7 - * ! * & &research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2555/25552391441146.pdf · 2016-11-01 ·...

เครองตนแบบพดลมดดอากาศแบบคลชแรงเหวยง

Prototype exhaust fans and centrifugalclutch.

โดย

นายจรฐตกล กลาหาญ

สาขาวชาวศวกรรมเครองกล คณะครศาสตรอตสาหกรรม

งานวจยนไดรบงบประมาณจากกองทนสงเสรมงานวจย ป พ.ศ ๒๕๕๕

สถาบนวจยและพฒนา มหาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ก

บทคดยอ

โรงงานอตสาหกรรม ในปจจบนสวนใหญจะมมลพษท อนตรายตอสขภาพของ

ผปฏบตงานเนองจากวตถดบและผลผลตจานวนมากทจดวาเปนอนตรายตอสขภาพ มลพษเหลาน

สวนใหญจะปะปน และ ลองลอยอยในอากาศซงพรอมทจะเขาสรางกาย และ ทาอนตรายตอ

ผปฏบตงานทางโรงงานอตสาหกรรมจงตองมพดลมดดอากาศเพอการเคลอนยายอากาศใหไหลไป

ในทศทางทกาหนดแตการดดอากาศ หรอ การเคลอนยายอากาศสามารถนาไปใชกบฟารม หรอ

ปตสตวตางๆ ทตองการใหโรงเรอนมการถายเทของอากาศสามารถนามาใชไดในการดดอากาศ

หรอการเคลอนยายอากาศนนจะมการพาหรอดดกลนตางๆ ควนและ ฝ น ไปพรอมๆกนดงนน

รานอาหารทไมมทางระบาย ควนและกลนกตองอาศยพดลมดดอากาศในการเคลอนยายควนและ

กลนออกจากหองครวหรออาคารเพอใหอากาศบรสทธเขามาแทนท

ในโครงการนจะนาพลเลยทงสามชนดมาทาการทดลองทความเรวรอบท 100-1,500

rpm และนาผลของพลเลยทงสามชนดมาเปรยบเทยบกนจะไดดงตอไปนพลเลยแบบอตราทด2:2

นนจะทาความเรวรอบไดเพยง 1,300 rpm เทานนแตความเรวลมทไดจะเทากบ 23.4 m/s และม

อตราการสนเปลองกระแสไฟฟาเทากบ 6.7 A สวนพลเลยธรรมดาอตราทด 3:1 จะไดความเรวรอบ

ถง 1,500 rpm แตความเรวลมทไดจะเทากบ 12.81 m/s และมอตราการสนเปลองกระแสไฟฟา

เทากบ 1.4 A และแบบคลชแรงเหวยงจะไดความเรวรอบ 1,500 rpm เชนกนความเรวลมทไดจะ

เทากบ 14.72 m/s และมอตราการสนเปลองกระแสไฟฟาเทากบ 1.6 A

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ข

ABSTRACT

Industrial pollution is the most dangerous to the health of workers due to raw

materials and products, many of which are classified as hazardous to health. These

pollutants. Most are mixed and floating in the air, which is ready to enter the body and do harm to

the plant operator must have exhaust fans to move air to flow in the direction of the air suction

however. The movement of air can be used with farm animals or smelly. The house has a

circulation of air that can be used for ventilation or air movement will have to take or absorb

odors and smoke and dust at the same restaurant, so there is no outlet Smoke and the smell would

require exhaust fans to remove smoke and odors from your kitchen or building to replace air.

This project will take three out of pool already conducted at a speed of 100-

1,500 rpm three pools Valley compared to thepool following a ratio 2:2 Valley. the speed is only

around 1,300 rpm but wind speed is equal to 23.4m/s and a power consumption of6.7

A 3:1 ratio of the pool is already plain to speed up to 1,500c rpm ycles, however. wind

speed is equal to 12.81m/s and the rate ofconsumption of electricity is equivalent to 1.4

A and a clutch,centrifugal force will speed 1,500 rpm with a wind speed that is equal to14.72

m / s and at the end. power consumption of 1.6 A.

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ค

กตตกรรมประกาศ

ในการจดทาวจยน คณะผจดทาไดดาเนนการ และไดกระทาจนเสรจลลวงตามเปาหมาย

และวตถทกาหนดไวเปนอยางด คณะผจดทาขอขอบคณ คณาจารยในสาขาวชาวศวกรรมเครองกล

ทไดใหขอมลตางๆ ทงทางดานวชาการและทางดานอน ทเกยวกบโครงการและขอมลทางดาน

เทคนคปฎบตทวไป จนผจดทาสามารถจดทางานวจยสาเรจลลวงไปไดดวยด

คณะผจดทา

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

สารบญ

หนา

บทคดยอ ก

กตตกรรมประกาศ ค

สารบญรป ง

สารบญตาราง ฉ

คาอธบายสญลกษณและคายอ ช

บทท

1 บทนา 1

1.1 ความเปนมาของโครงการ 1

1.2 วตถประสงคของโครงการ 1

1.3 ขอบเขตของโครงการ 1

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบจากโครงการ 2

1.5 ขนตอนการดาเนนงาน 2

2 ทฤษฏทเกยวของ 3

2.1 หลงการทางานของคลทชแรงเหวยงหนศนย 3

2.2 ขนตอนของการสงกาลง 4

2.3 สวนประกอบตางๆของคลทชแรงเหวยงหนศนย 4

2.4 การออกแบบและสรางชดทดสอบสมรรถนะพดลมแบบแรงเหวยง 9

2.5 หลกการเบองตนของมอเตอร 12

2.6 ลกปน 14

2.7 เพลา 18

2.8 การพจารณาในการออกแบบเพลา 21

2.9 สายพานและลอสายพาน 23

2.10 เซนเซอรและตวควบคมรอบการทาของมอเตอร 24

2.11 หลกการทางานของอนเวอรเตอร 25

2.12 การควบคมมอเตอร 26

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

สารบญ(ตอ)

บทท หนา

3 วธการดาเนนโครงงาน 27

3.1 ขนตอนการดาเนนงาน 28

3.2 การคานวณเชงวศวกรรม 39

3.3 วสดอปกรณ 30

3.4 ขนตอนการสรางเครอง 30

4 รายงานผลการดาเนนงาน 33

4.1 การทดลองเครองพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบ

คลชแรงเหวยง 33

4.2 ขนตอนการทดลอง 33

4.3 ผลการทดลอง 34

5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ 39

5.1 สรปผลทไดจากโครงการ 39

5.2 ขอเสนอแนะ 39

เอกสารอางอง

ภาคผนวก

ภาคผนวก ก 40

ภาคผนวก ข 44

ประวตผจดทา

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

จากททาโครงการเครองตนแบบพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง

บดนไดดาเนนการจดทาโครงการไดสาเรจลลวงแลวซงผลจาการทดลอง ไดบรรลตามวตถประสงค

ทตงไว ภายใตขอบเขตของโครงการและสามารถทจะนาไปใชประโยชนไดจรงตามทคาดหวงไว

ทกประการ

ผลจาการทดลองซงไดกลาวไวในบทท 4 มประโยชนอยางยงสาหรบขอมลเพอทาให

ทราบวาโครงการนมขอบกพรองเกยวกบเรองใดบาง เพอใชเปนแนวทางในการปรบปรงแกไขใหด

ยงขนตอไป

5.1 สรปผลทไดจากโครงการ

ในการทดลองถงประสทธภาพในการทางานสามารถทางานไดตามวตถประสงคทตงไว

สามารถทางานไดตามแผนทตงไวแลว ในการดดอากาศของพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลง

แบบคลชแรงเหวยงรวมทงสามารถนาไปพฒนาตอใหดยงขนไปในการจดทาโครงการเครองตนแบบ

พดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง หลงจากทาการทดสอบแลวปรากฏวา

เครองตนแบบพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง สามารถทางานไดตามท

ตองการ

5.2 ขอเสนอแนะ

โครงการนประสบปญหาตาง ๆ ขน ซงทางคณะผจดทาโครงการไดรวบรวม

ขอบกพรองตาง ๆ ของโครงการเพอนามาสรปเปนขอ ๆ ดงน

1.ปญหาในการเลอกใชอนเวอรเตอร

2.วดรอบชดระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยงเมออยใกลกนตวเลขของวดรอบจะวงมว

3.โครงการนสามารถนาผลการทดรองไปใชกบงานจรง

4. เมอเดนเครองนานๆฟวทอนเวอรเตอรจะขาดเนองจากความรอน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

2

บทท 1

บทนา

1.1 ความเปนมาของโครงการ

โรงงานอตสาหกรรมในปจจบน สวนใหญจะมมลพษทอนตรายตอสขภาพของผปฏบตงานเนองจาก

วตถดบและผลผลตจานวนมากทจดวาเปนอนตรายตอสขภาพ และ มลพษเหลานสวนใหญจะ

ปะปน และ ลองลอยอยในอากาศซงพรอมทจะเขาสรางกายและทาอนตรายตอผปฏบตงานทาง

โรงงานอตสาหกรรม จงตองมพดลมดดอากาศเพอการเคลอนยายอากาศใหไหลไปในทศทางท

กาหนดแตการดดอากาศหรอ การเคลอนยายอากาศสามารถนาไปใชกบฟารมหรอปตสตวตางๆ ท

ตองการใหโรงเรอนมการถายเทของอากาศสามารถนามาใชไดในการดดอากาศ หรอการเคลอนยาย

อากาศนนจะมการพาหรอดดกลนตางๆ ควนและ ฝ น ไปพรอมๆกนดงนนรานอาหารทไมมทาง

ระบาย ควนและกลนกตองอาศยพดลมดดอากาศในการเคลอนยายควนและกลนออกจากหองครว

หรออาคารเพอใหอากาศบรสทธเขามาแทนท

ดงนนกลมผจดทาจงคดทจะสราง เครองตนแบบพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลง

แบบคลชแรงเหวยงขนมาเพอเพมประสทธภาพการทางานของพดลมดดอากาศ

1.2 วตถประสงคของโครงการ

1.2.1 เพอเปนศกษาระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง

1.2.2เพอนาอนเวอรเตอรมาใชสาหรบควบคมความเรวรอบของมอเตอรท100-1,500 rpm เพอ

เปรยบเทยบความเรวลมและการใชกระแสไฟฟาของพลเลยทง 3 แบบ

1.3 ขอบเขตของโครงการ

1.3.1 ใชมอเตอรเปนตนกาลงในการขบเคลอนใบพด

1.3.2 ใบพดมขนาดเสนผาศนยกลางประมาณ 30 เซนตเมตรโดยจะมซของใบพด 58 ซ

1.3.3 มโครงสรางสงประมาณ 65 เซนตเมตร กวางประมาณ 73 เซนตเมตร ยาวประมาณ 95

เซนตเมตร

1.3.4 ใชอนเวอรเตอรในการปรบความถใหแกมอเตอรเพอปรบความเรวรอบคงท

1.3.5 ชดสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง 1 ชด

1.3.6 ใชเซนเซอรวดความเรวลมบรเวณตรงกลางหางจากปากทางออก 30 เซนตเมตร

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

3 1.3.7 ใชความถสงสดไมเกน 60 Hz

1.3.8 ใชใบพดลมแบบแรงเหวยงขนาด 30 เซนตเมตร

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบจากโครการ

1.4.1 เพอใชงานและเปนเครองตนแบบไวปรบปรงและพฒนาในระดบสงขน

1.4.2 สามารถนาไปเปรยบเทยบความเรวรอบของพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลง

แบบคลชแรงเหวยงกบพดลมดดอากาศทไมใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง

1.4.3 เพอศกษาถงอตราการทดของชดคลชแรงเหวยงทสงไปยงใบพดลมได

1.4.4 สามารถนาชดระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยงมาประยกตใชกบเครองจกรตน

กาลงอนได

1.5 ขนตอนการดาเนนการ

ตารางท1.1แสดงขนตอนการดาเนนงาน

ขนตอนการทางาน ม.ย ก.ค ส.ค ก.ย ต.ค พ.ย ธ.ค ม.ค ก.พ ม.ค เม.ย

ศกษาขอมล

การสรางโครงงาน

ทดลองขอมล

รวบรวมขอมล

วเคราะหขอมล

สรป

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

28

บทท 3

วธการดาเนนงาน

ในการออกแบบและสรางเครองตนแบบพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลง

แบบคลชแรงเหวยงซงเปนเครองทมการเปลยนแปลง ของอตราทดโดยอดโนมดและใชมอเตอร

เปนตวตนกาลง เพอทาใหเกดการทางาน รายละเอยด ตาง ๆ ในวธการดาเนนการจะกลาวตอไป

ตงแตขนตอนการจดซออปกรณตลอดจนสนสดโครงการ เพอทจะเปนเครองตนแบบพดลมอากาศ

โดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยงและเปนประโยชนแกผทสนใจ

ในการดาเนนการสร�างและประกอบอปกรณ�ของชดระบบส�งกาลงแบบครช

แรงเหวยงโดยจะต�องมการกาหนดขนตอนในการดาเนนงาน วธการทางานซงสามารถ

ดาเนนการตามขนตอน

โดยในบทนจะแสดงถงรายละเอยดและการดาเนนการจดการสรางเครองตนแบบพด

ลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยงตามลาดบดงตอไปน

1.ขนตอนการดาเนนงาน

2.การคานวณเชงวศวกรรม

3.วสดอปกรณ

4.ขนตอนการสรางเครอง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

29

ออกแบบรถพลงงานลม

ทดสอบ ปรบปรง

สรปผล

3.1 ขนตอนการดาเนนงาน

ไมผาน

ผาน

อาจารยทปรกษา ไมผาน

และคณะกรรมการ

ผาน

สรางรถพลงงานลม

ศกษาคนควา

ผลการทดลอง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

30

3.2 การคานวณเชงวศวกรรม

3.7.1 การคานวณหาเพลาตนและมอเตอร

โดยการคานวณจะใหน าหนกของใบพดทกระทาตอเพลามดงตอไปน F = m × g

F = 5×9.81

F = 49.05 นวตน

∴แรงทได เทากบ 49.05 นวตน

การคานวณหางานในการทเพลากระทาตอวนาทขณะทเพลาหมน n รอบตอนาท

สามารถคานวณไดดงน

WF = F × 2πr × n

WF = 49.05×2×3.14×0.19×1500

WF =87.83 kJ

∴งานในการทเพลากระทาตอวนาทuเทากบ87.83 kJ

ใหระยะจากแรงทกระทาจนถงจดรองรบ (r) เทากบ 19 มลลเมตรจะหาโมเมนตแรงบด

ไดดงน T = F× r

T = 49.05×0.19

T = 8.38 นวตนมลลเมตร

∴โมเมนตแรงบด เทากบ 8.38 นวตนมลเมตร

การคานวณหากาลงมอเตอรสามรถคานวณหาไดดงน

P = 60

2 Tnπ

P =60

150038.881.32 xxx

∴กาลงมอเตอรเทากบ 1317.42 w

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

31

3.3 วสดอปกรณ

3.3.1 คอ อนเวอรเตอร

3.3.2 ชดBlower

3.3.3 คอ มอเตอร

3.3.4 ชดระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง

3.4 ขนตอนการสรางเครอง

3.4.1 การสรางโครง และสวนประกอบตางๆ ทาการซอเหลกฉาก หนา 4 มลลเมตร

จานวน 1 เสน ตดแบงออกเปน 4 เสน ยาว 950 เซนตเมตร ตดเหลก 2 เสน ยาว 75 เซนตเมตร ทา

การเชอมขนโครง

รปท 3.1 เชอมขนโครงพดลมดดอากาศแบบคลชแรงเหวยง

3.4.2 นาชดBlower ขนาดเสนผาศนยกลาง 470 เซนตเมตร และกวาง 250 เซนตเมตร

วางลงบนโครงสรางทจดทาขน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

32

รปท 3.2 ชดBlowerและใบพด

3.4.3 นามอเตอรทเปนตนกาลงของพดลมดดอากาศแบบคลชแรงเหวยงแรงมาเทากบ

2HP และ1450รอบ/นาท ตดตงเขากบโครงสราง

รปท 3.3 มอเตอร

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

33

3.4.4 พดลมดดอากาศแบบคลชแรงเหวยงททาการตดตงอปกรณตางๆแลว

รปท 3.4 พดลมดดอากาศแบบคลชแรงเหวยง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

4

บทท 2

ทฤษฏทเกยวของ

ในการออกแบบ แลสรางเครองตนแบบพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลช

แรงเหวยงไดมการนาทฤษฎและการคานวณเขามาเกยวของเพอในการเลอกใชอปกรณตาง ๆ และ

การออกแบบดงในหวขอตอไปน

2.1 หลงการทางานของคลทชแรงเหวยงหนศนย

หลกการงายๆ คอเมอเครองยนตหมนเรวขนกจะทาใหผาคลทชมแรงเหวยงหนศนยกลางเคลอนท

ออกดานนอกหรอ กางออกจนกระทงไปจบกบเสอคลทชทตดอยกบลอหลง พาใหลอเคลอนทใน

ทสด และการทรถเคลอนทแบบปลอยฟรไมมเอนจนเบรกเมอเรายกคนเรงกเพราะเมอไมมแรงจาก

การขบทาใหคลทชเคลอนทกลบแยกจากเสอคลทช การลดลงของรอบเครองยนตจงไมมผลทาให

ลอลดความเรวในการหมนเรวขนแตอยางใดจงเปนคาตอบทวาทาไมรถแบบออโตเมตกจงไมมเอนจนเบรก

รปท 2.1 หลงการทางานของคลทชแรงเหวยงหนศนย

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

5

2.2 ขนตอนของการสงกาลง

การสงกาลงขนตอนของการสงกาลงของระบบสงกาลงบารงอตโนมต เปนโปรแกรมท

พฒนาขนโดยมวตถประสงค เพอควบคมระบบสงกาลงและซอมบารงของหนวยทดแทนอตทดเปน

อตราสวนของความเรวรอบของลอขบ (หรอเฟองขบ) ตอความเรวของลอตาม ของรถขบดวย

เกยรธรรมดาคอ จากเพลาขอเหวยงไปทคลทช-เกยร-โซ-แลวกขบลอในทสด แตในรถทขบดวย

ระบบออโตเมตกจะเรมตนทเดยวกน คอเพลาขอเหวยงไปทพลเล-สายพาน-ไปพลเลยตาม-คลทช

แรงเหวยง-แลวจงมาขบลอ จะเหนไดวาในรถแบบออโตเมตกนนจะถกตดขนตอนของเกยรออกไป

และ แทนทจะเปนโซในการขบลอหลงกจะเปลยนมาเปนสายพานแทนของรถขบดวยเกยรธรรมดา

คอ จากเพลาขอเหวยงไปทคลทช-เกยร-โซ-แลวกขบลอในทสด แตในรถทขบดวยระบบออโตเมตก

จะเรมตนทเดยวกน คอเพลาขอเหวยงไปทพลเล-สายพาน-ไปพลเลยตาม-คลทชแรงเหวยง-แลวจง

มาขบลอจะเหนไดวาในรถแบบออโตเมตกนนจะถกตดขนตอนของเกยรออกไป และแทนทจะเปน

โซในการขบลอหลงกจะเปลยนมาเปนสายพานแทน จากขนตอนทดงเอารอบการหมนของเพลาขอ

เหวยงมาใชงานตรงๆ เลยกทาใหลดการสญเสยกาลงงานระหวางขนตอนการสงผานไปได ซงหาก

เปนการนาออกมาใชงานแบบดบๆ ตรงๆ เลยกคงจะตองเปลองนามนมากวานเขาไปอก เพราะวาไม

มการทดรอบทจะชวยใหรถขบเคลอนออกจากจดหยดนงเหมอนเกยร ทจะมการวางเกยรตาเปน

เกยรกาลง สวนเกยรสงขนกไลระดบเปนเกยรสาหรบความเรวเพมขนเรอยๆ ความจรงแลวในรถ

ออโตเมตกกมการทดรอบเพอไมใหกนแรงเครองยนตเหมอนกนครบ แตเปนการทดรอบทอยในชด

ขบเคลอนดวยสายพานและพลเลยนนเอง

2.3 สวนประกอบตางๆของคลทชแรงเหวยงหนศนย

2.3.1 พลเล�ย�ขบ (Drive Pulley)พลเล�ยขบตดตงอย�ทเพลาข�อเหวยงมหน

�าทรบกาลงจากมอเตอรและกาหนดอตราการเปลยนแปลงความเรวในการขบเคลอน โดยอาศย

แรงเหวยงจากการหมนของเพลามอเตอร ซงจะทาให�เกดการเปลยนแปลงขนาดเส�นผ�าศนย

�กลางของพลเล�ย�แล�วส�งตอกาลงงานผ�านไปทสายพานโดยแรงเสยดทาน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

6

รปท 2.2 แสดงส�วนประกอบของพลเล�ย�ตวขบ

รปท 2.3 แสดงพลเล�ย�ตวขบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

7 2.3.2 แผ�นโคง (Ramp Plate)แผ�นโค�ง(Ramp Plate)ตดตงอย�กบเพลามอเตอร

ทางานร�วมกบต�มนาหนก(WeightRoller)และหน�าสมผสเคลอนท (MovableDriveFace)

โดยจะหมนไปพร�อมกบหน�าสมผสเคลอนทได�ด�วย โดยแผ�นโค�งจะหกมมให�

ลาดเอยงมาทางด�านนอกเพอให�ต�มนาหนกเคลอนทไปดนหน�าสมผส เคลอนท

(Movable Drive Face) ให�เคลอนทเข�าไปหาหน�าสมผสทอย�กบท (Drive Face) เป�

นผลให�ขนาดเส�นผานศนย� กลางของพลเล�ย�ขบเพมขนเป�นการเพมความเรวพดลม

รปท 2.4 แสดงแผ�นโค�ง

2.3.3 ต�มนาหนก (Weight Roller)ต�มนาหนก ตดตงอย�ตรงกลางระหว�างแผ

�นโค�ง (RampPlate) และหน�าสมผสเคลอนท (Movable Drive Face) ต�มนาหนกมหน�

าท ดนให�หน�าสมผสเคลอนทเข�าไปหาหน�าสมผสทอย�กบทเมอมอเตอรทางานและม

ความเรวรอบทเหมาะสม โดยต�มนาหนกจะเคลอนท เข�า-ออกจากจดศนย�กลางโดยแรง

เหวยงหนศนย�กลาง ทเกดจากการหมนของเพลาถ�าเพลามอเตอรหมนเรวจะเกดแรงเหวยง

หนศนย� ต�มนาหนกกจะเคลอนท ออกจากจดศนย�กลางไปดนหน�าสมผสเคลอนทไปหา

หน�าสมผสทอย�กบท ทาให�เส�นผ�าศนย�กลางของพลเล�ย�เพมไปดนสายพานถ

�าเพลาข�อเหวยงมความเรวลดลงด�วย ต�มนาหนกจงมแรงเหวยงลดลง สายพานจะดนให

�หน�าสมผสเคลอนท เคลอนทเข�าไป หาแผ�นโค�งเป�นผลให�ขนาดเส�นผ�

าศนย�กลางของพลเล�ย�ลดลงทาให�ความเรวของพดลมลดลง 2.3.4 หน�าสมผสอย�กบท (Drive Face)หน�าสมผสอย�กบท ตดตงอย�กบร

�องสปาย ของเพลาพดลม จะหมนไปเป�นชดเดยวกนกบเพลาอทาหน�าทรบกาลงงานจาก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

8 มอเตอรผ�านทางเพลาข�อเหวยงแล�วถ�ายทอดกาลงผ�านไปทแผ�นโค�งส�งต�

อกาลงไปทต�มนาหนกส�งต�อกาลงงานไปทหนาสมผสเคลอน ททาให�เกดการส�งกาลง

จากพลเล�ย�ขบผ�านสายพานไปทพลเล�ย�ตามทหน�าสมผสทอย�กบทจะตดตง

ใบพดไ ว�เพอดดเอาอากาศจากภายนอกเข�า ไประบายความร�อนทเกดจากการทางาน

ของมอเตอร

2.3.5 หน�าสมผสเคลอนท (Movable Driven Face )หน�าสมผสเคลอนทตดตงเป�

นชดเดยวกน กบชดพลเล�ย�ตามในสภาพปกต ทมอเตอร�ยงอย�ทรอบเดนเบา ท

พลเล�ย�ขบมขนาด

เส�นผ�านศนย�กลางเลกแรงดงของสายพาน จะกระทาต�อพลเล�ย�ตามน�อยทาให

�สปรงทตดตงภายในดนให�หน�าสมผสเคลอนทได�ให�เคลอนทไปหา หน�าสมผสอย

�กบทเป�นผลให�ขนาดเส�นผ�าศนย�กลางของพลเล�ย�ตามใหญ�ลกษณะแบบน

จะทาให�พดลมมความเรวตาเมอมอเตอร� มความเรวรอบสงขนพลเล�ย�ขบจะมขนาด เส�

นผ�าศนย�กลางโตขน ซงการเพมขนาดของพลเล�ย�ขบจะมผลทาให�สายพานตงมากขน

ซงการทสายพานตงมากขนจะทาให �เกดแรงกดของสายพานทพลเล�ย�ตามมากขนถ�าแรง

กด ของสายพานมากกว�าแรงดนสปรงสายพานกจะกดให�หน�าสมผสเคลอนทให�

เคลอนทออกห�างหนาสมผสอย�กบท เป�นผลให�พลเล�ย�ตามขนาดเส�นผ�าศนย

�กลางเลกลงสายพานจะเคลอนลงไปในร�องของพลเล�ย�ได�มาก ลกษณะแบบนจะทาให

��มความเรวพดลมเพม

2.3.6 พลเล�ย�ตาม (Driven Pulley)พลเล�ย�ตามตดตงอย�บนเพลาขบของชด

เฟ�องทดกาลงทเพลาหลงมหน�าทส�งถ�ายกาลงงานทส�งมาจากสายพานผ�านไปยง

กาลงงานไปยงเพลาขบของพดลม

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

9

รปท 2.5 แสดงสวนประกอบพลเล�ย�ตวตาม

รปท 2.6 แสดงพลเล�ย�ตวตาม

2.3.7 สายพาน (Belt) สายพานใชในการขบสวนประกอบตางๆของรถยนต เชน พดลม

ระบายความรอน เครองกาเนดไฟฟา ปมนา คอมเพรสเซอร และปมนามนชวยแรงพวงมาลย

มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมนกาหนด ชนดโดยแตละชนดมโครงสรางแบงเปนแตละแบบ รปราง ขนาดและเกณฑความคลาดเคลอน สวนประกอบและการทา คณลกษณะทตองการไดแก ลกษณะทวไป ความทนแรงดงและความยดหยน ความทนอณหภม ความทนตอการใชงาน ความ

ทนนามนเครองหมายและฉลาก การชกตวอยางและเกณฑการตดสน และการทดสอบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

10

รปท2.7 สายพาน (Belt)

2.4 การออกแบบและสรางชดทดสอบสมรรถนะพดลมแบบแรงเหวยง

งานปรญญานพนธนทาเพอออกแบบและสรางชดทดสอบสมรรถนะพดลมแบบแรงเหวยง

ตามมาตรฐาน BSI 848 แบบทดสอบทอทางดด โดยทาการสรางและทดสอบมขนาดเสนผาน

ศนยกลาง ของใบพดขนาด 300 มลลเมตร ตดตงบนโตะขนาดกวาง 100 เซนตเมตร ยาว 200

เซนตเมตร สง 80 เซนตเมตร โดยมทอทางดดมขนาดเสนผานศนยกลาง 70 มลลเมตร และ 90

มลลเมตร ตามลาดบ ทอทางสงจะมขนาดเสนผานศนยกลาง 90 มลลเมตร ชดทดสอบพดลมน

ทดสอบความสามารถ ในการสรางอตราการไหลของใบพดลม 3 แบบ คอ แบบใบโคงหนา แบบใบ

โคงหลง และแบบใบตรง ทดสอบการสญเสยความดนภายในทอพรอมทงทดสอบปากทางเขา 3

แบบ ในการทดลองจะแบงการทดลอง ออกเปน 3 การทดลอง โดยการทดลอง คอ การทดลองท

ความเรวรอบคงท ใบพดลมเปลยนไป จะทดลองทความเรวรอบ 1,500 , 2,000 , 2,500 และ 2,900

รอบตอนาท โดยเปลยนใบพดทง 3 แบบ โดยใชออรฟตวดอตราการไหล การทดลองหาความดน

สญเสยภายในทอทดสอบ จะทดลองทความเรวรอบ 1,500 , 2,000 , 2,500 และ 2,900 รอบตอนาท

โดยจะเปลยนใบพดลมทง 3 แบบ ใชปากทางดดแบบปากเดยว คอ ปากระฆง และการทดลองทปาก

ทางดด 3 แบบ จะทดลองทความเรวรอบ 1,500 , 2,000 , 2,500 และ 2,900 รอบตอนาท โดยมการ

เปลยนปากทางดด 3 แบบ ปากตรง ปากขอบคม และปากระฆง ใชใบพดลมแบบเดยวคอ แบบใบ

โคงหลง โดยการทดลอง 2 แบบหลง ใชพทอตทวบวดอตราการไหลของลมผลการทดลองพบวา

ใบพดแบบใบตรงใหผลดทสด รองลงมาคอ แบบใบโคงหลง และแบบใบโคงหนาแยทสด และการ

สญเสยในทอตรงพบวา ทความเรวรอบเดยวกน การสญเสยภายในทอเปนไปตามทฤษฎ คอเมอ

ระยะทาง และอตราการไหลเพมขนจะทาใหการสญเสยภายในทอเพมขน สวนปากทางดดทง 3

แบบ จะพบวาปากทางดดแบบปากระฆง จะมการสญเสยความดนนอยทสด รองลงมาคอ แบบปาก

ขอบคม และแบบปากขอบตรงตามลาดบ

2.4.1พดลมแบบแรงเหวยง ทางานโดยการดดอากาศเขาทางดานขางและเหวยงออกใน

แนวรศมสงผลใหอากาศมความเรวสงขนแลวบงคบ ใหอากาศผานหนาตดทขยายขนในลกษณะกน

หอย มเสยงคอนขางเงยบและมหลากหลายประเภททเลอกใชเปนชนดทมใบโคงไปทางตรงกนขาม

การหมน (ใบโคงหลง) เหมาะสมสมหรบใชในอปกรณการปรบอากาศทตองการความดนสถตตา

เมอมการใชงานทมการเปลยนแปลง อตราการไหลตาจะทาใหประสทธภาพในการใชงานสงสด

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

11 2.4.2ประเภทของพดลม39สาหรบระบบปรบอากาศในอาคารสงทวไปนน การสงและการ

กระจายลมเยนสวนใหญมกใชพดลมอย 2 ประเภทเทานน คอ แบบเหวยงหนศนย )Centrifugal Fan)

และแบบไหลตามแนวแกน )Axial Fan) โดยทแบบแรกจะมแนวโนมการใชงานอยางแพรหลาย

มากกวาแบบทสอง เนองจากแบบแรกจะมความสามารถในการผลตหรอจายลมออกมาโดยใหความ

ดนสถตย )Static Pressure) ของระบบสงกวาทแบบทสองสามารถทาได

รปท2.8 รปแบบและโครงสรางของพดลมแบบแรงเหวยง

2.4.3 ระดบความดงเสยงของพดลมและการควบคม39การควบคมระดบความดงของเสยง

จากพดลมในระบบปรบอากาศมความสาคญพอๆกบการควบคมอณหภมความชน และปรมาณลม

หมนเวยน และเปนตวทใชบงบอกไดวาระบบมการออกแบบดเพยงใด แตอยางไรกตามปญหาเรอง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

12 ของระดบเสยงทเกนกวามาตรฐานกยงคงเปนหนงในปญหาใหญๆ ทฝายปฏบตการและซอมบารง

มกพบอยเปนประจากอนทจะทาการลงทนเพอลดปญหาในเรองของระดบเสยงทดงเกนไปนน สง

สาคญทตองทากคอ การตรวจวดเพอใหแนใจกอนวาสาเหตของปญหานเกดจากระบบของพดลมท

ใชงานอยจรงหรอไม ถาใชจงคอยทาการแกไขตอไป เพราะเทาทผานมานนเกอบจะทกมาตรการท

ใช ในการลดปญหาในเรองของเสยงจากระบบปรบอากาศนนจะมผลทาใหสมรรถนะของระบบ

ลดลงไดเสมอ โดยปกตการวดระดบของเสยงจะตองวดดวยเครองมอวดระดบเสยง (Sound Level

Meter) โดยมหนวยในการวดคาเปนสเกล A (A-Scale) โดยสาหรบลกษณะงานแตละประเภทไม

ควรมคาสงเกนมาตรฐาน หากทาการตรวจวดแลวพบวาระดบเสยงมคาสงกวามาตรฐาน ผท

เกยวของควรดาเนนการเพอแกไขทนท เสยงทเกดจากพดลมนนเกดขนไดจากหลายๆ ปจจย ไดแก

การออกแบบระบบ ปรมาณลมทตองการ ความดนของระบบ ประสทธภาพของพดลม และ

ความเรวของใบพดลม (Tip Speed)ดงนนการออกแบบระบบอยางถกตองแมนยา จงมความสาคญ

อยางมากในการควบคมระดบของเสยงทจะเกดขนไดดทสด ทงนหากเราไมสามารถควบคมการ

ออกแบบใหไดตามทตองการปญหาดงกลาวกอาจจะเกดขนได โดยแนวทางเบองตนสาหรบลด

ระดบความดงของเสยงในระบบสามารถทาไดดงน

2.4.3.1ทความดนสถตยของพดลมคาหนง ระดบเสยงของพดลมจะแปรผนโดยตรงกบ

คาความเรวของใบพดลม (Tip Speed) ดงนนหากเราเพมคาความเรวดงกลาวใหมากขนกจะเปนการ

เพมทงปรมาณลมและระดบของเสยงใหมากขนดวย

2.4.3.2พจารณาการเปลยนชนดของพดลมทใชงาน เชน สาหรบพดลมแบบเหวยงหน

ศนย (Centrifugal Fan) ควรเลอกใชชนด Backward Curve แทนชนด Radial Blade หรอใชชนด

RadialBladeแทนชนดForwardCurvemเปนตน

2.4.3.3ตรวจสอบสภาพ u3614 และ ซอมแซมวงลอของตวพดลม (Fan Wheel)

เนองจากเปนสวนประกอบหลกททาใหเกดเสยงรบกวนไดมากทสด เนองจากมกเกดการเสย

สมดลยขณะใชงาน อนเนองมาจากจากการผลตทขาดคณภาพจากโรงงานผลต หรอเกดการเสยหาย

ระหวางการใชงาน หรอจากการสะสมของคราบสกปรกทผวใบพดลม ออกแบบใหคาความเรวลม

ภายในทอสงลมไมใหมคาเกนคาสงสดทกาหนด

2.4.3.4หากดาเนนการตามวธขางตนแลวยงไมสามารถลดปญหาเรองเสยงลงไดอก กควร

พจารณาตดตงอปกรณเกบเสยง (Silencer) แทน แตขอเสยของอปกรณชนดนคอมคาความดน

สญเสย (Pressure Drop) คอนขางสง ดงนนสาหรบอปกรณประเภทนยงลดเสยงลงไดมากเทาไรกยง

ทาใหเกดการสญเสยความดนสถตยในระบบมากขนเทานน จงควรพจารณาอยางระมดระวงกอนจะ

เลอกใช

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

13

2.5 ทฤษฏเกยวกบมอเตอร

2.5.1หลกการเบองตนของมอเตอร

มอเตอร เปนเครองใชไฟฟาทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกล ประกอบดวย

ขดลวดทพนรอบแกนโลหะทวางอยระหวางขวแมเหลก โดยเมอผานกระแสไฟฟาเขาไปยงขดลวด

ทอยระหวางขวแมเหลก จะทาใหขดลวดหมนไปรอบแกน และเมอสลบขวไฟฟา การหมนของ

ขดลวดจะหมนกลบทศทางเดม

มอเตอรม2 ประเภท คอ มอเตอรกระแสตรง และมอรกระแสสลบมอเตอรกระแสตรง

เปนมอเตอรทตองใชไฟฟกระแสตรงผานเขาไปในขดลวดอารเมเจอรเพอทาใหเกดการดด และผลก

กนของแมเหลกถาวรกบแมเหลกไฟฟาทเกดจากขดลวดมอเตอร จงหมนไดมอเตอรกระแสสลบ

เปนมอเตอรทตองใชกบไฟฟากระแสสลบ โดยใชหลกการดด และผลกกนของแมเหลกถาวรกบ

แมเหลกไฟฟาจากขดลวดมาทาใหเกดการหมนของมอเตอร

ขอควรระวงในการใชเครองใชไฟฟาทมมอเตอรเปนสวนประกอบ คอ หามใชเครองใช

ประเภทนในชวงทไฟตก หรอแรงดนไฟฟาไมถง 220 โวลต เนองจากมอเตอรจะไมหมนและทาให

เกดกระแสไฟฟาดนกลบ จะทาใหขดลวดรอนจดจนเกดไหมเสยหายได ขณะทมอเตอรกาลงหมน

จะเกดการเหนยวนาไฟฟาขนทาใหเกดกระแสไฟฟาซอนขนภายในขดลวด แตมทศทางการไหล

สวนทางกบกระแสไฟฟาทมาจากแหลงกาเนดพลงงานไฟฟาเดม ทาใหขดลวดของมอเตอรไมรอน

จนเกดไฟไหมได

มอเตอรคอเครองกลไฟฟาทเปลยนพลงงานไฟฟาใหเปนพลงงานกลตวนาทให

กระแสไฟฟาไหลผานเมอวางไวใกลกนจะใหแรงดดและแรงผลกตอกน

- ตวนาทใหกระแสไหลทางเดยวกน จะใหแรงดดตอกน

- ตวนาทใหกระแสไหลสวนทางกน จะใหแรงผลกตอกน

การสญเสยในมอเตอรแบงออกไดดงน

- การสญเสยในขดลวดทองแดง

- การสญเสยในขดลวดอารเมเจอร

- การสญเสยในขดลวดสนามแมเหลก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

14

2.5.2 มอเตอรไฟฟากระแสสลบมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟสคอมอเตอรทใชกบ

แหลงจายไฟฟากระแสตรง 1 เฟส 220 โวลต 50 เฮรตซ หรอขนาดแรงดนตากวานตามพกดของ

มอเตอร แบงออกได 5 แบบ คอ

1. สปลทเฟสมอเตอร (Split-phase Motor)

2. คาพาซเตอรมอเตอร (Capacitor Motor)

3. รพลชนมอเตอร (Repulsion Motor)

4. ยนเวอรแซลมอเตอร (Universal or Series Motor)

5. เชดเดดโพลมอเตอร (Shaded-pole Motor)

รปท 2.9 แสดงภาพตดของสปลทเฟสมอเตอร

2.5.3สวนประกอบของสปลทเฟสมอเตอร

1. ตวหมนหรอโรเตอร (Rotor)

2. ตวอยกบทหรอสเตเตอร (Stator)

3. ฝาปดหวทายมอเตอร (End Plate)

4. สวตซแรงเหวยงหนศนยกลาง (Centrifugal Switch)

1

2

3

4

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

15

2.5.3การคานวณหากาลงของมอเตอรเมอตองการจะคานวณหามอเตอรจะได F นวตน

ทกระทาสมผสกบเพลาทาใหเพลาหมนดวยความเรวรอบ n รอบตอนาท ขณะทเพลาหมนไป 1

รอบสามารถหาคาตาง ๆ ไดดงนการคานวณหาระยะทางทเคลอนทได ขณะทเพลาหมนไป 1 รอบ

สามารถคานวณหาไดดงแสดงในสมการท 1 สมการทใชคานวณหาระยะทางทเคลอนท

การคานวณหาแรงบด สามารถคานวณได ดงในสมการท 1

T = F × r

……………….1

การคานวณหากาลงมอเตอรสามรถคานวณหาได ดงแสดงในสมการท 2

P = 60

2 Tnπ

………………..2

เมอ P คอกาลงทเพลารบแรงจากมอเตอรมหนวยเปนวตต(w)หรอกโลวตต (KW)

T คอมเมนตแรงบด มหนวยเปน นวตนเมตร

N คอความเรวรอบของเพลา มหนวยเปนรอบตอนาท rpm (1 รอบ = 2 เรเดยน)

R คอรศมของเพลามหนวยเปนเมตร

2.6 ลกปน

ลกปนทใชเปนชนสวนเครองจกรกลหลายชนด แตละชนดจะมความแตกตางกนตาม

รปรางของลกปนหรอลกกลงทอยภายในโดยททวไปลกปนหนงตวจะประกอบดวยสวนตางๆ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

16

รปท2.10 สวนประกอบตางของลกปน 39 2.6.1 ชนดของลกปน

2.6.1.1ลกปนชนดลกกลงกลมรองลกแถวเดยว 39(Groorved Ball Bearing ) เปนตลบ

ทมลกกลงซงภายในแบบแถวเดยวหรอสองแถวกไดแลวแตการใชงาน ตลบลกปนชนดนเหมาะ

สาหรบภาระปานกลางตามแนวรศม และรบภาระตาตามแนวแกน และสาหรบความเรวรอบสง

ตลบลกปนนมลกษณะรปราง ดงรป

รปท2.11 ลกปนชนดกลม

2.6.1.2 ลกปนชนดลกกลงกลมแบบมบากบฐาน ( Shoulder Ball Bearing ) เปน

ตลบลกปนทมลกกลงกลมทสมารถรบแรงตามแนวรศม และรบแรงตามแนวแกนในหนงทศทางได

ตลบลกปนแบบนสวนใหญจะนยมนามาประกอบเปนคเพอใหเกดการตานกนเอาไว ตลบลกปน

แบบนมลกษณะรปรางดงรป

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

17

รป39ท2.12 ลกปนชนดลกกลงกลมแบบมบากบฐาน

2.6.1.3ลกปนชนดลกกลงกลมแบบเอยง (Angular Contact Ball Bearing) เปนตลบ

ลกปนทมลกกลงกลมทสามารถรบแรงตามแนวรศม และ รบแรงตามแนวแกนในหนงทศทางไดตลบ

ลกปนแบบนเปนท นยมนามาประกอบเปนคเพอใหเกดการตานกนเอาไวเชนเดยวกบตลบลกปนชนด

ลกกลงกลมแบบมบากบฐานตลบลกปนแบบนมลกษณะรปรางดงรป

รป39ท2.13 ลกปนชนดลกกลงกลมแบบเอยง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

18 2.6.1.4 ลกปนชนดลกกลงแบบแกวงปรบศนย (39Selfaligning Ball Bearing) เปน

ตลบลกปนทมลกกลงกลม ใชสาหรบรบแรงตามแนวรศมและแนวแกนทงยงสามารถใหเพลาท

เบยงเบนไปจากศนย และเพลาทรบการตดงอได ตลบลกปนแบบนมลกษณะ ดงรป

รป39ท2.14 ลกปนชนดลกกลงกลมแบบแกวงปรบศนย

39 2.6.2 วสดทใชทาลกปน3 9ตลบลกปนทใชเปนชนสวนของเครองจกรกลทาจากวสดทม

คณภาพสงเพอใหสามารถใชงานไดดและคงทนถาวรไดยาวนาน ดงนนวสดทใชทาตลบลกปน

ไดแก รางและลกกลงของตลบลกปน สวนมากจะทาดวยเหลกทมคารบอนสง ผสมกบโครเมยม จากนนใชกรรมวธทางความรอนชวยเพมความแขงใหกบวสดเพอเพมอายการใชงาน และทนตอ

การสกหรอไดด 2.6.3 ขนาดของตลบลกปน ขนาดของลกปนไดมการกาหนดไวเปนมาตรฐาน ดงนน

ทางปฎบต ขนาดของตลบลกปนจะตองเลอกมาจากคมอของตลบลกปนนนๆ ดงน สงทสาคญของ

ตลบลกปนคอ ขนาดเสนผาศนยกลางของร ขนาดเสนผาศนยกลางภายนอก ความกวาง และมม

ตาง ๆ โดยทวไปมกจะใชขนาดเสนผาศนยกลางของรเปนหลก และพจารณารวมกบขนาด

เสนผาศนยกลางวงภายนอก และความหนาทตางกนออกไป ขนาดทระบตลบลกปนจะประกอบไป

ดวยตวเลขหลกสญลกษณ ไดแก สญลกษณ ของชนด สญลกษณของขนาด สญลกษณของหมน

ดงรป

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

19

รป39ท2.15 การบอกขนาดของลกปน 2.7 เพลา

2.7.1 เพลา คอ ชนสวนเครองจกรกลทหมนได เพลาจะรบโมเมนตบดทถายภาระมาจาก

กลองเฟองลอสายพาน หรอ เพลาจงสามารถรบภาระบดและภาระดดจงมการแบงเพลาออกเปนแบบเกรง

แบบขอตอและแบบตดไดเพลาเปนชนสวนทหมน หรอ ไมหมนซงลกษณะทวๆจะมหนาตดกลม

บนเพลาจะมสวนอนๆ ประกอบอยเชนเฟองลอสายพานขอเหวยงจานโซและชนสวนสาคญสาหรบ

การสงกาลงอนๆ เพลาอาจจะตองรอบรบภาระตางๆ ไดแก ภาระในการตดภาระในการดงภาระใน

การอดหรอ ภาระในการบตซงภาระเหลานอาจจะกระทาเพยงอยางใดอยางหนงเพยงอยางเดยวหรอ

การกระทาพรอมๆกนในขณะเดยวกนในการออกแบบเพลาสงสาคญทจะตองพจารณา คอความ

แขงแรงสถตและ ความแขงแรงทางดานความลาและเพลาอนหนงอาจจะอยภายใตความเคนทคงท

ความเคนแบบสลบในเวลาเดยวกนได

2.7.2 การออกแบบเพลาจะตองรกษาระยะโกงของเพลาใหอยในตวของเขตทกาหนด

ในการใหขนาดเพลานนจะพจารณาถงระยะโกงกอน แลวจงทาการวเคราะหความเคนทเกดขน

เหตผลกเพราะวาถาเพลาททามามความแขงแกรง พอทจะไมไดเกดระยะโกงมากแลว ความเคนท

เกดขนกจะอยในชวงทมความปลอดภย แตกไมไดหมายความวาผออกแบบจะสมมตวามความ

ปลอดภยแลวเสมอไป ดงนน จงมความจาเปนอยางยงทจะตองทาการคานวณตรวจสอบเพอใหรวา

การออกแบบนนมความถกตองอยในขอบเขตทยอมรบไดจรง ๆ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

20 2.7.3 เพลาสงกาลง (Transmission Shafts) เพลาชนดนใชเฉพาะการบดหรออาจรบทง

การบด และ การดดผสมกนกไดการสงกาลงจะถายทอดผานเพลาโดยอาศยแผนประกบตอเพลา

(Coulping) ผานเฟองผานพลเลยผานสายพานจานโซหรอโซเปนตนดงรป

รปท 2.16 เพลาสงกาลงและสวนประกอบอน

2.7.4 เพลารองรบภาระ เปนเพลาชนสวนเครองจกรกลเชนกน ขณะใชงานเพลาชนด

นอาจหมนหรอไมกได แตทสาคญเพลาชนดนไมไดสงกาลงจะทาหนาทเปนตวรองรบชนสวนอน

ใหหมน เชน เพลาลกกรอกสายพาน เพลาลกกรอกสายพาน เพลาลกลอลงตาง ๆ ซงเปนเพลาทรบ

ภาระน าหนกของอปกรณอนทกดทบทาใหสภาพการเสยหายของเพลาเกดการดดงอเปนสวน

ใหญ เชน เพลา ลอรถไฟ เปนตน ดงรป

รปท 2.17 เพลารองรบภาระ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

21

2.7.5 ลกษณะของเพลา เพลาทใชงานเปนชนสวนเครองจกรกลทใชกนทวไป จะม

ลกษณะเปนเพลาผวเรยบไมมบาใด ๆ หรออาจกลงมาใหมบาเลกนอยเพอการประกอบกบชนสวน

อน เชน เพลาลอสายพาน เพลาของลอเฟอง เพลาเฟองโซ ดงรป

รปท 2.18 เพลาตนตดลอสายพาน

รปท 2.19 เพลาตนตดเฟองโซ

เพลาตาม

เพลาขบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

22 2.8การพจารณาในการออกแบบเพลา

การคานวณหาขนาดเพลาทเหมาะสมนนขนอยกบลกษณะการใชงานในบางครงการหา

ขนาดเพลาเพอใหเพลาทนตอแรงทมากระทาอยางเดยวไมเปนการเพยงพอ เชน ในกรณเพลาลก

เบยว ในเครองยนตสนดาปภายในตองการใหมตาแหนงทเทยงตรง ดงนนมมบดของเพลาทเกดขน

ในขณะใชงานจะตองมคาไมมากกวาทกาหนดไว เปนตน นนคอเพลาจะตองมความแขงแรงอยใน

พกดทตองการ ถามมบดมากไปนอกจากจะเสยความเทยงตรงทางดานตาแหนงแลวยงอากอใหเกด

ความสนสะเทอนซงมผลทาใหเฟอง หรอ แบรงทรองรบเพลาอยเกดความเสยหายไดงายถงแมวาไม

มมาตรฐานสาหรบพกดมมบดของเพลาไวกตามในทางปฏบตแลวมกจะใหมมบดของเพลา

ในเครองจกรกลสงกาลงทวไปอาจจะใหมมมบดไดถง 1O ตอความยาวเพลา 20 เทาของขนาด

เสนผาศนยกลางเพลา ในกรณของเพลาลกเบยวสาหรบเครองยนตสนดาปภายในแลวจะใหมมมบด

ไดไมเกน 0.5O ตลอดความยาวของเพลาไมเกน 0.3O ตอความยาวเพลา 1 เมตร สาหรบเพลาสงกาลง

ทวไปอาจจะใชมมบดไดถง 1O ตอความยาว 20 เทาของขนาดเสนผาศนยกลางเพลา

ความแขงแรงทสาคญอกอยางหนงกคอ ความแขงแกรงทางดานระยะโกงเพราะตองใช

ระยะโกงของเพลาทอยภายใตแรงภายนอกเปนสาคญในการกาหนดระยะเบยด (Clearance) ระหวาง

ลอสายพานของเครองจกรจนถงการเลอกชนดแบรงสาหรบทจะรองรบเพลาใหเหมาะสม ถาเพลาม

ระยะโกงมากเกนไปจะทาใหความยาวของฟนเฟองสวนทสมผส หรอ ขบกนลดลงเปนผลทาให

อตราการขบของเฟองลดลง ทาใหอตราการสงกาลงของเฟองทไมราบเรยบเทาทควรการเลอกแบรง

มารองรบเพลากเชนกน จาเปนตองเลอกแบรงชนดทอนญาตใหมการเยองแนวไดสาหรบการใชงาน

ไดพอเหมาะกบระยะโกงของเพลาทจะเกดขนซงอาจจะเปนแบรงแบบธรรมดา หรอ แบรงแบบ

ปรบแนวไดเอง(Self Aligning Bearing) ทงนกขนอยกบคาระยะโกงเปนสาคญ

2.8.1 การออกแบบเพลาสาหรบภาระคงท

ในการคานวณกาลงงานและภาระของเพลา สามารถคานวณไดจากการใหน าหนกของ

ใบพดทกระทาตอเพลามดงตอไปน

15 F = m×g ……………3

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

23 39 ตารางท 2.1 ภาระทกระทากบเพลา

ทมา อาจารยวชาญ วมานจนทร หนงสอเครองสบและพดลม พมพครงท 3

ตารางท 2.2 ความเคนออกแบบเพลา

ทมา อาจารยวชาญ วมานจนทร หนงสอเครองสบและพดลม พมพครงท 3

ชนดของภาระ bα tα

เพลาอยนง

- แรงสมาเสมอหรอเพมขนอยางชาๆ

- แรงกระตก

1.0

1.5-2.0

1.0

1.5-2.0

เพลาหมน

- แรงสมาเสมอหรอเพมขนอยางชาๆ

- แรงกระตกเบาๆ

- แรงกระตกอยางแรง

1.5

1.5-2.0

2.0-3.0

1.0

1.0-1.5

1.5-3.0

ความเคนออกแบบ เพลาไมมรองลม เพลามรองลม

bdα 0.6 yσ×

0.4 uσ×

0.7× 0.6 yσ×

0.7× 0.4 uσ×

dα 0.36 yσ×

0.18 uσ×

0.7×0.36 yσ×

0.7×0.18 uσ×

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

24 สตรการคานวณหางานในการทเพลากระทาตอวนาทขณะทเพลาหมน n รอบตอนาทสามารถ

คานวณไดดงน

WF = F × 2πr × n …………….4

2.9 สายพานและลอสายพาน (Belt and Pulley Drives)

สายพานและลอสายพานเปนการสงกาลง ซงกระทาไดโดยทเพลาอยหางกนมาก ๆ

และสามารถอยตางระนาบกนได เชน เพลาตงฉากกน เพลาสงและตาแตกตางกน เปนตน โดย

การสงกาลงแบบน เรยกวา การสงกาลงแบบออนตวได (Flexible) แตจะมขอเสยคอ ไมสามารถ

ควบคมอตราทดทแนนอนได และอาจเกดการลนไถลขณะสงกาลงได

รปท 2.20 แสดงภาพสายพานและลอสายพาน

2.9.1 สายพานแบนสามารถจะแบงชนดออกไดเปน 3 ชนดคอ

-Light Drives เปนสายพานทใชกบงานเบาๆ โดยทความเรวของสายพานขณะใชงาน ไมเกน10 m/s

-Medium Drives เปนสายพานทใชกบงานหนกปานกลาง โดยทความเรวของสายพานขณะใชงาน

อยระหวาง 10-22 m/s-Heavy Drives เปนสายพานทใชกบงานหนกโดยทความเรวของสายพาน

ขณะใชงานสงกวา22 m/s

2.9.2 คาสมประสทธความเสยดทานระหวางสายพานกบ Pulley คาสมประสทธความ

เสยดทานระหวางสายพานกบ Pulley เปนตวแปรทสาคญในการสงถายกาลง เนองจากการสงถาย

กาลงจะเกดขนไดกตอเมอหนาสมผสของสายพานแบนวางอยบน Pulley อยางแนบสนท และหาก

คาสมประสทธความเสยดทานระหวางสายพานกบ Pulley จะขนอยกบตวแปรตางๆ ดงน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

25 - วสดทใชทาสายพาน

- วสดทใชทา Pulley

- การไถล (Slip) ของสายพานแบนบน Pulley

- ความเรวของสายพานแบน

ตารางท ตอไปน แสดงคาสมประสทธความเสยดทานของสายพาน และ Pulley เมอ

เปลยนชนดของวสดทใชทาสายพานแบน และ Pulley

ตารางท 2.3 คาสมประสทธความเสยดทานระหวางสายพานกบ Pulley

ทมา อาจารยวชาญ วมานจนทร หนงสอเครองสบและพดลม พมพครงท 3

2.10 เซนเซอรและตวควบคมรอบการทาของมอเตอร

ระบบควบคมทดมความแมนยาและทางานอยางอตโนมตนนไมไดเกดจากการควบคม

เพยงอยางเดยวคงตองพงพาอปกรณตรวจจบ (Sensor Element)

รปท 2.21 ตววดรอบ Sensor

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

26 2.11 หลกการทางานของอนเวอรเตอร

คออปกรณอเลกทรอนกสทใชสาหรบควบคมความเรวรอบ ของมอเตอรเหนยวนาหรอ

เอซมอเตอร (ซงบางครงกถกเรยกวา อะซงโครนส หรอมอเตอรแบบกรงกระรอก)

รปท 2.22 อนเวอรเตอร สาหรบการควบคม มอเตอร

2.11.1มอเตอรเปนอปกรณไฟฟา ทใชในการแปลงพลงงานไฟฟา ไปเปนพลงงานกล

โดยนาพลงงานทไดนไปทา การขบเคลอนเครองจกร อนๆตอไป ความเรวของมอเตอร สามารถ

กาหนดไดโดย

1 แรงบดของโหลด

2 จานวนขวของมอเตอร

3 ความถของแหลงจายไฟทใชกบมอเตอร

4 แรงดนทจายใหกบมอเตอร

ถาความถของแหลงจายไฟ เปลยนแปลงไปกมผลทาใหมอเตอรมความเรวเปลยนแปลง

ไดดวย แตเมอทาการเปลยนความถ โดยใหแรงดนคงท จะมผลทาใหเกดฟลกส แมเหลกเพมมากขน

จนอมตว ซงอาจทาใหมอเตอร รอนจนเกดความเสยหายได ดงนนจงตองทาการเปลยน แรงดน

ควบคไปกบความถดวย และการทจะเปลยนแปลง ความถของแหลงจายไฟ สามารถทาไดโดย การ

ใชอนเวอรเตอร แหลงจายไฟกระแสสลบ จายไฟฟากระแสสลบ ไปยงคอนเวอรเตอร ซงทาหนาท

เปลยนไฟฟากระแสสลบใหเปน ไฟฟากระแสตรง แลวนาไฟฟากระแสตรงทได ตอเปนอนพตเขา

ไปในวงจรอนเวอรเตอร ซงทาหนาทเปลยนไฟฟากระแสตรงน เปนไฟฟากระแสสลบทสามารถ

เลอก ความถไดเพอไปควบคมมอเตอรใหมความเรวตามตองการไดการเปลยนขนาดแรงดนของ

อนเวอรเตอรตามความถ โดยวธการแปรรปคลนของแรงดน สามารถทาไดหลายวธดงน

1 วธแปรขนาดแรงดนของไฟตรง (PAM : Pulae Amplitute Modulation)

2 วธแปรความกวางของพลสทใชเปด-ปดทรานซสเตอร

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

27 2.12 การควบคมมอเตอร

2.12.1 การสตารท ทาไดโดยใหสญญาณตงความถแกอนเวอรเตอรดวยความถสตารท

มอเตอรกจะผลตแรงบด จากนนอนเวอรเตอรจะคอย ๆ เพมความถขนไป จนกระทงแรงบดของ

มอเตอรสงกวาแรงบดของ โหลด มอเตอรจงเรมหมน

2.12.2 การเรงความเรวและการเดนเครองดวยความเรวคงท หลงจากสตารท

อนเวอรเตอรและมอเตอรแลว ความถขา ออกจะคอยๆเพมขน จนถงความถทตองการ ชวงเวลาใน

การเพมความถนคอเวลาการเรงความเรว และเมอความ ถขาออกเทากบความถทตองการ การเรง

ความเรวกจบ อนเวอรเตอรจะเขาสการทางานในชวงเวลาการเดนเครอง ดวยความเรวคงท

2.12.3 การลดความเรวทาไดโดยตงความถใหต ากวาความถขาออก อนเวอรเตอรจะลด

ความถลงมาเรอยๆ ตามชวงเวลาการลดความเรวทไดตงไวในขณะลดความถความเรวรอบของ

มอเตอรจะมคามากกวาความถขาออกของอนเวอรเตอร มอเตอรจะทางาน เหมอนเครองกาเนด

ไฟฟา ผลตไฟจายกลบไปใหอนเวอรเตอร regeneration ทาใหแรงดนไฟตรง แรงดน ครอม

คอนเดนเซอร มคาเพมขน ดงนนภายในอนเวอรเตอรจะมวงจรททาหนาทรบพลงงานทเกดจากการ

regeneration ซงจะมผลทาใหเกดการเบรคมอเตอร วงจรนเรยกวา วงจรเบรคคนพลงงาน

2.12.4 การหยด อนเวอรเตอรจะลดความถลงจนถงระดบหนง และจะผลตไฟตรงเขาไป

ในมอเตอรเพอ ทางานเปนเบรค จนมอเตอรหยด เรยกวา การเบรคดวยไฟตรง

\

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

34

บทท 4

รายงานผลการดาเนนงาน

เมอไดทาการสรางเครองพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลช

แรงเหวยง จนเสรจเรยบรอยแลว ในขนตอนตอไปคอการทดลองระบบตาง ๆ ของเครองพดลมดด

อากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง เพอทจะไดทราบสภาวะทเหมาะสมของการใช

เครองพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยงในการปฏบตงานทเหมาะสม

4.1 การทดลองเครองพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรงเหวยง

ในการทดลองเครองพดลมดดอากาศโดยใชระบบสงกาลงแบบคลชแรง

เหวยง จะอยภายใตเงอนไขทกาหนด คอ การทดลองและขอมลทกลาวถงในบทน เปนสวนท

เกยวกบการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบและ การสงถายกาลงไปยงเพลาพลเลยโดยชดคลช

แรงเหวยงหนศนยจากแกนเพลาของมอเตอรไปยงแกนเพลาของพดลมแบบแรงเหวยง โดยการวด

รอบความเรวดวยเชนเซอรและตวควบคมมอเตอรจะทราบ ถงจานวนรอบทไดและทสงไปยง

แกนเพลาของพดลมดวยจานวนรอบ

4.2 ขนตอนการทดลอง

1. เสยบปลกไฟฟากระแสสลบ 220 โวลท เพอปอนไฟฟาใหแก

อนเวอรเตอรโดยผาน สวตทปด – เปด หมายเลข 1 แลวกระแสไฟฟาจะผานการตรวจวดจาก

แอมปมเตอรหมายเลข 2จะมหนาจอแสดงผล

2. เมอกระแสไฟฟาไดเขามาทอนเวอรเตอรหมายเลข 3 แลวเปดเครองอนเวอรเตอร

เพอทจะปอนความถและกระแสไฟฟาใหแกมอเตอรเพอการทดลองและปรบความเรวรอบ

3. เมอหมนปมปรบความถหมายเลข 4 ทปอนใหแกมอเตอรจะมหนาจอหมายเลข 5 เพอ

แสดงถงยานความถตาง ๆแลวจดบนทกคาความถจากหนาจอ

4. เมอคาความถทอนเวอรเตอรจายใหมอเตอรหมายเลข 6 จะทาใหมอเตอรเกดการหมน

จงถายกาลงไปยงพลเลยขบหมายเลข 7 แลวสายพานหมายเลข 8 ทตดตงอยกบชดพลเลยขบ

หมายเลข 7 สงกาลงไปยงพลเลยตามหมายเลข 9 และทตดตงอยเพลาของพดลมหมายเลข 10 จง

สงผลใหพดลมเกดการหมน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

35

5. เมอพลเลยขบหมายเลข 7 เกดการหมนจะมเซนเซอรหมายเลข 11 คอยตรวจวด

ความเรวรอบของพลเลยขบหมายเลข 7 จะมหนาจอแสดงผลหมายเลข 13 แลวจดบนทกคา

6. เมอพลเลยตามหมายเลข 9 เกดการหมนจะมเซนเซอรหมายเลข 12 คอยตรวจวด

ความเรวรอบของพลเลยตามหมายเลข 9 จะมหนาจอแสดงผลหมายเลข 14 แลวจดบนทกคา

7. เมอพดลมหมายเลข 10 หมนทางานจะมเซนเซอรตรวจวดความเรวลมหมายเลข 15

ตรวจวดอยตาแหนงปากทางออกตรงกลางหางประมาณ 30 เซนตเมตร

8. ทาการจดบนทกผลการทดลองจากเซนเซอรตรวจวดความเรวลมในความเรวรอบ

ตงแตความเรวรอบท 100 -1500 รอบ/นาท

4.3 ผลการทดลอง

ตารางท 4.1 การทดลองแบบพลเลยธรรมดาอตราทด 2:2

ความเรวรอบ (rpm) ความถ (Hz) ความเรวลม (m/s) กระแสไฟฟา (A)

100 3.5 1.8 1.2

200 7.5 3.8 0.6

300 10.5 5.7 0.6

400 14 8.0 0.7

500 18 9.4 0.9

600 18 11.6 1.3

700 28.5 13.5 1.6

800 29 15,6 2.5

900 29.5 15.3 2.9

1000 32.5 15.9 3.0

1100 36.5 19.8 4.2

1200 45.3 21.6 5.6

1300 49 23.4 6.7

1400 0 0 0

1500 0 0 0

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

36

ตารางท 4.2 การทดลองพลเลยแบบธรรมดาอตราทด 3:1

ความเรวรอบ (rpm) ความถ (Hz) ความเรวลม (m/s) กระแสไฟฟา (A)

100 0.7 1.2

200 7.0 0.97 0.6

300 10.5 1.04 0.4

400 13.5 1.81 0.4

500 17.0 2.38 0.5

600 20.5 3.47 0.5

700 23.5 3.57 0.6

800 26.8 4.21 0.6

900 30.5 4.87 0.7

1000 34.0 4.92 0.8

1100 37.3 6.38 0.9

1200 41.0 6.82 1.0

1300 44.0 6.97 1.1

1400 47.5 7.94 1.2

1500 51.0 12.81 1.4

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

37

ตารางท 4.3 การทดลองพลเลยแบบคลชแรงเหวยง

ความเรวรอบ (rpm) ความถ (Hz) ความเรวลม (m/s) กระแสไฟฟา (A)

100 4.0 0.56 1.0

200 7.0 0.99 0.5

300 10.5 1.4 0.4

400 13.5 2.03 0.4

500 17.0 2.84 0.4

600 20.5 5.29 0.5

700 23.5 6.26 0.5

800 27.0 7.06 0.6

900 30.5 8.08 0.7

1000 34.0 8.90 0.7

1100 37.5 10.0 0.8

1200 40.5 10.9 0.9

1300 44.5 11.5 1.1

1400 47.7 11.7 1.4

1500 50.2 14.7 1.6

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

38

0

3

6

9

12

15

18

21

2410

0

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

ความ

เรวล

ม (m

/s)

ความเรวรอบ (rpm)

พลเลยธรรมดาอตราทด 2:2 พลเลยธรรมดาอตราทด 3:1 พลเลยแบบคลชแรงเหวยง

วเคราะหผลการทดลองความเรวรอบและความเรวลม

รปกราฟท4.1 แสดงความสมพนธระหวางความเรวรอบและความเรวลม

แสดงถงความสมพนธระหวางความเรวรอบและความเรวลมของพลเลยทง 3 แบบจะ

เหนไดวาความเรวลมระหวางพลเลยธรรมดา และพลเลยแบบธรรมดาอตราทด3:1(ไมมแรงเหวยง)

จะมความเรวลมใกลเคยงกนในความเรวรอบตง 100 – 800 รอบ/นาทแลวกเพมความเรวลมมากขน

แตพลเลยแบบคลชแรงเหวยงจะสามารถใหความเรวลมไดมากกวาพลเลยแบบอน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

39

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

710

0

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

กระแ

สไฟ

ฟา

(A)

ความเรวรอบ (rpm)

พลเลยธรรมดาอตราทด 2:2 พลเลยธรรมดาอตราทด 3:1 พลเลยแบบคลชแรงเหวยง

วเคราะหผลการทดลองความความเรวรอบและกระแสไฟฟา

รปกราฟท4.2 แสดงความสมพนธระหวางความเรวรอบและกระแสไฟฟา

จะแสดงถงความสมพนธระหวางความเรวรอบและกระแสไฟฟาของพลเลยทง 3 แบบ

จะเหนไดวาการใชกระแสไฟฟาของพลเลยธรรมดาในความเรวรอบตงแต 100 – 900 รอบ/นาทจะ

ใชกระแสไฟฟาสงกวาพลเลยแบบอนและพลเลย (ไมมแรงเหวยง)จะมการใชกระแสไฟฟาใกลเคยง

กบพลเลยแบบคลชแรงเหวยงในความเรวรอบตงแต 1000 – 1500 รอบ/นาทการใชกระแสไฟฟา

ของพลเลยธรรมดาจะใชนอยกวาแบบอน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

เอกสารอางอง

วชาญ วมานจนทร. เครองสบและพดลม พมพครงท 3. กรงเทพฯ :

สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2520.

สมเกยรต บญณสะ. การจดการพลงงานในงานอตสาหกรรม. พมพครงท 1. กรงเทพฯ :

สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2546.

สมศกด กรตวฒเศรษฐ. เครองมอวดอตสาหกรรม. พมพครงท 16. กรงเทพฯ :

สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน), 2544.

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม