การส่งกำลังโดยใช้สายพาน

27.6K



การส่งกำลังโดยใช้สายพาน

 
สายพาน (Belts)
 

 

สายพาน (Belts)

การส่งกำลังด้วยสายพานเป็นการส่งกำลังชนิดแบบอ่อนตัวได้ซึ่งมีข้อดีข้อเสียหลายอย่าง เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการส่งกำลังแบบเฟืองและการส่งกำลังแบบโซ่ ข้อดีคือ มีราคาถูกและใช้งานง่าย รับแรงกระตุกและการสั่นสะเทือนได้ดี ขณะใช้งานไม่มีเสียงดัง เหมาะสำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาที่อยู่ห่างกันมาก ๆ และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตามข้อเสียของการขับด้วยสายพานก็มี คือ อัตราการทดที่ไม่แน่นอนนักเนื่องจากการสลิป (Slip) และการครีฟ (Creep) ของ สายพานและต้องมีการปรับระยะห่างระหว่างเพลาหรือปรับแรงดึงในสายพานระหว่างการใช้งาน นอกจากนั้นยังไม่อาจใช้งานที่มีอัตราทดสูงมากได้

 

หน้าที่สายพาน

สายพานในปัจจุบันใช้สำหรับส่งกำลัง การเคลื่อนที่และส่งถ่ายสิ่งของในรูปแบบต่าง ๆ สายพานถูกออกแบบให้เหมาะสมกับสภาพของการทำงาน ที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ สายพานวี สามารถส่งกำลังได้ดีกว่าสายพานแบบอื่น ๆ และมีราคาถูก ส่วนสายพานชนิดอื่นก็ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

 

ชนิดของสายพาน

ชนิดของสายพานเราสามารถแบ่งออกได้ 4 ชนิด ด้วยกันคือ

 

1. สายพานแบน (Flat Belts)

 
สายพานแบน (Flat Belts)
 

 

แสดงลักษณะของสายพานแบน (Flat Belts)

สายพานแบน เป็นอุปกรณ์อีกชนิดที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ใช้ในการส่งถ่ายกำลังจากพูลเลย์ของเพลาขับไปยังพูลเลย์ของเพลาตาม (เป็นอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่เราต้องการให้เกิดการทำงาน เช่น ปั๊มน้ำ  หรือ พัดลม เป็นต้น) โดยกำลังที่ส่งถ่ายจะขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

- ความเร็วของสายพาน

- ความตึงของสายพานที่พาดผ่านชุดพูลเลย์

- มุมที่สายพานสัมผัสกับพูลเลย์ (Arc of Contact) โดยเฉพาะพูลเลย์ตัวที่เล็กกว่า

- สภาพแวดล้อมที่สายพานนั้นถูกใช้งาน เช่น มีความชื้นอยู่ตลอดเวลา หรือมีไอแอมโมเนีย ซึ่งจะส่งผลให้อายุของสายพานสั้นลง

  1.1 สายพานแบนสามารถจะแบ่งชนิดออกได้เป็น 3 ชนิดคือ

1. Light Drives เป็นสายพานที่ใช้กับงานเบาๆโดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งานไม่เกิน 10m/s

2. Medium Drives เป็นสายพานที่ใช้กับงานหนักปานกลาง โดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งานอยู่ระหว่าง 10-22m/s

3. Heavy Drives เป็นสายพานที่ใช้กับงานหนัก โดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งาน สูงกว่า 22 m/s

  1.2 ความหนาและความกว้างมาตรฐานของสายพานแบน

ความหนามาตรฐานของสายพานแบนก็คือ  5, 6.5, 8, 10 และ 12 mm โดยจะมีความกว้างมาตรฐานที่แต่ละความหนาเป็นไปดังต่อไปนี้

- ที่ความหนา 5 mm จะมีความกว้างระหว่าง 35–63 mm

- ที่ความหนา 6.5 mm จะมีความกว้างระหว่าง 50–140 mm

- ที่ความหนา 8 mm จะมีความกว้างระหว่าง 90–224 mm

- ที่ความหนา 10 mm จะมีความกว้างระหว่าง125–400 mm

- ที่ความหนา 12 mm จะมีความกว้างระหว่าง 250–600 mm

   1.3 รูปแบบของการใช้งานสายพานแบน

การส่งกำลังจากพูลเลย์ตัวขับไปยังพูลเลย์ตัวตามด้วยสายพานแบนมีรูปแบบดังต่อไปนี้

1) Open Belt Drive: เป็นการใช้งานแบบลักษณะที่พูลเลย์ขับไปยังพูลเลย์ตัวตามหมุนไปในทิศทางเดียวกัน

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Open Belt Drive
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Open Belt Drive
 

 

2) Crossed or Twist Belt Drive: เป็นการใช้งานสายพานแบนในลักษณะที่พูลเลย์ตัวขับ และตัวตามหมุนไปในทิศทางตรงข้ามกัน

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Crossed or Twist Belt Drive
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Crossed or Twist Belt Drive
 

 

3) Quarter Turn Belt Drive: หรือในบางครั้งอาจจะเรียกว่า Right Angle Belt Drive เป็นการติดตั้งสายพานแบนในลักษณะที่ต้องการให้พูลเลย์ทั้งสองหมุนในทิศทางที่ทำมุมกัน 90 องศา และเพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้สายพานลื่นไถลออกจากพูลเลย์ ควรกำหนดให้ความกว้างของพูลเลย์กว้างมากกว่าหรือเท่ากับ 1.4 เท่าของความกว้างของสายพานแบน

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Quarter Turn Belt Drive และแบบ Belt Drive With Idler Pulley
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Quarter Turn Belt Drive และแบบ Belt Drive With Idler Pulley
 
 

    3.1) Belt Drive With Idler Pulley: ปกติแล้วการติดตั้งสายพานแบนจะกำหนดให้ด้านที่ตึงของสายพานแบนอยู่ด้านล่าง และให้ด้านหย่อนอยู่ด้านบน เพื่อทำให้มุมโอบของสายพานแบนรอบ พูลเลย์ตัวเล็กมีค่ามากกว่า 120 องศา แต่หากการติดตั้งของสายพานแบนในลักษณะที่ให้สายพานด้านหย่อนอยู่ด้านล่างแล้ว จะทำให้มุมโอบของสายพานรอบพูลเลย์ตัวเล็กจะมีไม่มากพอ หรือน้อยกว่า 120 องศา ทำให้การส่งกำลังทำได้ไม่ดีพอ จึงมีการติดตั้งชุด Idler Pulley เพื่อปรับความตึงของสายพานแบนให้เหมาะสม

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Belt Drive With Idler Pulley
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Belt Drive With Idler Pulley
 

 

4) Compound Belt Drive: เป็นลักษณะการใช้งานสายพานแบนที่ต่อกับต้นกำลังขับเพียงชุดเดียว และไปขับพูลเลย์ตัวตามหลาย ๆ ชุด

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Compound Belt Drive
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Compound Belt Drive
 
 

5) Stepped or Cone Pulley Drive: เป็นลักษณะการติดตั้งสายพานแบนที่ต้องการใช้งานเพื่อเพิ่มหรือลดความเร็วรอบ ของพูลเลย์ตัวตามในขณะที่พูลเลย์ตัวขับยังคงทำงานอยู่

 
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Stepped or Cone Pulley Drive
แสดงลักษณะการส่งกำลังแบบ Stepped or Cone Pulley Drive
 

 

2. สายพานวี (V – Belts)

 
แสดงลักษณะของสายพานวี (V-Belts)
แสดงลักษณะของสายพานวี (V-Belts)
 

 

2.1 หน้าที่การใช้งานสายพานวี

สายพานส่วนใหญ่ใช้กับเครื่องจักรกลตามโรงงานต่าง ๆ สามารถส่งกำลังได้ในตำแหน่งต่าง ๆ ได้ แต่ไม่สามารถส่งกำลังแบบไขว้เหมือนกับสายพานแบน ลักษณะการใช้งานของสายพานวี เช่น สายพานของเครื่องกลึง สายพานของรถไถนาเดินตาม เป็นต้น

2.2 สายพานวี (V – Belts) สามารถแบ่งชนิดออกได้อีกดังต่อไปนี้

        1) สายพานวีปกติเป็นสายพานที่ใช้งานกันโดยทั่วไปกับเครื่องจักรกลธรรมดา ที่ใช้ความเร็วรอบไม่มากนัก ทำด้วยแผ่นยางสลับกับผ้าใบเป็นชั้น ๆ

 
แสดงลักษณะของายพานวีปกติ
แสดงลักษณะของายพานวีปกติ
 

 

       2) สายพานร่องวีร่วม เป็นสายพานที่สร้างลิ่มหลายลิ่มมารวมกันในเส้นเดียว ปัจจุบันนิยมใช้มาก สายพานแบบนี้จะมีแผ่นปิดยางสังเคราะห์ จึงเหมาะสมกับงานที่มีการถ่ายเทโมเมนต์หมุนที่ไม่สม่ำเสมอ และระยะห่างแกนเพลามีค่ามาก ๆ

 
แสดงลักษณะของสายพานร่องวีร่วม
แสดงลักษณะของสายพานร่องวีร่วม
 

 

       3) สายพานวีแหลม เป็นสายพานวีเช่นกัน สามารถกระจายแรงตามแนวรัศมีไปยังแผ่นปิดด้านบนสายพานอย่างสม่ำเสมอตลอดหน้ากว้าง จึงเหมาะใช้กับแกนเพลาที่มีระยะห่างมาก ๆ และรับแรงสูง

 
แสดงลักษณะของสายพานวีแหลม
แสดงลักษณะของสายพานวีแหลม
 
 

       4) สายพานวีหน้ากว้าง เป็นสายพานรูปร่างพิเศษที่ใช้สำหรับการส่งกำลังที่มีการปรับความเร็วรอบตามความต้องการ

 
แสดงลักษณะของสายพานวีหน้ากว้าง
แสดงลักษณะของสายพานวีหน้ากว้าง
 

 

       5) สายพานวีหลายรูปพรรณเป็นสายพานที่ผิวชั้นบนเป็นพลาสติกหุ้มอยู่โดยรอบ ทำหน้าที่เป็นผิวรับแรงดึง ส่วนเนื้อสายพานร่องวีเป็นสายพานที่เรียงต่อกันไปที่สวมสัมผัสผิวร่องล้อพลูเลย์ได้แนบสนิทพอดี ซึ่งทำให้แรงตามแนวรัศมีถูกถ่ายเทไปยังด้านบนสายพานเหมาะกับงานที่มีอัตราทดสูงมาก ๆ

 
แสดงลักษณะของสายพานวีหลายรูปพรรณ
แสดงลักษณะของสายพานวีหลายรูปพรรณ
 

 

3. สายพานกลม (Ropes Belts)

 
แสดงลักษณะของสายพานกลม (Ropes Belts)
แสดงลักษณะของสายพานกลม (Ropes Belts)
 

 

สายพานกลมที่มีหน้าตัดเป็นรูปวงกลม การส่งกำลังด้วยสายพานกลมจะให้ความยืดหยุ่นสูงมาก และสามารถปรับตั้งทิศทางการหมุนได้หลายทิศทางตามความต้องการของผู้ใช้ สายพานกลมทำจากพลาสติกโพลียูริเทน จะต้านทานน้ำ น้ำมัน จาระบี และน้ำมันเบนซิน ขณะการทำงานจะไม่เกิดเสียงดัง

 

4. สายพานไทมิ่ง (Timing Belts)

 
แสดงลักษณะของสานพานไทมิ่ง (Timing Belts)
แสดงลักษณะของสานพานไทมิ่ง (Timing Belts)
 

 

สายพานไทมิ่งมีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลียมคางหมู และจะมีฟันเฟืองตลอดความยาวของสายพาน เป็นสายพานที่มีแกนรับแรงด้วยลวดเหล็กกล้า หรือทำด้วยลวดไฟเบอร์ฝังอยู่ในยางเทียม ฟันของสายพานทำด้วยยางเทียม แต่สูตรประสมพิเศษเพื่อให้คงรูปพอดีกับล้อของพูลเลย์ ซึ่งจะหุ้มด้วยเส้นใยไนลอนเพื่อลดการสึกหรอ สายพานชนิดนี้สามารถงอตัวได้ดี ใช้กับพูลเลย์ล้อเล็ก ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตรได้ เนื่องจากร่องสายพานจะมีขนาดเดียวกับบนร่องพูลเลย์ ทำให้เกิดการขบกันเหมือนฟันเฟือง จึงไม่เกิดการลื่นไถลขณะส่งกำลัง สามารถใช้เป็นตัวส่งกำลังงานในเครื่องยนต์ โดยเป็นตัวขับเฟืองเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาราวลิ้น และจะไม่เสียงดังขณะทำงาน

 

วัสดุที่ใช้เป็นสายพาน

 

1. ลักษณะของวัสดุที่นำมาใช้ทำสายพาน

คุณสมบัติของวัสดุที่นำมาใช้ทำสายพาน จะต้องมีความเหนียวและยืดหยุ่นได้ มีอัตราการยืดหยุ่นตัวต่ำในกรณีการยืดตัวแบบถาวร  ทนต่อการดัด บิดไป-มาได้ ทนต่อน้ำ น้ำมัน สารเคมีต่าง ๆ ได้ ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้ไม่อาจทำได้จากวัสดุชนิด เดียวจึงมีการนำวัสดุมาประยุกต์เข้าด้วยกัน  เช่น เส้นด้าย ลวดและยาง หรือพลาสติก เพื่อให้การใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

 

สายพานที่มาทำมาจากหนัง เป็นสายพานที่มีความฝืดสูง มี 2 ชนิดคือสายพานหนังเคลือบด้วยวัสดุที่ทำมาจากพืช และสายพานหนังเคลือบวัสดุที่ทำมาจากแร่ การแบ่งประเภทของสายพานหนังจะแบ่งตามปริมาณไขมันของหนัง คือ ประเภทหนังที่อ่อนตัวได้น้อย กับประเภทหนังที่อ่อนตัวได้มาก การใช้งานจะแบ่งออกตามชนิดของหนังที่ใช้งานหมุนช้า ๆ งานทั่วไป (หมุนปานกลาง) และการหมุนที่ความเร็วสูง

 

สายพานที่ทำมาจากผ้าผสมสารอื่น ๆ แบ่งออกเป็นแบบทำมาจากฝ้ายผสมใยไม้ ขนสัตว์ ใยไหม ใยป่าน ใยลินิน เป็นต้น

 

ข้อดีของสายพานที่ทำมาจากผ้า คือ ความสม่ำเสมอของโครงสร้างภายในสายพาน ทำให้ไม่มีรอยต่อได้ วิ่งเรียบ แต่มีจุดอ่อนคือขาดง่าย

สายพานที่ทาด้วยกาว ทำมาจากสารที่มีความยืดหยุ่นตัวดี มีความเหนียวมากกว่าสายพานหนังทนฝุ่นละอองได้ดี การเลือกใช้งานต้องระมัดระวังให้มาก

 

สายพานผ้าที่หุ้มด้วยยางพารา ในลักษณะการหล่อ สามารถเติมสารเคมีต่าง ๆ ลงไปเพื่อให้ทนต่ออุณหภูมิสูง น้ำมัน และฝุ่นละออง แต่ถ้ามีน้ำหนักในตัวมากในขณะที่หมุนจะเกิดแรงเหวียงหนีศูนย์ได้ง่าย

สายพานที่ทำมาจากสารพวกพลาสติก เช่น พวกไนลอน มีการใช้งานกันอยู่น้อยอยู่ในวงจำกัด มีความเหนียวสูง ไม่มีการยืดหยุ่นขณะทำงาน ใช้กับความเร็วรอบสูง ๆ ได้ดี บิดตัวได้ง่าย บางชนิดจะหุ้มยางเทียมไว้เพื่อให้เกิดความฝืด ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

 

ข้อแนะนำในการใช้สายพานให้เกิดประโยชน์สูงสุด

- การเลือกซื้อสายพานควรเลือกขนาดพร้อมกับรหัสของบริษัทผู้ผลิตที่แยกประเภทของสายพานออกไป ตามประเภทของการใช้งาน

- การเก็บรักษาควรเก็บไว้ให้เรียบร้อยพร้อมที่จะหยิบใช้งานได้อย่างสะดวก การเก็บอยู่ในสภาพอากาศที่ดีจะไม่ทำให้สายพานเสื่อมสภาพ

- การทำความสะอาดจะต้องทำความสะอาดสายพานอย่าให้มีฝุ่นละอองหรือคราบน้ำมันมาเกาะสายพาน โดยการใช้ผ้าสะอาดเช็ด

- ควรตั้งให้เพลาขับและเพลาตามวางตัวอยู่ในแนวเดียวกัน

- ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของพูลเลย์ชุดขับและชุดตามไม่ควรห่างเกินกัน 10 เมตร และไม่ควรใกล้กันเกินกว่า 3.5 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพูลเลย์ตัวเล็ก

- ควรตั้งสายพานให้ด้านที่ตึงสายพานอยู่ด้านล่าง และให้ด้านที่หย่อนอยู่ด้านบน

 

 

 

ข้อมูลและรูปภาพ : http://surinmarket.com/transmission/index.php?url=test3.php#top2

sendLINE

Comment