ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบนิวแมติกส์

10/03/57 ความรู้เบอ้ื งต้นเกยี่ วกบั ระบบนวิ แมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ นายไพโรจน์ ทองพูล วชิ านวิ แมติกส์เปน็ หนงึ่ ในจานวน วทิ ยาการทม่ี มี านานแลว้ และถกู พัฒนาอยา่ งตอ่ เน่ือง เช่นตัวอย่าง ของการทม่ี นุษยร์ จู้ ักการใชล้ มอดั ไดแ้ ก่ การใช้ “ ไม้ซางเปา่ ลูกดอก ” เพอ่ื การลา่ สตั วใ์ ชใ้ นการดารงชวี ติ ใน การนี้ลมจะถกู อดั เขา้ ไปในปอดของ มนุษย์ จากนั้นทาการปล่อยลกู ดอก ไปยังเหย่อื 1

10/03/57 ความรู้เบอ้ื งต้นเกย่ี วกบั ระบบนวิ แมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์ ความรู้เบอ้ื งต้นเกยี่ วกบั ระบบนวิ แมตกิ ส์  ระบบนวิ แมติกส์ หมายถึง การนาลมอัดมาเปน็ ตัวกลางในการสง่ ถา่ ย พลงั งานหรอื ขบั เคล่ือน อุปกรณก์ ารทางานของ กลไกตา่ ง ๆ โดยสามารถ ควบคมุ ลมอัดทเี่ ปน็ ตวั กลาง 2

10/03/57 ข้อดีของลมอัด 1. ทนตอ่ การระเบดิ ลมอดั ไมม่ อี นั ตรายจากการระเบิดหรอื ตดิ ไฟ ดังน้นั จงึ ไมจ่ าเปน็ ต้องมอี ปุ กรณร์ าคาแพงสาหรบั ปอ้ งกนั การ ระเบิด 2. รวดเรว็ ลมอดั มคี วามรวดเรว็ ในการทางานสงู ลกู สบู มีความเรว็ ใน การทางาน 1 ถึง 2 m/s ถา้ เปน็ ลกู สบู แบบพเิ ศษใหค้ วามเรว็ ใน การทางานไดถ้ ึง 10 m/s 3. การสง่ ถา่ ยงา่ ย การสง่ ลมอดั ไปตามทอ่ ในระยะไกลๆ สามารถทา ไดง้ า่ ย และลมอัดทใ่ี ชแ้ ลว้ ไมต่ อ้ งนากลับ ปล่อยทง้ิ ออกสู่ บรรยากาศได้เลย ข้อดีของลมอัด 4. เกบ็ รกั ษาไดง้ า่ ย ลมอัดสามารถเกบ็ กกั ไวใ้ นถงั เกบ็ ลม ดงั น้ัน อปุ กรณท์ างานสามารถทางานไดต้ อ่ เนอ่ื งจากการใชล้ มอดั นี้ 5. ความปลอดภยั จากงานเกนิ กาลงั อปุ กรณท์ ีใ่ ช้กบั ระบบลมอดั จะไมเ่ กดิ การเสียหายถงึ แมว้ ่างาน เกินกาลงั (Over load) 6. ควบคมุ อัตราความเรว็ ความเร็วของลูกสบู สามารถปรบั ได้ ง่ายๆ ตามความตอ้ งการโดยใชล้ ิน้ ควบคุมอตั ราไหลของลม 3

10/03/57 ข้อดีของลมอัด 7. การควบคมุ ความดนั ความดนั ของลมอดั ทตี่ อ้ งการ สามารถ ควบคมุ ไดง้ า่ ยโดยใชล้ ิ้นควบคุมความดนั 8. สะอาด ลมอัดมีความสะอาดทาใหอ้ ปุ กรณเ์ ครื่องมือเครอ่ื งใช้ สะอาดหมดจด 9. โครงสร้างงา่ ย ๆ เช่นลูกสบู ลมจะมโี ครงงา่ ย ๆ เช่น ลูกสูบ ลมจะมีโครงสร้างงา่ ย ๆ ธรรมดา ข้อดีของลมอัด 10. การตง้ั ระยะชว่ งชกั โดยการปรับระยะหยดุ หรอื ชว่ งชกั ของลกู สบู ทาใหส้ ามารถปรบั ระยะชว่ งชกั ได้ทกุ ตาแหนง่ จากนอ้ ยสุดจนถึง มากสดุ ตามทตี่ อ้ งการ 11. อุณหภมู ขิ ณะใชง้ านลมอดั ทส่ี ะอาด (ปราศจากความชนื้ ) สามารถ ทางานไดด้ ใี นชว่ งอณุ หภูมทิ กี่ วา้ ง 12. ไมต่ ้องใชท้ อ่ ลมกลับ ลมอดั ท่ใี ชแ้ ล้วสามารถปลอ่ ยทงิ้ สู่ บรรยากาศได้เลย ไมจ่ าเปน็ ต้องมที อ่ นากลบั 13. ขนาดกะทดั รดั ทนทาน น้าหนกั เบา และซ่อมแซมบารงุ ไดง้ า่ ย 4

10/03/57 ขอ้ เสยี ของลมอดั 1. ลมอดั อัดตัวได้ เหตทุ อี่ ากาศสามารถอัดตวั ได้ ทาให้การเคลอื่ นท่ี ของอปุ กรณท์ างาน (ลกู สูบ) ไม่สม่าเสมอ 2. ลมอัดมีความชนื้ ลมอดั ถกู ทาใหเ้ ยน็ ลงหลงั จากการถกู อดั เขา้ ในถงั เก็บซง่ึ ทาใหเ้ กดิ การกลน่ั ตัวของหยดนา้ ภายในถังเกบ็ ลมและทอ่ ลมในวงจร 3. ลมอดั ต้องการเน้ือทีม่ าก เนอ่ื งจากความดันทใ่ี ชใ้ นวงจรนิวแมตกิ ส์ ไมส่ ูงมาก(ประมาณ 6 bar ) ทาให้กระบอกสบู ลมตอ้ งมขี นาด ใหญม่ าก ถา้ ต้องการใชแ้ รงมาก ๆ ขอ้ เสยี ของลมอดั 4. ลมอัดมเี สียงดัง เม่ือลมอดั ระบายออกจากอุปกรณท์ างาน ( ลกู สูบ) ไอเสยี ทคี่ ายออกมาจะทาให้เกดิ เสียงดงั มาก ดงั นน้ั จงึ ต้องใชต้ วั เกบ็ เสยี ง( silencer) 5. ความดนั ของลมอดั เปลยี่ นแปลง ความดันของลมอัดจะ เพ่มิ ข้นึ ถ้าอณุ หภมู ิสงู และความดันจะลดลงถา้ อณุ หภมู ิ ลดลง 5

หนว่ ยงานทใ่ีชร้ ะบบนวิ แมตกิ ส์ 10/03/57 1. นวิ แมตกิ ส์อุตสาหกรรมการ 6 ผลติ (industrial pneumatics for production) เชน่ งานผลิต เฟอร์นเิ จอร์ ผลิตชิน้ สว่ นกลไก เปน็ ตน้ หนว่ ยงานทใี่ชร้ ะบบนวิ แมตกิ ส์ 2. นิวแมตกิ ส์เครอ่ื งมอื (pneumatics for instrumentation) เช่น เครือ่ งมอื วดั อณุ หภูมิ,วดั ความดนั เปน็ ต้น

หนว่ ยงานทใ่ีชร้ ะบบนวิ แมตกิ ส์ 10/03/57 7 3. นวิ แมติกส์งานก่อสรา้ ง (pneumatics for building construction) เช่น งานขุดเจาะต่าง ๆ หน่วยงานทใี่ชร้ ะบบนวิ แมตกิ ส์ 4. นวิ แมตกิ ส์งานขนถ่าย อุตสาหกรรม (pneumatics for material handing) เช่น งานเอกสาร หบี หอ่ เปน็ ต้น

10/03/57 หนว่ ยงานทใ่ีชร้ ะบบนวิ แมตกิ ส์ 5. นวิ แมติกส์สาขาอื่น ๆ เช่น งานเลน่ , กีฬา, รถไฟ เปน็ ตน้ ไฮดรอลกิ ส์ (HYDRAULICS) 8

10/03/57 ไฮดรอลกิ ส์ (HYDRAULICS) มาจากภาษากรกี Hydor หมายถงึ นา้ (Water) เเละ Aulis หมายถงึ ท่อ (Pipe) รวมเปน็ คาว่า ระบบไฮดรอลิกส์ (Hydraulics symtem) คือ การไหลของของเหลวทกุ ชนดิ ทใ่ี ช้ ในระบบเพอื่ เปน็ ตวั กลางการถา่ ยกาลังงานของไหลใหเ้ ปน็ กาลงั งานกล การใชร้ ะบบไฮดรอลกิ ส์ ระบบไฮดรอลกิ สเ์ ปน็ ปยั จัยสาคัญในการช่วยเหลอื งาน แกม่ นษุ ยไ์ ดอ้ ย่างดีเลศิ ทัง้ การขนสง่ งานโยธาธกิ าร ที่เรา สามารถพบเหน็ ไดท้ ว่ั ไปในชีวติ ประจาวนั ตามถนนหนทางทม่ี ี การกอ่ สร้างก็ตอ้ งมรี ถขดุ ดนิ ทใ่ี ช้พลงั งานไฮดรอลกิ ส์ รถยนตก์ ็ ต้องใช้ระบบเบรกไฮดรอลกิ ส์ และทสี่ าคัญระบบไฮดรอลกิ ส์ท่ี ใช้กันอย่างมากมายในโรงงาน อตุ สาหกรรมเพอื่ ผลติ เคร่อื ง อุปโภคบริโภค จนแทบจะกลา่ วได้วา่ ไม่มโี รงงานอตุ สาหกรรม ใดทไี่ มร่ จู้ ักเครอื่ งจักร ไฮดรอลกิ ส์ 9

การใชร้ ะบบไฮดรอลกิ ส์ 10/03/57 10 แบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ 3 ประเภท 1. ระบบไฮดรอลิกส์น้ามัน สาหรบั อุตสาหกรรม (Industrial hydraulics system) ตัวอยา่ งงาน ไดแ้ ก่ ระบบไฮดรอลกิ ส์ในเครอื่ งไส เครือ่ งกลงึ เครื่องกดอัด ปัม๊ ขึน้ รปู ชิ้นงาน เคร่อื งฉดี พลาสตกิ เป็นตน้ การใชร้ ะบบไฮดรอลกิ ส์ 2. ระบบไฮดรอลิกส์ น้ามนั สาหรบั ยานพาหนะ (Mobile hydraulics) ตวั อยา่ ง งานได้แก่ ระบบเบรกของ รถยนต์ ระบบบงั คับเลีย้ วของ รถยนต์ เปน็ ต้น

10/03/57 การใชร้ ะบบไฮดรอลกิ ส์ 3. ระบบไฮดรอลกิ ส์น้ามัน สาหรบั งานขนส่งและโยธาธกิ าร (Oil hydraulics system for handing and civli) ตวั อยา่ ง งานไดแ้ ก่ ระบบไฮดรอลิกส์ ของ รถดัมพ์ รถยกของ รถขุดตกั รถไถ และ รถเกรดดนิ เปน็ ต้น ขอ้ ดขี องระบบไฮดรอลกิ ส์ 1. สามารถควบคมุ การทางานได้งา่ ย 2. สามารถใชก้ าลังได้มากโดยใชเ้ คร่อื งมอื ขนาดเลก็ 3. มคี ณุ สมบตั หิ ลอ่ ลน่ื อยใู่ นตัว 4. เม่อื เกดิ ความร้อนขึ้นในระบบน้ามันจะเป็นตัวพา ความรอ้ นออกไปเอง 5. เคร่ืองจักรที่ใช้ระบบไฮดรอลิกส์จะมีขนาดเลก็ 6. ทางานรว่ มกบั เครอื่ งควบคมุ อน่ื ๆ ได้ 7. อายุการใช้งานยาวนาน 11

10/03/57 ขอ้ เสยี ของระบบไฮดรอลกิ ส์ 1. พลังงานไฮดรอลกิ ส์ไมพ่ รอ้ มทจ่ี ะใชง้ านทนั ทเี หมอื นพลังงานไฟฟา้ 2. อปุ กรณท์ ใี่ ชม้ รี าคาแพง 3. เมอ่ื เกดิ การรวั่ ในระบบจะทาใหเ้ กดิ ความสกปรก 4. การบารงุ รกั ษาและตรวจซอ่ มคอ่ นขา้ งจะยงุ่ ยาก 5. มโี อกาสเสยี หาย แตกหกั และตดิ ไฟได้ 6. มีน้าหนกั มาก ตารางการเปรยี บเทยี บการทางานระหว่างระบบนวิ แมตกิ ส์กบั ระบบอน่ื ๆ การทางาน Mechanics Electrical Hydraulics Pneumatics การเคล่ือนทเี่ ป็นเสน้ ตรง งา่ ย ยาก ง่าย งา่ ย การเคลื่อนทีแ่ นวหมุน งา่ ย งา่ ย ยาก ยาก กาลังงาน/แรงขับ เลก็ -ใหญ่ เล็ก-ใหญ่ กลาง-มาก กลาง-มาก การบารุงรกั ษา ตอ้ งใช้เทคโนโลยี ค่อนขา้ งงา่ ย การปรับความเร็ว ง่าย ปานกลาง ง่าย การรับภาระเกินกาลงั ปานกลาง สงู ค่อนขา้ งยาก สูง คอ่ นขา้ งยาก ยาก งา่ ย 12

10/03/57 เปรยี บเทยี บระบบนวิ แมตกิ ส์กบั ระบบไฮโดรลกิ ส์ ระบบนวิ แมตกิ ส์ ระบบไฮดรอลิกส์ 1. ความดันใชง้ านประมาณ 6 บาร์ (bar) 1. ความดนั ใชง้ าน 60 บาร์ (bar) ไม่เกนิ 10 บาร์ (bar) ถ่ายทอดกาลงั งานได้น้อย ถ่ายทอดกาลงั งานได้มาก 2. ลมอดั มกี ารยบุ ตัวเมอ่ื มีอณุ หภูมเิ ปล่ียนหรอื 2. นา้ มันมคี วามหนาแน่นมากกว่า ถกู แรงกด ทาใหก้ ้านสูบเคลือ่ นท่ไี ม่สมา่ เสมอ โอกาสยบุ ตัวมนี ้อย 3. ลมอดั สะอาดไม่ต้องมีท่อไหลกลับ 3. อาจมกี ารร่ัวไหลของน้ามัน ทาให้เกิด อนั ตรายไดแ้ ละมที อ่ ไหลกลบั ลงถงั 4. อปุ กรณ์มขี นาดเลก็ ราคาถูก 4. อุปกรณ์มีขนาดใหญ่ ราคาแพง 5. ไมเ่ กดิ อนั ตราเมอ่ื เกิดอุบตั ิเหตุ เพราะลมอดั 5. เมื่อเกดิ อุบตั เิ หตจุ ากทอ่ แตกและเกิดอนั ตราย ไม่ติดไฟและไมร่ ะเบดิ มากเพราะนา้ มันไฮดรอลิกส์ติดไฟได้ 6. อณุ หภูมิใชง้ านสูง ประมาณ 16องศาเซลเซยี ส 6. อุณหภมู ิใช้งานไมเ่ กิน 70 องศาเซลเซยี ส เปรยี บเทยี บระบบนวิ แมตกิ ส์กบั ระบบไฟฟ้ า หวั ข้อเปรียบเทียบ ระบบนวิ แมตกิ ส์ ระบบไฟฟา้ ต้นกาลงั เครอื่ งอัดอากาศหรือ เครอื่ งกาเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์ควบคุม คอมเพรสเซอร์ สวิตช์ รีเลย์ อุปกรณ์ทางาน วาลว์ ควบคมุ ทิศทาง มอเตอรไ์ ฟฟ้า หลอดไฟ อปุ กรณส์ ่งกาลงั วาลว์ ปรับอตั ราการไหล สายไฟ วาลว์ ควบคุมความดนั กระบอกสบู มอเตอรล์ ม ท่อลม 13

10/03/57 หน่วยพน้ื ฐานและหนว่ ย SI UNIT มวล มีหน่วยเป็ น กิโลกรมั ( Kg) ความยาว มีหน่วยเป็ น เมตร (m) มีหน่วยเป็ น วินาที (S) เวลา หนว่ ยพน้ื ฐานและหน่วย SI UNIT ปริมาณพ้นื ฐานท่ีเก่ียวกับระบบนิวแมติกส์ มหี น่วยเป็ น แรง (F) นวิ ตัน (N) ความดนั (P) ปาสคาล (Pa) อณุ หภูมิ (T) เคลวิน (K) ปรมิ าตร (V) ลกู บาศกเ์ มตร(m3) พน้ื ทหี่ นา้ ตดั (A) ตารางเมตร (m2 ) อตั ราการไหล (Q) ลูกบาศกเ์ มตรตอ่ วนิ าท(ี m2 /s) 14

10/03/57 คานยิ าม แรง (Force) F = P•A เมอ่ื F = แรง มีหนว่ ยเป็น นิวตัน N P = แรงดัน ..... N/m2 A = พนื้ ท่ีหน้าตัด ..... m2 คานยิ าม ความดนั ( Pressure ) 1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 1 bar = 105 N/m2 = 10-5 Pa 1 At = 1 kp / Cm2 = 1 bar 1 bar = 14.5 Psi 1 at = บรรยากาศเทคนคิ 15

10/03/57 ความดนั ทเ่ีกย่ี วขอ้ งในระบบนวิ แมตกิ ส์ ความดันบรรยากาศ (Atmospheric Pressure) ใชต้ วั ยอ่ คอื P am ความดันสมบูรณ์ (Absolute pressure) ใช้ตวั ยอ่ คือ P abs ความดนั เกจ (Gauge pressure) ใช้ตวั ยอ่ คอื P g ความดันสุญญากาศ (Vacuum) ใชต้ ัวยอ่ คือ P v ความดนั ทเ่ีกย่ี วขอ้ งในระบบนวิ แมตกิ ส์ 16

10/03/57 ความดนั บรรยากาศ P atm ( Atmospheric pressure ) คือค่าความดันทบี่ รรยากาศปกติ มีคา่ ประมาณ 1 บาร์ เรา สามารถเปรยี บเทยี บคา่ ความดันบรรยากาศตามระบบตา่ งๆดงั นนั้ - 1.013 bar ( ระบบ SI ) - 100 kPa ( ระบบ SI ) - 1.033 kgf / cm2 ( ระบบ เมตรกิ ) - 14.7 lbs / in2 ( ระบบ องั กฤษ ) ความดนั บรรยากาศ P atm ( Atmospheric pressure ) คอื ความดนั ทส่ี ูงกวา่ ความดันบรรยากาศ โดยเริม่ นบั จากความดนั ศนู ย์สมั บรู ณแ์ ละรวมความดนั 1 บรรยากาศด้วย ในสภาวะปกติเกจวัดความดนั สมบูรณน์ จ้ี ะชที้ ่ี 1 บาร์ 17

10/03/57 ความดนั เกจ Pg ( Gauge pressure ) คอื คา่ ความดันทม่ี คี า่ เปน็ ศนู ยท์ ค่ี วามดันบรรยากาศ โดยเรมิ่ วดั ณ บรรยากาศปกตขิ ึ้นไป ในสภาวะปกติเกจวดั ความดนั จะชท้ี เ่ี ลขศนู ย์ ความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง ความดันบรรยากาศ,ความดันสมบรู ณ์ และ ความดันเกจ ความดนั สมบูรณ์ = ความดนั บรรยากาศ + ความดันเกจ ความดนั สุญญากาศ (Vacuum) สญุ ญากาศ หมายถึง ทว่ี า่ ง ซึ่งมีความดัน (pressure) ต่ากวา่ ความดนั บรรยากาศ (atmospheric pressure) ความดนั ทมี่ คี ่านอ้ ยกวา่ ความดันบรรยากาศปกติ เรียกวา่ ความดนั สุญญากาศ (vacuum pressure, Pvac) ซ่งึ หาได้จากสมการ Pvac = Atmospheric pressure - Absolute pressure 18

10/03/57 ความชน้ื ( Humidity ) คอื จานวนปรมิ าณของนา้ ท่มี ีปะปนอยใู่ นอากาศ จะสามารถรวมตัว และกลนั่ ตวั เปน็ หยดนา้ ไดโ้ ดยขน้ึ อยู่ กบั อณุ หภมู ิและสภาวะของอากาศในขณะนน้ั ๆ ความชน้ื สมั พทั ธ์ ( Reletive humidity ) คอื ความสามารถของอากาศทจี่ ะรบั ไอน้าไวไ้ ด้ ณ อุณหภมู ิขณะนน้ั ค่าของความชน้ื สมั พัทธ์ แสดงให้ทราบ วา่ ในขณะน้นั อากาศอยใู่ กลก้ บั การอม่ิ ตัว ความชื้นอิ่มตัว = จานวนไอน้าท่อี ากาศสามารถรบั ไวไ้ ด้ จนถึงจุดอิ่มตวั (gm/m3) 19

10/03/57 อุณหภูมิ (Temperature) เป็นคุณสมบัตทิ ่ีแสดงถึงความร้อนของสารตัวกลางทีส่ ภาวะตา่ ง ๆ ในระบบSIอุณหภมู มิ ีหนว่ ยเป็นองศาเคลวิน (Kelvin) K = C + 273 0 ™C = 273 K 11 C = 274 K ( K™ + 1 C™ ) ตารางแสดงจุดอ่ิมตัวของปรมิ าณไอน้าในอากาศ ณ อณุ หภมู ติ ่างๆ อณุ หภูมิ -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50 70 90 ปริมาณ 2.1 3.2 4.9 7 9.5 13 17 22 30 38 50 83 198 424 กฎเบอ้ื งต้นของระบบนวิ แมตกิ ส์  กฎการถา่ ยเทความดนั ของปาสคาล ( Pascal ’s Law )  กฎปรมิ าณและกฎความดันของบอยส์ ( Boyle’s Law )  กฎของเกย-์ ลูสแซก หรอื กฎของกาซ ( Guy- Lussac’s Law ) 20

10/03/57 กฎของปาสคาล (PASCAL’S LAW) กลา่ วว่า เมือทาใหเ้ กิด F1 / A1 = F2 / A2 P ความดันตอ่ ของไหลทอ่ี ยู่ภายใน ภาชนะปดิ จะทาให้เกดิ แรงกระทา F2 = F1• A 2 /A 2 Newton จากของไหลตอ่ ทกุ ๆส่วนของผวิ ภาชนะในแนวตั้งฉาก เม่อื F1 คอื แรงขณะเรม่ิ ตน้ ( N ) F2 คือ แรง สดุ ทา้ ย ( N ) A1 คือ ขนาดพนื้ ทีเ่ รม่ิ ตน้ (m2) A2 คือ ขนาดพนื้ ทสี่ ดุ ทา้ ย (m2) กฎของบอยส์ (Boyle’s law ) กล่าววา่ “ ถา้ ให้อุณหภมู คิ งท่ี  จะได้ว่า ปริมาณของกา๊ ซจะเปลยี่ นแปลงผกผนั กับความดันกา๊ ซ ” จากรปู แสดงแดง 1 bar x 4 m3 = 2 bar x 2 m3 การกดลกู สบู ของกระบอกสบู ซงึ้ มกี า๊ ซ = 4 bar x 1 m3 บรรจอุ ยู่ภายใน ถ้าทาใหป้ รมิ าณของ กา๊ ซจะลดลงครงึ่ หนงึ่ ความดันของกา๊ ซ เมื่อ P 1 คือความดันสมั บรู ณเ์ รม่ิ ตน้ (N/m2) จะเพ่มิ ขนึ้ เปน็ สองเทา่ ของความดันเดิม P 2 คอื ความดนั สมั บรู ณส์ ดุ ทา้ ย (N/m2) V 1 คอื ปรมิ าตรเรม่ิ ตน้ (m3) V 2 คอื ปรมิ าตรสดุ ทา้ ย (m3) 21

10/03/57 กฎของเกย์ – ลูสแซก (Gay – lussac’ law) V1 / V2 = T1 / T2 = คงที่ ------- 1 P1 / P2 = T1 / T2 = คงท่ี ------- 2 V 2 = V1 + V1 / 273 ( t2 – t1 ) V 1 = ปรมิ าตรของอากาศทอี่ ุณหภูมิ t1 V 2 = ปรมิ าตรของอากาศทอี่ ุณหภูมิ t 2 T 1 = อุณหภูมสิ ภาวะปกติ T 2 = อุณหภูมสิ ภาวะเปลยี่ นแปลง หลกั การทางวทิ ยาศาสตร์ของระบบไฮดรอลกิ ส์ เปน็ ระบบทใี่ ชห้ ลกั การของนกั วิทยาศาสตรท์ า่ นหนง่ึ ชอ่ื วา่ ปาสกาล (Pascal) ซ่งึ ได้อธบิ ายหลักการไว้วา่ ความดนั ของของไหล จะมีคณุ สมบตั ิดังนคี้ ือ 1. ความดนั ของของไหลจะกระทาต้ังฉากกบั พน้ื ทท่ี กี่ ระทา 2. ความดนั ทเ่ี กดิ ขน้ึ ในภาชนะนนั้ มคี า่ เท่ากนั ทกุ จดุ 22

10/03/57 อตั ราการไหลและความเรว็ ของน้ามนั ไฮดรอลกิ ส์ เม่ือน้ามันไฮดรอลกิ ส์ไหลในท่อทีม่ ีพนื้ ทห่ี นา้ ตัด (A) จะได้ความเร็ว (V) และอตั ราการไหล (Q) สมั พนั ธ์กันดงั ต่อไปนี้ Q = Vx A Q = อตั ราการไหล (ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร/วนิ าท)ี (cm3/sec ) V = ความเรว็ (เซนตเิ มตร/วินาที) (cm/sec) A = พนื้ ทหี่ นา้ ตดั (ตารางเซนติเมตร) (cm2) อตั ราการไหลและความเรว็ ของน้ามนั ไฮดรอลกิ ส์ ตัวอย่าง สมมตุ ิใหท้ อ่ มพี น้ื ทห่ี นา้ ตดั เทา่ กบั 10 cm2 มนี ้ามนั ไฮดรอลกิ ส์ไหลผา่ นดว้ ย ความเรว็ 30 cm/sec จงหาอตั ราการไหลของนา้ มนั ไฮดรอลกิ ส์ จากสูตร Q = VA แทนค่าในสตู ร = 30 „ 10 = 300 cm3/sec 23

10/03/57 ความเรว็ ของกระบอกสูบไฮดรอลกิ ส์ ความเรว็ ของกระบอกสูบไฮดรอลกิ ส์ (Q1) (A1) (V1) = (V2) = (Q3) (A2) 24

10/03/57 ระบบไฮดรอลกิ ส์เบอ้ื งต้น ระบบไฮดรอลกิ ส์เบอ้ื งต้น ตวั อย่าง ถา้ กาหนดให้ F1 = 10 kgf, a = 1 cm2, A = 10 cm2 จงหาค่า F2 จากสูตร F2 = P x A = 100 kgf = 1,000 N 25

10/03/57 สูตรการหาค่า F, P และ A F=P•A P= F A F A= P F = แรงมีหน่วยเป็ นกโิ ลกรัมแรง (kgf), ปอนด์แรง (lbf), นิวตนั (N) เป็ นต้น P = ความดนั มหี น่วยเป็ น กโิ ลกรัมแรง/ตารางเซนตเิ มตร (kgf/cm2) ปอนด์/ตารางนิว้ (lb/in2), นิวตัน/ตารางเมตร (N/m2) เป็ นต้น A = พนื้ ทห่ี น้าตดั มีหน่วยเป็ นตารางเซนติเมตร (cm2), ตารางนิว้ (in2), ตารางเมตร (m2) เป็ นต้น ระบบไฮดรอลกิ ส์เบอ้ื งต้น สรุปวา่ ถ้าใช้แรงขนาด 10 kgf กดไปท่ีลกู สูบ a ทมี่ ี พ้นื ที่ 1 cm2 จะทาให้ลูกสูบ A ซึ่งมพี ื้นท่ี 10 cm2 ยก น้าหนักได้ 100 kgf = 1,000 N คา่ ความดนั 1 lbf/in2 = 0.07 kgf/cm2 1 kgf/cm2 = 14.22 lbf/in2 26