ไฮดรอลิก ( Hydraulic )

ระบบไฮดรอลกิ ( Hydraulic ) นายกติ ตพิ งศ์ ไทยล่ี แผนกวชิ าช่างยนต์วทิ ยาลัยเทคนิคสุโขทัย

ไฮดรอลิก (HYDRAULIC)บทความ ไฮดรอลกิ (HYDRAULIC ARTICLE) || สาระน่ารู้ เกยี่ วกับไฮดรอลิก (HYDRAULICKNOWLEDGE) ทม่ี าและความหมาย : คาวา่ hydraulic (ไฮดรอลิก) มาจากรากศพั ท์ของกรีก จากคาว่า(Hydraulikos) หรือ (Hydor) หมายถึง น้า และคาว่า au หรือ (aulos) หมายถึง ทอ่ วิชาไฮดรอลกิ คือ วชิ าท่เี กี่ยวกับคณุ สมบัตทิ างกลศาสตร์ของการไหลของของเหลวท่ถี ูกอัดดว้ ยความดนัอาจจะกลา่ วได้วา่ ไฮดรอลกิ (Hydraulic) จะคลา้ ยคลงึ กบั นวิ เมติกส์เพียงแตเ่ ปล่ยี นตวั กลางจากลมไปเปน็ (Fluid Mechanics) หรอื ของเหลวน่นั เอง มกี ารคน้ หลกั ฐานว่าวชิ าไฮดรอลกิ (Hydraulic) ถกู นามาใชง้ านทางชลประทาน ขดุ คลองเขา้ ไปในแผน่ ดินที่อยู่ไกลเพอ่ื การปลูกพชื มาตั้งแต่ต้นๆของสมยั ประวัติศาสตร์ (Historial Age)คือสมัยท่ีมนษุ ยร์ ู้จกั เขยี นตวั อกั ษร โดยชาวเมโสโปเตเมียและชาวอยี ปิ ต์อายุราวๆ 6,000 ปกี ่อนครสิ ต์ศักราช ในยุคเดยี วกบั ชาวจีนกม็ กี าชลประทาน และมีการพฒั นาอาศยั แรงดันจากน้าไหลหมุนล้อไมต้ ักน้าขึ้นจากคลอง และต่อมาก็ทากลไกอาศยั ล้อหมุนด้วยแรงน้าไปบบี เครือ่ งเปา่ ลมเข้าไปในเตาถลุงโลหะดว้ ย ชาวกรีกและโรมัน กม็ กี ารขดุ คลองชลประทาน สว่ นชาวโรมนั ก้าวหนา้ไปกวา่ ดว้ ยการกอ่ สรา้ ง ทอ่ สง่ นา้ (Aqueduct) จากภเู ขาใกลก้ รุงโรมนานา้ เข้ามาใช้ในตัวเมอื งโรมใหพ้ ลเมืองใชอ้ ยา่ งสะดวกถกู อนามัย

ระบบไฮดรอลกิ (HYDRAULIC SYSTEM) คือ ระบบการสรา้ งควบคมุ และถ่ายทอดพลังงานกาลงั งาน โดยอดั น้ามันไฮดรอลกิ ให้มีความสงูเพ่อื ใหแ้ รงมาก ไปให้อปุ กรณ์เปลี่ยนความดนั ของนา้ มนั ไฮดรอลิก(Hydraulic Oil) เปน็ พลงั งานกล (Actuator) หรอื (Hydraulic Cylinder) ไปชุดงาน โดยระบบต้องอาศยั อุปกรณห์ ลกั ๆ ดังน้ี

1. ปัม๊ ไฮดรอลกิ (Hydraulic pump) อปุ กรณส์ รา้ งความดนั น้ามนั ใหส้ งู ขน้ึ2. วาลว์ ไฮดรอลิก (Hydraulic valve) อปุ กรณค์ วบคมุ แรงดัน , อุปกรณ์ควบคุมการไหล , อปุ กรณ์ควบคมุ ทิศทาง3. อปุ กรณ์ Actuator หรอื กระบอกสบู ไฮดรอลกิ (Hydraulic cylinder)4. ท่อไฮดรอลิก (Hydraulic pipe) สาหรบั ส่งผ่านน้ามนั ไฮดรอลิกไปยงั อปุ กรณ์ไฮดรอลกิ ตา่ งๆ5. น้ามันไฮดรอลกิ (Hydraulic oil) เปน็ ของเหลวทสี่ ่งผา่ นความดันใหเ้ ปน็ พลังงานกล6. ถังนา้ มนั ไฮดรอลิก (Oil tank , Reservoir)ป๊มั ไฮดรอลิก (HYDRAULIC PUMP) ปั๊มไฮดรอลิกเปรยี บเสมือนหวั ใจของระบบไฮดรอลิก (Hydraulic System) ซ่งึ ทาหนา้ ที่เปล่ียนแปลง พลังงานไฟฟา้ เชน่ กาลังจาก มอเตอรไ์ ฟฟ้าให้เป็นพลังงานของไหลในรูปของอัตราการไหลและความดนั ซง่ึ จะเปล่ียนเปน็ พลงั งานกลอีกทเี พือ่ นาไปใชง้ านท่แี รงมากๆ โดยทว่ั ไปแลว้ปั๊มไฮดรอลิก (Hydraulic pump)สามารถแบ่งเปน็ 2แบบคอื ชนิดปริมาตรคงที่ (Fix displacement) คอื ชนิดที่ปริมาตรของของเหลวทีถ่ ูก ส่งออกจากป๊มั แตล่ ะวงจรของการเคลือ่ นท่จี ะคงท่ีตลอดเวลา ไมส่ ามารถเปลย่ี นแปลงได้ ชนิดปริมาตรเปลี่ยนแปลง (Variable displacement) คือ ชนดิ ทปี่ ริมาตรของ ของเหลวท่ีถูก สง่ ออกจากป๊มั แตล่ ะวงจรของการเคลือ่ นที่สามารถเปลีย่ นแปลงได้โดยการปรับตัง้ กลไกภายใน ของป๊มั ปมั๊ ไฮดรอลกิ ท่นี ิยมใช้กันอยใู่ นปัจจุบันจะมที ้ังชนิดปรมิ าตรคงทแี่ ละ ชนดิ ปริมาตรเปลยี่ นแปลงโดยทัว่ ๆไปแลว้ ปั๊มไฮดรอลกิ นยิ ม แบ่งตามลกั ษณะโครงสรา้ งของปั๊ม ซ่งึ จะแบง่ ออกเปน็ 3แบบคอื ปม๊ั แบบเฟืองเกียร์ (Gear pump) ,ปมั๊ แบบใบพัด (Vane pump) และ ป๊มั แบบลูกสบู(Piston pump)A.ป๊มั ไฮดรอลิกแบบเฟอื งเกียร์ (HYDRAULIC GEAR PUMP) ปมั๊ ไฮดรอลกิ แบบเฟืองนเ้ี ปน็ ชนดิ ปริมาตรคงที่ (Fixed displacement) สาหรบั ระบบไฮดรอลิกในปัจจุบัน ปั๊มแบบเฟอื งจะเปน็ ที่นิยมมากเพราะเป็นแบบท่ีไม่ยุ่งยากและราคาถกู ซึ่งท่มี ีใชก้ ันอยู่สามารถจาแนกไดด้ ังนี้

1. ปมั๊ ชนิดเฟืองนอก (External gear pump) ประกอบด้วยเฟอื งท่มี ฟี นั ด้านนอก ขบกันคูห่ น่ึง สวมพอดอี ย่ใู นเสือ้ ปัม๊ (Pump body or pump housing) เฟอื งตัวหน่ึงจะยึดติดกบั เพลาที่ ต่อเขา้ กับตวั ขบซึ่งอาจจะเปน็ เคร่อื งยนต์ หรอื มอเตอร์ไฟฟ้ากไ็ ด้ เพลาน้จี ะมแี บร่งิ หรือบชู (bearing or bushing)รองรบั กับเสือ้ ปมั๊ ส่วนเฟอื งอกี ตัวหน่งึ ก็จะตดิ กบั เพลาซึ่งหมนุ ได้อสิ ระ โดยจะมแี บรงิ่ หรือบูชรองรบั กบั เสือ้ ป๊ัมเช่นกนั ท่ีเสื้อปมั๊ จะมที างนา้ มนั ไฮดรอลกิ เข้าและทาง น้ามันไฮดรอลกิ ออกดว้ ย การทางานของปัม๊ ไฮดรอลกิ แบบน้เี มอื่ เฟอื งตวั ท่ตี ิดกับตวั ขบั ถูกขบั ให้หมนุ ก็จะทาให้เฟอื งอกี ตัวหนึ่งที่ขบกันหมนุ ไปดว้ ย การทเ่ี ฟอื งทง้ั สองสวมพอดอี ยใู่ นเสอื้ ป๊มั นน้ั น้ามันทท่ี างเขา้ ของป๊มั ก็จะถูกกวาดเข้าไปอยรู่ ะหวา่ งฟันเฟอื งและ เสื้อปั๊ม โดยไมม่ ีการ ร่ัวไปไหนจนกระท่งั ถงึ ทางออก น้ามนั ท่ถี กู กักไว้ในรอ่ งฟันเฟืองก็จะถูกสง่ ออกไป สว่ นเฟอื งทงั้ สองขบกนั อย่ตู ลอดเวลา ก็จะทาหนา้ ทีเ่ ป็นที่ปอ้ งกันไมใ่ หน้ ้ามนั ไฮดรอลกิ ทท่ี างออกไป ย้อนกลับไปท่ี ชอ่ งทางเขา้ ป๊ัมปัม๊ ไฮดรอลิก แบบเฟืองนอก (Hydraulic External Gear pump) 1.1 ปม๊ั ชนิดเฟอื งในแบบมีแผ่นกน้ั (Internal gear pump with diaphragm) ประกอบด้วยเฟอื งสองตวั ขบกนั โดยท่ี เฟอื งอกี ตวั หนง่ึ เปน็ แบบฟนั ด้านนอกและเฟอื งอีกตัวหนง่ึ เปน็ แบบฟันด้านใน ซง่ึ การขบกันของเฟืองทั้งสองทาใหเ้ กดิ ชอ่ งวา่ งทีไ่ มส่ ามารถปอ้ งกนั ใหน้ ้ามันไหลยอ้ นกลับได้ ดังนนั้ ในชอ่ งว่างดงั กล่าว จึงจาเป็นต้องมแี ผน่ ก้ัน โดยแผ่นกนั้ นจี้ ะสมั ผสั กบั เฟืองตวั ในและเฟอื งตวั นอก โดยเพลาขบั ท่ีติดอยู่กบั เฟืองทีม่ ีฟนั ดา้ นนอกหรือ ทีเ่ รียกวา่ เฟอื งตัวในหมนุ ไปเมอ่ื ถกูขบั จากตัวขบั ในเวลาเดยี วกันเฟอื งทีม่ ฟี ันด้านในหรอื ทเ่ี รยี กวา่ ฟันตัวนอกก็จะหมนุ ไป ดว้ ยใน

ทิศทางเดยี วกบั เฟืองตวั ใน ทาใหน้ ้ามันไฮดรอลิกทช่ี ่องทางเข้าถูกกวาดไปตามรอ่ งฟนั เฟืองตวั ในกับแผ่นกั้น และถกู กวาดไปตามรอ่ งฟันเฟอื งตวั นอกกับแผน่ กั้นด้วย สว่ นบรเิ วณท่ฟี ันของเฟอื งท้งัสองขบกันก็จะทาหนา้ ที่กนั ไม่ใหน้ ้ามันไฮดรอลิกทางออกไหล ยอ้ น กลับไปทช่ี อ่ งทางเขา้ ของปม๊ัปัม๊ ดรอลกิ แบบเฟืองในชนิดมีแผน่ กัน (Hydraulic Internal gear pump) 1.2 ป๊มั ชนิดเฟืองในแบบโรเตอร์ (rotor-type pump) ป๊ัมแบบน้จี ะไมม่ แี ผ่นกน้ั เหมือนแบบแรก และเฟอื งตัวในท่เี รยี กวา่ rotor และเฟืองตวั นอกที่เรยี กว่า rotor ring จะมลี ักษณะกลมมนการทางานจะเปน็ เชน่ เดยี วกบั ปมั๊ ชนิดที่มแี ผ่นก้ัน โดยทเ่ี ฟืองตวั ในและเฟืองตวั นอกจะหมุนไปในทศิ ทางเดยี วกัน และจะมสี ว่ นท่สี มั ผสั กนั ซ่งึ จะทาหน้าที่กนั ไม่ให้มกี ารไหลยอ้ นกลบั ของนา้ มัน ที่ทางออกไปยังทางเข้า ซ่งึ เฟืองตัวนอกหรือ rotor ring จะมีร่องฟนั มากกว่าจานวนฟนั ของเฟืองตวัในหรือ rotor อย่หู น่งึ รอ่ ง ทาให้ฟันของเฟอื งตัวในเฟืองฟันเดยี ว ท่ีจะเข้าไปอยู่ในร่องฟันพอดสี ว่ นฟนั อน่ื ๆจะเลอ่ื นขน้ึ และลงในรอ่ งฟนั ทาใหเ้ กดิ ชอ่ งวา่ งสาหรบั ดงึ นา้ มนั เขา้ ปม๊ั เมอ่ื ฟนั เลอ่ื นขน้ึ บนรอ่ ง และฟนั อกี ส่วนก็จะเลอื่ นลงบนรอ่ งฟันเปน็ การบีบเอานา้ มนั ออกจากป๊ัม

รปู ตัดของป๊มั ไฮดรอลกิ แบบเฟอื งในชนิดโรเตอร์ (Cross section of internal Gear pump rotor type)รปู แสดงการหมนุ ของโรเตอร์ (rotor)กับ rotor ring ใน1รอบหมนุ ท้าให้นา้ มันไหลจาก ทางเขา้ ไปที่ทางออกเอกสารอ้างอิง บ.นวิ แอนด์ไฮด์ จากัด http://www.pneu-hyd.co.th/ ( วนั ทค่ี ้นหา 31 กรกฏาคม 2560 )