.6.3 ประเภทของเคร่อื งยนต์ เคร่ืองยนต์ต้นกาลังโดยท่ัวๆ ไปจะเป็นเครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้ภายในแทบท้ังส้ิน คาว่า “เผา ไหม้ภายใน” ซ่ึงหมายถึงพลังงานท่ีได้มาจากการเผาไหม้ของน้ามันเชื้อเพลิงกับอากาศภายในกระบอกสูบ ของเคร่ืองยนต์นั่นเอง เคร่ืองยนต์ท่ีมีการเผาไหม้ภายในทุกชนิดจะใช้น้ามันเชื้อเพลิงที่มาจากน้ามันเป็น ส่วนใหญ่ สามารถแบ่งตามการใช้น้ามันเชอื้ เพลงิ ได้ 2 ชนิดคอื 1. เคร่ืองยนตแ์ ก๊สโซลีนหรอื เครอื่ งยนตเ์ บนซิน (Gasoline Engine) 2. เคร่อื งยนตด์ ีเซล (Diesel Engine) 3.6.3.1 เครอื่ งยนต์เบนซนิ (Gasoline Engine) เครื่องยนต์เบนซินเป็นเคร่ืองยนต์ท่ีใช้น้ามันเช้ือเพลิงกับอากาศผสมกันในคาร์บูเรเตอร์ โดยส่วนผสมท่ีได้เราเรยี กวา่ “ไอดี” ไอดีจะถกู ปอ้ นเขา้ ไปในกระบอกสูบทางช่องไอดี (Inlet valve) ไอดีจะ ถูกอดั และถกู จดุ ระเบิดภายในกระบอกสบู โดยประกายไฟจากหวั เทียน 3.6.3.1.1 ช้ินสว่ นหลกั ของเครอื่ งยนต์เบนซนิ ชิ้นสว่ นหลกั ของเคร่อื งยนตเ์ บนซนิ แบง่ ออกได้ 2 แบบคอื 1. แบบทเี่ คลอ่ื นไหวได้ มีดงั น้ี 1. ลกู สูบ (Piston) 2. ก้านสบู (Connecting rod) 3. เพลาข้อเหวี่ยง (Crank shaft) 4. แหวนลูกสูบ (Piston rings) 5. สลกั ลูกสูบ (Piston pins) 6. ล้อช่วยแรง (Fly wheel) อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ 97 7. เพลาลูกเบีย้ ว (Cam shaft) ระบบตน้ กาลงั ขบั อุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ 9. ลูกกระทงุ้ ล้ิน (Valve tappet) 8. ลน้ิ (Valve) 10. สปรงิ ลิน้ (Valve springs) รปู ท่ี 3.9 ชิ้นส่วนของเครือ่ งยนตเ์ บนซนิ (ท่มี า : http://www.asiaautowork.co.th/, 2559) 2. แบบท่ีอยู่กบั ท่ีไม่เคลอื่ นไหว มีดงั น้ี 1. เสอื้ สูบ (Cylinder block) 2. ฝาสบู (Cylinder head) 3. กระบอกสบู (Cylinder) 4. ปะเป็นฝาสูบ (Cylinder head gasket) 5. อ่างนา้ มนั เครอื่ ง (Crank case) 6. คารบ์ ูเรเตอร์ (Carburetor) 7. หมอ้ กรองอากาศ (Air cleaner) 8. ถังนา้ มนั เชอื้ เพลงิ (Fuel tank) 9. หวั เทยี น (Spark plug) 3.6.3.1.2 ประเภทของของเคร่อื งยนต์เบนซิน เคร่ืองยนต์แก๊สโซลีนทีเ่ ราเห็นกันท่ัว ๆ ไปแบง่ ตามจงั หวะการทางานได้ 2 แบบคือ 1. เคร่อื งยนต์ 4 จังหวะ (Four stroke cycle engine) 2. เครื่องยนต์ 2 จังหวะ (Two stroke cycle engine) 3.6.3.1.3 หลักการทางานเคร่อื งยนตเ์ บนซิน 4 จังหวะ วัฏจักรการทางานของเครื่องยนต์เล็กเบนซิน 4 จังหวะ คือ จังหวะดูด จังหวะอัด จังหวะระเบิด และจังหวะคาย สามารถแสดงได้ดังรปู ท่ี 3.10 มีหลักการทางานของเคร่ืองยนต์ ดังน้ี อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

98 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ ระบบตน้ กาลงั ขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ 1. จังหวะดูด (Intake) จังหวะดูดเริ่มต้นจากลูกสูบอยู่ด้านบนของกระบอก สูบเคล่ือนทลี่ งส่ดู ้านลา่ ง ลิ้นไอดีเปิดเพื่อดดู สว่ นผสมไอดี (น้ามันเบนซินผสมกบั อากาศ) เข้ากระบอกสูบจน ลกู สูบเคล่ือนท่ลี งส่ศู ูนย์ตายล่างล้นิ ไอดจี งึ อยใู่ นตาแหน่งปิด โดยในจังหวะนลี้ นิ้ ไอเสียอยใู่ นตาแหนง่ ปดิ 2. จังหวะอัด (Compression) จังหวะอัดลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่าง ข้ึนสู่ศูนย์ตายบนของกระบอกสูบ เพ่ืออัดส่วนผสมไอดีที่ถูกดูดเข้ามาภายในกระบอกสูบจากจังหวะดูด ส่งผลทาให้ภายในกระบอกสูบมีอัตราส่วนการอัดสูงข้ึนประมาณ 1:6 ถึง 1:10 ความดันประมาณ 6.0 – 10.0 กก./ซม2. ในจงั หวะน้ลี น้ิ ไอดแี ละล้ินไอเสยี อยใู่ นตาแหนง่ ปดิ รูปที่ 3.10 การทางานของเครื่องยนต์เบนซนิ 4 จังหวะ (ทม่ี า : http://www.asiaautowork.co.th/, 2559) 3. จังหวะระเบิดหรือจังหวะงาน (Expansion) ก่อนลูกสูบเคลื่อนท่ีถึงศูนย์ ตายบนเล็กน้อย จะเกดิ ประกายขึ้นท่ีเขี้ยวหัวเทียนทาให้เกิดการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงข้ึนภายในกระบอก สูบ ในจังหวะน้ีเป็นจังหวะที่ให้งานออกมา หลังจากน้ันลูกสูบก็จะเคลื่อนที่จากศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตาย ล่าง โดยในจังหวะน้ีวาล์วไอดีอยู่ในตาแหน่งปิดและวาล์วไอเสีย เร่ิมเปิดเพ่ือระบายไอเสียที่เกิดขึ้นภายใน กระบอกสบู 4. จังหวะคาย (Exhaust) จังหวะคายเป็นการทางานต่อจากจังหวะระเบิด เม่ือลูกสู บเคลื่อนท่ีจากศูนย์ตายบนลงสู่ ศูนย์ตายล่างเน่ืองจากการได้รับแ รงกระแทกจากการเผาไหม้ เช้ือเพลิง จากนั้นลูกสูบจะเคล่ือนที่ขึ้นสู่ด้านบนของกระบอกสบู เพ่ือไล่ไอออกผ่านทางลิ้นไอเสีย เม่ือลูกสูบ เคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบนวาล์วไอเสียก็จะปิด วาล์วไอดีก็จะอยู่ในตาแหน่งเริ่มเปดิ อีกครั้ง เพ่อื เข้าสู่จังหวะดูด ใหมอ่ ีกครง้ั 3.6.3.1.4 หลักการทางานเครอ่ื งยนตเ์ บนซิน 2 จงั หวะ เครื่องยนต์ชนิด 2 จังหวะ ถูกออกแบบมาไม่เหมือนกับเคร่ืองยนต์เบนซิน 4 จังหวะคือ เครอื่ งยนต์ 4 จังหวะ จะใช้วาล์วไอดีและวาล์วไอเสยี เป็นกลไกในการจ่ายไอดีและไอเสียสลับกัน อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

99 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขับอุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ แต่เคร่ือง 2 จังหวะ ถูกออกแบบให้มีช่องไอดีและไอเสียอยู่ท่ีกระบอกสูบ ซึ่งช่องนี้จะเปิดหรือปิดได้อยู่ท่ี การเคล่ือนทข่ี องตัวลูกสูบเท่ากับวา่ ลกู สูบทาหนา้ ที่เป็นวาล์วไปในตวั 1. จงั หวะดูดและอัด เป็นจังหวะท่ีลูกสูบเคลอ่ื นท่ีจากศูนย์ตายลา่ งขึ้นสู่ศูนย์ ตายบน ระหว่างการเคล่ือนที่น้ีเองด้านบนลูกสูบคือการอัดอากาศไอดี ในขณะเดียวกันช่องไอเสียจะถูกปิด ด้วยตัวลูกสบู โดยอัตโนมัติ โดยที่เวลาเดียวกนั น้ีเองความสูงของลกู สูบก็พ้นช่องไอดีออกไปทาให้อากาศไอดี ไหลเขา้ สู่ห้องเพลาขอ้ เหว่ยี งโดยอัตโนมัติเชน่ กนั ดังแสดงในรปู ท่ี 3.11 2. จังหวะกาลังและจังหวะคาย เม่ือลูกสูบเคล่ือนที่ข้ึนไปสู่ศูนย์ตายบนก็จะ เกิดประกายไฟจากหัวเทียนทาให้เกิดระเบิดเพื่อดันลูกสูบลงไปสู่ศูนย์ตายล่างอีกคร้ัง ในระหว่างการ เคล่ือนท่ีลงครั้งนี้ความสูงของลูกสูบก็จะไปปิดช่องอากาศทางเข้าไอดีและด้านบนของลูกสูบก็จะพ้นช่อง ทางออกของไอเสียทาให้อากาศไอเสยี ไหลผ่านออกไป ในขณะเดียวกันน้เี องท่ีด้านบนของลูกสบู กจ็ ะพ้นช่อง ไหลเข้าของไอดที ีม่ าจากห้องเพลาข้อเหวย่ี งเขา้ ไปแทนท่ี ดังแสดงในรูปท่ี 3.12 รปู ที่ 3.11 จงั หวะดดู และอดั รปู ที่ 3.12 จังหวะกาลงั และจังหวะคาย (ท่ีมา : http://kanchanapisek.or.th, 2559) (ท่มี า : http://www.motorival.com, 2559) 3.6.3.2 เคร่ืองยนต์ดีเซล (Diesel Engine) เคร่ืองยนต์ดีเซล (Diesel Engine) หรือเคร่ืองยนต์ท่ีจุดระเบิดด้วยกาลังอัด (Compression Ignition Engine) ซ่ึงจะอดั อากาศภายในกระบอกสูบด้วยกาลังสูง น้ามันเช้ือเพลิงท่ใี ช้ก็จะเปน็ ชนิดที่ระเหย ตัวยาก มีจุดเดือดที่อุณหภูมิสูง ไม่ใช้ประกายไฟเป็นตัวจุดระเบิด แต่จะใช้น้ามันเช้ือเพลิงฉีดเข้าไปใน กระบอกสูบอย่างแรงทางหัวฉีด ทาให้เกิดการระเบิดขนึ้ ภายในกระบอกสูบ ทาให้ได้กาลังงานออกมาใช้งาน หลักการทางานของเครื่องยนตด์ ีเซล 4 จังหวะ คือ จงั หวะดูด จังหวะอัด จังหวะระเบิด และจังหวะคาย ดัง แสดงในรูปท่ี 3.13 ในเคร่ืองยนต์ดีเซลการจุดระเบิดจะใช้กาลังอัดอากาศในกระบอกสูบให้เหลือน้อยลง อณุ หภูมิจะสงู แลว้ หวั ฉดี จะฉีดนา้ มันให้เป็นฝอย เม่ือกระทบกับอากาศรอ้ นกจ็ ะเกดิ การระเบิดขึ้น ดงั น้ี 1. จังหวะดูด (Suction Stroke) เม่ือลูกสูบเล่ือนจากศูนย์ตายบน (Top Dead Center) ลงสู่ศูนย์ตายลา่ ง (Bottom Dead Center) ล้ินไอดีเปิด ลน้ิ ไอเสียปิด อากาศจะถูกดูดเข้าทางชอ่ งไอดีผ่าน ลนิ้ ไอดี เข้าบรรจใุ นกระบอกสูบจนลกู สบู เลื่อนลงถึงศนู ย์ตายล่าง 2. จังหวะอดั (Compression Stroke) จะทางานต่อเนือ่ งจากจงั หวะดูดคือ เม่ือเลื่อนจาก ศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบนจะอัดอากาศให้เหลือน้อยลงและมีความดันประมาณ 400 - 700 ปอนด์ต่อ ตารางน้ิว มอี ุณหภมู สิ ูงประมาณ 400 องศาเซลเซยี ส อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

100 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ 3. จังหวะระเบิด (Power Stroke) ก่อนลูกสูบเลื่อนถึงศูนย์ตายบนเล็กน้อย หัวฉีด (Injection) จะฉีดน้ามันเช้ือเพลิงให้เป็นฝอยเข้าไปกระทบกับ อากาศที่ร้อนจะทาให้เกิดการระเบิดขึ้น แรงดันจากการระเบิดจะ ผลกั ดนั ให้ลูกสบู เล่ือนลงสศู่ ูนย์ตายลา่ ง เราจะไดก้ าลงั งานใน จงั หวะน้ีเอง 4. จังหวะคาย (Exhaust Stroke) เมื่อลูกสูบเลือ่ นถึงศูนย์ตายล่าง ลิ้นไอเสียจะเปดิ ล้ินไอ ดีปิด ลูกสูบจะเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบนและขับไล่ไอเสียในกระบอกสูบให้ออกไปทางล้ิน ไอเสยี เมื่อลูกสบู เลือ่ นถึงศูนย์ตายบน ลิน้ ไอเสยี จะปิด ลนิ้ ไอดีจะเปิดเมื่อลกู สูบเลอ่ื นลง ซึ่งจะเรม่ิ ตน้ จงั หวะ ดูดใหม่ตอ่ ไป รูปท่ี 3.13 การทางานของเคร่ืองยนต์ดเี ซล 4 จังหวะ (ที่มา : http://www.asiaautowork.co.th/, 2559) 3.6.4 ขนาดและการใชง้ านของเครอื่ งยนตต์ น้ กาลงั เครื่องยนต์ต้นกาลังท่ีใช้กันอยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่จะต้องคานึงถึงองค์ประกอบหลายด้าน เพื่อให้ เคร่ืองยนต์ต้นกาลังมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ไม่เกิดการชารุดเสียหายง่าย ซึ่งจะต้องพิจารณา องค์ประกอบตา่ ง ๆ ต่อไปน้ี 1. งานท่ีจะใช้กับเคร่ืองยนต์ต้นกาลัง งานที่จะใช้กับเครื่องยนต์ต้นกาลังนั้นจาเป็นต้องเลือกชนิด ของเคร่ืองยนต์ต้นกาลังก่อนว่าควรใช้เครื่องยนต์ชนิดใด ดีเซลหรือเบนซิน เคร่ืองยนต์ 2 จังหวะ หรือ 4 จังหวะ เพ่ือท่ีจะได้ประหยัดค่าใช้จ่ายต่าง ๆ เช่น ราคาเครื่องยนต์ ค่าน้ามันเช้ือเพลิง ค่าบารุงรักษา ซ่อมแซม เปน็ ตน้ 2. กาลังม้าของเครื่องยนต์ต้นกาลังขนาดของเคร่ืองยนต์ต้นกาลังที่ใช้ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะบอก เป็นแรงม้า (Horse Power) ควบคู่กับความเร็วรอบของเคร่ืองยนต์ โดยจะบอกแรงม้าสูงสุดและแรงม้า ต่าสุดไว้ท่ีแผ่นด้านหน้าเคร่ืองยนต์ เช่น HP Max 10 HP at 2,400 rpm, HP Min 9 HP at 2,200 rpm หรือ แรงมา้ สูงสุด 10 แรงมา้ ที่ 2,400 รอบ/นาที แรงม้าต่าสุด 9 แรงมา้ ท่ี 2,200 รอบ/นาที เปน็ ต้น 3. ขนาดของปริมาตรกระบอกสูบ ในเคร่ืองยนต์ส่วนใหญ่จะบอกปริมาตรกระบอกสูบไว้ ทั้ง เครือ่ งยนต์ดีเซลและเคร่อื งยนต์เบนซิน ซ่ึงจะหมายถึงปริมาตรของเครื่องยนตใ์ นจงั หวะอัดสุด และมีหน่วย เป็นลกู บาศก์เซนติเมตร 4. ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ต้นกาลังในการเลือกใช้เครื่องยนต์ต้นกาลัง จะต้องคานึงถึง ความสมั พันธข์ องรอบเครอื่ งยนตก์ ับรอบเครอ่ื งจักรกลหรอื อุปกรณ์ลาเลยี งท่ีนามาใช้รว่ มกันด้วย อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

101 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขับอปุ กรณ์ขนถ่ายวสั ดุ ถา้ ความเรว็ รอบของเครอ่ื งยนต์มากกว่าเคร่ืองจักรกล จาเปน็ ตอ้ งมกี ารทดรอบดังสมการ ดังนี้ D1N1 = D2N2 (3.10) หรือ (3.11) Z1N1 = Z2N2 เมอื่ D1 คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของพูลเลยต์ ัวขับ (นิ้ว) D2 คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของพลู เลย์ตัวตาม (น้วิ ) N1 คือ ความเรว็ รอบของพลู เลย์ตวั ขับ (rpm) N2 คอื ความเร็วรอบของพลู เลยต์ ัวตาม (rpm) Z1 คือ จานวนฟนั เฟืองของพลู เลย์ตวั ขบั (ฟนั ) Z2 คอื จานวนฟนั เฟืองของพูลเลยต์ วั ตาม (ฟนั ) 5. ความประหยัดในการใช้เคร่ืองยนต์ต้นกาลังในการใช้งานเครื่องยนต์ต้นกาลังอย่างประหยัดน้ัน จะต้องพิจารณาจากพ้ืนท่ีงานท่ีจะใช้เครื่องจักรกลเกษตรและเครื่องยนต์ต้นกาลัง เช่น พ้ืนท่ีที่ทา การเกษตรมีน้อย แต่ใช้เคร่ืองยนตต์ ้นกาลงั ขนาดใหญ่ แรงม้ามาก กจ็ ะทาให้ส้นิ เปลืองคา่ ใช้จา่ ยต่าง ๆ หรือ พื้นที่ที่ทาการเกษตรมีมากแต่ใช้เครื่องยนต์ขนาดเล็กก็จะทาให้เกิดความล่าช้าและส้ินเปลืองค่าใช้จ่ายอีก ดังนั้นควรพจิ ารณาให้เหมาะสมเพ่อื ลดต้นทนุ การผลิต เป็นต้น ตัวอย่างที่ 3.4 ระบบสานพานลาเลียงกระสอบข้าวสารของโรงสแี ห่งหนง่ึ ต้องการอัตราเรว็ ในการหมุนของ สายพานลาเลียง 400 rpm โดยบรษิ ัทผู้ผลิตระบบสายพานลาเลียงเลือกใช้เครอ่ื งยนต์ต้นกาลงั ขนาด 2 HP ความเร็วรอบ 1,400 rpm และใช้พูลเลย์ขับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 น้ิว จงคานวณหาขนาดเส้นผ่าน ศูนยก์ ลางของพลู เลยต์ ามของระบบสายพานลาเลียงนี้ วธิ ที า จาก สมการการทดรอบ D1N1 = D2N2 จากโจทย์ มอเตอร์ขนาด 2 HP ความเร็วรอบ 1,400 rpm คือ N1 = 1,400 rpm พลู เลยข์ บั ขนาดเสน้ ผา่ นศูนย์กลาง 20 นิว้ คือ D1 = 4 นวิ้ อตั ราเรว็ ในการหมนุ ของสายพานลาเลยี ง 20 rpm คอื N2 = 400 rpm  4 1,400  5,600 14 400 400 จะไดว้ ่า นิ้วD2  D1 N1 N2 ดังนัน้ ขนาดเส้นผา่ นศนู ยก์ ลางของพูลเลยต์ ามของระบบสายพานลาเลียง คอื 14 นิ้ว ตอบ ตัวอย่างท่ี 3.5 ระบบลาเลียงด้วยการสั่นของการส่งข้าวสารเพ่ือบรรจุถุงเพื่อจาหน่ายของโรงสีแห่งหน่ึง ต้องการอัตราเร็วในการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงท่ีทาให้เกิดการสั่นด้วยอัตรา 800 rpm ใช้ฟันเฟืองของ ฟันเฟืองตัวตามที่เชอ่ื มตอ่ กับเพลาข้อเหวี่ยง จานวน 42 ฟัน ระบบลาเลียงด้วยการสั่นนใ้ี ชม้ อเตอรต์ ้นกาลัง ขนาด 5 HP ความเรว็ รอบ 1,400 rpm จงคานวณหาจานวนฟนั เฟอื งขับของระบบลาเลียงน้ี วิธีทา จาก สมการการทดรอบ Z1N1 = Z2N2 อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

102 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ จากโจทย์ มอเตอร์ขนาด 5 HP ความเรว็ รอบ 1,400 rpm คอื N1 = 1,400 rpm ฟันเฟอื งของฟนั เฟืองตัวตาม จานวน 36 ฟัน คอื Z2 = 42 ฟัน อัตราเร็วในการหมนุ ของระบบสนั่ 800 rpm คอื N2 = 800 rpm จะได้วา่ ฟนัZ1  Z2N2  42  800  38,400  24 N1 1,400 1,400 ดงั นน้ั จานวนฟนั เฟอื งขบั ของระบบลาเลียง คือ 24 ฟนั ตอบ 3.6.5 การบารงุ รักษา ในการใช้งานเคร่ืองยนต์ต้นกาลังจะต้องให้การบารุงรักษาตามบริษัทผู้ผลิตกาหนดเพราะจะทาให้ อายุการใช้งานของเคร่ืองยนต์นัน้ ยาวนาน การบารงุ รกั ษาเป็นประจามี ดังน้ี 1. ระบบระบายความร้อน ในเคร่ืองยนต์ต้นกาลังโดยทัว่ ไปจะมีระบบระบายความร้อนอยู่ 2 ระบบ คอื 1.1 ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ การบารุงรักษานั้นจะต้องหม่ันทาความสะอาด ครีบระบายความร้อนอยู่เสมอ อย่าให้มโี คลนหรือเศษหญา้ เข้าไปตดิ ค้างอยู่เพราะจะทาใหป้ ระสิทธภิ าพการ ระบายความรอ้ นลดลงและอณุ หภูมขิ องเคร่ืองยนตจ์ ะสงู อาจทาใหล้ ูกสบู ตดิ ตายได้ 1.2 ระบบระบายความร้อนด้วยน้า การระบายความร้อนด้วยน้าจะสามารถควบคุม อุณหภูมิการทางานของเคร่ืองยนต์ให้คงที่ สังเกตได้จากเครื่องยนต์จะมีหม้อน้าแบบรังผ้ึงและมีพัดลมเป่า ครบี เพ่ือระบายความร้อน ซึ่งการหมนุ เวียนของนา้ จะอาศัยหลักการทางธรรมชาติ กลา่ วคือ น้าที่มอี ุณหภูมิ สูงจะลอยตัวข้ึนสูง น้าท่ีมีอุณหภูมิต่าจะไหลลงไปแทนท่ี โดยน้าท่ีมีอุณหภูมิสูงจะถูกระบายความร้อนโดย พัดลม การบารุงรักษาระบบระบายความร้อนแบบน้ีจะต้องหม่ันทาความสะอาดหม้อน้ารังผึ้งไม่ให้มีเศษ หญ้าหรือวัสดุอื่นๆ เข้าไปอยู่ในครีบหม้อน้าเพราะจะทาให้ประสิทธิภาพการทางานของการระบายความ ร้อนลดลงและหม่ันตรวจดูระดับน้าในหมอ้ น้าให้อยู่ในระดับที่กาหนดเคร่ืองยนตต์ ้นกาลงั ชนิดนี้ส่วนมากจะ เป็นเคร่อื งยนต์ดเี ซลสูบเดียว แตถ่ า้ เปน็ เครอ่ื งยนต์หลายสบู จะมปี ๊ัมนา้ เขา้ มาช่วยทาให้น้าหมุนเวียนอีกตวั 2. ระบบกรองอากาศ หม้อกรองอากาศที่ใช้กันในปัจจุบันมีอยู่หลายแบบ แต่ละแบบจะแตกต่าง กนั ออกไป หม้อกรองอากาศจะเป็นตัวกรองอากาศให้สะอาด ปราศจากฝนุ่ ละออง สิ่งสกปรก ก่อนส่งไปยัง คาร์บูเรเตอร์ หรือส่งเข้าห้องเผาไหม้ในเคร่ืองยนต์ดีเซล หม้อกรองอากาศที่ใช้อยู่ในปัจจุบันแบ่งตามชนิด ของเครอื่ งยนตไ์ ด้ ดงั น้ี 2.1 หม้อกรองอากาศแบบไส้แห้ง (Dry Type Air Filter) หม้อกรองแบบนี้ส่วนใหญ่จะใช้ กระดาษเป็นไส้กรอง ส่วนใหญ่จะใช้กับเคร่ืองยนต์ท่ีมีการเคลื่อนที่ เช่น รถยนต์ รถจักรยานยนต์ อายุการ ใช้งาน ประมาณ 200 – 400 ช่ัวโมงการทางาน จึงทาการเปล่ียน การทาความสะอาดหม้อกรองแบบนี้ให้ ใชล้ มเป่าจากดา้ นในออกด้านนอก 2.2 หม้อกรองแบบเปียก (Oil Wetted Wire-Wool Element) หม้อกรองแบบนี้ไส้กรอง จะทาดว้ ยผ้าสักหลาดหรือฝอยโลหะชโลมด้วยน้ามนั หลอ่ ลื่นไว้พอหมาดๆ เม่ือเคร่ืองยนตท์ างานอากาศและ ฝุ่นละอองจะไหลผ่านผ้าสักหลาดหรอื ฝอยโลหะท่ีชโลมน้ามันหล่อล่ืนไว้เศษฝุ่นละอองจะถูกน้ามันจับตัวไว้ ปลอ่ ยใหอ้ ากาศทส่ี ะอาดไหลผา่ นเขา้ ไปยังหอ้ งเผาไหม้ในกระบอกสูบ 2.3 หม้อกรองอากาศแบบอ่างน้ามันเคร่ือง (Oil Both Element) หม้อกรองอากาศแบบ นี้ ประกอบไปด้วยไส้กรองส่วนหน่ึงและอ่างน้ามันเคร่ืองส่วนหนึ่ง การทางานของกรองแบบนี้ อากาศจะ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

103 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขับอุปกรณข์ นถา่ ยวสั ดุ ไหลผ่านอ่างน้ามันเครื่องด้านล่างก่อน โดยผงฝุ่นท่ีหนักจะถูกน้ามันเครื่องจับไว้ ส่วนผงท่ีเบากว่าจะจะถูก กรองดว้ ยไส้กรองอกี ชน้ั 3. ระบบหล่อลื่นของเครื่องยนต์ คือระบบท่ีเอามันมันหล่อล่ืนไปหล่อเล้ียงส่วนต่างๆ ของ เครือ่ งยนต์ เพือ่ ให้เครอื่ งยนต์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น นา้ มนั หล่อลืน่ มหี นา้ ทสี่ าคัญๆ ดังนี้ 3.1 หลอ่ ลนื่ ในชนิ้ ส่วนทเ่ี คล่อื นไหวตา่ งๆ 3.2 ช่วยระบายความร้อนในเครอื่ งยนต์ 3.3 ช่วยทาความสะอาดชน้ิ สว่ น 3.4 ช่วยปอ้ งกนั กาลังอัดรวั่ 3.5 ปอ้ งกนั การกดั กร่อน 3.6 ลดเสยี งดงั ของเคร่ืองยนต์ การบารุงรกั ษา คือต้องเปลย่ี นถ่ายตามระยะเวลาท่ีหนังสอื คู่มือกาหนด เชน่ ประมาณ 300 – 400 ชวั่ โมงการทางาน หรือระยะทาง 3,000 – 5,000 กิโลเมตร 4. ระบบน้ามันเชื้อเพลิง น้ามันเช้ือเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ทุกชนิดตอ้ งสะอาดปราศจากส่ิงสกปรก เพราะถ้าน้ามันสกปรกจะทาให้ระบบน้ามันเช้ือเพลิงมีปัญหา เครื่องยนต์เดินไม่เรียบหรือเคร่ืองยนต์ไม่ติด ได้ การบารุงรักษาระบบน้ามันเช้ือเพลิง คือ ต้องถอดเปลี่ยนไส้กรองน้ามันเชื้อเพลิงตามหนังสือคู่มือ หรือ ระยะเวลาทีบ่ ริษัทผผู้ ลิตกาหนด เช่น ประมาณ 200 – 300 ช่ัวโมงการทางาน เปน็ ต้น 3.7 ระบบไฮดรอลคิ ขับอปุ กรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ ชุดขับดว้ ยของไหลธรรมดาจะมีอัตรากาลงั สูงและเนื่องจากแรงบิดจะถูกส่งถ่ายผ่านของไหล ดังน้ัน ชุดขับเหล่านี้จึงทางานได้อย่างนุ่มนวลราบเรียบ ชุดขับด้วยของไหลจะให้การส่งถ่ายที่ไม่ยุ่งยาก และ ประสทิ ธภิ าพในการส่งถา่ ยกาลงั ปานกลาง ตารางท่ี 3.4 ตารางเปรียบเทยี บข้อดี-ขอ้ เสียของการใช้ระบบไฮดรอลคิ เป็นอปุ กรณ์ขบั ขนถ่ายวัสดุ ข้อดี ขอ้ เสยี 1. มอเตอร์ของไหล (Fluid Motors) สามารถถูก 1. อุณหภูมิ สามารถทาให้เกิดปัญหาได้ และต้อง ทาให้หยุดน่งิ ทันทไี ด้โดยไม่เกดิ ความเสียหาย เพม่ิ ระบบระบายความร้อน 2. ขนาดและน้าหนัก ต่ออัตรากาลังม้า เป็นส่วนท่ี 2. การร่วั ออกมาภายนอก จะเป็นเรื่องธรรมดาและ อานวยประโยชนไ์ ด้ เป็นสิ่งท่ีไม่พึงปรารถนา 3. ความดันของของไหล สามารถที่จะควบคุมได้ 3. ความสกปรกของของไหล มผี ลท่ีไม่ดตี ่อระบบไฮ งา่ ย ดรอลิค ทม่ี า : สันต์ สขุ แสนไกรศร , 2535 3.7.1 ประเภทของชดุ ขับของไหล ชดุ ขับใช้ของไหลปรับความเรว็ ไดแ้ บบพื้นฐาน 3 แบบ ดังน้ี 1. ชุดขับแบบน้ามันเคล่ือนท่ี (Hydro-kinetic Drives) ชุดขับแบบน้ามันเคลื่อนที่ ประกอบด้วยส่วนประกอบพ้ืนฐานเหมือนกับตัวเช่ือมต่อแบบฉุดลาก (Traction Type Coupling) แต่จะ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

104 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอุปกรณข์ นถ่ายวสั ดุ เพ่ิมตัวเรือนแบบพิเศษ ท่อดัก (Scoop Tube) และปั๊มน้ามันไหลเวียน (Circulating Pump) ดังแสดงใน รปู ที่ 3.14 (a) 2. ชดุ ขบั แบบใชค้ วามเหนยี วของน้ามัน (Hydro Viscous Drive) แรงบิดจะถูกสง่ ถ่ายโดยปฏกิ ิรยิ า การเฉือนของของไหลระหว่างแผ่นจานท่ีกาลงั หมนุ ดงั แสดงในรปู ที่ 3.14 (b) 3. ชุดขับแบบใช้ความดันน้ามัน (Hydro Static Drive) ชุดขับแบบนี้จะประกอบด้วยปั๊มความเร็ว ตา่ แรงบิดน้ามันไฮดรอลิคสูง และตัวกระตุ้นให้หมุน (Rotary Actuator) (มอเตอร์) ชุดขับแบบนีใ้ ช้ได้ดีใน งานซึ่งมีการกระแทก (Shock) การหน่วงเหน่ียว (Stalling) การหมุนกลับทาง (Reversing) หรือความเร็ว ตา่ ดงั แสดงในรูปท่ี 3.14 (c) (a) HYDROKINETIC (b) HYDROVISCOUS (c) HYDROSTATIC รปู ท่ี 3.14 ไดอะแกรมชุดขับไฮดรอลิคปรบั ความเร็วได้แบบต่าง ๆ (ท่มี า : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) 3.7.2 หลกั การทางานของชุดขบั ของไหล ชุดขับแบบน้ามันเคล่ือนที่ จะอาศัยพลังงานจลน์ของของไหลพุ่งกระทบกังหันเช่นเดียวกับล้อเพื่อ ส่งถ่ายแรงบิด ขนาดของการหมุนวนในชุดขับแบบน้ามันเคล่ือนท่ีสามารถท่ีจะเปล่ียนแปลงได้ในขณะที่ เครื่องยังทางานอยู่ จากไม่มีความเร็วเลยไปจนถึงความเร็วสูงสุดของเพลาขาออกเพ่ือเปลี่ยนแปลงอัตรา ความเร็วขาออกต่อขาเข้าและควบคุมลักษณะการเร่งของตัวเช่ือมต่อ ในระหว่างช่วงเวลาการทางานแบบ ลื่นไถลสูงเมื่อการหมุนวนน้อยจะมีผลให้เกิดความร้อนมากเกินไป ถ้าชุดขับใช้ของไหลปรับความเร็วได้ อาศัยหม้อน้าภายนอกในการระบายความร้อนน้ามันตามที่กาหนดด้วยแบบฉุดลาก อุณหภูมิน้ามันท่ี อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

105 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบต้นกาลงั ขับอุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ เหมาะสมจะรักษาไว้ได้ด้วยการใช้เคร่ืองระบายความร้อนน้ามัน (Oil Cooler) ผ่านเข้าไป ซึ่งน้ามันจะ หมุนเวียนอย่างคงที่ ในระหวา่ งที่ตัวเช่ือมต่อทางานอยู่เคร่ืองระบายความรอ้ นน้ามันอาจใช้เป็นแบบอากาศ หรือน้าก็ได้ ชุดขับแบบใช้ของไหลปรับความเร็วได้ จะยอมให้ใช้มอเตอร์เอนกประสงค์ ใช้ไฟฟา้ กระแสสลับ ในการเปล่ียนแปลงความเร็วใช้งาน และทาหน้าท่ีเหมือนกับชุดขับท่ีใช้ของไหลฉุดลากในการป้องกัน มอเตอร์ขับและอุปกรณ์ท่ีหมุนตาม จากภาระท่ีกระแทก ความส่ันสะเทือนเน่ืองจากแรงบิดและแรงบิดท่ี มากเกนิ ไปนอกจากนี้ในฐานะทเ่ี ปน็ ผลของลักษณะการปรบั ความเร็ว ดังนี้ 1. ควบคมุ การปรับความเรว็ และควบคุมระดบั ความเร็ว สาหรับความเร็วและกาลังม้าที่มีช่วงกว้าง ๆ เม่อื หมุนกลับทาง จะใช้มอเตอรข์ ับไฟฟ้าความเรว็ เดยี วชุดขบั ดว้ ยของไหลและภาระของไหลสามารถท่จี ะ กลับทางไดด้ ้วยในขณะทเี่ คลือ่ นทอ่ี ยโู่ ดยเพียงแตเ่ ปลยี่ นทศิ ทางการหมนุ ของมอเตอรเ์ ท่าน้นั 2. การสตาร์ทและการเร่งของมอเตอร์ จะอยู่ภายใต้สภาวะไร้ภาระ (No-load) เกือบท้ังหมด ทา ใหง้ า่ ยต่อการเลอื กประเภทของมอเตอร์ และอุปกรณ์ในการสตาร์ท สาหรบั ภาระหนัก ๆขณะสตารท์ วิธีการ ประสานกันของการสตาร์ททาไดใ้ นหลายกรณี แม้ว่าจะมภี าระทเ่ี ฉือ่ ยสงู กต็ าม 3. การควบคุมการเร่งอัตโนมัติ ผ่านการควบคุมอัตราการเคล่ือนท่ีของ คานควบคุมความเร็วหรือ กา้ นจดั ตาแหนง่ ทอ่ ดัก (Scoop Tube Positioning Rod) 4. ในขณะท่ีวฏั จักรกาลังทางาน มอเตอร์จะไมห่ มนุ ขับภาระ สมรรถนะของชุดขับใช้ของไหลปรับความเร็วได้จะถูกกาหนดโดยการออกแบบวงจรไฮดรอลิคซ่ึง กาหนดลักษณะการควบคุมการไหลภายในตัวเช่ือมต่อ (Coupling) การออกแบบวงจร รวมถงึ ประเภทและ ขนาดของส่วนควบคุมแรงบิดในการหน่วงเหน่ียวที่ถูกเลือกใช้ด้วย การออกแบบวงจรและระดับความหนัก เบาซึ่งตัวเชื่อมต่อถูกอัดอยู่ จะเป็น 2 แฟคเตอร์ ซ่ึงกาหนดความเร็ว อัตราเร่ง และลักษณะการหน่วง เหน่ียว (Stall Characteristics) การล่ืนไถลน้อยท่ีสุดสาหรับการใช้งานเฉพาะจะได้ผลเฉพาะเม่ือเครื่อง ทางานภายใต้สภาวะการหมุนเวียนเต็มพิกัดเท่านั้น สาหรับสภาวะการหมุนวนระยะกลางช่วงอ่ืนท้ังหมด การลนื่ ไถลจะเกิดมากกว่าค่าน้อยสดุ สาหรับภาระทเ่ี ท่ากนั จะทาให้มผี ลต่อลกั ษณะการเรง่ ดงั ในรปู ที่ 3.15 3.7.3 ชดุ ขบั แบบใชค้ วามเหนยี วของน้ามนั (Hydroviscous Drives) ชุดขับแบบใช้ความเหนียวของน้ามัน มีความสามารถเอนกประสงค์ ความเชื่อถือได้สูงกว่าผลท่ีได้ จากคลัชแบบเปียก แรงบิดจะถูกส่งผ่านด้วยปฏิกิริยาการเฉือนของของไหล จากแผ่นจานขาเข้าไปยังแผ่น จาขาออก (ดูรูปท่ี 3.16) แต่ตา่ งจากคลชั แบบเปียก แผ่นความดัน (Plate Pressure) ดังนน้ั แรงบิดจากการ เฉือน จึงสามารถควบคุมได้อย่างเที่ยงตรงจากแรงบิด 0 % ถึง 100 % ณ ท่ีค่าแรงบิดท่ีต้ังไว้เตม็ พิกัด การ ลื่นไถลของคลัชลดลงเหลือ 0%ทาให้ได้แรงบิดที่ส่งถ่ายโดยปราศจากความสูญเสียจากการลื่นไถลคุณภาพ เช่นนี้จึงทาให้ชุดขับแบบใช้ความเหนียวของน้ามัน มีข้อดีเหนือกว่า คลัชแบบล่ืนไถล หรือระบบส่งถ่าย กาลงั แบบอ่นื ชดุ ขบั แบบน้มี ีข้อดเี หนือกว่าชุดส่งถา่ ยกาลังปรับความเร็วไดแ้ บบอน่ื ๆ อกี ดว้ ย 3.7.4 ชุดขบั แบบใชค้ วามดันนา้ มัน (Hydrostatic Drives) ชุดขับแบบใช้ความดันน้ามัน จะประกอบไปด้วย ป๊ัมไฮดรอลิค และระบบมอเตอร์ ดูรูปที่ 3.17 อัตราส่วนความเร็วขาเข้าต่อขาออก จะถูกควบคุมโดยแผ่นกระทบ (Swashplate) ซึ่งจะควบคุมระยะการ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

106 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ เคลื่อนที่ของลูกสูบในป๊ัม ความเร็วขาออกของมอเตอร์ไฮดรอลิค จะเป็นฟังก์ช่ันโดยตรงของปริมาตรที่เข้า แทนที่ และปริมาตรของของไหลทส่ี ง่ เขา้ ไปในมอเตอร์ไฮดรอลคิ โดยป๊ัม รูปท่ี 3.15 เสน้ โคง้ สมรรถนะของชุดขบั ไฮดรอลิคปรับความเร็วไดส้ าหรบั การเติมของไหลระดับต่าง ๆ (ทม่ี า : อภิชาติ ศรชี าติ, 2535) รปู ท่ี 3.16 ภาพประกอบลายเสน้ ของชดุ ขบั ใชค้ วามเหนียวน้ามัน (ท่ีมา : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

107 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ รูปที่ 3.17 ระบบขับใช้ความดันของของไหลทีใ่ ชก้ ับป๊ัมแบบลกู สบู แนวแกน (ท่ีมา : สันต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) แรงบิดที่ได้และระบบความดัน ก็จะเป็นสัดส่วนโดยตรงเช่นกัน ท้ังแรงบิดและความดันจะเป็น ฟังก์ชั่นของภาระของมอเตอร์เท่านั้น และจะเพิ่มข้ึนถึงคา่ อันตรายได้ ถ้าล้ินนิรภัย หรือลิ้นระบายความดัน (Safety or Relief Valve) ไม่มีรวมอยู่ในวงจร แรงบิดที่ได้สูงสุดของมอเตอร์ไฮดรอลคิที่มีระยะเคล่ือนท่ี คงท่ี คอื คงที่ท่ีคา่ ท่ีเปน็ สัดสว่ นต่อความดันทล่ี ิน้ ระบายออกโดยไม่คานงึ ถงึ ความเรว็ ของมอเตอร์ ป๊ัมและมอเตอร์แบบปริมาตรเข้าแทนท่ีคงท่ีส่วนใหญ่จะเป็นแบบฟันเฟือง (Gears) ใบพัด (Vane) ลูกสูบแนวรัศมี (Radial Piston) ลูกสูบแนวแกน (Axial Piston) และแบบสลักเกลียว (Screw) ดูรูปที่ 3.18 ปม๊ั เหลา่ นีส้ ามารถใชเ้ ปน็ ปัม๊ หรอื มอเตอรท์ ี่มีการดัดแปลงนอ้ ยหรือไม่มเี ลย รูปที่ 3.18 ปัม๊ ไฮดรอลิคและมอเตอรแ์ บบระยะเคลื่อนที่คงที่ชนิดธรรมดา (ที่มา : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) ผลทีไ่ ด้จากป๊มั จะถกู พิจารณาให้สมมติว่าคงที่และปรมิ าตรการไหลเปน็ สดั สว่ นโดยตรงกับความเร็ว จะไดว้ า่ Q=dxn (3.12) เมื่อ Q คอื ปรมิ าตรการไหล (ลกู บาศกน์ ิว้ ตอ่ นาท)ี d คือ ปริมาตรเข้าแทนทข่ี องปั๊ม (ลูกบาศกน์ ้วิ ต่อการหมุน 1 รอบ) อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

108 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบตน้ กาลังขับอปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ n คือ ความเรว็ ในการหมุน (รอบตอ่ นาที) อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง ปริมาตรทีไ่ ด้จากป๊ัม หรือความเร็วของมอเตอรล์ ดลงเพียงเล็กนอ้ ย จะทาให้ความดันย้อนกลับเพิ่มข้ึนการลดลงของประสิทธิภาพเชิงปริมาตรน้ีเป็นผลเริ่มแรกของการร่ัวของ น้ามันผา่ นชอ่ งว่างทจ่ี าเปน็ ตอ่ การหมุน (Necessary Running Clearances)เนื่องจากด้วยเหตุน้ี มันจึงเป็น การยากที่จะลงความเห็นต่อขอบเขตของการระบุค่าเฉพาะของประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่ค่าความดันท่ี กาหนดสูงสุดใหก้ บั ปมั๊ ตา่ ง ๆ เช่นเดยี วกบั ปัม๊ แบบใบพัด (Vane) ฟนั เฟือง และลกู สบู ท่อทางเข้าของป๊ัม ควรจะทาให้ส้ันและดัดโค้งได้อิสระ และข้องอ (Elbow) อิสระเท่าท่ีจะเป็นไป ได้เพ่ือลดผลกระทบของการจากดั วงของทางเข้า ความเร็วของมอเตอร์ไฮดรอลิค ถูกสมมติให้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาตรการไหลผ่านมอเตอร์ หรือ n = Q/d ความสัมพันธ์น้ีสามารถประยุกต์ใช้กับปั๊มได้ด้วย น่ันคือ ปริมาตรขาออกจะเป็นสัดส่วนกับ ความเร็วขาเข้า แรงบิดขาเข้าของป๊ัมหรือแรงบิดที่ได้จากมอเตอร์ไฮดรอลิค ถูกสมมติให้เป็นฟังก์ชั่นของ ความดันตกคร่อมของเครื่องจกั รเท่านน้ั จะได้ว่า T=pxC (3.13) เม่ือ T คือ แรงบิด (ปอนด์-นวิ้ ) C คือ คา่ คงที่ p คอื ความดัน (ปอนดต์ อ่ ตารางนิ้ว) ในรูปของปริมาตรเข้าแทนที่ (Displacement) ของป๊ัมหรือมอเตอร์ T = dp/2p จากพื้นฐาน ความสัมพันธ์น้ี สตู รสาหรบั ทฤษฎีกาลังทไ่ี ด้ของมอเตอร์ไฮดรอลคิ หรือกาลังท่ีให้กับปั๊มจะตอบสนองต่อการ ไหลและความดนั ท่ีกาหนด คือ P  pQ (3.14) 396,000 เม่อื P คอื กาลงั ของมอเตอรไ์ ฮดรอลคิ หรือกาลงั ท่ีใหก้ ับปม๊ั (HP) สมการน้ีช้ีให้เห็นว่า ทฤษฎีสาหรบั ปั๊มหรือมอเตอร์ กาลังม้าจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นหรือความ หนืดของของเหลวโดยสิ้นเชิงโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม การลื่นไถลในท้ังปั๊มและมอเตอร์จะแปรเปล่ียนตาม ความหนืด การลนื่ ไถลจะเพ่ิมข้ึนเมื่อความหนืดลดลงผู้ผลิตปั๊มและมอเตอร์ไฮดรอลคิ จะกาหนดมาให้เอาใจ ใส่ต่อความหนดื ของของไหลทจ่ี ะใช้กบั ผลติ ภณั ฑข์ องเขาเพ่ือให้ได้สมรรถนะตามที่ระบุไว้ วงจรการส่งถ่ายกาลังด้วยไฮดรอลิคปรับความเร็วได้มี 3 วงจร ท่ีใช้เป็นทั้งมอเตอร์หรือปั๊ม เปลย่ี นแปลงปรมิ าตรแทนท่ี หรอื เปน็ ทั้ง 2 อยา่ งได้ ไดแ้ ก่ 1. ปั๊มแบบปริมาตรแทนที่คงทีแ่ ละมอเตอร์ปริมาตรแทนที่ปรบั ได้ วงจรนีจ้ ะมแี รงบิดปรับ ได้และกาลงั ม้าคงที่ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

109 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลงั ขับอุปกรณข์ นถ่ายวสั ดุ 2. ปั๊มแบบปริมาตรแทนท่ีปรับได้ และมอเตอร์ปริมาตรแทนที่คงท่ี วงจรน้จะมีกาลังม้า ปรบั ได้และแรงบิดคงท่ี และให้เกิดการยอ้ นกลบั ไดโ้ ดยกลบั ระยะชักของปัม๊ 3. ปั๊มปริมาตรแทนที่ปรับได้ และมอเตอร์ปริมาตรแทนท่ีปรับได้ ลักษณะที่ได้ของวงจร ประเภทน้จี ะรวมท้ัง 2 วงจรทกี่ ลา่ วมาแล้วเขา้ ดว้ ยกัน ดังรปู ท่ี 3.19 เส้นโคง้ สมรรถนะทางด้านซา้ ยของเส้น ความเร็วตรงกลาง จะได้จากเปล่ียนแปลงกาลังที่ได้จากป๊ัมเพียงอย่างเดียว เส้นโค้งทางด้านขวาของเส้น ความเร็วตรงกลางเป็นผลของการเปล่ียนแปลงปริมาตรแทนท่ีของมอเตอร์ ความเร็วช่วงตรงกลาง เปรียบเทียบได้กับ การปรับให้ปริมาตร แทนท่ีสูงสุดสาหรับทั้งป๊ัมและมอเตอร์ จุดเด่นเฉพาะของการ รวมกันน้ีไม่มีปัญหาใด ๆ ทั้งสิ้น เป็นการส่งถ่ายกาลังด้วยไฮดรอ ลิคปรับความเร็วได้เอนกประสงค์มาก ทส่ี ดุ และเป็นแบบที่น่าสนใจมากท่ีสุดในบทน้ี ในเวลา เดียวกนั ก็เปน็ แบบท่มี รี าคาแพงทส่ี ดุ ดว้ ย รปู ท่ี 3.19 การส่งถ่ายกาลงั ด้วยไฮดรอลิคแบบใช้ป๊ัมและมอเตอรป์ ริมาตรแทนท่ีปรับได้ (ท่มี า : สันต์ สุขแสนไกรศร , 2535) ตัวอย่างท่ี 3.6 ระบบเกลียวลาเลียงของโรงงานแห่งหน่ึง ใช้ระบบไฮดรอลิคเป็นต้นกาลังในการขับอุปกรณ์ โดยมีความเร็วในการหมุน 60 รอบต่อนาที ปรมิ าตรการเข้าแทนที่ของปั๊มของระบบไฮดรอลิค 5 ลูกบาศก์ นิ้วต่อการหมุน 1 รอบ แรงบิดของการหมุนของเกลียวลาเลียงวดั ค่าได้เท่ากับ 1,000 ปอนด์นิ้ว โดยเกลียว ลาเลียงมีค่าคงท่ี C = 10 จงคานวณหาความดันในสายน้ามันไฮดรอลิคและขนาดของมอเตอร์ไฮดรอลิคที่ ใช้เป็นต้นกาลัง วธิ ีทา จากโจทย์ ความเรว็ ในการหมนุ 60 รอบตอ่ นาที คือ n = 60 rpm ปรมิ าตรการเข้าแทนทข่ี องปม๊ั ของระบบไฮดรอลิค 5 ลูกบาศกน์ ้วิ ตอ่ การหมุน 1 รอบ คอื d = 5 in3/1 rpm แรงบิดของการหมุนของเกลียวลาเลยี งวดั ค่าไดเ้ ท่ากบั 1,000 ปอนด-์ นว้ิ คอื T = 1,000 lb.in คา่ คงที่ C = 10 จาก สมการแรงบิด T = p x C จะได้วา่ p  T  1,000 100 lb/in2 C 10 ดงั นนั้ ความดนั ในสายน้ามันไฮดรอลิค คอื 100 lb/in2 ตอบ จาก สมการปริมาตรการไหล Q = d x n จะไดว้ า่ Q = 5 x 60 = 300 in3/min อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

110 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ ระบบตน้ กาลังขับอปุ กรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ จาก สมการกาลงั ท่ีได้ของมอเตอร์ไฮดรอลิคหรือกาลงั ท่ีใหก้ ับป๊มั P  pQ จะได้วา่ 396,000 HPP  100  300  30,000  0.075 396,000 396,000 จากการคานวณพบว่ากาลังที่ได้ของมอเตอร์ไฮดรอลิค เท่ากับ 0.075 HP แต่เนื่องจากขนาด มอเตอรต์ ้นกาลงั ตา่ ท่ีสุดมขี นาด 0.25 (1/4) HP ดงั นนั้ กาลังท่ีไดข้ องมอเตอร์ไฮดรอลิคหรอื กาลงั ทใี่ ห้กับปั๊ม คอื 0.25 (1/4) HP ตอบ 3.8 อุปกรณล์ ดความเร็ว เพลาหลักของอุปกรณ์ขนถ่าย โดยทั่วไปจะหมุนด้วยความเร็วที่ต่ากว่าแหล่งต้นกาลังมาก จึง ต้องการรูปแบบของการลดความเร็วที่ใช้กับการส่งถ่ายกาลัง ส่วนใหญ่มักจะใช้ชุดลดความเร็วโดยต้องการ เพ่ิมแรงบิด ดังนั้น กาลังม้าท่ีส่งถ่ายจึงยังคงเท่าเดิม ประเภทของอุปกรณ์ท่ีใช้ในการลดความเร็ว โดยทั่วไป จะเป็นอุปกรณ์ทางด้านเคร่ืองกล ซ่ึงประกอบไปด้วยโซ่ขับ, สายพานรูปตัววี, เฟือง และการใช้งานร่วมกัน ของอปุ กรณ์เหล่าน้ี ชุดลดความเร็วด้วยเฟอื งเกยี ร์ แบบมาตรฐาน อตั ราส่วนคงที่มใี ชก้ ันอยูโ่ ดยท่วั ไป แมแ้ ต่ แคตตาล้อคของบริษัทหน่ึงๆ ยังมีชุดลดความเร็วจานวนมากมายในการผลิต ซึ่งมักจะเกี่ยวพันกับการระบุ ค่ากาลังม้าและอัตราทด อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของชดุ ลดความเร็วทั้งหมดก็คือ ทาให้ส่วนขับ (Driving) และ ส่วนตาม (Driven)ของเคร่ืองทางาน ที่ความเร็วที่เหมาะสมของแต่ละส่วนมากท่ีสุด การลดความเร็ว ระหว่างเพลาขับและเพลาตามเป็นไปอย่างราบเรียบและแรงบิดเพ่ิมขึ้นทวีคูณ โดยท่ีความเร็วเพลาคงท่ี และสอดคล้องกนั อย่างเท่ียงตรง ชุดลดความเร็ว มักจะแบ่งประเภทตามการจัดแนวของเพลา ดูรูปที่ 3.20 ส่วนใหญ่แล้วจะเป็น แบบแนวนอนแนวขนาน แนวเอียง และแนวแยก (Offset) โดยปกติ จะเป็นเฟืองฟันตรง (Spur Gears) หรือเฟืองฟันเกลียว( Helical Gears) ซึ่งจะมีประสิทธิภาพสูงมาก แม้ว่าชุดลดความเร็วระดับเดียวจะถูก จากัดให้มีอัตราส่วน 10 ต่อ 1 ชุดลดความเร็วหลายระดับที่มีการลด 6 ระดับก็มี โดยทั่วไปจะเป็นชุดลด ความเร็ว 1, 2 และ 3 ระดับ การสูญเสียกาลังในชุดลดความเรว็ แบบฟันเกลียว (Helical Geared Speed Reducers) จะมีค่าประมาณ 2% ของกาลังท่ีส่งถา่ ยสาหรับการลดความเรว็ ระดับเดยี ว 3% สาหรบั การลด ความเร็วระดับเดียว 3% สาหรับ 2 ระดับ และ 4% สาหรับ 3 ระดับ เนื่องจากสามารถจัดแนวเพลาให้ต้ัง ฉากกันได้ ดังนั้นจึงมีการใชเ้ ฟืองแบบ Bevel, Spiral Bevel และWorm Gears กันอย่างกว้างขวาง Bevel Gears จะมปี ระสิทธิภาพสูงกว่า Worm Gears อย่างไรก็ตามยังเป็นที่ยอมรับกันว่า การลดความเรว็ ระดับ เดียวสาหรบั Bevel Gears สงู สุด ควรจะจากดั ไวท้ ี่อัตราส่วน 6 ตอ่ 1 Worm Gears สามารถที่จะใช้อัตราส่วนความเร็ว 100 ต่อ 1 ได้ในการลดความเร็วระดับเดียว อย่างไรก็ตาม ในขณะท่ีการออกแบบ ยอมให้มีการกระแทกอย่างรุนแรงได้ ซึ่งอาจจะสร้างปัญหา ในการ ระบายความร้อนได้เน่ืองจากประสิทธิภาพที่ต่ากว่า ตัวอย่างเช่นท่ีอัตราส่วน 90 ต่อ 1 ชุด Worm Gear จะมีกาลังขาเข้าหายไปเกือบ 25% ซ่ึงกลายไปเป็นความร้อนที่อัตราส่วนน้ีชุด Spiral Bevel Gears จะ สญู เสียกาลังขาเข้าเพียง 5% เท่าน้ัน ข้ึนไปที่อัตราทดประมาณ 10 ต่อ 1 อย่างไรก็ตาม ชุดเฟืองเกียร์ทั้ง 2 นจี้ ะมีประสิทธิภาพแตกต่างกันเล็กน้อย ชุดลดความเร็วทั้งแบบ Bevel และ Worm Gear จะพบเป็นแบบ เพลาตัง้ ฉากกนั ไม่วา่ จะเป็นแนวต้งั หรือแนวนอน ดงั นัน้ มันจึงมักเป็นที่ต้องการ เน่ืองจากข้อจากัดทางด้าน พน้ื ท่ีหรอื ต้องการสาหรบั การขับหลายจดุ จากชุดลดความเร็วระดบั เดยี ว เฟืองแบบ Worm Gears สามารถ ทจี่ ะทาให้มีเพลาขาออกเป็นเพลาคู่ไดโ้ ดยปราศจากการรบกวนจากมอเตอรข์ ับ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

111 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขบั อปุ กรณข์ นถา่ ยวสั ดุ การเลือกชนิดของชุดลดความเร็วจะแยกวิเคราะห์ด้วยมันเอง ในการเลือกประเภทที่มีขนาด เหมาะสม แคตตาล้อกของผู้ผลิต จะทาขน้ึ ให้เลือกขนาดได้อย่างงา่ ยดาย อยา่ งไรก็ตาม ถ้ารวมถึง การเลอื ก ประเภทท่ีถูกต้องตามหลักเศรษฐศาสตร์แล้วไม่ใช่เรื่องง่ายในการตัดสินใจเลย กล่าวโดยทั่วไป ความ แตกต่างทางด้านต้นทุนเริ่มแรก จะมีผลกระทบต่ออายุและการบารุงรักษาท่ีคาดหมายไว้ ดังน้ันเมื่อชุดลด ความเร็ว 2 ประเภท มีค่าที่บ่งบอกเท่ากัน ราคาแตกตา่ งกนั มาก จึงเปน็ เหตุผลท่เี ข้าใจว่า ชุดท่ีราคาถกู กว่า จะไม่ทนทาน ตราบใดที่ปราศจากการบารุงรักษาเป็นเวลานาน ๆ ดังนั้น การตัดสินใจซื้อจึงต้องพิจารณา ความแขง็ แรง โดยการคาดคะเนอายขุ องระบบขนถา่ ยเอง มีแฟคเตอร์อ่ืนอีกมากซึ่งต้องพิจารณาในการเลือกชุดลดความเร็ว สาหรับการขับอุปกรณ์ขนถ่าย ซ่ึงรวมถึงอุณหภูมิรอบ ๆ และสภาพฝุ่น ค่าความร้อน การหล่อล่ืนภาระที่แขวนอยู่ (Overhung Loads) และสภาพการจัดวาง เนื่องจากค่าความรอ้ นของชุดลดความเรว็ สาหรับการขบั อปุ กรณ์ขนถ่ายไม่ ค่อยจะต่าเกินไปสาหรับค่าทางด้านเคร่ืองกล ปัญหาของการระบายความร้อนจึงไม่ค่อยเกิดขึ้น 3.9 โซ่ขบั สายพานรปู ตวั วีและเฟือง ความยืดหยุ่นเป็นกุญแจสาคัญในการใช้สายพานรูปตัววี และโซ่ในการขับอุปกรณ์ขนถ่ายประการ แรก มันสามารถติดตั้งมอเตอร์และชุดลดความเร็วที่จุดห่างจากเพลาขับของอุปกรณ์ขนถ่ายได้ จึงติดต้ังได้ ในตาแหน่งที่ดีข้ึน ประการท่ีสองสามารถท่ีจะเปลี่ยนแปลงความเร็วอุปกรณ์ขนถ่ายได้ด้วยการเปล่ียนรอก หรอื ล้อเฟืองโซ่ อัตราการลดความเร็วของโซ่กับล้อเฟืองโซจ่ ะถูกจากดั อย่ปู ระมาณ 3 ตอ่ 1 สายพานรปู ตวั วี กับรอกโดยทั่วไปจะใช้อัตราทดถึง 6 ต่อ 1 ดังน้ัน หากใช้สองแบบร่วมกัน สามารถที่จะให้อัตราทดถึง 18 ต่อ 1 ซึ่งมากพอสาหรับการใช้เป็นชุดลดความเร็วข้ันตอนเดียวกับชุดขับต่าง ๆ ได้ การเปลี่ยนอัตราทดทา ได้ด้วยการใช้งานรว่ มกันดังนั้นเป็นไปได้มากที่อปุ กรณข์ นถ่ายสามารถท่ีจะติดต้ังเขา้ กับชดุ ลดความเรว็ แบบ เดยี วกันแม้ว่าความเรว็ จะแตกต่างกันทาให้เปน็ อะไหล่ (Spare Parts) ทมี่ คี วามสาคัญย่งิ ทางเศรษฐศาสตร์ 3.9.1 โซข่ ับ โซ่ลูกกล้ิงมาตรฐานอเมริกัน ถูกผลิตขึ้นโดยบริษัทต่าง ๆ มากมายและสับเปลี่ยนใช้งานกันได้ โซ่ ขบั แบบอน่ื หาได้จากแหล่งต่าง ๆ และโดยท่ัวไปกจ็ ะสับเปล่ยี นใช้งานกันไดเ้ ช่นกัน การใช้ขอ้ ต่อทีป่ ระกอบ เข้าด้วยกันง่าย จะทาให้โซ่ดัดแปลงเข้ากับล้อเฟืองโซ่ขนาดต่าง ๆ ได้ภายในขอบเขตของการออกแบบที่ดี ล้อเฟืองโซ่ขับท่ีหาได้มีแบบเป็นแผ่นและดุม แบบดุมมีแบบศูนย์กลางร่วมกัน หรือแบบเย้ืองศูนย์กลาง ปลอกสวมแบบเรียว ใช้สวมเข้ากับล้อเฟืองโซ่ท่ีมีรู Bore ที่ต้องการสาหรับเพลาที่กาหนด โซ่ขับต้องมีการ หล่อล่ืน แต่เน่ืองจากอุปกรณ์ขนถ่ายถกู ขบั ใหท้ างานที่ความเรว็ ค่อนขา้ งตา่ ดงั น้ัน จึงตอ้ งการเพียงการหล่อ ลื่นตามโอกาสเพื่อความปลอดภัยและวัสดุมีคมในบรรยากาศ อาจต้องมีบังโซ่ (Chain Guards) หรือฝา ครอบ 3.9.2 สายพานรูปตัววี สายพานรูปตัววีท่ีใช้งานมีการออกแบบอยู่มากมาย จากผู้ผลิตต่าง ๆ รวมท้ังแบบปรับได้ด้วย ซึ่ง ทั้งหมดจะใช้ได้ดีเย่ียมและมีประสิทธิภาพสูงถึง98%ถ้าใช้งานตามคู่มือรอกสายพานรูปตัววีส่วนมากใน ปัจจุบันจะมีรูปแบบเป็นปลอกเรียว (Tape Bushing) เพ่ือให้รอกมาตรฐานสวมเข้ากับเพลาขนาด เส้นผ่าศูนย์กลางต่าง ๆ ได้ โดยการเปลี่ยนปลอกอย่างง่าย ๆ อะไหล่ในคลังจะเปล่ียนแปลงอย่าง อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี

112 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อปุ กรณข์ นถ่ายวสั ดุ รวดเร็ว และราคาไม่สงู นอกจากนข้ี อ้ ดีของสายพานรูปตัววี ก็คือ การทางานโดยใหเ้ กดิ การกระตุกขนึ้ ได้ (Shock-free) การจัดแนวกับรอกยืดหยุ่นได้ และไม่ต้องมีการหล่อลื่นเนื่องจากสายพานรูปตัววีส่วนใหญ่ เปน็ แบบไม่มีปลาย จึงเปน็ ขอ้ ดีอย่างเห็นไดช้ ัดเจน SHAFT ARRANGEMENT GEARING RATIO RANGE HP RANGE HORIZONTAL HELICAL 1.5 TO 1 FRACTIONAL PARALLEL – OR TO TO OFFSET SPUR 3,000 100 TO 1 HORIZONTAL HELICAL 3 TO 1 FRACTIONAL OR TO TO PARALLEL – SPUR 800 IN LINE 950 TO 1 HORIZONTAL CYCLOID 1 TO 87 FRACTIONAL PARALLEL – TO TO PLANETARY 500 IN LINE 100,000 TO 1 BEVEL FRACTIONAL HORIZONTAL OR 4 TO 1 TO LIGHT BEVEL AND TO 150 ANGLE HELICAL 106 TO 1 5 HORIZONTAL WORM TO LIGHT 1.5 TO 1 1,000 ANGLE BEVEL TO OR 3 HORIZONTAL BEVEL AND 500 TO 1 TO LIGHT HELICAL 450 ANGLE 3 TO 1 WORM TO 5 HORIZONTAL TO LIGHT 10,000 TO 1 1,000 ANGLE 1.5 TO 1 3 TO TO 450 500 TO 1 3 TO 1 TO 10,000 TO 1 SHAFT HELICAL 10 TO 420 1/4 MOUNTED OR RPM TO SPUR 40 OUTPUT GEAR ALL TYPES 6 TO 420 FRACTIONAL MOTORS RPM TO 150 OUTPUT รปู ที่ 3.20 ประเภทของชดุ ลดความเรว็ ตามการจัดแนวของเพลา (ทีม่ า : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

113 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ ระบบต้นกาลังขบั อุปกรณข์ นถา่ ยวสั ดุ 3.9.3 ชุดเฟืองเกยี ร์ ชุดเฟืองเกียร์ก็ยังคงใช้งานท่ีความเร็วต่า อุปกรณ์ขนถ่ายงานหนัก อุปกรณ์ขนถ่ายแบบกระบัง โลหะงานหนัก (Heavy Apron Conveyors)และเครื่องป้อนเป็นตัวอย่างได้ดี ชุดขับสาหรับเครื่องแบบนี้ มักจะประกอบไปด้วย มอเตอร์ ชุดลดความเร็วและเฟืองตัวเล็ก (Pinion) และเพลาขับเฟืองตัวเล็ก(Pinion Shaft Driving) ขนาดเฟอื งใหญ่ทอ่ี ยู่บนเพลาหลกั ของอุปกรณข์ นถ่าย โดยปกติ การใชเ้ ฟืองจะถูกจากัดโดย ส่วนประกอบท้ังหมดของชุดลดความเร็ว เฟืองส่วนใหญ่จะใช้ทนและชุดขับทั้งหมดก็ทนทานด้วย แม้ว่า ราคาจะแพงกวา่ กต็ ามเฟอื งเกียร์มีหลายชนิดให้เลือกใช้ ดังนี้ 1. เพลาขนาน คือ Spur Gears, Helical Gears, Herringbone Gears 2 . เ พ ล า ตั ด ผ่ า น กั น คื อ Bevel Gears, Spiral Bevel Gear, Worm Gears (Intersection Shafts) 3. เพลาอยู่ในเส้นศูนย์กลางเดียวกัน คือ Planetary Gears, Cycloid Gears, Toroidal Gears (In Line Shafts) ชุดขับเฟืองเกียร์ลายเส้นแบบต่าง ๆ และบอกจานวนจุดสัมผัสผ่านตลอดซ่ึงเป็นจุดส่งผ่านกาลัง สามารถแสดงไดด้ งั รปู ท่ี 3.21 รูปท่ี 3.21 เฟืองเกยี ร์ประเภทตา่ ง ๆ (ที่มา : สนั ต์ สขุ แสนไกรศร , 2535) 3.10 ชดุ ขับไฟฟ้าปรบั ความเรว็ ชุดขับไฟฟ้าปรับความเร็วได้ส่วนใหญ่ในโรงงานอุตสาหกรรม จะถูกระบุให้มีค่าต่ากว่า 500 HP ภายในกลุม่ นจี้ ะมี 4 ชนิดทแ่ี พรห่ ลาย คอื 1. Solid State AC (ไฟฟ้ากระแสสลับ) 2. Solid State DC (ไฟฟ้ากระแสตรง) 3. มอเตอร์แกนหมนุ ฟันขดลวด (Wound-rotor Motor) 4. คลชั ท่ีใชก้ ระแสไฟฟา้ หมุนวน (Eddy-current Clutch) อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

114 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ ระบบตน้ กาลังขับอุปกรณ์ขนถา่ ยวสั ดุ เน่ืองจากชุดขับท่ีใช้ไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง ทางานโดยการเปลี่ยนแปลงความเร็วใช้งาน ของเครื่องต้นกาลัง ในการพิจารณาเร่ิมแรกเกี่ยวกับความประหยัดแล้ว มักจะนิยมเลือกใช้ชุดขับแบบนี้ สาหรับการใช้งานท่ีต้องการความเท่ยี งตรง เปล่ียนแปลงความเรว็ ได้รวดเร็ว ข้ันตอนสาหรับการเลือกชดุ ขับ ในอุดมคติสาหรับการใช้งานเฉพาะด้านนั้น ยุ่งยากซับซ้อนไม่เพียงแต่จะต้องแข็งแรงทนทาน การควบคุม ยดื หยุ่นได้ ประสิทธิภาพตน้ ทนุ เริ่มแรก อายุการใชง้ าน และสภาพแวดล้อมก็จะต้องนามาพิจารณาด้วย แต่ ก็เช่นเดียวกัน อุปกรณ์ขนถ่ายกลไกจะต้องการแรงบิดคงท่ีจากชุดขับเพื่อรักษาผลท่ีได้ให้คงที่ ในบางกรณี ขน้ั ตอนในการเลอื กค่อนขา้ งจะยุ่งยากและต้องพิจารณาถึงความสามารถในการสตาร์ทภาระที่มีความเสียด ทานสูงโดยท่ัวไปจะเลือกชุดขับไฟฟ้าและแบบ Electro-mechanical-slip สาหรับภาระประเภทนี้ ในการ เลือกมอเตอร์ไฟฟา้ ปรับความเร็วได้ จาเป็นต้องทาความเขา้ ใจแฟคเตอร์พน้ื ฐานซึ่งมผี ลต่อ แรงบิดความเร็ว และกาลังมา้ ของมอเตอร์ ในเวลาเดยี วกันก็ควรจะเขา้ ใจขดี จากัดประจาตัวในเรอื่ งของการเร่งการหน่วงการ ถอยหลัง และการหยุดของมอเตอร์เช่นกัน แฟคเตอร์ของวงจรป้องกันมอเตอร์และขีดจากัดการใช้งานของ มอเตอร์จากแง่คดิ เกี่ยวกับความร้อนก็มคี วามสาคัญ ถึงแมว้ ่าแงป่ ัญหาเหล่านตี้ ้องนามาพิจารณากับมอเตอร์ ทมี่ คี วามเรว็ คงที่ สง่ิ เหลา่ นจ้ี ะย่งิ มคี วามสาคญั เป็นทวีคูณกับการใช้งานของมอเตอร์ปรับความเร็วได้ ชุดขับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบ Solid-state แม้ว่าตัวควบคุมปรับความถี่ได้จะมีความ สลับซับซ้อน แต่มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับไม่เป็นเช่นน้ันและมันเป็นมอเตอร์พื้นฐานแบบง่าย ๆ ท่ีชวนให้ ผอู้ อกแบบนามาใช้ในการปรบั ปรงุ สมรรถนะของระบบควบคุมไฟฟ้ากระแสสลับ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ จะมีน้าหนักเบา ขนาดเล็กกว่า แข็งแรงทนทานกว่า ราคาถูกกว่า และหาซื้อได้ง่ายกว่ามอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรง นอกจากน้ียังไม่ต้องมีแปรงถ่านหรือตัวเปล่ียนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นกระแสตรง (Commutator) ซึ่งต้องมีการสึกหรอ หรือมีการเกิดประกายไฟ (Sparks) โดยสรุปแล้ว มอเตอร์ไฟฟ้า กระแสสลับได้มีการพัฒนาประสิทธิภาพข้ึนอย่างมากมายกว่าไม่กี่ปีท่ีผ่านมา ปัจจุบันมอเตอร์ขนาดเล็ก ทางานอย่างมีประสิทธิภาพใกล้เคียง 90 % หรือมากกว่า มอเตอร์ขนาดใหญ่ทางานประสิทธิภาพสูงกว่า 96 % ความก้าวหน้าของชุดขับไฟฟ้ากระแสสลับ เกิดข้ึนพร้อมกับการพัฒนาของสะพานไฟแบบ Solid- state (Switch) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรงควบคุมด้วยซิลิกอน (SCR) ซงึ่ ยงั คงใช้อยู่ในมอเตอร์กระแสสลบั ขนาดใหญ่ อยา่ งไรก็ตาม SCRs ธรรมดาทั่ว ๆ ไป ก็ไม่ใช้การแก้ปัญหา วงจรอันสลบั ซบั ซ้อนของตัวควบคมุ ไฟฟ้ากระแสสลบั ได้อย่างสมบูรณ์ ปัญหาก็คอื SCRs เรมิ่ จะซบั ซอ้ นมาก ข้ึน การปิดวงจรหนึ่งคร้ังมันต้องถูกเปิดวงจรเป็นระยะ ๆ โดยท่ีรู้จักกันว่าเป็นวงจรเปลี่ยนกระแสสลับให้ เป็นกระแสตรง อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่กี่ปีมานี้ การพัฒนาของตัวควบคุมไฟฟ้ากระแสสลับทาให้ข้ันตอนอ่ืน ๆ ก้าวหน้าไปด้วย ได้มีการเริ่มนาตัวควบคุมแบบใหม่ ๆ ออกมาใช้ โดยยึดหลักการใช้ทรานซีสเตอร์ที่มี กาลังมาก ๆ (460 V) แทน SCRs ทรานซีสเตอร์มีข้อดีท่ี ไม่ต้องมีวงจรเปล่ียนกระแสไฟฟ้าสลับเป็น กระแสตรงขนาดใหญ่ ๆ ดังน้ันตัวควบคุมแบบใหม่นี้จะเป็นแบบง่าย ๆ ไม่ซับซ้อนและเช่ือถือได้มากกว่า พร้อมกับมีขนาดเล็กกว่ากันมากและราคาถูกกว่าแบบใช้SCRs พัฒนาการทางเทคโนโลยีของตัวควบคุม ไฟฟ้ากระแสสลับอื่น ๆ ท่ีมีระบบ SCR ที่ง่ายขึ้น คือ สะพานไฟเปิดวงจรขา Gate (Turnoff Switch) มัน เป็น SCR แต่วงจรจะเปิดได้ด้วยสัญญานลบที่ขาGate แทนท่ีจะต้องมีวงจรเปล่ียนไฟฟ้ากระแสสลับเป็น กระแสตรงเพื่อขัดจังหวะสัญญานท่ีไหล แฟคเตอร์เดียวท่ีสาคัญที่สุดในการเลือกชุดขับไฟฟ้ากระแสสลับ ก็ คือ การใช้กระแสไฟฟ้าสูงสุด ที่ชุดขับจะต้องใช้สาหรับระยะเวลาต่อเนื่องและสั้น ๆ แรงบิดในการสตาร์ท สูง ๆ ต้องการกระแสไฟในการสตาร์ทสูงด้วย ซ่ึงอาจจะมากเกินขอบเขตของตัวควบคุม แม้ว่ามันสามารถ จะจัดกาลังท่ีต้องการของการใช้งานที่ความเร็วคงท่ี ได้อย่างแม่นยาก็ตาม ค่าสาคัญท่ีต้องรู้ในการเลือก อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

115 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ ระบบต้นกาลงั ขบั อุปกรณ์ขนถ่ายวสั ดุ ขนาดตัวควบคุม ก็คือ กระแสภาระเต็มพิกัดท่ีความเร็วหลัก น้ีคือ กระแสท่ีต้องการของมอเตอร์ขนาดที่ เหมาะสม ทางานภายใตส้ ภาวะภาระที่มุ่งหวังไว้ ตัวควบคุมไฟฟ้ากระแสสลับปรับความเรว็ ได้ แบบ Solid- state ส่วนใหญ่ จะใช้กับมอเตอร์เหน่ียวนามาตรฐาน ท่ีทาให้แรงเคลื่อนและความถ่ี เปล่ียนแปลงไปเพ่ือ ควบคุมมอเตอร์ความถ่ีจะถูกควบคุมเพื่อให้เปลี่ยนแปลงความเร็วของมอเตอร์สมการสาหรับความเร็วและ ความถี่ คือ Ns  120  F (3.15) P เมื่อ Ns คือ ความเร็วทส่ี อดคลอ้ งกัน (Synchronous Speed) (RPM) F คอื ความถ่ี (Hertz) P คือ จานวนข้ัวแมเ่ หลก็ แรงเคลื่อนจะเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่ เพื่อควบคุมความเข้มของเส้นแรงแม่เหล็กในช่องอากาศ ระหว่างแกนหมุนกับส่วนที่อยู่กับที่ และจากน้ันมอเตอร์จึงสร้างแรงบิด ความสัมพันธ์ระหว่าง แรงเคลื่อนไฟฟ้า กับความถี่ จะถูกรักษาให้คงที่เสมอ ส่วนประกอบพ้ืนฐานของ ตัวควบคุมไฟฟ้า กระแสสลับ ความถี่ปรับได้ ได้แก่ Power Converter, Power Inverter, Control Regulator และส่วนที่ เกี่ยวข้อง สามารถแสดงในรูปที่ 3.22 Power Converter จะเปลี่ยนกระแสสลับเป็นกระแสตรง Power Inverter จะแปลงไฟฟ้ากระแสตรง เปน็ แรงเคล่อื นทป่ี รับได้และความถี่กาลังไฟฟ้ากระแสสลับที่ปรบั ได้ ตัว Regulator ควบคุมปฏิกิริยาและผลตอบสนองของ Converter และ Inverter ส่วนที่เก่ียวข้อง เป็น ส่วนประกอบที่สาคัญ คือ เคร่ืองแบ่งไฟ (Potentiometer) และสะพานไฟ (On/Off Switch) ซึ่งจะส่งผล ไปยังตัว Regulator ในขณะที่วงจรปิดหรอื เปดิ และบอกวา่ ต้องการความเรว็ เทา่ ไร รูปที่ 3.22 วงจรควบคุมสาหรับมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลับปรบั ความถี่ได้ (ท่ีมา : สนั ต์ สุขแสนไกรศร , 2535) ตัวควบคุมปรับความถี่ได้ มี 3 แบบ สาคัญ ๆ ขนาดใช้งานไม่เกิน 500 HP (ดูรูปที่ 3.23) แต่ละ แบบจะมีลักษณะเทคนิคแตกต่างกันไป สาหรับเปล่ียนกระแสสลับให้เป็นกระแสตรง จากนั้นแปร กระแสตรงให้มีลักษณะคลา้ ยกระแสสลบั แตล่ ะแบบจะมีข้อดีในการใช้งานเฉพาะตวั อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี