Thailand Excellence Community
อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงาน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา
นายปวิธ มุสิแดง รหัสประจำตัว 5930360278
นางสาว สัจจาพร รอดนิล รหัสประจำตัว 5930360561
นายปวิธ มุสิแดง
หาแนวคิดวิธีการต่างๆในการทำเครื่องลำเลียง
น.ส.สัจจาพร รอดนิล
ออกแบบเครื่องลำเลียงและค้นหาข้อมูลในการทำ
บทคัดย่อ
หุ่นยนต์คูก้า
เป็นหุ่นยนต์น้ำหนักเบาที่มีความไวในการตรวจจับชุดแรกในซีรี่ส์
ซึ่งสามารถทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์กับหุ่นยนต์ (HRC)
ได้โดยตรงสามารถนำหุ่นยนต์ไปใช้ได้ทั้งในการผลิตแบบอนุกรมเชิงอุตสาหกรรมและในสภาพแว
ดล้อมของสถานที่ทำงานที่ไม่มีการวางโครงสร้างอย่างตายตัว
ข้อดีของการทำงานอัตโนมัติด้วยหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
บางคนก็เรียกว่า “การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สี่” ซึ่งไม่ว่าคุณจะเรียกว่าอะไร
ตัวเลขจะเป็นหลักฐานว่าหุ่นยนต์นั้นได้ถูกนำมาเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานจำนวนมาก
ซึ่งมาพร้อมกับความแม่นยำ ผลิตผลและความยืดหยุ่น นอกจากนี้
โรงงานต่างๆยังเห็นความก้าวหน้าในหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานร่วมกับคนได้อย่างคล่องแคล่วเพื่อเพิ่
มความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพในการทำงาน
แม้การลงทุนในตอนแรกอาจจะค่อนข้างหนักพอสมควร แต่คุณจะได้รับประโยชน์ในไม่ช้าแน่นอน
Motion sensor และอุปกรณ์ต่อพ่วง เพื่อตรวจสอบความเคลื่อนไหว ซึ่ง Motion sensor
จะสามารถตรวจสอบได้เมื่อมีการเคลื่อนไหวเท่านั้นโดยเมื่อไม่มีการเคลื่อนไหวค่า Sensor ที่ Pi-
Topping ควรอ่านได้คือ 1023และเมื่อมีการเคลื่อนไหวและ Motion sensor จับได้ ค่า Sensor ที่ Pi-
Topping ควรอ่านได้คือจะมีค่าลดต่ำลงจาก 1023 จนถึง 0
ตามระยะเวลาการเคลื่อนไหวเช่นเมื่อมีการเดินผ่านหน้า Motion sensor อย่างรวดเร็วค่า sensor
ที่อ่านได้ควรอยู่ต่ำกว่า 1000 จนถึงประมาณ 500 แต่จะลงไม่ถึง 0
เนื่องจากมีความเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและเมื่อมีการเคลื่อนไหว อย่าต่อเนื่องตรงหน้า Motion
sensor ค่า sensor ที่อ่านได้ควรอยู่ต่ำกว่า 1000 จนไปถึง 0 เพราะมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง
คุณสมบัติของ Motion sensor
1.ตรวจจับความเคลื่อนไหวในระยะไม่เกิน 10 เมตร
2.ตรวจจับความเคลื่อนไหว 55 องศาจากแนวระนาบ ในด้านบน/ล่าง และ ซ้าย/ขวา
3.เมื่อมีความเคลื่อนไหวในระยะของ Motion sensor จะทำให้ค่า sensor เปลี่ยนไปเช่น
เมื่อมีคนเดินผ่านหน้า Motion sensor ค่า sensor จะเปลี่ยนไป และเมื่อคนหยุดด้านหน้า Motion
sensor ค่า sensor จะไม่มีการเปลี่ยนแปลง เพราะไม่มีการเคลื่อนไหว *
ฉะนั้นจึงไม่เกี่ยวกับว่ามีอะไรบังอยู่ข้างหน้า Motion sensor หรือไม่
5.โมเดลผลิตภัณฑ์จำลอง
เราจะใช้พวกผลิตภัณฑ์จำลองมาเป็นแบบในการทดลอง อาจจะเป็นรถของเล่น
หรือกล่องเล็กๆมาวางบนสายพาน
6.โปรแกรมหุ่นยนต์คูก้า
เป็นแบบจำลองที่ถูกโฟกัสโดยแอพพลิเคชั่นหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
หมายความว่าโปรแกรมหุ่นยนต์สามารถถูกสร้างขึ้น,
จำลองและสร้างออฟไลน์สำหรับแขนหุ่นยนต์เฉพาะและหุ่นยนต์ควบคุม อีกความหมายว่า,
RoboDK เป็นซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมออฟไลน์
เพื่อสร้างโปรแกรมหุ่นยนต์, มันจำเป็นต้องเลือกหุ่นยนต์,
โหลดเครื่องมือหุ่นยนต์และใช้หนึ่งหรือมากกว่า CAD
เพื่อสร้างลักษณะโปรแกรมโดยการเพิ่มเป้าหมายหรือการใช้เครื่องมือเฉพาะ(เช่นการแปลงโปรแกร
ม CNC เพื่อโปรแกรมหุ่นยนต์)หุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกใช้อย่างกว้างขวางใน library
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้ถูกจำลองบน RoboDK
ในวิธีเดียวกันที่เราปฏิบัติโดยการใช้หุ่นยนต์ควบคุมเฉพาะของผู้ขาย, รวมทั้งการจำกัดแกน,
ความรู้สึกของเคลื่อนที่และการเชื่อมต่อแกน
7.Gripper หุ่นยนต์คูก้า
หน้าที่หลักของกริปเปอร์ คือ หยิบจับสิ่งของต่าง ๆ การใช้กริปเปอร์ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด
ต้องทำให้กริปเปอร์เคลื่อนที่ได้สามทิศทาง
ซึ่งอุปกรณ์ที่จะช่วยให้กริปเปอร์เคลื่อนที่ในทิศทางดังกล่าวได้คือ
แกนหุ่นยนต์ก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ โดยใช้แกน 6 แกน
แกนแขนจับชิ้นงานเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมที่ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญ
แต่ไม่ต้องการความเร็ว
หน้าที่หลักของกริปเปอร์ (Gripper) คือ หยิบจับสิ่งของต่างๆ
การใช้กริปเปอร์ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด ต้องทำให้กริปเปอร์เคลื่อนที่ได้สามทิศทาง
ซึ่งอุปกรณ์ที่จะช่วยให้กริปเปอร์เคลื่อนที่ในทิศทางดังกล่าวได้คือ แกน (Motion axes)
หุ่นยนต์ก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ โดยใช้แกน 6 แกน แกนแขนจับชิ้นงาน (Hand axes)
เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมที่ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญ
แต่ไม่ต้องการความเร็วในการเคลื่อนที่ที่สูงมากนัก และสามารถใช้แทนหุ่นยนต์ได้
แกนแขนจับชิ้นงานจึงเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่ง
เพราะสามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็วและราคาไม่แพง
8.ตัวรับสัญญาณในกระประมวลผลของหุ่นยนต์คูก้า
ใช้เพื่อประมวลผลในการเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์คูก้าโดยเราจะเขียนโปรมแกรมออกมาละเครื่องจะ
รับสัญญาณและส่งไปให้ตัว gripper ของหุ่นยนต์คูก้าเคลื่อนที่ไปตามแบบที่เราต้องการ
และก็จะทำการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์จากสถานีงานต่างๆตามที่เรากำหนด
9.ปั๊มลม
ใช้เป็นแบบระบบนิวเมตริก ใช้ลมในการขับเคลื่อนและส่งแรงมายัง gripper ของหุ่นยนต์คูก้า
ปั๊มลม มีชื่อภาษาอังกฤษว่า “Air Compressor”
ทำหน้าที่ในการอัดลมให้มีแรงดันสูงตามที่ต้องการเพื่อนำไปใช้ประโยชน์และประยุกต์ใช้ได้หลาย
ด้าน
ไม่ว่าจะเป็นระบบลมในโรงงานอุตสาหกรรมตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
การใช้งานระบบนิวเมติกส์ในอุตสาหกรรมเล็กๆ ยกตัวอย่างเช่นอู่ซ่อมรถยนต์
ร้านซ่อมรถจักรยานยนต์ ส่วนใหญ่จะใช้เป็นปั๊มลมประเภทลูกสูบ
ที่มีการใช้ปริมาณลมน้อยเเละแรงดันลมไม่สูง ปั๊มลมประเภทลูกสูบจึงเหมาะกับอุตสาหกรรมเล็กๆ
ส่วนเครื่องปั้มลมที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ส่วนมากแล้วจะใช้เป็นปั๊มลมประเภทโรตารีสกรู
ที่ให้ปริมาณลมที่มากและยังสามารถทำความดันลมได้สูงถึง 13 บาร์
ปั๊มลมแบ่งออกเป็น 6 ประเภทด้วยกัน ได้แก่
10.วาล์วควบคุมทิศทาง ในการเปิด-ปิดลม
วาล์วลม (Air Valve), วาล์วควบคุมทิศทางลม (Pneumatic Directional Control Valve)
มีชื่อเรียกหลายชื่อบ้างก็เรียกว่าโซลินอยด์วาล์ว (Pneumatic Solenoid Valve)
แต่บางคนก็จะเรียกโซลินอยด์วาล์ว โดยให้หมายถึงวาล์วควบคุมทิศทางแบบ 2/2 เท่านั้นก็มี
วาล์วควบคุมทิศทาง แบบ 2/2 หมายถึงตัววาล์วมี 2 รู (Port) / 2 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 3/2 คือตัววาล์วมีรูลม 3 รู / 2 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 3/3 คือตัววาล์วมีรูลม 3 รู / 3 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 4/2 คือตัววาล์วมีรูลม 4 รู / 2 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 4/3 คือตัววาล์วมีรูลม 4 รู / 3 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 5/2 คือตัววาล์วมีรูลม 5 รู / 2 ตำแหน่ง
วาล์วควบคุมทิศทางแบบ 5/3 คือตัววาล์วมีรูลม 5 รู / 3 ตำแหน่
ผลและวิจารณ์ผล
แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ส่วน
4.1 คุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์
เราใช้กล่องผลิตภัณฑ์ทางกายภาพจำลองมีขนาด 6*6 วางตามตำแหน่งต่างๆของสถานีงานที่ 1
4.2 ผลการทดลองของสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์โดยใช้หุ่นยนต์คูก้า
หยิบชิ้นที่ 1 จากสถานีงานที่ 1ไปยังสถานีงานที่ 2 ใช้เวลา 39.97 วินาที
โดยประมาณแต่ขึ้นอยู่กับการบังคับของเราด้วย
สถานีงานที่ 1 สถานีงานที่ 2
เวลาของการหยิบชิ้นที่ 1 จากสถานีงานที่ 1 ไป สถานีงานที่ 2
หยิบชิ้นที่ 2 จากสถานีงานที่ 1ไปยังสถานีงานที่ 2 ใช้เวลา 26.95 วินาที
โดยประมาณแต่ขึ้นอยู่กับการบังคับของเราด้วย
สถานีงานที่ 1 สถานีงานที่ 2
เวลาของการหยิบชิ้นที่ 2 จากสถานีงานที่ 1 ไป สถานีงานที่ 2
หยิบชิ้นที่ 3 จากสถานีงานที่ 1ไปยังสถานีงานที่ 2 ใช้เวลา 29.62 วินาที
โดยประมาณแต่ขึ้นอยู่กับการบังคับของเราด้วย
สถานีงานที่ 1 สถานีงานที่ 2
เวลาของการหยิบชิ้นที่ 3 จากสถานีงานที่ 1 ไป สถานีงานที่ 2
หยิบชิ้นที่ 4 จากสถานีงานที่ 1ไปยังสถานีงานที่ 2 ใช้เวลา 29.40วินาที
โดยประมาณแต่ขึ้นอยู่กับการบังคับของเราด้วย
สถานีงานที่ 1 สถานีงานที่ 2
เวลาของการหยิบชิ้นที่ 4 จากสถานีงานที่ 1 ไป สถานีงานที่ 2
4.3
ผลการทดลองหาความเร็วเฉลี่ยในการหยิบจับชิ้นงานทั้งหมด จากสถานีงานที่ 1 ไปยัง สถานีงานที่
2 ของสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์โดยใช้หุ่นยนต์คูก้า
หยิบกล่องผลิตภัณฑ์จากสถานีงานที่ 1 ไปยัง
สถานีงานที่ 2
เวลาในการเคลื่อนที่จากสถานีงารที่ 1 ไปยัง
สถานีงานที่ 2 (วินาที)
ชิ้นที่ 1 39.97 วินาที
ชิ้นที่ 2 26.95 วินาที
ชิ้นที่ 3 29.62 วินาที
ชิ้นที่ 4 29.40 วินาที
กราฟแสดงเวลาของชิ้นที่ 1 ถึง ชิ้นที่ 4
ชิ้นที่ 1ชิ้นที่ 2ชิ้นที่ 3ชิ้นที่ 4
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
กราฟแสดงเวลาของชิ้นที่ 1 ถึง ชิ้นที่ 4
กราฟแสดงเวลา
เวลาเฉลี่ยรวมของชิ้นที่ 1-4เ เฉลี่ยได้ 31.485 วินาที
4.4 ผลการผลการวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม
ตารางค่าใช้จ่ายในการสร้างสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์
รายการ ราคา(บาท)
มีอยู่แล้ว
บทที่ 5
สรุปและข้อเสนอแนะหยิบกล่องผลิตภัณฑ์จากสถานีงานที่ 1 ไปยัง
สถานีงานที่ 2
เวลาในการเคลื่อนที่จากสถานีงารที่ 1 ไปยัง
สถานีงานที่ 2 (วินาที)
ชิ้นที่ 1 39.97 วินาที
ชิ้นที่ 2 26.95 วินาที
ชิ้นที่ 3 29.62 วินาที
ชิ้นที่ 4 29.40 วินาที
ผลการออกแบบสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์โดยใช้หุ่ยนยนต์คูก้าพบว่า
โครงสร้างหลักจะเน้นให้มีความแข็งแรงทนทานโดยใช้เหล็กที่แข็งแรง
สายพานลำเลียงได้ออกแบบให้มีขนาด กว้าง 6 เซนติเมตร และยาว 30 เซนติเมตร และใช้มอเตอร์
rpm 50 ซึ่งในการทดสอบโดยการนำผลิตภัณฑ์ชิ้นที่ 1 2 3 4 ตามลำดับ มาแบ่งออกเป็น 3 ออกเป็น
3 ส่วน
1) ใช้หุ่นยนต์คูก้าหยิบผลิตภัณฑ์ขึ้นมาจากสถานีงานที่ 1
2)หยิบจากสถานีงานที่ 1 แล้วนำมาวางในสถานีงานที่ 2
3)หยิบจากสถานีงานที่ 2 ไปยังสายพานลำเลียงเพื่อจัดเก็บผลิตภัณฑ์เข้าคลังสินค้าในโรงงาน
พิจารณา จากผลิตภัณฑ์ที่ตามมาตรฐานของกล่องผลิตภัณฑ์อยู่ที่ขนาด 6*6
จะทำการทดลองด้วยการจับเวลา 4 รอบ คือจากการหยิบจากสถานีงานที่ 1 ไปยัง สถานีงานที่ 2
ของทั้ง 4 ชิ้นเพื่อประเมินหาประสิทธิภาพความเร็วเฉลี่ยของการ เคลื่อนที่ของ gripper คูก้า
สายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์ และประเมินหาประสิทธิภาพความแม่นยำของ gripper คูก้า
ได้ออกมาดังนี้
และได้เวลาเฉลี่ยรวมในการหยิบจากสถานีงานที่ 1 ไปยัง สถานีงานที่ 2 เป็นเวลา 31.485 วินาที
5.1 ปัญหาที่พบในการทดลองสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์
5.1.1 มีความผิดพลาดในการวางตำแหน่งบางส่วนต้องมีความแม่นยำค่อนข้างสูง
5.1.2 โปรแกรมมีปัญหาในการเขียนโดยต้องปรับปรุงแก้ไขไปเรื่อยๆจนสำเร็จ
5.1.3 คำนวณตำแหน่งการวางผิดพลาดไปบางส่วน
5.2 ข้อเสนอแนะ
5.2.1 ปรับปรุงการวางตำแหน่งให้ง่ายต่อการหยิบจับ
5.2.2 ปรับปรุงการเขียนโปรแกรมและการหยิบจับให้มีความแม่นยำมากขึ้น
โปรเจคนี้มีวัตถุประสงค์
เพื่อศึกษาและออกแบบเครื่องลำเลียงผลิตภัณฑ์ด้วยสายพานและหุ่นยนต์คูก้าโดยสายพานลำเลียงไ
ด้ออกแบบเพื่อส่งของไปตามสายพานต่างๆโดยใช้หุ่นยนต์คูก้า บนสายพานซึ่งมีขนาด กว้าง 6 cm
ยาว 30 cm และใช้มอเตอร์
ซึ่งในการทดสอบโดยการนำผลิตภัณฑ์ต่างๆมาลองลำเลียงและลองใช้หุ่นยนต์คูก้าหยิบจับ
พิจารณาจากผลิตภัณฑ์ที่ผ่านสายพานประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กและขนาดกลาง
จะทำการทดลองด้วยความเร็วรอบ 3 ความเร็ว
เพื่อประเมินหาประสิทธิภาพความเร็วการเคลื่อนที่ของสายพานลำลียง
และประเมินหาประสิทธิภาพความแม่นยำ
1.2 วัตถุประสงค์ของโครงงาน
1.2.1 เพื่อสร้างเครื่องและหาประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ของสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์
1.2.2 เพื่อลดแรงงานคนในการทำงาน
1.2.3 สามารถนำความรู้จากวิชาเรียนมาประยุกต์ใช้ได้อย่างเหมาะสม
1.2.4 เป็นการจำลองรูปแบบชิ้นงานเพื่อนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้
ผลการออกแบบสายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์โดยใช้หุ่ยนยนต์คูก้าพบว่า โครงสร้างหลักจะเน้นให้มีความแข็งแรงทนทานโดยใช้เหล็กที่แข็งแรง สายพานลำเลียงได้ออกแบบให้มีขนาด กว้าง 6 เซนติเมตร และยาว 30 เซนติเมตร และใช้มอเตอร์ rpm 50 ซึ่งในการทดสอบโดยการนำผลิตภัณฑ์ชิ้นที่ 1 2 3 4 ตามลำดับ มาแบ่งออกเป็น 3 ออกเป็น 3 ส่วน
1) ใช้หุ่นยนต์คูก้าหยิบผลิตภัณฑ์ขึ้นมาจากสถานีงานที่ 1
2)หยิบจากสถานีงานที่ 1 แล้วนำมาวางในสถานีงานที่ 2
3)หยิบจากสถานีงานที่ 2 ไปยังสายพานลำเลียงเพื่อจัดเก็บผลิตภัณฑ์เข้าคลังสินค้าในโรงงาน
พิจารณา จากผลิตภัณฑ์ที่ตามมาตรฐานของกล่องผลิตภัณฑ์อยู่ที่ขนาด 6*6 จะทำการทดลองด้วยการจับเวลา 4 รอบ คือจากการหยิบจากสถานีงานที่ 1 ไปยัง สถานีงานที่ 2 ของทั้ง 4 ชิ้นเพื่อประเมินหาประสิทธิภาพความเร็วเฉลี่ยของการ เคลื่อนที่ของ gripper คูก้า สายพานลำเลียงผลิตภัณฑ์ และประเมินหาประสิทธิภาพความแม่นยำของ gripper คูก้า ได้ออกมาดังนี้
ทฤษฎีและงานที่เกี่ยวข้อง
ระบบลำเลียง (Conveyor System ) คือ ระบบการขนส่งที่ประกอบด้วยเครื่องกลที่สามารถ
เคลื่อนย้ายวัสดุจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ
ระบบลำเลียง มีประโยชน์มากในการขนส่งวัสดุที่มีปริมาณมาก และช่วยให้ระบบการขนส่งรวดเร็ว
อย่างมีประสิทธิภาพ
2.1 ระบบลำเลียง
2.1.1 สายพานลำเลียงงอ (Belt Conveyor) สายพานลำเลียง คือ
อุปกรณ์ลำเลียงที่มีลักษณะเป็นสายพานโดยจะต้องมีตัวขับ และมูเล่ย์ ในการทำให้สายพานเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่ของสายพานจะเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างสายพาน กับมูเล่ย์
แรงเสียดทานดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับผิวสัมผัสระหว่างสายพานกับมูเล่ย์ และแรงดึงให้สายพานตึง
2.1.2 สายพานลำเลียงพีวีซี (PVC belt conveyor) สายพานลำเลียงพีวีซี (PVC belt conveyor) คือ
อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่มีลักษณะ ของผิวสายพาน (Belt) ที่เป็น PVC (Poly Vinyl Chloride)
ผิวด้านบนมัน ผลิตมาจาก Polyvinylchloride cadmium free (PVC: พีวีซี) ด้านล่างเป็นผ้าไนล่อน
(Nylon) นิยมใช้ในอุตสาหกรรมทั่วๆไปที่มีสิ่งแวดล้อมปกติ ทนความร้อนได้ไม่เกิน 80
องศาเซลเซยีส ทนสารเคมีได้ไม่สูงมาก ราคาถูก ใช้สำหรับลำเลียงวัสดุที่มีน้ำหนักเบา
นิยมนำมาใช้กับอุตสาหกรรมอาหาร (รูปที่ 2.1.2)
รูปที่ 2.1.2 สายพานลำเลียงพีวีซี
2.1.3 สายพานลำเลียงพียู (PU belt conveyor) สายพานลำเลียงพียู (PU belt conveyor) คือ
อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่มีลักษณะของผิวสายพาน (Belt) ที่เป็น PU ( Poly Urethane)
ความหนาตั้งแต่ 0.8 – 2.0 มิลลิเมตร. ผิวด้านบนมีความแข็งแรงทนต่อการขีดข่วน
ทนความร้อนได้ถึง 100 องศาเซลเซียส ทนสารเคมีได้ดี ราคาแพงกว่า PVC แต่ทนทานที่สูงกว่า
ลักษณะการใช้งานเหมาะสำหรับลำเลียงทั่วไปในแนวราบ, แนวเอียง และลำเลียงอาหาร
ทนสภาพเปียกชื้นตลอดเวลา ปราศจากสารปนเปื้อน (รูปที่ 2.1.3)
รูปที่ 2.1.3 สายพานลำเลียงพียู
2.1.4 สายพานลำเลียงโวลต้า (Volta belt conveyor) สายพานลำเลียงโวลต้า (Volta belt
conveyor) คือ อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่มี ลักษณะของผิวสายพาน (Belt)
ที่เป็นเทอร์โมพลาสติกอิลาสโทเมอร์ หรือยางเทอร์โมพลาสติก (thermoplastic elastomers; TPEs)
ความหนาตั้งแต่ 0.3 – 0.6 มิลลิเมตร ผิวลื่นทำความสะอาดได้ง่าย ป้องกันแบคทีเรีย
เหมาะสำหรับใช้ลำเลียงวัสดุที่เปียก เช่น อาหารทะเล (รูปที่ 2.1.4)
รูปที่ 2.1.4 สายพานลำเลียงโวลต้า
2.1.5 สายพานลำเลียงยางดำ (Rubble belt conveyor) สายพานลำเลียงยางดำ (Rubble belt
conveyor) คือ อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่มีลักษณะของผิวสายพาน (Belt) ที่เป็นยาง (Rubble)
ลักษณะมีสีดำ ความหนาตั้งแต่ 6 – 12 มีทั้ง แบบเรียบ และแบบบั้ง
เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมหนักประเภทโรงโม่หิน, โรงหลอมโลหะ , โรงงานผลิตเยื่อกระดาษ,
อุตสาหกรรมกระจก, อุตสาหกรรมอาหารสัตว์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ทน สึกสึกหรอได้สูง
ใช้ลำเลียงวัสดุต่างๆทั้งในแนวราบ และแนวลาดชัน สายพานสามารถทนทานต่อแรง ดึงได้สูง
มีความต้านทานการสึกหรอ และการตัด เจาะ ขาดที่ดีมาก เหมาะสำหรับงานที่ต้องการรับ
แรงกระแทกสูงๆ ใช้ลำเลียงวัสดุขนาดใหญ่ ลำเลียงของที่มีน้ำหนักมาก เช่น ลำเลียงกระสอบ,
ลำเลียงวัสดุแหลมคม และลำเลียงวัสดุผิวหยาบ หรือ ขรุขระ (รูปที่ 2.1.5)
รูปที่ 2.1.5 สายพานลำเลียงยางดำ
\
2.1.6 สายพานลำเลียงไวเมท (Wire mesh belt conveyor) สายพานลำเลียงไวเมท (Wire mesh
belt conveyor) คือ อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่ มีลักษณะของผิวสายพาน (Belt)
ที่เป็นตะแกรงโลหะ (Wire mesh) ซึ่งทำมาจากเหล็ก หรือ สแตนเลส มีทั้งแบบลวดขนาดเล็ก
และขนาดใหญ่ มีทั้งแบบตะแกรงตาถี่ และตะแกรงตาห่าง เหมาะสำหรับลำเลียงวัสดุที่มีอุณหภูมิสูง
และถ้าใช้เป็นตะแกรงแบบที่เป็นสแตนเลส สามารถใช้ลำเลียงอาหารได้ด้วย เช่น
ลำเลียงผ่านความร้อน เข้าเตาอบ หรือ ออกจากเตาทอด อาจใช้เพื่อคัดเลือกสินค้า
สามารถทนความร้อน-ความเย็น และน้ำมัน ได้ดี (รูปที่ 2.1.6)
รูปที่ 2.1.6 สายพานลำเลียงไวเมท
2.1.7 สายพานลำเลียงโมดลู่า (Modular belt conveyor) สายพานลำเลียงโมดูล่า (Modular
belt conveyor) คือ อุปกรณ์ลำเลียง (Conveyor) ที่มี ลักษณะของผิวสายพาน (Belt)
ที่เป็นพลาสติกชนิดพิเศษ ผลิตโดยการใช้ Plastic ฉีดขึ้นรูปเป็นชิ้นๆ ลักษณะเป็นเหมือนตัวต่อ
จึงง่ายที่จะประกอบกันให้ได้หน้ากว้าง และความยาวที่ต้องการ ที่มีความ แข็งแรงสูง
ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อการเสียดสี ทนต่ออุณหภูมิที่ไม่ปกติได้ตั้งแต่ -60 ถึง +180 องศาเซลเซียส
(ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ)สามารถใช้ลำเลียงอาหาร หรือวัตถุอื่นใดก็ได้ตามต้องการ
และตามความเหมาะสม จุดเด่นที่สำคัญคือการทนทนต่ออุณหภูมิ มีความแข็งแรง
และอายุการใช้งาน สายพานลำเลียงโมดูล่า (Modular belt conveyor)
มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าสายพานลำเลียง พีวีซี (PVC belt conveyor) และสายพานลำเลียงพียู
(PU belt conveyor) สามารถใช้น้ำหรือไอน้ำฉีดทำความสะอาดได้ง่าย (รูปที่ 2.1.7)
รูปที่ 2.1.7 สายพานลำเลียงโมดลู่า
2.2 เพลา
เพลาเป็นวัสดุอุปกรณ์ที่มีความจำเป็นมากในการนำมาใช้เป็นส่วนของเครื่องจักรซึ่งเพลาเป็น
ชิ้นส่วนที่สำคัญของเครื่องจักรแทบทุกชนิด เพลามีหน้าที่ในการส่งถ่ายกำลังหรือทำให้เกิดการหมุน
ระหว่างชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องจักรโดยขณะการใช้งานจะมีภาระต่างๆที่กระทำต่อเพลา เช่น
แรงกด, แรงดึง, โมเมนต์ตัด, โมเมนต์บิด และอาจจะมีแรงสถิต
และแรงแบบวัฎจักรซึ่งทำให้เกิดการล้าใน
เพลาตลอดเวลาทำให้เพลาเกิดความเสียหายจึงต้องออกแบบให้เพลามีให้มีความแข็งแรงที่เพียงพอ
และเพลาต้องมีความแข็งแกร่ง (Rigidity) ที่เพียงพอเพื่อลดมุมบิดภายในเพลาให้อยู่ในขีดจำกัดที่
เหมาะสม ระยะโก่ง (Deflection) ควรมีระยะที่เหมาะสม เพราะถ้าเพลามีระยะโก่งมากก็เกิดการ
แกว่งขณะที่เพลาหมุน และเกิดการสั่นอย่างรุนแรง ทำให้เกิดความเร็ววิกฤต (Critical Speed) ดังนั้น
ระยะโก่งยังมีผลต่อการเลือกชนิดของที่รองรับเพลา เช่น บอลแบริ่ง (Ball Bearing) และต้องมีการ
เยื้องแนว (Misalignment) ในการใช้งานที่เหมาะกับเพลาด้วย
2.2.1 วัสดุเพลาวัสดุเพลาในการเลือกใช้วัสดุ และวิธีที่ใช้ในการทำเพลา
ผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงสภาพการใช้งาน และภาระที่เพลาต้องรับเป็นหลักโดยทั่วไปแล้ว
เราจะพิจารณาเลือกวัสดุ และวิธีการผลิต เพลาตามขนาดระบุเพลา วัสดุที่ใช้สำหรับทำเพลาทั่วไป
คือ เหล็กกล้าละมุน (Mild Steel) ถ้าต้องการให้มีความเหนียว
และความทนทานต่อแรงกระตุกเป็นพิเศษแล้ว มักจะใช้เหล็กกล้าผสม โลหะชนิดอื่นทำเพลา เช่น
AISI 1347, 3140 และ4150 เป็นต้น เพลาที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางโตกว่า 90 มิลลิเมตร
มักจะกลึงมาจากเหล็กกล้าคาร์บอน ซึ่งผ่านการรีดร้อน เพื่อให้เพลามีราคาที่ถูก ที่สุด
ผู้ออกแบบควรที่จะเลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาก่อนที่เลือกใช้เหล็กกล้าชนิดอื่น
2.2.2 ขนาดของเพลา ขนาดของเพลาเพื่อให้เพลามีขนาดมาตรฐานตามสากล
องค์การมาตรฐานระหว่างประเทศจึงได้กำหนดขนาดมาตรฐานของเพลาซึ่งเป็นการระบุขนาด
(Normal Size) ใน ISO/R 775 – 1969 ให้ ผู้ออกแบบได้เลือกใช้อย่างสะดวก
และสามารถจัดชื้อได้ตามท้องตลาดนอกจากนี้ยังสอดคล้องกับ
ขนาดของแบริ่งที่ใช้รองรับเพลาด้วยขนาดระบุของเพลา
ตารางที่ 2.1 แสดงการระบุขนาดของเพลาตามมาตรฐาน ISO/R 775 – 196
2.2.3 การออกแบบเพลาตามโค้ดของ ASME ใช้ทฤษฏีความเค้นเฉือนสูงสุด
และไม่พิจารณาถึงความล้าหรือความเค้นหนาแน่นที่เกิดขึ้น
บนเพลาซึ่งเป็นการออกแบบโดยใช้วิธีสถิตศาสตร์ (Static Design Method)
ในการหาสมการสำหรับการออกแบบเพลาให้พิจารณาเพลาในรูป (รูปที่ 2.2.3)
รูปที่ 2.2.3 เพลาอยู่ภายใต้แรงต่างๆ
2.2.4 การออกแบบและหาขนาดของเพลา
2.3 มูเล่ย์
มูเล่ย์เป็นชิ้นส่วนที่สำคัญอย่างมากในระบบสายพานลำเลียง (belt conveyor system)
เนื่องจากมูเล่ย์ (pulley) จะมีการทำงานร่วมกับอุปกรณ์ชิ้นอื่นๆในระบบแบบเป็นจังหวะให้ระบบ
สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องมูเล่ย์จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามการใช้งาน
2.3.1 Standard duty conveyor pulley (pulley แบบใช้งานมาตรฐาน)
มูเล่ย์จะถูกกำหนดคุณสมบัติของมูเล่ย์ตาม CEMA (Conveyor Equipment Manufacturers
Association) ซึ่งได้กำหนด Load Ratings, Allowable Vibration, Crown Dimension
และระยะห่างๆต่างๆ (overall dimension) ที่จำเป็นระหว่างชิ้นส่วน (part) (รูปที่ 2.3.1)
รูปที่ 2.3.1 (pulley แบบใช้งานมาตรฐาน)
2.3.2 Heavy duty conveyor Pulley (Pulley ประเภทใช้งานหนัก) Heavy duty conveyor
Pulley (Pulley ประเภทใช้งานหนัก) Pulley ประเภทนี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หนักกว่าแบบ
Standard Duty เช่น มีชั่วโมงการทำงานที่สูงกว่ามี Impact Load หรือ
สามารถใช้งานในสภาพที่มีการกัดกร่อนสูง (high corrosion) ดังนั้นจึงมีการเพิ่มความหนาของผิว
(shell) และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลา (shaft diameter)
ให้โตขึ้นตามสภาพการใช้งานทั้งนี้ยังใช้การคำนวณแบบเดียวกับ Standard Duty Pulley ทุกประการ
(รูปที่ 2.3.2)
รูปที่ 2.3.2 (Pulley ประเภทใช้งานหนัก)
2.4 สายพานส่งกำลัง (Transmission Belt)
สายพานส่งกำลัง (Transmission Belt) เป็นชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องจักรกล, เครื่องยนต์
และสายพานส่งกำลัง (Transmission Belt) จะทำหน้าที่ในการส่งถ่ายกำลังจากที่หนึ่ง
ไปยังอีกที่หนึ่งโดยผ่านลูกล้อหรือที่เรียกว่า มูเล่ย์ (Pulley) ตั้งแต่ 2 ลูกขึ้นไป ลูกล้อหรือมูเลย์
(Pulley) ที่เป็นจุด กำเนิดต้นกำลังเราจะเรียกว่า มูเล่ย์ขับ (Drive Pulley) และลูกล้อ หรือ มูเล่ย์
(Pulley) ที่รับแรงขับที่ ส่งผ่านมาจากสายพานส่งกำลัง (Transmission Belt) จะเรียกว่า มูเล่ย์ตาม
(Tail Pulley) สายพาน (Belt) เป็นที่นิยมนำมาใช้งานอย่างมากในโรงงาน อุตสาหกรรม,
เครื่องจักรกล, เครื่องยนต์ และ เครื่องมือการเกษตร ชนิดของสายพานสามารถแบ่งได้เป็น 2
ลักษณะคือตามกระบวนการผลิต และ ลักษณะการใช้งาน (รูปที่ 2.4)
รูปที่ 2.4 สายพานส่งกำลัง
2.4.1 สายพานส่งกำลังตัววีร่องเรียบ (Wrapped V – Belt)
เป็นสายพานที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ราคาประหยัด มีความทนทานต่อความร้อน
และน้ำมันรับโหลดได้ดี สามารถป้องกันไฟฟ้าสถิตมีความยืดหยุ่นในการใช้งานมาก
ใช้งานได้หลากหลาย เป็น สายพานที่ใช้งานกันโดยทั่วไปกับเครื่องจักรกลธรรมดา
ที่ใช้ความเร็วรอบไม่มากนักผลิตด้วยแผ่นยาง สลับกับผ้าใบเป็นชั้นๆ (รูปที่ 2.4.1)
รูปที่ 2.4.1 สายพานส่งกำลังตัววีร่องเรียบ
2.4.2 สายพานส่งกำลังตัววีเปลือยข้าง (Raw Edge V – Belt) เป็นสายพานร่องวี (V – Belt)
อีกชนิดหนึ่งที่ใช้กันแพร่หลาย แต่ต่างจาก Wrapped V – Belt
ที่กระบวนการผลิตด้านข้างจะเห็นเส้นยาง รับแรงอัด และเส้นด้านชัดเจน – ทนต่อแรงเสียดสี และ
แรงเสียดทานได้น้อยกว่าเล็กน้อยเท่านั้น เป็นสายพานร่องวี (V – Belt) อีก
ชนิดหนึ่งที่นิยมใช้กันอย่าง แพร่หลาย (รูปที่ 2.4.2)
รูปที่ 2.4.2 สายพานส่งกำลังตัววีเปลือยข้าง
2.4.3 สายพานเปลือยข้าง-มีฟันร่องลึก (Cog Raw Edge V – Belt) เป็นสายพานที่มีร่องฟัน
สำ หรับการใช้งานที่ต้องการเพิ่มความแม่นยำในกาขับเคลื่อนใช้ใน
กลุ่มเครื่องจักรที่ต้องการความแม่นยำสูง – การส่งกำลังจะอาศัยร่องฟัน และผิวข้าง ขับเคลื่อน – ร่อง
ฟัน มีหลากหลายขนาดขึ้นอยู่กับมูเล่ย์เฟืองขับ และตาม
เป็นสายพานที่สร้างลิ่มหลายลิ่มมารวมกันใน
เส้นเดียวปัจจุบันนิยมใช้มากสายพานแบบนี้จะมีแผ่นปิดยางสังเคราะห์จึงเหมาะสมกับงานที่มีการ
ถ่ายเทโมเมนต์หมุนที่เกิดความไม่สม่ำเสมอ และระยะห่างแกนเพลามีค่ามากๆ (รูปที่ 2.4.3)
รูปที่ 2.4.3 สายพานเปลือยข้าง – มีฟันร่องลึก
2.4.4 สายพานไทม์มิ่ง (Timing – Belt) สายพานไทม์มิ่ง (Timing-Belt)
เป็นสายพานที่ใช้ร่องฟันในการขับเคลื่อนเป็นหลักเท่านั้น – เส้นคอร์ดไฟเบอร์มีความแข็งแรง
และทนแรงบิดสูง – ร่องฟันสายพาน ออกแบบให้สัมผัสกับร่องมูเล่ย์ ทั้งหมด –
ร่องฟันสายพานจะหุ้มด้วยผ้าใบ หรือ ไนล่อนอีกครั้งหนึ่ง – มีความยืดหยุ่นสูง ทนต่อการสึกหรอ
สิ่งสกปรกได้ดีสายพานไทมิ่งมีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูและจะมีฟันเฟืองตลอดความยาวของ
สายพาน เป็นสายพานที่มีแกนรับแรงด้วยลวดเหล็กกล้า หรือทำด้วยลวดไฟเบอร์ฝังอยู่ในยาง เทียม
ฟันของสายพานทำด้วยยางเทียม
แต่สูตรประสมพิเศษเพื่อให้คงรูปพอดีกับล้อของมูเล่ย์ซึ่งจะหุ้มด้วยเส้นใยไนลอน (รูปที่ 2.4.4)
รูปที่ 2.4.4 สายพานไทม์มิ่ง
2.5 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง
สัจจาพร และปวิธ
ได้ออกแบบการออกแบบเครื่องลำเลียงผลิตภัณฑ์และได้ทำการศึกษาลักษณะของผลิตภัณฑ์ก่อนทำ
การออกแบบเครื่องลำเลียง และการประเมินประสิทธิภาพของเครื่องลำเลียง การออกแบบ
และสร้างระบบสายพานลำเลียงมี วัตถุประสงค์เพื่อการออกแบบ และสร้างระบบสายพานลำเลียง
และทดสอบหาประสิทธิภาพในการขนถ่ายกล่องสินค้าหรือวัสดุ
ซึ่งทางผู้วิจัยได้ออกแบบระบบสายพานลำเลียงศึกษาและออกแบบสายพานลำเลียงที่เหมาะสมโดยวิ
ธีการเศรษฐศาสตร์เพื่อวิเคราะห์ต้นทุนของสายพานลำเลียงโดยโดยทำการใช้โปรแกรมต่างๆและหุ่
นยนต์คูก้าเข้ามาช่วยและคำนวณหาขนาดของแรงดึงสายพานที่เหมาะสมกับขนาด
เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลามู่เล่ตัวขับระบบสายพานลำเลียง
อุปกรณ์และวิธีการ
การศึกษาและออกแบบเพื่อหาประสิทธิภาพความเร็วการเคลื่อนที่ของสายพานที่ลำเลียงผลิตภัณฑ์ไ
ปยังเครื่องลำเลียงโดยใช้กลไกการขับเคลื่อนด้วยสายพานเพื่อ
ประเมินหาประสิทธิภาพความแม่นยำในการลำเลียง ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่างๆ
ที่ใช้ในการทดลอง
ดังนั้นจึงต้องเลือกใช้วัสดุอปุกรณ์ที่มีความเหมาะสมในการทดลองเพื่อที่จะได้มปีระสิทธิภาพตามที่
ต้องการซึ่งมีวัสดุออุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง และวิธีการทดลองดังต่อไปนี้
โครงสร้าง
หน้าที่และส่วนประกอบสายพานลำเลียง (Fuction and Componnents of Belt Conveyor)
สายพานลำเลียงก็เหมือนเครื่องจักรอื่นๆโดยทั่วไป
คือมีชิ้นส่วนหลักและอุปกรณ์ประกอบอื่นๆอีกมากมายในแต่ละชิ้นส่วน
แต่ละอุปกรณ์ยังมีหลากหลายรูปแบบ
การออกแบบสายพานลำเลียงยัังไม่มีมาตราฐานสากลเข้ามาควบคุมประกอบกับ
การออกแบบจะออกแบบให้เหมาะสมเฉพาะงาน
ดังนั้นวิศวกรผู้ออกแบบจะใช้ศาสตร์และศิลป์ของตัวเอง ดังนั้นไม่ว่ารูปแบบ, การเลือกใช้ชิ้นส่วน,
จำนวนอุปกรณ์ที่ติดตั้งและตำแหน่งที่ติดตั้งอุปกรณ์ จึงมีหลากหลายรูปแบบเช่นกัน ชิ้นส่วนหลักๆ
ที่สำคัญต่อการออกแบบสายพานลำเลียงพอจำแนกได้ดังนี้
Conveyor belt (สายพานลำเลียง) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่รองรับวัสดุขนถ่ายและส่งกำลัง
Head terminal (ส่วนปลายด้านหัว) เป็นส่วนที่ปลายสุดท้ายที่ทำหน้าที่จ่ายวัสดุออกจากสายพาน
Foot terminal or Tail terminal (ส่วนปลายด้านท้าย) เป็นส่วนที่รับวัสดุเข้าสายพาน
Thoughed belt idler or Carring idler (ชุดลูกกลิ้งสายพานรูปแอ่ง หรือ
ลูกกลิ้งรองรับสายพานด้านบรรทุกวัสดุ)
เป็นชุดลูกกลิ้งซึ่งทำหน้าที่รองรับสายพานด้านพาวัสดุไปในหนึ่งชุดประกอบด้วยลูกกลิ้งหนึ่งลูกหรื
อมากกว่า
Return Idlers (ชุดลูกกลิ้งพากลับ) เป็นชุดลูกกลิ้งที่ทำหน้าที่รองรับสายพานด้านไม่บรรทุกวัสดุ
(สายพานเปล่า) ในหนึ่งชุดประกอบด้วยลูกกลิ้งหนึ่งลูกหรือมากกว่า
Drive (ชุดขับ) เป็นชุดอุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่ขับสายพานให้เคลื่อนที่
ประกอบด้วยชุดต้นกำลัง,อุปกรณ์ส่งต่อกำลัง และล้อขับสายพาน ซึ่งชุดต้นกำลังได้แก่
มอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์,อุปกรณ์ส่งต่อกำลัง ได้แก่ อุปกรณ์ทำหน้าที่รับ
และส่งกำลังระหว่างชุดต้นกำลังไปยังล้อขับสายพาน เพื่อขับสายพานในความเร็วที่ต้องการ
Take-up Device (เครื่องมือปรับความตึง)
เป็นเครื่องมือสำหรับปรับให้สายพานมีความตึงและยังทำหน้าที่เก็บ สายพานส่วนเกิน
Snub Pulley (ล้อกดสายพาน) เป็นล้อสายพานที่ทำหน้าที่กดสายพาน
เพื่อเพิ่มโค้งสัมผัสให้กับสายพานบนล้อขับสายพาน (Drive Pulley)
Bend Pulley (ล้อดัด) เป็นล้อสายพานที่ทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทางของสายพาน
Head Pulley (ล้อหัว) เป็นล้อสายพานที่ติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านหัวของสายพานของชุดลำเลียง
บางครั้งทำหน้าที่เป้นล้อ ขับสายพาน
Tail Pulley (ล้อท้าย) เป็นล้อสายพานที่ติดตั้งอยู่ที่ตำแหน่งปลายสุดด้านท้ายของสายพาน
บางครั้งทำหน้าที่เป็นล้อปรับ ความตึงสายพาน
Take-up Pulley (ล้อปรับความตึง) หมายถึง
พูลเล่ย์ที่เดินทางเปลี่ยนตำแหน่งได้ใช้ประโยชน์เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือปรับ ความตึงสายพาน
Anti Run Back or Back Stop (อุปกรณ์ต้านการเคลื่อนกลับ)
เป็นเครื่องมืออัตโนมัติสำหรับป้องกันสายพานเคลื่อนกลับทิศทาง
ขณะที่สายพานขนวัสดุเคลื่อนที่สูงชันแล้วชุดต้นกำลังหยุดการทำงาน
Retarder (รีทราดเดอร์) เป็นเครื่องมือ สำหรับป้องกันความเร็วสายพานสูงเกิน
ใช้ในกรณีติดตั้งชุดสายพานเอียงต่ำลง
Brake (เบรค) เป็นเครื่องมือที่ทำหน้าที่เบรคให้สายพานหยุดการทำงาน
หรือหยุดเพื่อทำงานบำรุงรักษา
Cleaner or Belt wiper (อุปกรณ์ทำความสะอาดหรือใบปาด)
เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับนำวัสดุที่ติดบนสายพานหรือบนล้อสายพานออก
Discharge Chute (รางจ่ายวัสดุ) เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบ
เพื่อบังคับทิศทางไม่ให้วัสดุกระเด็นกระจายออก และป้องกันอันตรายอันจะเกิด
จากการหมุนของล้อสายพานและสายพาน
Drive Support (อุปกรณ์รองรับชุดขับ) ทำหน้าที่รองรับและจับยึดชุดขับทั้งหมด
Walk way and hand rail (ทางเดินและราวจับ) เป็นช่องทางเดินพร้อมราวจับ
ยึดติดทางด้านข้างของโครงสายพาน ใช้เพื่อการบำรุงรักษา และตรวจการทำงานของสายพาน
Hood (ฝาครอบ) เป้นอุปกรณ์ที่ยึดโครงสายพานครอบเหนือสายพาน เพื่อป้องกันแสงแดด,ฝน,ลม
และการฟุ้งกระจายของวัสดุที่ขนถ่าย รูปแบบของฝาครอบนิยมสร้างเป็นรอน (Conrrugated)
Wind Guard (โครงกันลม) เป็นโครงสำหรับยึดฝาครอบกันลม
Corbel connection (ข้อต่อ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับยึดต่อความยาวของโครงสายพาน
ชนิดมีส่วนยื่นรองรับ
Decking (ชั้นปิดกั้นวัสดุ) เป็นชั้นปิด
หรือฝาครอบปิดที่ติดตั้งระหว่างแผ่นสายพานด้านบนและด้านล่าง เพื่อป้องกันวัสดุที่อยู่ด้านบน
ของสายพานตกหล่นลงสู่แผ่นสายพานด้านล่าง
Gravity take-up (ชุดถ่วงปรับความตึง)
เป็นชุดปรับความตึงของสายพานโดยอาศัยน้ำหนักดึงในแนวดิ่ง
Bent (ขาตั้งแบบมีจุดหมุน) เป็นขาตั้งที่ทำหน้าที่รองรับน้ำหนักของโครงสร้างและชุดสายพาน
ขาตั้งนี้อยู่แนวดิ่งขณะที่โครงสายพาน อาจเอียงลาด
Lateral Frame (โครงข้อต่อสายพาน) เป็นข้อต่อให้โครงสายพานให้ยาวขึ้น
โดยดครงข้อต่อนี้จะทำหน้าที่เป็นจุดรองรับปลายของ โครงสร้างสายพานที่จะมาต่อชนกัน
Knuckle joint (ข้อต่องอ) เป็นข้อต่อที่รองรับโครงสร้างและสายพานที่เปลี่ยนทิศทาง
บริเวณนี้จะมีลูกกลิ้งสายพานติดอยู่ด้วย เพื่อรองรับ การดัดโค้งของสายพาน
Frame (โครงสร้างสายพาน) เป็นโครงสร้างที่ทำด้วยเหล็ก
เพื่อรองรับน้ำหนักและเป็นที่ยึดติดอุปกรณ์ทั้งหมดของระบบสายพานนั้นๆ
อาจเป็นโครงเหล็กถัก(Truss),โครงเหล็กพับหรือโครงเหล็กรูปพรรณ
Loading hopper or chute (ภาชนะรูปกรวยหรือราง)
ติดอยู่ใกล้ส่วนท้ายของสายพานลำเลียงทำหน้าที่รองรับ และนำวัสดุเข้าสู่ สายพานลำเลียง
Screw take-up (สกรูเกลียวปรับความตึง)
เป็นเครื่องมือปรับความตึงของสายพานโดยใช้การดึงของสกรู
มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล
การทำงานปกติของมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างสนามแม่เหล็กของแ
ม่เหล็กในตัวมอเตอร์
และสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสในขดลวดทำให้เกิดแรงดูดและแรงผลักของสนามแม่เหล็กทั้งส
อง
หลักการทำงานของมอเตอร์
เมื่อมีกระแสไหลในขดลวดตัวนำที่พันอยู่บนแกนอาร์เมเจอร์ จะเกิดสันแรงแม่เหล็กรอบ ๆ
ตัวนำ และทำปฏิกิริยากับเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดจากขั้วแม่เหล็กของมอเตอร์
ทำให้เกิดแรงผลักขึ้นบนตัวนำทำให้อาร์เมเจอร์หมุนไปได้ขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลและวางอยู่บ
นแกนของอาร์เมเจอร์ โดยวางห่างจากจุดศูนย์กลางเป็นระยะ r
กำหนดให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าขดลวดที่ปลาย A และไหลออกที่ปลาย B
จากคุณสมบัติของเส้นแรงแม่เหล็กจะไม่ตัดผ่านซึ่งกันและกัน
ดังนั้นปริมาณของเส้นแรงแม่เหล็กจะมีจำนวนมากที่ด้านบนของปลาย A จึงทำให้เกิดแรง F1
กดตัวนำ A ลงด้านล่างและขณะเดียวกันที่ปลาย B นั้น
เส้นแรงแม่เหล็กจะมีปริมาณมากที่ด้านหน้าทำให้เกิดแรง F2 ดันให้ตัวนำ B
เคลื่อนที่ด้านบนของแรง F1 และ F2
นี้เองทำให้อาร์เมเจอร์ของมอเตอร์เกิดการเคลื่อนที่ไปได้ดังนั้นการทำงานของมอเตอร์จึงขึ้นอยู่กับห
ลักการที่ว่า เมื่อเอาตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปวางในสนามแม่เหล็ก
มันจึงพยายามทำให้ตัวนำเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กคุณสมบัติของมอเตอร์ไ
ฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ คือ คุณสมบัติทั่วไปและคุณสมบัติทางเทคนิค ดังนี้
คุณสมบัติทั่วไป
เป็นคุณสมบัติประจำตัวของมอเตอร์ ไฟฟ้าแต่ละประเภทที่ควรจะทราบอย่างกว้าง ๆ
โดยมิได้เจาะลึกเข้าไปในเนื้อหาเชิงวิชาการแต่อย่างใด ได้แก่ ลักษณะโครงสร้าง ลักษณะงาน
ลักษณะของวงจรเช่นคุณสมบัติ ของมอเตอร์อนุกรม คือ ลักษณะโครงสร้าง
ประกอบด้วยลวดหนามแม่เหล็กที่มีความต้านทานต่ำมาก
(พันด้วยลวดทองแดงเส้นใหญ่น้อยรอบแกนขั้วแม่เหล็ก)
ต่อเป็นอนุกรมกับอาร์เมเจอร์และต่อโดยตรงกับแรงดันเมน ลักษณะวงจร A1 – A2
เป็นอาร์เมเจอร์ต่อเป็นอนุกรมกับขดลวดสนามแม่เหล็กชุดอนุกรม D1 – D2
และต่อโดยตรงกับสายเมน L+, L- และลักษณะสนามแม่เหล็กทำให้ความเร็วสูงเมื่อโหลดลง
จึงเป็นมอเตอร์ที่หมุนไม่คงที่ความเร็วเปลี่ยนแปลงไปตามโหลดจะเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะใช้เป็นมอเ
ตอร์สตาร์ทเครื่องพ่นน้ำคุณสมบัติทางเทคนิคเป็นคุณสมบัติประจำเครื่องกลไฟฟ้าแต่ละประเภทเช่
นเดียวกัน ที่ให้รายละเอียดซึ่งเจาะลึกเข้าไปในเชิงวิชาการ
สามารถทดสอบและวัดด้วยเครื่องวัดได้ด้วยวิธีทดลองในห้องปฏิบัติการทดลอง
ส่วนใหญ่จะแสดงด้วยกราฟเพื่อแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าหนึ่งกับอีกค่าหนึ่ง เช่น
สมรรถในการกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแสดงด้วย “กราฟแม่เหล็กอิ่มตัว
(Saturation หรือ Magnetization curve)”
สมรรถนะในการจ่ายโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแสดงด้วย External Characteristic
ส่วนคุณสมบัติทางเทคนิคของมอเตอร์จะแสดงด้วย Performance Curve ซึ่งได้แก่
สมรรถนะในการหมุนขับโหลด (Speed load Curves หรือ Speed/load Characteristic)
แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบกับกระแสมอเตอร์ (n =
ความเร็วรอบให้อยู่บนแกน Y หรือ Ordinate และ Ia = กระแสอาร์เมเจอร์ให้อยู่บนแกน X หรือ
abscissae) หรืออาจให้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบ(n เ เป็น ordinate หรือ แกน Y)
กับทอร์ค หรือกำลังที่หมุนขับงาน ( T= ทอร์ด, P=กำลังวัตต์หรือกิโลวัตต์ ให้อยู่บนแกน x หรือ
abscissae )
จุดประสงค์เพื่อต้องการแสดงให้เห็นถึงความเปลี่ยนแปลงของความเร็วรอบของมอเตอร์ที่หมุนขับโ
หลดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลงไป
กฎมือซ้ายสำหรับมอเตอร์
เนื่องจากมีความสัมพันธ์อย่างแน่นอนเกิดขึ้นระหว่าทิศทางของสนามแม่เหล็ก
ทิศทางของกระแสไฟฟ้าในตัวนำและทิศทางที่ตัวนำเคลื่อนที่ซึ่งมีความสัมพันธ์ของปริมาณเหล่านี้ใ
ห้ตั้งเป็นกฎมอเตอร์ขึ้น
ซึ่งกฎนี้ได้นำไปใช้แบบเดียวกันกับกฎมือขวาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแต่เพียงใช้มือซ้ายแทนเท่า
นั้น กฎนี้ ได้แสดงให้เห็นดังรูปที่ 1 และได้กล่าวไว้ดังนี้คือ กลางหัวแม่มือ นิ้วชี้และนิ้วกลาง
ให้ตั้งฉากซึ่งกันและกัน โดยใช้นิ้วชี้ ชี้ไปตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก (Magnotic flux = B)
นิ้วกลางชี้ไปตามทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า (Current = I)
แล้วหัวแม่มือจะบอกทิศทางของการเคลื่อนที่ของตัวนำ (Force =
F)แรงที่เกิดขึ้นในตัวนำการกระทำของแรงที่เกิดขึ้นเป็นตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในขณะที่มั
นวางอยู่ในสนามแม่เหล็กจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็ก
ความยาวของตัวนำและค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำแรงที่เกิดขึ้นบนตัวนำสามารถหาได้จากสม
การF = BILเมื่อ F = แรงที่เกิดขึ้นบนตัวนำหนึ่งตัว หน่วย นิวตันB = ความหนาแน่นสนามแม่เหล็ก
หน่วย Wb/m2I = กระแสที่ไหลในตัวนำ หน่วย แอมแปร์ (A)L = ความยาวของตัวนำ หน่วย เมตร
(m) แรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อต้าน เกิดขึ้นเนื่องจากเมื่อขดลวดตัวนำหมุนอยู่ในสนามแม่เหล็ก
มันจะติดกับเส้นแรงแม่เหล็กแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวขึ้นในขดลวด
แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นจะมีทิศทางขัดขวางกับแรงเคลื่อนที่ไฟฟ้าที่จ่ายให้มอเตอร์
จึงเรียกว่า “แรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อต้าน” (Back e.m.f) ซึ่งมันจะเกิดขึ้นในขดลวดอาร์เมเจอร์เสมอ
ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มีผลต่อการใช้งานจริง ๆ
ในอาร์เมเจอร์จึงมีค่าเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายให้ลบด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับจึงเขียนสมก
ารได้ดังนี้
Vt = Ia + Ebหรือ IaRa = Vt – Eb เมื่อ Eb = แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ต้านกลับ หน่วยโวลท์ (V)Vt =
แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ หน่วยโวลท์ (V)Ia = กระแสที่ไหลในอาร์เมเจอร์
หน่วยแอมแปร์ (A)Ra = ความต้านทานของขดลวดในอาร์เมเจอร์ หน่วยโอห์ม
สมการแรงเคลื่อนไฟฟ้าของมอเตอร์จากวงจรสามารถเขียนเป็นสมการได้คือVt = Eb + IaRaเมื่อ Vt
= แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ หน่วยโวลท์ (V)Eb = แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ต้านกลับ
หน่วยโวลท์ (V)IaRa = แรงเคลื่อนไฟฟ้าตกคร่อมในอาร์เมเจอร์ หน่วยโวลท์
(V)กำลังที่เกิดขึ้นในมอเตอร์จากสมการแรงเคลื่อนไฟฟ้าของมอเตอร์Vt = Eb + IaRaนำเอาค่า Ia
คูณตลอดเพื่อหา Power จะได้คือVt Ia = Ia Eb+ Ia2Raจะได้ Vt Ia = กำลังงานจ่ายให้กับมอเตอร์
หน่วยวัตต์ (W)Eb Ia = กำลังงานที่เกิดขึ้นจากอาร์เมเจอร์ หน่วยวัตต์ (W)Ia2Ra =
กำลังงานการสูญเสียที่เกิดขึ้นที่อาร์เมเจอร์ หน่วยวัตต์ (W)
ชนิดของมอเตอร์
มอเตอร์ไฟฟ้าแบ่งออกตามการใช้ของกระแสไฟฟ้าได้ 2 ชนิดดังนี้
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current Motor) หรือเรียกว่าเอ.ซี มอเตอร์
(A.C. MOTOR) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้าสลับแบ่งออกได้ดังนี้
1.3 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิด 3 เฟสหรือเรียกว่าทีเฟสมอเตอร์ (A.C. Three phase
Motor)
ประเภทของมอเตอร์
1.มอเตอร์กระแสตรง
2.มอเตอร์กระแสสลับ
1.มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วนดังนี้
2.1 แกนเพลา (Shaft)
2.2 แกนเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature Core)
2.3 คอมมิวเตอร์ (Commutator)
2.4 ขอลวดอาร์มาเจอร์ (Armature Widing)
แปรงถ่าน (Brushes)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
เป็นต้นกำลังขับเคลื่อนที่สำคัญอย่างหนึ่งในโรงงานอุตสาหกรรมเพราะมีคุณสมบัติที่ดีเด่นในด้านก
ารปรับความเร็วได้ตั้งแต่ความเร็วต่ำสุดจนถึงสูงสุด นิยมใช้กันมากในโรงงานอุตสาหกรรม
เช่นโรงงานทอผ้า โรงงานเส้นใยโพลีเอสเตอร์ โรงงานถลุงโลหะหรือให้
เป็นต้นกำลังในการขับเคลื่อนรถไฟฟ้า
เป็นต้นในการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจึงควรรู้จัก อุปกรณ์ต่าง ๆ
ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงและเข้าใจถึงหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบต่าง ๆ
ส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
1.เฟรมหรือโยค (Frame Or Yoke)
เป็นโครงภายนอกทำหน้าที่เป็นทางเดินของเส้นแรงแม่เหล็กจากขั้ว
ขั้วแม่เหล็ก (Pole) ประกอบด้วย 2 ส่วนคือแกนขั้วแม่เหล็กและขดลวด
ส่วนแรกแกนขั้ว (Pole Core) ทำด้วยแผ่นเหล็กบางๆ
กั้นด้วยฉนวนประกอบกันเป็นแท่งยึดติดกับเฟรม
ส่วนปลายที่ทำเป็นรูปโค้งนั้นเพื่อโค้งรับรูปกลมของตัวโรเตอร์เรียกว่าขั้วแม่เหล็ก (Pole Shoes)
มีวัตถุประสงค์ให้ขั้วแม่เหล็กและโรเตอร์ใกล้ชิดกันมากที่สุดเพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยที่สุด
เพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยที่สุดจะมีผลให้เส้นแรงแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กผ่านไปยัง
โรเตอร์มากที่สุดแล้วทำให้เกิดแรงบิดหรือกำลังบิดของโรเตอร์มากเป็นการทำให้มอเตอร์
มีกำลังหมุน (Torque)
ส่วนที่สองขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Coil)
จะพันอยู่รอบๆแกนขั้วแม่เหล็กขดลวดนี้ทำหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็ก
ให้เกิดขึ้น
และเส้นแรงแม่เหล็กนี้จะเกิดการหักล้างและเสริมกันกับสนามแม่เหล็กของอาเมเจอร์ทำให้เกิดแรง
บิดขึ้น
แกนเพลา (Shaft) เป็นตัวสำหรับยืดคอมมิวเตเตอร์ และยึดแกนเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature Croe)
ประกอบเป็นตัวโรเตอร์แกนเพลานี้จะวางอยู่บนแบริ่ง
เพื่อบังคับให้หมุนอยู่ในแนวนิ่งไม่มีการสั่นสะเทือนได้
แปรงถ่าน
ทำด้วยคาร์บอนมีรูปร่างเป็นแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้าในซองแปรงมีสปิงกดอยู่ด้านบนเพื่อให้ถ่านนี้สัมผัส
กับซี่คอมมิวเตเตอร์ตลอดเวลาเพื่อรับกระแส และส่งกระแสไฟฟ้าระหว่างขดลวดอาร์มาเจอร์
กับวงจรไฟฟ้าจากภายนอก
คือถ้าเป็นมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรงจะทำหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเข้าไปยังคอมมิวเตเตอร
ให้ลวดอาร์มาเจอร์เกดแรงบิดทำให้มอเตอร์หมุนได้
หลักการของมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรง
หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Motor Action)
เมื่อเป็นแรงดันกระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปในมอเตอร์ ส่วนหนึ่งจะ
แปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์เข้าไปในขดลวดอาร์มาเจอร์สร้างสนามแม่เหล็กขึ้น
และกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field coil) สร้างขั้วเหนือ-
ใต้ขึ้น จะเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเส้นแรง แม่เหล็ก
จะไม่ตัดกันทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกัน และทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน
ทำให้เกิดแรงบิดในตัวอาร์มาเจอร์ ซึ่งวางแกนเพลาและแกนเพลานี้
สวมอยู่กับตลับลุกปืนของมอเตอร์ ทำให้อาร์มาเจอร์นี้หมุนได้
ขณะที่ตัวอาร์มาเจอร์ทำหน้าที่หมุนได้นี้เรียกว่า โรเตอร์ (Rotor) ซึ่งหมายความว่าตัวหมุน
การที่อำนาจเส้นแรงแม่เหล็กทั้งสองมีปฏิกิริยาต่อกัน ทำให้ขดลวดอาร์มาเจอร์
หรือโรเตอร์หมุนไปนั้นเป็นไปตามกฎซ้ายของเฟลมมิ่ง (Fleming’left hand rule)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ หมายถึง มอเตอร์ที่ใช้กับระบบไฟฟ้ากระแสสลับ
เป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล
ส่วนที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าคือขดลวดในสเตเตอรืและส่วนที่ทำหน้าที่ให้พลังงานกล คือ
ตัวหมุนหรือโรเตอร์
ซึ่งเมื่อขดลวดในสเตเตอร์ได้รับพลังงานไฟฟ้าก็จะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาในตัวทที่อยู่กับที่หรือ
สเตเตอร์ ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้จะมีการเคลื่อนที่หรือหมุนไปรอบ ๆ สเตเตอร์
เนื่องจากการต่างเฟสของกระแสไฟฟ้าในขดลวดและการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า
ในขณะที่สนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ไปสนามแม่เหล็กจากขั้วเหนือก็จะพุ่งเข้าหาขั้วใต้
ซึ่งจะไปตัดกับตัวนำที่เป็นวงจรปิดหรือขดลวดกรงกระรอกของตัวหมุนหรือโรเตอร์
ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวดของโรเตอร์
ซึ่งสนามแม่เหล็กของโรเตอร์นี้จะเคลื่อนที่ตามทิศทางการเคลื่อนที่จองสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์
ก็จะทำให้โรเตอร์ของมอเตอร์เกิดจะพลังงานกลสามารถนำไปขับภาระที่ต้องการหมุนได้
ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ
มอเตอร์อะซิงโครนัสและมอเตอร์ซิงโครนัส ซึ่งที่กล่าวในบทนี้จะเป็นมอเตอร์อะซิงโครนัส
ที่เรียกว่ามอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำ ซึ่งจะมีขนาดตั้งแต่เล็ก ๆไปจนถึงขนาดหลายร้อยแรงม้า
มอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำมีทั้งที่เป็นมอเตอร์ชนิด 1 เฟสและชนิดที่เป็นมอเตอร์ 3 เฟส
มอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำนั้นส่วนมากแล้วจะหมุนด้วยความเร็วคงที่แต่ก็มีบางชนิดที่สามารถเปลี่ยนแ
ปลงความเร็วได้ เช่น มอเตอร์สลิปริงหรือมอเตอร์ชนิดขดลวดพัน ซึ่งจะเป็นมอเตอร์ชนิด 3 เฟส
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิดเหนี่ยวนำเป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงาน
กล ในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกลนี้
โรเตอร์ไม่ได้รับพลังงานไฟฟ้าโดยตรงแต่จะได้จากการเหนี่ยวนำ
ดังนั้นจึงเรียกว่ามอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
โครงจะทำหน้าที่ยึดแกนเหล็กสเตเตอร์ให้แน่นอยู่กับที่ผิวด้านนอกของโครงมอเตอร์
จะออกแบบให้มีลักษณะเป็นครีบ เพื่อช่วยในการระบายความร้อน
ในกรณีที่เป็นมอเตอร์ขนาดเล็ก ๆ โครงจะทำด้วยเหล็กหล่อ
แต่ถ้าเป็นมอเตอร์ขนาดใหญ่ โครงจะทำด้วยเหล็กหล่อเหนียว
ซึ่งจะทำให้มอเตอร์มีขนาดเล็กกะทัดรัดมากขึ้น แต่ถ้าใช้เหล็กหล่อก็จะให้มีขาดใหญ่ นำหนักมาก
นอกจากนี้แล้วโครงของมอเตอร์ยังอาจทำด้วยเหล็กหล่อเหนียวม้วนเป็นแผ่นม้วนรูปทรงกระบอก
แล้วเชื่อมติดกันให้มีความแข็งแรง เช่น มอเตอร์สปลิตเฟส เป็นต้น
1.2 แกนเหล็กสเตเตอร์ ( Stator Core ) ทำด้วยแผ่นเหล็กบาง ๆ มีลักษณะกลม
เจาะตรงกลางและเซาะร่องภายในโดยรอบ แผ่นเหล็กชนิดนี้เรียกว่า ลามิเนท ซึ่งจะถูกเคลือบด้วย
ซิลิกอน เหล็กแต่ละแผ่นจะมีความหนาประมาณ 0.025 นิ้ว ดังแสดงในรูป ที่ 3 ( A )
หลังจากนั้นจึงนำไปอัดเข้าด้วยกันจนมีความหนาที่เหมาะสม เรียกว่าแกนเหล็กสเตเตอร์
ดังแสดงในรูปที่ 3 ( B )
1.3 ขดลวด ( Stator Winding )
จะมีลักษณะป็นเส้นลวดทองแดงเคลือบฉนวนที่เรียกว่า อีนาเมล ( Enamel )
พันอยู่ในร่องของแกนเหล็กสเตเตอร์ตามรูปแบบต่าง ๆ ของการพันมอเตอร์
2 โรเตอร์หรือตัวหมุน ( Rotor ) มอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำจะมีโรเตอร์ 2 ชนิด คือ
โรเตอร์แบบกรงกระรอกและโรเตอร์แบบขดลวดพันหรือแบบวาวนด์ ซึ่งจะมีส่วนประกอบดังนี้คือ
แกนเหล็ก โรเตอร์ ขดลวด ใบพัด และเพลา ดังจะไดกล่าวรายละเอียดต่อไป
2.1 โรเตอร์แบบกรงกระรอก ( Squirrel cage rotor )
จะประกอบด้วยแผ่นเหล็กบาง ๆ ที่เรียกว่าแผ่นเหล็กลามิเนท
ซึ่งจะเป็นแผ่นเหล็กชนิดเดียวกันกับสเตเตอร์ มีลักษณะเป็นแผ่นกลม ๆ
เซาะร่องผิวภายนอกเป็นร่องโดยรอบ ตรงกลางจะเจาะรูสำหรับสวมเพลา และจะเจาะรูรอบ ๆ
รูตรงกลางที่สวมเพลาทั้งนี้เพื่อช่วยให้ในการระบายความร้อน และยังทำให้โรเตอร์มีน้ำหนักเบาลง
เมื่อนำแผ่นเหล็กไปสวมเข้ากับแกนเพลาแล้วจะได้เป็นแกนเหล็กโรเตอร์
หลังจากนั้นก็จะใช้แท่งตัวทองแดงหรือแท่งอะลูมิเนียมหล่ออัดเข้าไปในร่องของแกนเหล็กสเตเตอร์
เข้าไปวางทั้งสองด้านด้วย
วงแหวนตัวนำทั้งนี้เพื่อให้ขดลวดครบวงจรไฟฟ้าหรืออาจนำแกนเหล็กสเตเตอร์เข้าไปในแบบพิมพ์
แล้วฉีดอะลูมิเนียมเหลวเข้าไปในร่อง
ก็จะได้อะลูมิเนียมอัดแน่นอยู่ในร่องจนเต็มและจะได้ขดลวดตัวนำแบบกรงกระรอกฝังอยู่ในแกนเห
ล็ก ดังแสดงในรูปที่ 4
ขดลวดในโรเตอร์นั้นจะเป็นลักษณะของตัวนำที่เป็นแท่งซึ่งอาจใช้ทองแดง
หรืออะลูมิเนียมประกอบเข้าด้วยกันเป็นลักษณะคล้ายกรงนกหรือกรงกระรอก
2.2 โรเตอร์แบบขดลวดพันหรือแบบวาวนด์ ( Wound Rotor )
โรเตอร์ชนิดนี้จะมีส่วนประกอบคล้าย ๆ กับโรเตอร์แบบกรงกระรอก คือ
มีแกนเหล็กที่เป็นแผ่นลามิเนทอัดเข้าด้วยกันแล้วสวมเข้าที่เพลา แต่จะแตกต่างกันตรงที่ขดลวด
จะเป็นเส้นลวดชนิดที่หุ้มด้วยน้ำยาฉนวนอีนาเมลพันลงไปในร่องสล็อตของโรเตอร์จำนวน 3 ชุด
ซึ่งจะมีลักษณะเหมือนกับที่พันบนสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟสแล้วต่อวงจรขดลวดเป็นแบบสตาร์
โดยนำปลายทั้ง 3 ที่เหลือต่อเข้ากับวงแหวนตัวนำ
ทั้งนี้เพื่อให้สามารถต่อวงจรของขดลวดของโรเตอร์เข้ากับตัวต้านทานที่ปรับค่าได้ที่อยู่ภายนอกตัว
มอเตอร์ เพื่อการปรับค่าความต้านทานของโรเตอร์ ซึ่งจะสามารถควบคุมความเร็วของโรเตอร์ได้
ดังแสดงในรูปที่ 6
3 ฝาครอบ ( End Plate ) ส่วนมากจะทำด้วยเหล็กหล่อ
เจาะรูตรงกลางและคว้านเป็นรูกลมใหญ่เพื่อัดแบริ่งหรือตลับลูกปืนรองรับแกนเพลาของโรเตอร์
ดังแสดงในรูปที่ 1
ส่วนประกอบทั่วไปของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ
จะประกอบด้วย
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา หัวหน้ากลุ่มวิจัยวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติขั้นสูง และผู้รับผิดชอบหลักสูตรหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (นานาชาติ) ม.เกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา