นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา...

71
1 การพัฒนาเครื่องปอกเปลือกข้าวโพดในภาคอุตสาหกรรมครัวเรือน Develop of Corn Peeling Machine for Industrial Action In The Household นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนาตยา เจริญสุข งานวิจัยนี ้ได ้รับงบประมาณจากเงินกองทุนส่งเสริมการวิจัย ปี พ.. 2558 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ

Upload: others

Post on 08-Jan-2020

26 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

1

การพฒนาเครองปอกเปลอกขาวโพดในภาคอตสาหกรรมครวเรอน

Develop of Corn Peeling Machine for Industrial Action In The Household

นายธนกฤต ภทรเกษวทย

นางสาวนาตยา เจรญสข

งานวจยนไดรบงบประมาณจากเงนกองทนสงเสรมการวจย ป พ.ศ. 2558

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

Page 2: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

2

หวของานวจย การพฒนาเครองปอกเปลอกขาวโพดในภาคอตสาหกรรมครวเรอน

ชอนกวจย นายธนกฤต ภทรเกษวทย

นางสาวนาตยา เจรญสข

สาขา วศวกรรมเครองกล

คณะ วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร

ปการศกษา 2558

บทคดยอ

เทคโนโลยในปจจบนไดพฒนาขนอยางตอเนองและมบทบาทส าคญตอชวตประจ าวนของมนษย

เปนอยางมาก ดงนนผจดท าจงไดน าเสนอโครงงานเครองปอกเปลอกขาวโพด โดยท าการศกษา ออกแบบ

และสรางเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง ซงมวตถประสงคเพอน าหลกการในการท างานของ

เพลาล าเลยงมาใชในการปอกเปลอกขาวโพด และหาประสทธภาพการท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพด

แบบเพลาล าเลยง ลกษณะของเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง ใชมอเตอรตนก าลงขนาด 3

แรงมา ตอเขากบชดพเลยและสายพานในการสงก าลง อตราทด 0.8 ตอ 1 ไปขบเคลอนชดเพลาล าเลยง

จ านวน 2 ค ขนาดเสนผานศนยกลางของเพลารวมใบ 85 มลลเมตร ยาว 1,800 มลลเมตร โดยศกษาถงตวแปร

ทมผลตอสมรรถนะของเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง คอ ความเรวของชดเพลา ปรมาณการ

ปอกเปลอกขาวโพด และอตราคาความสนเปลองทเกดขน ผจดท าไดใชขาวโพดเลยงสตวมาเปนวตถดบใน

การทดสอบ

จากการทดสอบโดยการใชความเรวของเพลาล าเลยง 1,200 รอบตอนาท เครองสามารถปอกเปลอก

ขาวโพดได 400 กโลกรมตอชวโมงตอเพลา 1 ชด ทงนผจดท าไดเพมชดเพลาล าเลยง เปน 2 ชดโดยใชอตรา

ความเรวของเพลาเทาเดม เครองสามารถปลอกเปลอกขาวโพดไดถง 800 กโลกรมตอชวโมง ซงเปนการ

ท างานทบรรลวตถประสงคของงานวจย และสามารถพฒนาไปใชกบภาคเกษตรกรไดในอนาคต

Page 3: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

3

กตตกรรมประกาศ

งานวจยนการการพฒนาเครองปอกเปลอกขาวโพดในภาคอตสาหกรรมครวเรอน ส าเรจลลวงได

ผจดท าไดรบความอนเคราะหและชวยเหลอจากบคลากรหลายทาน และสาขาวศวกรรมเครองกลทใหความ

อนเคราะหครภณฑในการวจย

ในการ นทางคณะผ จ ดท าตองขอขอบพระคณแผนกวจย สถาบนวจยพฒนาและคณะ

วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทชวยสนบสนน

งานวจยเงนงบประมาณผลประโยชน ป พ.ศ.2558

สดทายนคณะผจดท าหวงเปนอยางยงวางานวจยนมคณคาและประโยชนทางดานวจยแกผทตองการ

ศกษาขอมลตอไป

คณะผจดท า

มถนายน 2558

Page 4: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

4

สารบญ

หนา

กตตกรรมประกาศ 3

สารบญ 4

บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 8

1.2 วตถประสงคของงานวจย 8

1.3 ขอบเขตของงานวจย 9

1.4 ประโยชนทไดรบของงานวจย 9

บทท 2 งานวจยและทฤษฎทเกยวของ

2.1 ทฤษฎเกยวกบขาวโพด 10

2.1.1 ชนดของขาวโพด 10

2.1.2 คณคาทางอาหารในขาวโพด 12

2.2 คาความปลอดภยในการออกแบบเครองจกรกล 12

2.3 ชนดของเพลาและสกรล าเลยงวสด 14

2.3.1 ใบสกร (Screw Flights) 15

2.3.1.1 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตมาตรฐาน (Single Flight StandardPitch) 15

2.3.1.2 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตเทากบครงหนงของเสนผาศนยกลางใบ 15

(Single Flight Haft Pitch)

2.3.1.3 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตสน (Single Flight Short Pitch) 16

2.3.1.4 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตยาว (Long Pitch Conveyor Screws) 16

2.3.1.5 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตขยาย (Single Flight Variable Pitch) 17

2.3.1.6 ใบสกรแบบทขนาดเสนผาศนยกลางเพมขนเปนระดบขน 17

(Stepped Pitch Conveyor Screw)

2.3.2 ทฤษฎทเกยวของในการออกแบบเพลา 18

2.4 สายพานสงก าลง 29

2.4.1 ชนดและวสดของสายพาน 29

2.4.2 โครงสรางพนฐานของสายพานสงก าลง (Structure of Belt) 30

Page 5: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

5

สารบญ(ตอ)

หนา

2.4.3 ชนดของสายพานสงก าลง (Type of Transmission belt) 31

2.4.3.1 สายพานสงก าลงตววรองเรยบ (Wrapped V-Belt) 31

2.4.3.2 สายพานสงก าลงตววเปลอยขาง (Raw Edge V-Belt) 32

2.4.4 การสงถายก าลงดวยสายพานตว “ ว ” หรอ “ ลม ” 33

2.4.4.1 ซงขอดของสายพานลมเมอเทยบสายพานแบนมดงน 33

2.4.4.2 ซงขอเสยของสายพานลมเมอเทยบสายพานแบนมดงน 34

2.5 ลอสายพาน (Pulley) 40

2.6 มอเตอรไฟฟา (Electrical Motor) 42

2.6.1 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 42

บทท 3 วธการด าเนนงาน

3.1 ลกษณะการท างานของเครองทออกแบบ 45

3.2 การออกแบบและการค านวณ 45

3.2.1 ความตองการเครองปอกเปลอกขาวโพด 45

3.2.1.2 การออกแบบชดเพลาล าเลยงและปอกเปลอกขาวโพด 47

3.2.1.3 เพลาและการตดตง 51

3.2.2 มอเตอรไฟฟา 53

3.2.3 พเลย Pulley 54

3.3 วสดและอปกรณในการวจย 56

3.4 วธการด าเนนการวจย 56

3.5 วธการทดลองเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง 56

3.5.1 ความเรวรอบในการวจย 56

3.5.2 ขนตอนการวจย 56

บทท 4 การวเคราะหและผลการทดลอง

4.1 ขนตอนการทดลองเครองปอกเปลอกขาวโพด 62

4.2 ผลการทดสอบเพอหาสมรรถนะของเครองปอกเปลอกขาวโพด 62

Page 6: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

6

สารบญ(ตอ)

หนา

4.2.1 เรมการทดสอบ 63

4.3 เปรยบเทยบการท างานระหวางแรงงานคน กบเครองปอกเปลอกขาวโพด 66

4.3.1 แรงงานจากคน 67

4.3.2 การปอกเปลอกขาวโพดดวยเครอง 67

4.3.3 จดคนทนของเครองปอกเปลอกขาวโพด 67

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง 70

อางอง 72

Page 7: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

7

บทท 1

บทน า

ขาวโพดเปนธญพชส าคญอยางหนงของโลกรองจากขาวเจาและขาวสาล ซงเปนพชอาหารหลกทใช

ประโยชนไดอยางกวางขวาง ในตางประเทศ เชน เมกซโก อนเดย อนโดนเซย และอตาล ประชาชน

รบประทานขาวโพดเปนอาหารประจ าวนในรปตางๆ กน นอกจากใชเปนอาหารมนษย และสตวโดยตรง

แลวเมลดขาวโพดและสวนประกอบอนๆ เชน ตน ใบและซง ยงใชประโยชนในอตสาหกรรมไดหลายชนด

โดยทเมลดอาจน ามาสกดน ามน น าตาล และท าแปง น าตาลทสกดจากเมลดใชท าสารเคม วตถระเบด สยอม

ผา แปง ใชท าสบ หมก กาว น ามน นอกจากใชรบประทานแลวสามารถใชเปนสวนผสมในการท าสทาบาน

ยาขดเงา สวนของล าตนและใบใชท ากระดาษ กระดาษอด สวนของซงใชท าจกขวด กลองยาสบและ

เชอเพลง ผลตภณฑอตสาหกรรมทส าคญๆ ซงใชขาวโพดเปนสวนประกอบมประมาณกวา 500 ชนด

ขาวโพดเลยงสตวเปนพชเศรษฐกจทมความส าคญตออตสาหกรรมอาหารสตว ประมาณรอยละ

90.95 ของผลผลตทงหมด ใชในการผลตอาหารสตวของประเทศ ปจจบนพนทปลกขาวโพดเลยงสตวม

ประมาณ 7.12 ลานไร ผลผลตรวม 4.352 ลานตน ผลผลตเฉลย 611 กโลกรม/ไร ปจจบนการปลก

ขาวโพดเลยงสตวของประเทศ จ าแนกได 2 รน คอ รนท 1 (ฤดฝน) ปลกตงแตเดอน พ.ค.-ต.ค. ผลผลต

จะเกบเกยวมากในชวงเดอนกนยายน ประมาณรอยละ 86 ของผลผลตทงประเทศ และรนท 2 (ฤดแลง)

จะปลกตงแตเดอน พ.ย.-เม.ย. เกบเกยวมากทสดในชวงเดอนกมภาพนธ ประมาณรอยละ 13 ของผลผลต

ทงประเทศ โดยทวไปการเกบเกยวขาวโพดยงใชแรงงานคน หกฝกขาวโพดโยนกองรวมกนไวบนพนดน

หรอในเขง แลวขนเขาไปกองรวมกนไวในยง ถาฝกขาวโพดยงมความชนสง จะท าใหเกดความรอนในกอง

ขาวโพดเนองจากถกเชอราเขาท าลายและเกดการปนเปอนของสารอะฟลาทอกซน ส าหรบประเทศไทยแลว

ขาวโพดทผลตไดเกอบทงหมดสงไปจ าหนายตางประเทศ ในสวนของการใชขาวโพดเปนอาหารสตวและ

อาหารมนษยมนอย บางทองท เชน สระบร ลพบร นครสวรรค ซงเปนพนทราบ นยมจางรถเกบเกยว

แบบเครองเกยวนวดชนดขบเคลอนดวยตนเอง (Combine Harvester) มาเกบเกยวขาวโพด เมลดขาวโพดจะ

ถกล าเลยงไปเกบไวในถงเกบ เมอเตมถงจะถกถายไปยงรถบรรทกทรออยขางแปลง แตเนองจากตวถงม

ขนาดใหญ (น าหนกประมาณ 10 ตน) จงไมเหมาะกบแปลงทมขนาดเลก และในฤดเกบเกยวดนยงมความชน

อย ท าใหตดหลม ท างานไมสะดวก มปญหากบวชพชเถาวชนดตางๆ ในแปลงปลกขาวโพด อกทงการขน

ยายเครองไปท างานในทองทตาง ๆ ไมคลองตว นอกจากนการทเมลดยงมความชนสง ถาหากไมสามารถลด

ความชนใหอยในระดบทปลอดภยไดทนกจะท าใหเมลดเนาเสยได

Page 8: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

8

ปจจบนเทคโนโลยไดเขามามบทบาทเปนอยางมากเกยวกบการใชชวตของมนษยในดานตางๆ

โดยเฉพาะทางดานเกษตรกรรมเพอชวยเพมผลผลต ลดตนทนในการผลต และเนองจากขาวโพดเลยงสตว

เปนพชเศรษฐกจทมการปลกเปนจ านวนมาก และยงตองใชแรงงานคนในการเกบเกยว ซงปจจบน

แรงงานคนเรมขาดแคลนอยางมาก คณะผจดท าจงไดออกแบบและสรางเครองปอกเปลอกขาวโพดเลยง

สตวขนมา เพอเปนการพฒนาเทคโนโลยมาประยกตใชกบงานทางดานเกษตรกรรมใหดยงขน เครองปอก

เปลอกขาวโพดเลยงสตวดวยเพลาล าเลยงน เปนโครงงานทไดรวบรวมระบบกลไกตางๆ ทใชวธการควบคม

แบบงาย (Manual) วตถประสงคของโครงงานเพอสรางความรความเขาใจพนฐานของกลไก ระบบควบคม

กลไกตางๆ และยงเปนการพฒนาเทคโนโลยการเกษตรกรรม เพอชวยแกปญหาใหเกษตรกร เรองการขาด

แคลนแรงงาน ลดตนทนการผลต ลดระยะเวลาการเกบเกยวผลผลต และยงท าใหผลผลตทไดมความ

สะอาด ลดความเสยงตอการเกดความชนในผลผลต หากเครองมอทกลมผจดท าสรางขนน สามารถท างาน

ไดตามสมมตฐาน จะกอใหเกดการพฒนาเทคโนโลยการเกบเกยวผลผลตของเกษตรกร อกทงเปนการ

สนบสนนธรกจชมชนเพอการพงพาตนเองใหเขมแขง อกดวย

1.1 ความเปนมาและความส าคญ

เครองปอกเปลอกขาวโพด เปนโครงงานทไดจากการรวมระบบกลไกตางๆ ทควบคมดวยการ

ท างานแบบงายๆ วตถประสงคของโครงงานคอเพอสรางความรความเขาใจพนฐานของเทคโนโลยตางๆ ใน

การสรางเครองจกรและยงเปนการพฒนาเทคโนโลยไวใชในการเกษตรกรรมเพอชวยใหเกษตรกรลดตนทน

ในการจางแรงงานทจะมาปอกเปลอกขาวโพดและยงท าใหผลผลตทไดมความสะอาด รวมทงเปนการพฒนา

เทคโนโลยดานการออกแบบและสรางเครองจกรทจะน ามาท างานแทนมนษยเพอเกดความปลอดภย มความ

สะดวกในการท างาน และเพมประสทธภาพของผลผลต

1.2 วตถประสงคของงานวจย

1.2.1 สรางเครองมอปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง

1.2.2 สรางกลไกดานการปอกเปลอกขาวโพด เพอเพมปรมาณการผลต

1.2.3 น าหลกการในการท างานของเพลาล าเลยงมาใชในการปอกเปลอกขาวโพด

1.2.4 เพอหาประสทธภาพการท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพดแบบเพลาล าเลยง

Page 9: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

9

1.3 ขอบเขตของงานวจย

1.3.1 สรางสวนประกอบพนฐานของเครองปอกเปลอกขาวโพด

1.3.2 ออกแบบระบบเพลาคและสรางเครองปอกเปลอกขาวโพด

1.3.3 ประเมนการท างานในการแยกเปลอกออกจากฝกขาวโพด

1.4 ประโยชนทไดรบจากงานวจย

1.4.1 เขาใจหลกการท างานของเครองจกรกล ทใชปอกเปลอกขาวโพด

1.4.2 เขาใจหลกการท างานของ มอเตอร เพลา เฟอง สายพานทใชในการสรางเครองปอกเปลอก

ขาวโพด

1.4.3 สามารถน าโครงงานนไปประยกตใช ในกระบวนการเกบเกยวขาวโพดเลยงสตวของ

ธรกจขนาดเลก กลมชมชนเกษตรกรขนาดกลางหรอขนาดเลกในทองถน

1.4.4 ลดระยะเวลาการปอกเปลอกขาวโพดดวยแรงานคน โดยใชเครองจกรกลแทน

1.4.5 เพมปรมาณผลผลตเมลดขาวโพดและเพมมลคาผลผลตใหกบเกษตรกร

Page 10: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

10

บทท 2

ทฤษฎเบองตน

หลกการและทฤษฎทเกยวของในโครงงานเครอง ปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตว เนอหาในบทนจะ

อธบายถงความส าคญและชนดของขาวโพด พนฐานการออกแบบ การเลอกใชวสด อปกรณในการประกอบ

เครองมอ ชนดของมอเตอรและหลกการของมอเตอร เพลาล าเลยง สายพาน และลอสายพาน (Pulley)

2.1 ทฤษฎเกยวกบขาวโพด

ขาวโพด มชอวทยาศาสตรวา ซเมส (Zea mays) เปนพชตระกลเดยวกบหญามล าตนสง โดยเฉลย

2.2 เมตร ขนาดเสนผาศนยกลางของล าตน 0.5-2.0 นว ซงมถนก าเนดคอไดมการขดพบซงขาวโพดและซาก

ของตนขาวโพดทใกลแมน าในนวเมกซโก (แถบอเมรกาใต) และปจจบนนยมปลกแพรหลายในแถบ

อเมรกา แคนาดา เปนตน สามารถปลกไดในสภาพทภมอากาศแตกตางกนมากๆ เปนแหลงอาหารทส าคญ

ของสตว เพราะสามารถน ามาเลยงสตวไดทงตน ใบ และเมลด

ส าหรบประเทศไทย คนไทยรจกน าขาวโพดมาเลยงสตวตงแตหลงสงครามโลกครงท 1 โดย ม.จ.

สทธพร กฤษดากร ไดน าขาวโพดพนธทใชเลยงสตวมาปลกและทดลองใชเลยงสตว จนหลงสงครามโลก

ครงท 2 การใชขาวโพดเรมแพรหลายขนในหมนกวชาการ จนกระทงหลงสงครามโลกครงท 2 การใช

ขาวโพดเรมแพรหลายขนในหมนกวชาการ ทงนเนองจาก คณหลวงสวรรณ วาจกกสกจไดน าการเลยงไก

แบบการคามาเรมสาธต และกระตนใหประชาชนปฏบตตามผเลยงไกจงรจกใชขาวโพดมากขนกวาเดม แต

เนองจากระยะนนขาวโพดมราคาสงและหายาก การใชขาวโพดจงใชเปนเพยงสวนประกอบของอาหารหลก

ซงมร าและปลายขาวเปนสวนใหญ แตในปจจบนผเลยงสตวรจกขาวโพดกนทว และประเทศไทยไดปลก

ขาวโพดในปหนงๆ จ านวนไมนอย ทงน ามาใชเองและสงออกตางประเทศ คดพนทๆ เพาะปลกเฉลยแลว

ต งแตป 1820 เปนตนมา ปลกไมต ากวา 8,000,000 ไร/ป ปรมาณขาวโพดทผลตได ไดน ามาใช

ภายในประเทศ รอยละ 10-15 ของทผลตได หรอถานบรวมทงการใชเลยงสตวและคาเมลดพนธเพาะปลก

ประมาณ 5-6 แสนตนตอป

2.1.1 ชนดของขาวโพด

ขาวโพดทใชเลยงสตวในประเทศไทยมหลายพนธ ทนยมปลกในประเทศไทยไดแก พนธกวเตมาลา

พย 12 (Rep.1) กวเตมาลา พบ 12 (Rep.2) พบ 5 ขาวโพดเหนยว และโอเปค-2 มเมลดตงแตสขาว สเหลอง

Page 11: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

11

และสแดง ขนาดของเมลดขนอยกบพนธ โดยทวไปมขนาดเสนผาศนยกลางอยในชวง 0.5-0.8 เซนตเมตร

กอนน ามาเลยงสตวจงตองบดกอนเพอชวยใหการยอยและการผสมไดผลดขนทบดแลวจะมขนาดประมาณ

1-8 มลลเมตร โดยทวไปขาวโพดจดออกเปน 5 กลม คอ

1) ขาวโพดเลยงสตวหรอขาวโพดไร (Field corn) ทรจกในปจจบนมขาวโพดหวบม (Dent corn)

และขาวโพดหวแขง ซงเปนการเรยกตามลกษณะเมลด

-ขาวโพดหวบมหรอหวบบขาวโพดชนดนเมอเมลดแหงแลวตรงสวนหวบนสดจะมรอยบม

ลงไป ซงเปนสวนของแปงสขาว ขาวโพดชนดนส าคญมากและนยมปลกกนมากใน ประเทศสหรฐอเมรกา

โดยเฉพาะทางแถบคอรนเบลท สของเมลดมตงแตขาวไปจนถงเหลอง เนองจากมหลายสายพนธมโปรตน

นอยกวาพวกขาวโพดหวแขง

-ขาวโพดหวแขงขาวโพดพนธนสวนบนสดของเมลดมสเหลองจดและเมอแหงจะแขงมาก

ภายในเมลดมสารทท าใหขาวโพดมสเหลองจดเปนสารใหสทชอ ครปโตแซนทน (Cryptoxanthin) สารน

เมอสตวไดรบรางกายสตวจะเปลยนสารนใหเปนวตามนเอ นอกจากนสารนยงชวยใหไขแดงมสแดงเขม

ชวยใหไกมผวหนง ปาก เนอ และแขงมสเหลองเขมขน เปนทนยมของตลาดโดยเฉพาะแถบอเมรกาสวน

องกฤษนนนยมใชขาวโพดขาว

2) ขาวโพดหวาน (Sweet corn) เปนขาวโพดทคนใชรบประทานไมมการแปรรปเมลดจะใสและ

เหยวเมอแกเตมท เนองจากมน าตาลมากกอนทสกจะมรสหวานมากกวาชนดอนๆ จงเรยกขาวโพดหวานและ

มหลายสายพนธ

3) ขาวโพดแปง (Flour corn) เมลดมสหลายชนด เชน ขาวขนๆ หรอปนเหลอง หรอสน าเงนคล า

หรอมสขาวและสน าเงนคล าในฝกเดยวกน เนองจากกลายพนธ เมลดทมสคล าและกลายพนธเรยกวา

ขาวโพดอนเดยนแดง (Squaw corn) หรอเรยกวาขาวโพดพนธพนเมอง (Native corn) ขาวโพดกลมนจะมส

คล าเนองจากมไนอาซนสงกวาขาวโพดทมแปงสขาว

4) ขาวโพดเทยน (Waxy corn) เปนขาวโพดทมนษยใชรบประทาน จะมแปงทมลกษณะเฉพาะคอ

นมเหนยว เพราะในเนอแปงจะประกอบดวยแปงพวกแอมมโลเปคตน (Amylopectin) สวนขาวโพดอนๆ ม

แปงแอมมโลส (Amylose) ประกอบอยดวยจงท าใหแปงคอนขางแขง

5) ขาวโพดคว (Pop corn)กเปนขาวโพดทคนใชรบประทาน ไมมการแปรรป เมลดคอนขางแขง ม

สและขนาดแตกตางกน ในตางประเทศ ถาเมลดมลกษณะแหลมเรยกวา ขาวโพดขาว (Rice corn) ถาเมลด

กลม เรยกวา ขาวโพดไขมก (Pearl corn)

Page 12: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

12

2.1.2 คณคาทางอาหารในขาวโพด

สวนประกอบของเมลดขาวโพดทสามารถรบประทานไดหนก 100 กรม ประกอบดวยน า

10 กรม โปรตน 10 กรม ไขมน 4.5 กรม คารโบไฮเดรต 70 กรม เสนใย 2 กรม เถา 2 กรม พลงงานเฉลย

1,525 กโลจลตอ 100 กรม มโปรตนชนดซน (zein) 6-15 เปอรเซนต และไดมการปรบปรงพนธโดยใช

Opaque-2 ใหมการสรางกรดอะมโนทจ าเปนในปรมาณสงสองชนด คอทรปโทเฟน (tryptohane) และไลซน

(lysine)

1) แปงทเกบสะสมไวในเอนโดสสเปรม ประกอบดวย แอมโลเพคทน 67% แอมโลส

33% เอนโดสเปรมมน าหนกประมาณ 80 เปอรเซนตของน าหนกเมลด มฟอสฟอรส และแคลเซยมนอย ม

โปรตน 67% ของโปรตนทงหมดทพบในเมลด มปรมาณของไขมนและเกลอแรทพบในจมกขาวหรอ

เอมบรโอมากกวา 80% ของทพบทงหมดในเมลด โดยเอมบรโอมน าหนกประมาณ 12 % ของน าหนกเมลด

ทงหมด

2) ขาวโพดทมสเหลองอดมไปดวยโปรวตามนเอ(provitamin A) ซงสามารถเปลยนรปเปนครพ

โทแซนทน (cryptoxanthin) โดยวตามนทพบในขาวโพดทงหมดถกพบทชนเนอเยอซงอยลอมรอบเอนโด

สเปรมและชนแอลวโรน (aleurone layer) แปงขาวโพดมคณสมบตทไมเหมาะสมตอการผลตขนมปง

เนองจากขาดกลเทน (gluten) ซงเปนโปรตนทพบเปนปรมาณมากในขาวสาล เมลดขาวโพด 1,000 เมลด

หนกประมาณ 250-300 กรม (Koopmans et al., 1996)

3) สของเมลดขาวโพดขนอยกบสารสในเอนโดสเปรม(endosperm) ชนแอลวโรน(aeleurone layer)

และผนงผล(pericarp) เมลดขาวโพดทมสเหลองถกควบคมดวยยนทท าใหเอนโดสเปรมมสเหลองแตผนงผล

ใสไมมส สวนเมลดขาวโพดทมยนควบคมสอยทผนงผลนนมสแดง สม น าตาล และสอนๆ สวนยนท

ควบคมสในชนแอลวโรนนนมทงสแดง มวง ฟา ทอง และน าตาล และในเมลดขาวโพดบางพนธอาจมยนท

ควบคมสตางๆ ทงในเอนโดสเปรม ชนแอลวโรน และผนงผลรวมกน เมลดขาวโพดทมสด าเกดจากการม

ผนงผลสแดงเขม มชนแอลวโรนสน าเงนและน าตาล สวนเมลดขาวโพดทมสเขยวออนเกดจากการมชนแอ

ลวโรนสฟาอยทางดานนอกของเอนโดสเปรมทมสเหลอง (Levetin and McMahon, 2003)

2.2 คาความปลอดภยในการออกแบบเครองจกรกลการ

คาความปลอดภย หมายถง ตวเลขทน าไปหารคาความตานทานแรงดงหรอความตานทานแรงดง

ครากของวสดเพอใหไดความเคนใชงาน (Working Stress) ในชนสวนทก าลงออกแบบ ซงเรยกสน ๆ วา

ความเคนออกแบบ (Design Stress) หรอความเคนใชงาน

Page 13: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

13

uNu

d

(2.1)

โดยท uN คอ คาความปลอดภยเมอถอความตานแรงดงเปนหลก

d คอ ความเคนออกแบบ, 2N / m

u คอ ความเคนสงสด, 2N / m

yN

y

d

(2.2)

โดยท yN คอ คาความปลอดภยเมอถอความตานแรงดงครากเปนหลก

d คอ คาความเคนออกแบบ, 2N / m

y คอ คาความเคนทจดคราก, 2N / m

y y0.6 (2.3)

โดยท y คอ คาความตานแรงเฉอนคราก, 2N / m

0.6 คอ คาคงททใชในการค านวณ

1 ksi คอ มคาเทากบ, 26.895 N / mm

ในกรณทไดมการก าหนดขนาดของชนงานมาแลว คาความปลอดภยของชนงานนนคอ ตาราง 2.1

Page 14: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

14

ตารางท 2.1 คาความปลอดภยทใชในการออกแบบ [การออกแบบเครองจกรกล 1 หนา 24]

ชนดของแรง

เหลกเหนยวและโลหะ

เหนยว

เ ห ล ก ห ล อ แ ล ะ

โลหะเปราะ

yN uN uN

แรงอยนง 1.5 – 2 3 – 4 5 – 6

แรงซ าทศทางเดยวหรอแรงกระแทกเลกนอย 3 6 7 – 8

แรงซ าสองทศทางหรอแรงกระแทกเลกนอย 4 8 10 – 1 2

แรงกระแทกอยางหนก 5 – 7 10 – 15 15 – 20

2.3 ชนดของเพลาและใบสกรล าเลยงวสด

สกรล าเลยง เปนอปกรณเชงกลทถกสรางขนส าหรบขนถายวสดตาง ๆ สวนมากจะนยมใชในการขนถาย

วสดปรมาณมวล (Bulk Materials) สกรล าเลยงจะมชนสวนประกอบหลกทส าคญอยหลายสวนดวยกน

ประกอบดวย ใบสกร ตวแขวน ราง และชดขบ การออกแบบสรางสกรล าเลยงจ าเปนตองศกษารปราง

ลกษณะของสวนประกอบและหลกการน าไปใชงาน รปท 2.1

รปท 2.1 เพลาล าเลยง

ทงนขนอยวาผออกแบบจะน าสกรไปใชเพอการล าเลยงวสดประเภทใด ซงคณสมบตของวสด

ปรมาณมวลชนดตาง ๆ นนไดถกจ าแนกประเภทเอาไวตามมาตรฐานของ CEMA (Conveyor Equipment

Manufacturers Association) ทงนกเพอจะไดออกแบบสรางสกรล าเลยงไดอยางมประสทธภาพ เหมาะกบ

Page 15: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

15

การน าไปใชงานในรแบบตาง ๆ ซงเนอหาของบทความนจะไดกลาวถงชนสวนทส าคญทมความส าคญเปน

อยางมากตอการล าเลยงวสดนนคอ “ใบสกรล าเลยง”

2.3.1 ใบสกร (Screw Flights)

ใบสกรนนถอวาเปนชนสวนประกอบหลกทส าคญทสดของชดสกรล าเลยง ลกษณะของใบสกรจะ

เปนตวบอกวาจะน าไปใชงานประเภทใด หรอเหมาะกบการขนวสดชนดใด การพจารณาออกแบบเลอกใบ

สกรเพอน าไปใชงานอยางเหมาะสมนน จะตองศกษาชนดลกษณะรปรางของใบสกรและสวนประกอบตาง

ๆ ซงใบสกร สามารถแบงตามลกษณะรปรางแบบตาง ๆ ไดดงน

2.3.1.1 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตมาตรฐาน (Single Flight Standard Pitch) เปนใบสกร

ใบเตมทม ระยะพตเทากบขนาดเสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ ใชขนถายวสดทวไปเหมาะกบการขน

ถายวสดในแนวนอน รปท 2.2 โดยท D คอ เสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ

รปท 2.2 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตมาตรฐาน

2.3.1.2 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตเทากบครงหนงของเสนผาศนยกลางใบ (Single Flight Haft

Pitch) เปนใบสกรทมระยะพตเทากบครงหนงของขนาดเสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ ใชกบงานขน

ถายวสด แนวเอยง แนวดง เหมาะกบวสดทไหลตวไดด โดยท D คอ เสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ รป

ท 2.3

Page 16: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

16

รปท 2.3 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตครงหนงของเสนผาศนยกลางใบ

2.3.1.3 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตสน (Single Flight Short Pitch) เปนใบสกรทมระยะพตเทากบ

2/3 ของเสนผาศนยกลางใบสกร สามารถใชในการขนถายวสดแนวเอยงทท ามมมากกวา 20 องศา หรอ

แนวดง และยงใชสามารถลดการพงของวสดเพอใชในการจายวสดดวย โดยท D คอ เสนผาศนยกลางนอก

สดของสนใบ รปท 2.4

รปท 2.4 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตสน

2.3.1.4 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตยาว (Long Pitch Conveyor Screws) เปนใบสกรทมระยะพต

เทากบ 11/2 ใชเปนเครองตกวนของเหลว หรอขนถายวสดดวยความเรวส าหรบวสดทไหลไดด โดยท D คอ

เสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ รปท 2.5

Page 17: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

17

รปท 2.5 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตยาว

2.3.1.5 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตขยาย (Single Flight Variable Pitch) เปนใบ สกรทระยะพตของ

ใบจะคอยๆขยายเพมขน ใชในสกรจายหรอปอนวสด เหมาะกบวสดทละเอยดไหล ตวงาย การไหลของวสด

ตอเนอง สม าเสมอตลอดความยาวของสกร โดยท D คอ เสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ รปท 2.6

รปท 2.6 ใบสกรแบบใบเตมระยะพตขยาย

2.3.1.6 ใบสกรแบบทขนาดเสนผาศนยกลางเพมขนเปนระดบขน (Stepped Pitch Conveyor Screw)

ใบสกรแบบนจะประกอบไปดวยใบสกรทมขนาดเสนผาศนยกลางทตางกน แตมระยะพตเทากนมาเชอม

ตดต ง เ รยงกนบนแกนเพลาเดยวกนเปนชวง ๆ สวนมากจะใชในงานสกรจายว สดสวนทขนาด

เสนผาศนยกลางนอยจะตดตงไวทต าแหนงใต Hopper เพอใชจายวสดและควบคมการไหลของวสด โดยท D

คอ เสนผาศนยกลางนอกสดของสนใบ รปท 2.7

Page 18: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

18

รปท 2.7 ใบสกรแบบทขนาดเสนผาศนยกลางแพมขนเปนชวง ๆ

ในการหาสมการส าหรบการออกแบบเพลาพจารณาเพลา ใหเพลาเปนแบบกลมและกลวงโดยม

ขนาดเสนผานศนยกลางภายในและภายนอกเทากบ d1 และ d ตามล าดบ ความเคนตาง ๆ ทเกดขนบนเพลาม

ดงตอไปน

2.3.2 ทฤษฎทเกยวของในการออกแบบเพลา

เพลาอาจจะรบแรงดง แรงกด แรงบด หรอ แรงหลายอยางรวมกนกได การค านวณจงตอง

ใชความเคนผสมเขาดวย แรงอาจเปลยนแปลงขนาดตลอดเวลาท าใหเพลาเสยหายจากความลาไดเพลาตองม

ความแขงแรงเพอลดมมบดใหอยในขดจ ากดทเหมาะสมระยะโกง (deflection ) ของเพลา กเปนสงส าคญ

ถาโกงมากท าใหเกดความเรววกฤตของเพลา เกดการสนอยางรนแรงได รปท 2.8

รปท 2.8 เพลาภายใตแรงตางๆ

วสดทใชท าเพลาทวไปคอ เหลกกลาละมน (mild steel) แตถาตองการใหมความเหนยว

และทนตอแรงกระตกพเศษ จะใชเหลกกลาผสมโลหะ เชน AISI 1347 3140 4150 4340 เปนตน เพลาทม

เสนผานศนยกลางโตกวา 90 mm มกจะกลงจากเหลกกลาคารบอนซงผานการรดรอน อยางไรกตามเพอให

เพลามราคาถกทสด ผออกแบบควรเลอกใชเพลาท าจากเหลกกลาคารบอนธรรมดากอน

T M M

F

Page 19: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

19

นยามของความเคน คอ แรงหารดวยพนทหนาตดรบแรง ความเคนอยางงาย (Simple stress) มอย 3

ชนด คอ

ความเคนดง

tF

A

(2.4)

โดยท A คอ พนทหนาตด,mm

F คอ แรงทกระท ากบวสด, 2N / mm

t คอ ความเคนดง, 2N / mm

ความเคนกด

cF

A

(2.5)

โดยท A คอ พนทหนาตด,mm

F คอ แรงทกระท ากบวสด, 2N / mm

c คอ ความเคนดง, 2N / mm

ความเคนเฉอน

F

A

(2.6)

โดยท A คอ พนทหนาตด,mm

F คอ แรงทกระท ากบวสด, 2N / mm

คอ ความเคนเฉอน, 2N / mm

Page 20: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

20

การบด ชนสวนของเครองจกรกลทมพนทหนาตดกลมอยภายใตโมเมนตบด (Torque) จะ

บดไปเปนมมเทากบ

TL

GJ

(2.7)

โดยท G คอ โมดลสเฉอน

J คอ โมเมนตเฉอยเชงขว

L คอ ความยาว,mm

T คอ โมเมนตบด,N m

คอ มมบด, องศา

ส าหรบทอกลมตน

J4d

32

(2.8)

ส าหรบทอกลมกลวง

J4 4

i(d d )32

(2.9)

โดยท d คอ สนผานศนยกลางภายนอก,mm

id คอ เสนผานศนยกลางภายใน,mm

Page 21: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

21

ความเคนเฉอนออกแบบ

dy

N

(2.10)

โดยท N คอ คาความปลอดภยในการออกแบบ

d คอ ความเคนเฉอนออกแบบ, 2N / mm

y คอ ความตานแรงเฉอนคราก, 2N / mm

y คอ ความตานแรงดงคราก, 2N / mm

นอกจากนยงมทฤษฏ การออกแบบเพลาตามโคด ของ ASME ใชทฤษฎความเคนเฉอน

สงสด แตไมพจารณาความลา เปนวธสถตยศาสตร โดยหาไดจากสมการ ดงน

ความเคนดงหรอความเคนกด

a 2 2i

4F

d d

(2.11)

โดยท F คอ แรงทกระท าบนเพลา, N

d คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายนอก, mm

id คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายใน, mm

a คอ ความเคนดงหรอความเคนอด, 2N / m

Page 22: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

22

ความเคนดด

bMc

I 4 4

o i

32Md

d d

(2.12)

โดยท I คอ โมเมนตความเฉอยของพนท

M คอ โมเมนตดด, in-lb

c คอ ระยะจากแกนสะเทน(neutral axis)ไปยงผวนอกสด,mm

d คอ ขนาดเสนผานศนยกลางเพลา, mm

id คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายใน, mm

od คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายนอก, mm

b คอ ความเคนดด, 2N / m

ความเคนเฉอน

xyTr

J 4 4

o i

16Td

d d

(2.13)

โดยท T คอ แรงบดทเพลา,N m

d คอ ขนาดเสนผานศนยกลางเพลา, mm

id คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายใน, mm

od คอ ขนาดเสนผานศนยกลางภายนอก,mm

J คอ โมเมนตความเฉอยเชงขว, 4m

xy คอ ความเคนเฉอน, 2N / m

Page 23: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

23

ในกรณทเปนแรงกด อาจมผลจากการโกงงอ (bucking)ได ดงนงสมการท (2.11) จงเปน

a 2 2i

4 F

d d

(2.14)

เพลาสวนมากจะอยภายใตความเคนทเปนวฏจกร ท งนเพราะเพลาหมนอยตลอดเวลา

นอกจากนนแรงทกระท ายงอาจเปลยนแปลงอยตลอดเวลา ดงนนเพลาจงเกดความเสยหายเนอง มาจากความ

ลาเปนสวนใหญ ส าหรบวธการค านวณของ ASME ใชวธการแบบสถตยศาสตร ดงนนจงตองมตวประกอบ

ความลา(fatigue factor)มาเกยวของดวย คาตวประกอบความลาสามารถเลอกใชตามลกษณะของแรงทมา

กระท า ตารางท 2.2

ถาให mC คอ ตวประกอบความลาเนองจากการดด

tC คอ คาตวประกอบความลาเนองจากการปด

ดงนนจากสมการท (2.12) และสมการท (2.13) จงเปน

b m

4 4o i

32C Md

d d

(2.15)

และ

xy t

4 4o i

16C Td

d d

(2.16)

ความเคนกดหรอความเคนดงรวม คอ

a b (2.17)

Page 24: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

24

จากทฤษฏความเคนเฉอนสงสด

12 2

2xy

2

(2.18)

แทนคาในสมการท (2.8) , (2.9) , (2.10) และสมการท (2.11) แลวจดรปสมการใหม จะได

3d

12 22

2

t m4

Fd 1 K16C T C M

8(1 K )

(2.19)

โดยท Kid

d

ในกรณทไมมแรง F กระท าอยดวย สมการท ( 2.13) จะลดรปเหลอเพยง

3d

1

2 2 2t m4

16C T C M

(1 K ) (2.20)

หรอถากรณเปนเพลาตน Kid

0d

และเมอแทนคาลงในสมการท (2.14) จะไดสมการใหม คอ

3d

1

2 2 2t m

16C T C M

(2.21)

โดยท F คอ แรงทกระท าบนเพลา, N

M คอ โมเมนตดด, N m

T คอ แรงบดทเพลา, N m

d คอ ขนาดเสนผานศนยกลางเพลา, mm

Page 25: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

25

mC คอ ตวประกอบความลาเนองจากการดด

tC คอ ตวประกอบความลาเนองจากการบด

คอ คาความเคนเฉอนสงสด, 2N / m

ตารางท 2.2 คาตวประกอบความลา [การออกแบบเครองจกรกล 1 หนา 234]

ชนดของแรง mC tC เพลาอยนง :

แรงสม าเสมอหรอเพมขนชา ๆ

แรงกระตก

1.0

1.5 – 2.0

1.0

1.5 – 2.0

เพลาหมน :

แรงสม าเสมอหรอเพมขนชา ๆ

แรงกระตกอยางเบา

แรงกระตกอยางแรง

1.5

1.5 – 2.0

2.0 – 3.0

1.0

1.0 – 1.5

1.5 – 3.0

ตารางท 2.3 ขนาดระบของเพลาตามมาตรฐาน ISO/R 775-1969 [การออกแบบเครองจกรกล 1 หนา

230]

ขนาดเสนผานศนยกลาง (mm)

6 25 70 130 240

7 30 75 140 260

8 35 80 150 280

9 40 85 160 300

10 45 90 170 320

12 50 95 180 340

14 55 100 190 360

18 60 110 200 380

20 65 120 220 -

Page 26: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

26

นอกจากโคดของ ASME ยงไดระบเอาไววาเพลาซงมอยในงานธรรมดาทวไปควรจะมคา

ความเคนเฉอนใชงานดงน

d255 N / mm ส าหรบเพลาทไมมรองลม

d255 N / mm ส าหรบเพลาทมรองลม

แตถาก าหนดวสดของเพลาทบอกถงหมายเลขของโลหะหรอสวนผสมของโลหะใหใชคา

ความเคนเฉอนใชงานจาก สมการท 2.14

d y0.3 หรอ d u0.18 (2.22)

โดยท d คอ คาความเคนเฉอนออกแบบของเพลา,2N / mm

u คอ คาความเคนอดสงสดทวสดรบได,2N / mm

y คอ คาความเคนอดทจดคราก,2N / mm

ถาเพลามรองลมใหลดคาความเคนเฉอนใชงาน โดยใชเพยง 75 เปอรเซนตของคาใน

สมการท (2.16)

ความแขงแกรงตอการบด หมายถง วสดสามารถทนทานตอแรงบด หรอการหมนเฉอน จะ

เกดการบดในชนสวนเครองกลทเปนเพลาหมน เมอเกดความเคนมากเกนไป อาจท าใหวสดบดตวจนแตก

หรอเสยรปได

ความเคนบดสงสดในเพลา หรอแทงบาร ค านวณจาก

Tr

J

(2.23)

Page 27: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

27

โดยท J คอ คาโมเมนตความเฉอยเชงขว (Polar moment of inertia) ส าหรบเพลากลม

ตน

T คอ แรงบด,N m

r คอ ระยะจากจดศนยกลางของเพลาไปถงพนผวนอก หนวย,m

คอ คาความเคนบดสงสด

ส าหรบเพลากลมตน มสตรดงน

J

4D

32

(2.24)

ส าหรบเพลากลมกลวง มสตรดงน

J 4 4D d

32

(2.25)

โดยท D คอ เสนผานศนยกลางภายนอก,mm

d คอ เสนผานศนยกลางภายใน,mm

ค านวณหาโมเมนตบดทเพลา

T F r (2.26)

โดยท F คอ แรงทมากระท าตอวตถ,N

T คอ แรงบด,N m

r คอ รศม,mm

Page 28: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

28

ค านวณหาแรงทตองใช

F mg (2.27)

โดยท F คอ แรงทมากระท าตอวตถ,N

g คอ แรงโนมถวงของโลก, 2m / s

m คอ มวลของวตถ,Kg.

การหาขนาดความเรวรอบ

2N 11

2

DN

D

(2.28)

โดยท 1D คอ ขนาดความโตของลอสายพานขบ, mm

2D คอ ขนาดความโตของลอสายพานตาม, mm

1N คอ ความเรวรอบมอเตอร, rpm

2N คอ ความเรวรอบของเพลา, rpm

การค านวณหาคาโมเมนตบดไดจาก

pW T 2 nT (2.29)

โดยท T คอ แรงบด,N m

pW คอ ก าลงงาน, Watt

n คอ ความเรวรอบ, rev / s

คอ ความเรวเชงมม, rad / s

Page 29: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

29

2.4 สายพานสงก าลง [การออกแบบเครองจกรกล 2 หนา 282]

สายพานสงก าลง (Transmission Belt) เปนอกหนงชนสวนของเครองจกรกล, เครองยนต, ระบบสง

ก าลงขบเคลอนเกดการขบเคลอนจากแหลงพลงงานกลหนง ใหเกดพลงงานกลเคลอนทอกทหนง หรอสรป

งายกคอ ใชสงก าลงจากจดหนงไปอกจดหนง การสงก าลงทางกลจากเพลาอนหนงไปยงเพลาอกอนหนง

อาจท าไดสามวธ คอ โดยใชเฟอง ใชสายพาน และใชโซ การสงก าลงโดยสายพานเปนการสงก าลงแบบออน

ตวได (Flexible) ซงมขอดและขอเสยหลายประการเมอเปรยบเทยบกบการสงก าลงโดยใชเฟองและโซ ขอด

คอ มราคาถกและใชงานงาย รบแรงกระตกและการสนสะเทอนไดด ขณะใชงานไมมเสยงดง เหมาะส าหรบ

การสงก าลงระหวางเพลาทอยหางกนมากๆ และคาใชจายในการบ ารงรกษาต า อยางไรกตามขอเสยของการ

ขบดวยสายพานกมคอ อตราการทดทไมแนนอนนกเนองจากการสลป (Slip) และการครฟ (Creep) ของ

สายพานและตองมการปรบระยะหางระหวางเพลาหรอปรบแรงดงในสายพานระหวางการใชงาน

นอกจากนนยงไมอาจใชงานทมอตราทดสงมากได ซงมกใชกบอตราทดไมเกน 5 สายพานสงก าลง

(Transmission Belt) เปนทนยมน ามาใชงานอยางมากในโรงงานอตสาหกรรม, เครองจกรกล, เครองยนต,

เครองมอการเกษตร ฯลฯ รปท 2.9

รปท 2.9 สายพานสงก าลง

2.4.1 ชนดและวสดของสายพาน

สายพานแบงออกเปนสชนดตามลกษณะหนาตดของสายพาน คอ สายพานแบน (Flat Belts) มหนา

ตดเปนรปสเหลยมผนผา สายพานลม (V-belts) มหนาตดเปนรปสเหลยมคางหม สายพานกลม (Ropes) ม

Page 30: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

30

หนาตดเปนรปวงกลมและสายพานไทมมง (Timing Belt) มหนาตดเปนรปสเหลยมคางหมแตจะท าเปนรอง

คลายฟนเฟองตลอดความยาวของสายพาน สายพานแตละชนดจะมลกษณะในการใชงานตางกน

1) วสดทใชท าสายพานซงใชงานกนมากกคอหนง (Oak-tanned Leather) แตถาเปนการใชงาน

พเศษ เชนอยในบรรยากาศทมความชนสง มไอของสารเคม หรอมน ามนอยดวยกมกใชสายพานแบบ

Chrome Leather เพอใหสายพานมอายการใชงานไดนานพอสมควร จงมกใหคาความเคนในการออกแบบ

สายพานต ากวาความตานแรงดงสงสดของสายพานมากๆ โดยทวไปจะใชคาความปลอดภยประมาณ 10 คา

สมประสทธความเสยดทานของสายพานหนงจะมคาประมาณ 0.40 – 0.50 และความเรวใชงานของสายพาน

ควรจะอยในชวง 1,000 – 2,000 m/min

2) สายพานอกชนดหนงคอสายพานยาง (Rubber Belts) สายพานประเภทนจะมฝายหรอผาใบเปน

ไสภายในและมยางหมอยภายนอก ยางทใชหมจะเปนยางทอบดวยก ามะถนในอณหภมสง (Vulcanized) เพอ

เพมความยดหยนและความตานแรง สายพานยางเหมาะส าหรบใชกบงานทมน ามนหรอแสงแดด เมอ

เปรยบเทยบกบสายพานหนงแลว สายพานยางจะมราคาถกกวาแตอายใชงานส นกวาสายพานยางทนตอ

สภาพบรรยากาศในการใชงานไดดกวาสายพานหนง คา สมประสธความเสยดทานของสายพานยางจะม

คาประมาณ 0.30 – 0.40 และสามารถรบแรงดงไดประมาณ 20 N ตอชน ตอความกวางสายพาน 1 mm.

3) สายพานทกชนดทกลาวมานจะยดตวไดด ดงนนเมออยภายใตแรงดงจะยดตวท าใหเกดการสล

ปบนลอสายพาน (Pulley) ในทางปฏบตจงมกจะยดสายพานใหตงไวกอนใชงานทงนเพอเปนการลดการสล

ปของสายพาน

2.4.2 โครงสรางพนฐานของสายพานสงก าลง (Structure of Belt)

สวนประกอบสายพานในแตละเสนจะมโครงสรางภายในคลายๆกน ขนอยกบชนดของ

วสดทเลอกใชทน ามาผลตเปนสายพานสงก าลง(Transmission Belt) เพอใหเหมาะสมกบสภาพการใชงานท

เหมาะสม รปท 2.10

Page 31: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

31

รปท 2.10 โครงสรางพนฐานของสายพานสงก าลง (Structure of Belt)

2.4.2.1 ผาใบชนนอก (Canvas) เปนผาใบทเคลอบดวยน ายาเคม ทมความคงทนตอ

การเสยดสและความลาตว

2.4.2.2 ยางรบแรงอด (Cushion Rubber) มหนาทรบแรงอด แรงขบ และทนความ

รอนไดด

2.4.2.3 ยางยดแรงเกาะเสนดาย (Adhesion Rubber) โดยรกษาแนวสนดายและ

ประสานสวนเสนดายกบยางรบแรง

2.4.2.4 เสนดายรบแรงดง (Tensile Members) เปนหวใจการสงผานก าลงงานตอ

แรงดงสง ไมยดตวและลาตวขนาดขบ

2.4.3 ชนดของสายพานสงก าลง (Type of Transmission belt)

สายพานสงก าลงสามารถแบงออกได 2 ลกษณะ คอ แบงตามกระบวนการผลต และแบง

ตามลกษณะการใชงานและ พอทจะแนะน าชนดของสายพานทเปนทรจกและมการน ามาใชงานอยาง

แพรหลายดงตอไปน

2.4.3.1 สายพานสงก าลงตววรองเรยบ (Wrapped V-Belt) รปท 2.11

1) เปนสายพานทนยมใชกนอยางแพรหลาย ราคาประหยด

2) พฒนาคณภาพวตถดบการผลตอยางตอเนอง

3) สายพานมการหมผาใบทงเสน มความเสถยรสงดานขนาด

4) ทนความรอน ทนน ามน รบโหลดไดด ปองกนไฟฟาสถต

5) เหมาะกบการใชงานในอตสาหกรรมทวไป

1 ผาใบชนนอก

2 ยางรบแรงอด

3 ยางยดเกาะเสนดาย

4 เสนดายรบแรงดง

Page 32: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

32

6) มความยดหยนในการใชงานมาก ใชงานไดหลากหลาย

รปท 2.11 สายพานสงก าลงตววรองเรยบ (Wrapped V-Belt)

2.4.3.2 สายพานสงก าลงตววเปลอยขาง (Raw Edge V-Belt) รปท 2.11

1) เปนสายพานรองว (V-Belt) อกชนดหนงทใชกนแพรหลาย

2) แตกตางจาก Wrapped V-Belt ทเทคนคการผลต

3) Raw Edge ผลตเปนผนใหญๆและผาแบงตามชนดเกรด

4) ดานขางจะเหนเสนยางรบแรงอดและเสนดานชดเจน

5) ทนตอแรงเสยดสเสยดทานไดนอยกวาเลกนอยเทานน

6) การผลตครงละมากๆ ท าใหตนทนต า ราคาถกกวา

รปท 2.11 สายพานสงก าลงตววเปลอยขาง (Raw Edge V-Belt)

Page 33: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

33

2.4.4 การสงถายก าลงดวยสายพานตว “ ว ” หรอ “ ลม ”

สายพานลมสวนใหญจะผลตแบบไมมปลาย เปนสายพานท าจากยางมภาคตดขวางเปนรปสเหลยม

คาวหมครงหนง ดานบนมเสนโพลเอสเตอร ทผานการวลเคไนซงมาแลวแทรกอย ท าใหคาความตานแรงดง

เพมสงขน สายพานลมชนดทมชนใยสงทอหมอยรอบ ๆ จะชวยปองกนการสกหรอไดอกดวยสายพานลมจะ

ไมรบแรงตามแนวรศมโดยตรงเหมอนสายพานแบน แตจะรบแรงตามแนวตงฉากกบดานขางของสายพาน

ลมดงรป(แรงปกต FN) สายพานลมทมความตงและคาสมประสทธความเสยดทาน m เทากบสายพานแบน

จะสามารถสงก าลงไดดกวาสายพานแบนไดถง 3 เทา ซงขอดและขอเสยของสายพานลมเมอเทยบสายพาน

แบนมดงน รปท 2.12

รปท 2.12 โครงสรางแรงปฏกรยาและขนาดของสายพาน ว หรอ ลม

2.4.4.1 ซงขอดของสายพานลมเมอเทยบสายพานแบนมดงน

1) สงก าลงไดดในขณะทรองเพลารบภาระนอยกวา

2) มการลนไถลขณะสงก าลงนอยมาก (ทประสทธภาพ h = 0,90)

3) มมมโอบนอย แตใหอตราทดไดมากถง 15 : 1 โดยท ไมตองมลกกลง

กดสายพาน

4) เปลองทนอย, มระยะหางระหวางแกนเพลานอยกวา

5) สงถายก าลงงานไดสงทขนาดลอสายพานและเพลาเลกกวา

6) สามารถใหหมนยอนทศทางได

7) สามารถจดเรยงสายพานลมไดหลานเสน สงถายก าลงงานไดมาก

Page 34: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

34

2.4.4.2 ซงขอเสยของสายพานลมเมอเทยบสายพานแบนมดงน

1) ตนทนผลตสงกวาสายพานแบน

2) มระยะหางระหวางแกนเพลาจ ากด

3) ไมสามารถจดสายพานสงก าลงใหเปนลกษณะไขวสลบได

ตามมาตรฐาน DIN 2211 จะก าหนดใหมมดานขางของรองลอสายพานอยระหวาง 32 องศา

ถง 38 องศา (ตามแตขนาดเสนผานศนยกลางของลอสายพาน) สวนมมของสายพานลมทก าหนดตาม DIN

2218 จะอยระหวาง 35 องศา ถง 39 องศา แตเมอน าสายพานลมมาประกอบใหตงเขากบลอสายพานแลว จะ

เกดการยด และในขณะหมนดดแนบสนทรอบรองลอสายพาน ทขนาดเสนผาศนยกลางลอสายพานเลกและ

มระยะหางระหวางแกนเพลา a = da + (3/2).h (da = ขนาดเสนผานศนยกลางโตนอกสดลอสายพาน),h =

ความสงสายพาน จะไมมการสญเสย (ลน) ขณะสงก าลง เพอใหสมพนธกนกบการใชงานจะมการแบงแยก

สายพานลมเปนรปพรรณ ดงน รปท 2.13

รปท 2.13 สายพานลมรปพรรณ

สายพานแตละชนดจะมหนาทการใชงานเหมอนกน คอ สงก าลงจากพเลยตวหนงไปยงอกตวหนง

ดวยความเรวตามลกษณะการใชและความสามารถของสายพานนน ๆ

Page 35: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

35

สายพานสวนใหญใชกบเครองจกรกลตามโรงงานตาง ๆ สามารถสงก าลงไดในต าแหนงตาง ๆ ได

แตไมสามารถสงก าลงแบบไขวเหมอนกบสายพานแบนได ลกษณะการใชงานของสายพานลม เชน

สายพานของเครองกลง สายพานของรถไถนาเดนตาม รปท 2.14

รปท 2.14 การใชงานสายพานลมในแนวราบแบบมลกรอกกด

ในการขบดวยสายพาน แรงปฎกรยาระหวางสายพานกบลอสายพานจะอยในทศทางตงฉากกบ

ผวสมผส เปนแรงปฎกรยาในแนวตงฉาก ระหวางผวสมผสของสายพานกบรองบนลอสายพาน ดงนนใน

การค านวณหาคาตางๆของสายพานท าไดหลายวธขนอยกบชนดของสายพาน นนๆ แตในกรณของสายพาน

ลมจะใชขนาดเสนผานศนยกลางพตชแทนหรอในกรณทเราทราบความยาวพตชแลว ตองการหาระยะ

ระหวางศนยกลางกท าไดโดยท

maxC p p2 d D (2.30)

และ

minC p p2 d D (2.31)

โดยท maxC คอ ระยะหางระหวางเสนผานศนยกลางเพลาของลอสายพานลมสงสด, mm

minC คอ ระยะหางระหวางเสนผานศนยกลางเพลาของลอสายพานลมต าสด, mm

pD คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวตาม, mm

pd คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวขบ, mm

Page 36: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

36

การหาความยาวของสายพานสามารถค านวณไดจาก

pL

2p p

p pD d

2C 1.57 D d4C (2.32)

โดยท C คอ ระยะหางระหวางเสนผานศนยกลางเพลาของลอสายพานลมตวขบกบลอ

สายพานลมตวตาม, mm

pD คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวตาม, mm

pL คอ ความยาวของสายพาน,mm

pd คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวขบ, mm

การท าใหเกดแรงดงชนในสายพานลม จะชวยท าใหการขบดวยสายพานมประสทธภาพด

และยดอายการใชงานของสายพาน ถาออกแรงดงช นตนไมเพยงพอจะท าใหการสงก าลงไดนอยลง

ประสทธภาพต าลง และท าใหสายพานมอายการใชงานสนลงเนองจากสลป แตถาออกแรงดงชนตนมาก

เกนไป จะท าใหขอบสายพานยดตวมากเกนไป เกดความเคนในสายพานมาก แบรงทรองรบสายพานจะรบ

แรงมากเกนไป ดวยเหตนเองจงตองออกแรงชนตนใหเหมาะสมกบแรงภายนอกทกระท ากบสายพาน

สมการ แรงดงชนตนในสายพานขณะสงก าลง คอ

F pW

V (2.33)

โดยท F คอ แรงดงทเกดขนทสายพาน, N

V คอ ความเรวทสายพาน, rpm

pW คอ ก าลงงานตนก าลง, kw

Page 37: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

37

ดงนนแรงดงชนตนในสายพานจงหาไดจาก แรงดงในแนวแกนขณะสงก าลงกบแรงลพธ

เนองจากแรงหนศนยกลาง แตในทางปฏบตมกจะใชวธหาคาประมาณของแรงดงในแนวแกน จากสมการ

rF

1 ck F F sin2 (2.34)

โดยท 1k เปนตวประกอบใชงาน ซงขนอยกบสภาวะการท างานซงหาคาไดจาก ตารางท 2.4 แลวใชแรง

นเปนแรงดงขนต า

ตารางท 2.4 แสดงตวประกอบใชงาน [การออกแบบเครองจกรกล 2 หนา 287]

1k

สภาวะการท างาน

1.3 งานเบา ท างานคงท

1.5 งานปานกลาง

2.0 งานหนก แรงกระตก เปดปดบอยครง

ในกรณทขบโดยมระยะหางระหวางศนยกลางคงท หรอไมมอปกรณทท าใหเกดแรงดงใน

สายพานตลอดเวลา กจ าเปนจะตองน าเอาแรงหนศนยกลางมาคดดวย จากสมการ

rF

c2 Z F sin2 (2.35)

โดยท cF คอ แรงหนศนยกลางเนองจากน าหนกสายพาน, N

rF คอ แรงลพธจากแรงหนศนยกลางทสายพานลม, N

Z คอ จ านวนสายพานลม

Page 38: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

38

จดรปสมการใหม ดงน

rF

22Z k v sin

2 (2.36)

โดยท rF คอ แรงลพธจากแรงหนศนยกลาง, N

2k คอ คาประกอบทใชรวมในการค านวณ (หาไดจาก ตาราง 2.6)

Z คอ จ านวนของสายพานลม

v คอ ความเรวทสายพาน, N

คอ องศาสวนโคงสมผสของสายพานลม

ตารางท 2.5 คาตวประกอบ 2k [การออกแบบเครองจกรกล 2 หนา 288]

หนาตดสายพาน 2k Y 0.049

Z 0.129

A 0.217

B 0.385

C 0.637

D 1.332

ดงนน แรงดงชนตนในสายพานจงเทากบ สมการ

iF

21 2k F zk v sin

2 (2.37)

โดยท F คอ แรงดงในสายพานขณะสงก าลง, N

iF คอ แรงดงชนตนในสายพาน, N

Page 39: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

39

1k คอ คาประกอบทใชรวมในการค านวณ

2k คอ คาประกอบทใชรวมในการค านวณ

v คอ ความเรวทสายพาน, rpm

z คอ จ านวนของสายพานลม

คอ องศาสวนโคงสมผสของสายพานลม

การค านวณหาขนาดของสายพานลม สายค านวณหาทางดานการสงก าลงโดยสายพานลม

จะใชขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอสายพาน pd เปนพนฐาน และในทนกจะแสดงวธการเลอกขนาด

ของสายพานลมตามค าแนะน าของบรษทผผลต

ในการเลอกขนาดของลอสายพาน บรษทผผลตไดแนะน าใหเลอกขนาดของลอสายพานใหโตทสด

เทาทจะท าได ขนาดของลอสายพานไมควรจะเลกกวาคาทก าหนดไวในตารางแตขอควรระวงกคอ ขณะใช

งานปกตความเรวของสายพานไมควรสงกวา 30 m/s

การหาขนาดหนาตดโดยประมาณของสายพานลมส าหรบการสงก าลง แตก าลงทสงไดจรงของ

สายพานจะตองตรวจจากตารางการก าหนดสมรรถนะในการสงก าลงของงานพานลมซงจะไดกลาวถงตอไป

การเลอกขนาดของสายพานลมทจะใชวธการค านวณหาจ านวนเสนของสายพานลมทตองการใช

งานจากก าลงงานทตองการขบและตวประกอบทใชแกไขตาง ๆ จ านวนเสนของสายพานลมหาไดจาก

สมการ

(2.38)

โดยท 1N คอ ตวประกอบแกไขความยาวสายพาน (Belt length correction factor)

aN คอ ตวประกอบแกไขสวนโคงสมผส

sN คอ ตวประกอบใชงาน

rP คอ ก าลงทสายพานลมหนงสง, kw

pW คอ ก าลงงานทตองการสง, kw

Page 40: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

40

z คอ จ านวนเสนของสายพานลม

การค านวณหามมสมผส และความยาวสายพาน L ในแตละกรณ

(2.39)

โดยท C คอ ระยะหางระหวางเสนผานศนยกลางเพลาของลอสายพานลมตวขบกบลอ

สายพานลมตวตาม, mm

pD คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวตาม, mm

pd คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตชของลอลอสายพานลมตวขบ, mm

คอ องศาสวนโคงสมผส, rad

2.5 ลอสายพาน (Pulley) [การออกแบบเครองจกรกล 2 หนา 264]

ลอสายพานหรอพเลย (Pulley) เปนชนสวนเครองจกรทใชงานรวมกบสายพานลกษณะรปรางของ

ลอสายพานทใชจะขนอยกบลกษณะของสายพานชนดนนๆ รปท 2.15

รปท 2.15 สายพานสงก าลงตววเปลอยขาง (Raw Edge V-Belt)

Page 41: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

41

ตามมาตรฐานของ DIN 2217 ลอสายพานลมจะมแบบรองเดยวหรอหลายรองมมรวมของรองลอ

สายพานลมเทากบ 32 องศา 34 ลปดาและ 38 องศา โดยลอสายพานลมทมขนาดเสนผาศนยกลางโตกวาลอ

สายพานลมและจะมมมรองลอสายพานลมทโตกวารองลอสายพานลมจะมการผลตใหสายพานทสวม

ประกอบแลวไมเลยพนเกนขอบรองของลอสายพานลมและจะตองไมจมอยในรองลอไมเชนนนสายพานจะ

สญเสยปฏกรยาแรงลมขนลกษณะของลอสายพานลม

การค านวณหาขนาดความเรวรอบของมเลย

(2.40)

โดยท D1 คอ ขนาดความโตของมเลยตวขบ,mm

D2 คอ ขนาดความโตของมเลยตวตาม,mm

N1 คอ ความเรวรอบของมอเตอร, rpm

N2 คอ ความเรวรอบของเพลา, rpm

ตารางท 2.6 ตารางขนาดเสนผานศนยกลางพตช pd ของลอสายพานลม ตามมาตรฐาน ISO/R 52-

1975 (E) และ ISO/R 253-1962 (E) [การออกแบบเครองจกรกล 2 หนา 284]

ขนาดเสนผานศนยกลางพตช pd ของลอสายพานลม (mm)

25

28

31.5

35.5

40

45

50

53

56

60

63

67

71

75

80

85

90

95

100

106

112

118

125

132

140

150

160

170

180

190

200

212

224

236

250

265

280

300

315

355

375

400

425

450

475

500

830

560

600

630

670

710

750

800

900

1000

1060

1120

1250

1400

1500

1600

1800

1900

2000

2240

2500

-

-

-

-

-

Page 42: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

42

2.6 มอเตอรไฟฟา (Electrical Motor)

มอเตอรไฟฟาเปนอปกรณทนยมใชกนอยางแพรหลายในโรงงานตางเปนอปกรณทใชควบคม

เครองจกรกลตางๆ ในงานอตสาหกรรมมอเตอรมหลายแบบหลายชนดทใชใหเหมาะสมกบงาน ดงนนตอง

ทราบถงความหมายและชนดของมอเตอรไฟฟาตลอดคณสมบตการใชงานของมอเตอรแตละชนดเพอใหเกด

ประสทธภาพสงสดในการใชงานของมอเตอรนนๆ และสามารถเลอกใชงานใหเหมาะสมกบงาน มอเตอร

ไฟฟาแบงออกตามการใชของกระแสไฟฟาได 2 ชนด มอเตอรไฟฟากระแสตรงและมอเตอรไฟฟา

กระแสสลบ

2.6.1 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ

มอเตอรไฟฟากระแสสลบ หมายถง มอเตอรทใชกบระบบไฟฟากระแสสลบ เปนเครองกลไฟฟา

ทท าหนาทเปลยนพลงงานไฟฟาใหเปนพลงงานกล สวนทท าหนาทเปลยนพลงงานไฟฟาคอขดลวดในสเต

เตอรและสวนทท าหนาทใหพลงงานกล คอ ตวหมนหรอโรเตอรซงเมอขดลวดในสเตเตอรไดรบพลงงาน

ไฟฟากจะสรางสนามแมเหลกขนมาในตวทอยกบทหรอสเตเตอร ซงสนามแมเหลกทเกดขนนจะมการ

เคลอนทหรอหมนไปรอบ ๆ สเตเตอร เนองจากการตางเฟสของกระแสไฟฟาในขดลวดและการ

เปลยนแปลงของกระแสไฟฟา ในขณะทสนามแมเหลกเคลอนทไปสนามแมเหลกจากขวเหนอกจะพงเขา

หาขวใต ซงจะไปตดกบตวน าทเปนวงจรปดหรอขดลวดกรงกระรอกของตวหมนหรอโรเตอร ท าใหเกด

การเหนยวน าของกระแสไฟฟาขนในขดลวดของโรเตอร ซงสนามแมเหลกของโรเตอรนจะเคลอนทตามทศ

ทางการเคลอนทจองสนามแมเหลกทสเตเตอร กจะท าใหโรเตอรของมอเตอรเกดจะพลงงานกลสามารถ

น าไปขบภาระทตองการหมนได รปท 2. 16

รปท 2.16 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ

Page 43: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

43

โครงสรางของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ ประกอบไปดวยอปกรณหลงดงแสดง รปท 2.17

1) ขวตอสายไฟ

2) พดลมระบายกอากาศ

3) โรเตอร

4) สเตเตอร

5) ขดลวดสนามแมเหลก

6) เพลาสงก าลง

รปท 2.17 โครงสรางมอเตอรไฟฟากระแสสลบ

2.6.2 ชนดของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ

2.6.2.1 มอเตอรชนดกรงกระรอกซงมทงทเปนมอเตอร 1 เฟสและชนดทเปน 3 เฟส

2.6.2.2 มอเตอรชนดขดลวดพนหรอชนดวาวนดหรอมอเตอรสลปรง ซงจะเปนมอเตอรชนด 3 เฟส

2.6.2.3 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบอนดกชน (3 Phase Induction Motor) รปท 2.18

1

2

4 3 5

6

Page 44: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

44

รปท 2.18 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบอนดกชน (3 Phase Induction Motor)

การค านวณหาแรงมาของมอเตอรตนก าลง

P

2 NT

60

(2.41)

โดยท N คอ ความเรวรอบของมอเตอรตนก าลง, m

P คอ ก าลงของมอเตอร, watt

T คอ โมเมนตแรงบด, N m

Page 45: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

45

บทท 3

วธด าเนนงาน

งานวจยเปนการออกแบบและสรางเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยงโดยการการท างาน

ใหเพลาหมนเขาหากนเพอใหดงเปลอกและเสนใยขาวโพดออกจากฝก โดยในการออกแบบสรางเครองและ

ทดลองมขนตอนด าเนนงานดงตอไปน

3.1 ลกษณะการท างานของเครองทออกแบบ

จากการออกแบบเครองปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตวดวยเพลาล าเลยง โดยโครงสรางมความยาว

2.00 เมตร ความกวาง 0.725 เมตร สง 1.00 เมตร เพลาล าเลยงมขนาดเสนผานศนยกลาง 80 มลลเมตร และม

ความยาวเพลา 1,850 มลลเมตร โดยเพลาท าจากทอเหลก หนา 1.4 มลลเมตร ตวใบท าจากสายพานเพอชวย

ใหเกดความฝดซงจะชวยใหสามารถดงเปลอกขาวโพดไดด โดยใหเพลาท างาน 2 ชด มจ านวน (4 เพลา)

มอเตอรตนก าลงขนาด 3 แรงมา ใชกบไฟฟา 220 โวลท สงถายก าลงดวยพเลยและสายพาน อตตราทด

1:0.807 ความเรวทเพลาประมาณ 1,200 รอบตอนาท การท างานเมอปอนฝกขาวโพดเขาททางดานหวเพลา

จากนนเพลาจะหมนเขาหากนและจะดงเปลอกขาวโพดออกจากฝก และฝกขาวโพดจะใหลไปทางปลาย

เพลาดวยแรงสงจากการหมนของเพลา

3.2 การออกแบบและการค านวณ

3.2.1 ความตองการเครองปอกเปลอกขาวโพด

3.2.1.1 เปลอกขาวโพดถกดงออกดวยมวล 0.70 กโลกรม ดงนนแรงทใชส าหรบการดง

เปลอกขาวโพดออกจากฝก และคดอตราการปอนฝกขาวโพดในการปอกเปลอกเตมความยาวเพลา จะได

ขาวโพด 10 ฝก ตอความยาว 2.00 เมตร ดงนนจงได

จากสมการ F m g

F 23.3 kg 9.81 m / s 10

Page 46: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

46

323.73 2N.m / s

โดยท F คอ แรงทมากระท าตอวตถ, 2N.m / s

g คอ แรงโนมถวงของโลก, 2m / s

m คอ มวลของวตถ, kg.

แรงบดทท าใหเปลอกขาวโพดหลดจากฝก

จากสมการ T F r

2323.73N.m / s 0.1m

32.373 N m

โดยท F คอ แรงทมากระท าตอวตถ,2N.m / s

T คอ แรงบด,N m

r คอ รศม,mm

ก าลงทใชในการปอกเปลอกขาวโพด

จากสมการ pW T 2 nT

1,200

2 32.373 N m60

4,068 Watt

Page 47: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

47

4,068

0.746 kw.1,000

3 Hp.

โดยท T คอ แรงบด, 2N / m

pW คอ ก าลงงาน, Watt

n คอ ความเรวรอบ, rev / s

คอ ความเรวเชงมม, rad / s

3.2.1.2 การออกแบบชดเพลาล าเลยงและปอกเปลอกขาวโพด ชดเพลาล าเลยงปอกเปลอก

ขาวโพด เพลาขนาดเสนผานศนยกลาง 80 มลลเมตร ยาว 2,000 มลลเมตร ท าจากเหลกกลวงมความหนา 1.4

มลลเมตร แกนเพลาท าจากเหลกเพลาขาว ขนาด 25 มลลเมตร ตอสวมเขาดวยกนและขนยดดวยกรเพอให

เกดความแขงแรงและแนนหนา โดยในทนเลอกใชวสด AISI 1020 HR จากตาราง 2.1

ความตานแรงดงคราก y

y 48 ksi.

248 6.895 N / mm

331 2N / mm

ความตานแรงดง u

u 64 ksi.

264 6.895N / mm

Page 48: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

48

441.28 2N / mm

และสมมตใหแรงทกระท าตอเพลามขนาดสม าเสมอ ซงถอเปนลกษณะของแรงทอยนงได

จากตาราง เลอกใช N 2 ดงนน

ความตานแรงเฉอนคราก

y y0.6

20.6 331 N / mm

198.6 2N / mm

ความเคนเฉอนออกแบบ

d y

N

0.6 331

2

99.3 2N / mm

โดยท N คอ คาความปลอดภย

d คอ คาความเคนเฉอนออกแบบ, 2N / m

u คอ คาความตานแรงดง, 2N / m

y คอ คาความตานแรงดงคราก, 2N / m

y คอ คาความตานแรงเฉอนคราก, 2N / m

Page 49: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

49

0.6 คอ คาคงททใชในการค านวณ

1 ksi คอ มคาเทากบ, 26.895 N / mm

การหาขนาดเพลากลมตน

pW 2 nT

1,460

2,200watt 2 T60

T 14.9 Nm.

หาความเคนเฉอนสงสด

3

Tr 16TT

J d

299.3N / mm 3

16 14.9 1,00014.9 Nm.

d

d 21.97 mm.

จากการค านวณหาขนาดเพลากลมตน จะไดขนาดเพลาจากการค านวณท 21.97 มลลเมตร

จากนนจงเอาขนาดเพลาทค านวณไดไปเทยบหาขนาดมาตรฐานตาม ตารางท 2.3 จะเทยบไดขนาดเพลาท 25

มลลเมตร จงไดเพลาขนาดดงกลาวมาใชงานในโครงการ

จากขอมลออกแบบดงทกลาวมาแลว จงไดเลอกวสดทอกลวงเพอท าเพลาทมขนาดเสนผาน

ศนยกลางภายใน 50 มลลเมตร (2 นว) ส าหรบตดตงใบล าเลยงท าจากสายพานเพอใหเกดความฝดและ ความ

ยดหยนในการดงเปลอกขาวโพด รปท 3.1

Page 50: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

50

รปท 3.1 ชดเพลาล าเลยงและปอกเปลอกขาวโพด

ซงวสดทเลอกสามารถค านวณหาคาความปลอดภยทางกลไดดงน

โมเมนตความเฉอยเชงขวของพนทของเพลากลวง

จากสมการ J 4 4

o id d32

4 4

i i1.4d d32

4i3.8 d

32

จะไดความเคนเฉอนสงสดใชงาน

T.r

J

T d / 2

J iTd

J

3i

32T

3.8 d

Page 51: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

51

3

32 32.373 1,000

3.8 50.2 mm.

0.6859 2N / mm

โดยท J คอ โมเมนตเฉอยเชงขว

T คอ โมเมนตบด,N m

d คอ สนผานศนยกลางภายนอก,mm

id คอ เสนผานศนยกลางภายใน,mm

คอ ความเคนเฉอน, 2N / mm

3.2.1.3 เพลาและการตดตง เพลาและลกปนทใชในทนไดเลอกใชลกปนชนดทตดต ง

ภายนอก หรอเรยกอกอยางวา ลกปนตกตา เพองายในการถอดประกอบและงยในการซอมบ ารง ในการ

ตดตงจะตดตงบนเหลกโครงสรางของเครอง ใหมระยะดานลางของเครองเพอปลอยเปนระยะตกของฝก

ขาวโพดทปอกเปลอกแลว รปท 3.2

รปท 3.2 ลกษณะการตดตงเพลาและลกปน

หาความเรวเชงมมของเพลา

V 2 r

T

Page 52: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

52

2

T

V r

ดงนน 2

T

2 n

1,200

2 rad / s60

125.6 rad / s

ความเรวขอบ

V r

125.6rad / s 35mm 0.001m

4.427 m / s

โดยท V คอ ความเรวขอบ, m / s

T คอ คาบเวลา, s

r คอ รศมเพลา, m

คอ ความเรวเชงมม, rad / s

Page 53: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

53

3.2.2 มอเตอรไฟฟา

มอเตอรไฟฟา เปนมอเตอรขนาด 3 แรงมา พกดกระแสไฟฟา 220-240 โวลท 1450 รอบ

ตอนาท รปท 3.3

รปท 3.3 มอเตอรไฟฟา

การค านวณหาแรงมาของมอเตอรตนก าลง

จากสมการ P

2 NT

60

1,200

2 32.37360

N m

4,068 Watt

เมอ 746 Watt เทากบ 1 แรงมา

โดยท N คอ ความเรวรอบของมอเตอรตนก าลง, rpm

P คอ ก าลงของมอเตอร, Watt

Page 54: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

54

T คอ โมเมนตแรงบด,N m

ซงในการเลอกใชมอเตอรกบโครงงานชนน ไดเลอกใชมอเตอรขนาด 3 แรงมา พกดแรง

เคลอน 220 -240 Volt ความถ 50 Hz ทงนเพอความสะดวกเมอตองการทจะเพมก าลงการผลตในอนาคต

และระดบความตองการพลงงานขนาดนจงสามารถใชงานกบกระแสไฟฟาตามบานได โดยไมมผลกระทบ

ใดๆ

3.2.3 พเลย Pulley

พเลยทเพลาล าเลยงจะใชขนาด 152 มลลเมตร (6 นว) เปนพเลยตวตาม โดยทพเลยตวขบซง

ตดตงทมอเตอรใชขนาด 125 มลลเมตร (5 นว) รปท 3.4

รปท 3.4 พเลยและการตดตง

การค านวณหาขนาดความเรวรอบของมเลยและเพลา

จากสมการ 2N 1

1

2

DN

D

125

1,460rpm mm152

1,200 rpm.

Page 55: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

55

โดยท D1 คอ ขนาดความโตของมเลยตวขบ,mm.

D2 คอ ขนาดความโตของมเลยตวตาม,mm.

N1 คอ ความเรวรอบของมอเตอร, rpm.

N2 คอ ความเรวรอบของเพลา, rpm.

การหาความยาวของสายพานสามารถค านวณไดจาก

pL

2p p

p pD d

2C 1.57 D d4C

2152 1272 620mm 1.57 152 127

4 620

1678 mm.

หรอ

167866 in.

25.4

โดยท C คอ ระยะหางระหวางเสนผานศนยกลางเพลาของลอสายพานลมตวขบกบลอ

สายพานลมตวตาม, mm.

pD คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตของลอลอสายพานลมตวตาม, mm.

pL คอ ความยาวของสายพาน, mm.

pd คอ ขนาดเสนผานศนยกลางพตของลอลอสายพานลมตวขบ, mm.

Page 56: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

56

3.3 วสดและอปกรณในการวจย

3.3.1 เครองมอ ตลบเมตร เครองชง

3.3.2 นาฬกาจบเวลา

3.3.3 เครองมอส าหรบปรบแตเครองขณะทดลอง

3.3.4 ขาวโพดเลยงสตวคละขนาด

3.3.5 ตะกราใสเตรยมขาวโพด

3.3.6 ตะกราใสขาวโพดทปอกเปลอกแลว

3.4 วธการด าเนนการวจย

3.4.1 ก าหนดวตถประสงคและขอบเขตการวจย

3.4.2 ออกแบบวธการทดลองและอปกรณวจย

3.4.3 ท าการปรบแตงเครองใหมลกษณะตรงกบวตถประสงคของการวจย

3.4.4 ท าการทดลองและบนทกขอมลตางๆ ของการวจย

3.4.5 น าคาการทดลองปอกเปลอกขาวโพดมาหาสมรรถนะของเครอง

3.4.6 ท าการเปรยบเทยบผลการวจยทความเรวทตางกน

3.4.7 วเคราะหและสรปผลการวจย

3.5 วธการทดลองเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง

3.5.1 ความเรวรอบในการทดลอง ของเพลาล าเลยงในการทดลอง ทความเรวรอบ 1,200 รอบตอ

นาท โดยการค านวณหาขนาดความเรวจากพเลยตวขบ และพเลยตวตาม ซงแสดงขนตอนขางตนแลว

3.5.2 ขนตอนการวจย

1) เตรยมชนงาน ขาวโพดคละขนาด เพอใชในการทดลอง รปท 3.5

Page 57: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

57

รปท 3.5 ก ขาวโพดคละขนาด

รปท 3.5 ข ชงน าหนกเพอหาน าหนกเฉลยของขาวโพด

2) เตรยมนาฬกาจบเวลา และนบผลการทดลอง รปท 3.6

Page 58: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

58

รปท 3.6 นาฬกาจบเวลา

3) ตรวจสอบความพรอมขนนอตทกตวใหแนน และปรบระยะหางของเพลาล า เลยง ใหเหมาะสม

เพอใหสามารถดงเปลอกขาวโพดออกมากทสด รปท 3.7

รปท 3.7 ตรวจขนนอตเชคความเรยบรอย

Page 59: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

59

4) ปรบความดงของสายพานสงก าลงระหวางพเลยตวขบกบพเลยตวตาม รปท 3.8

รปท 3.8 ปรบความดงของสายพาน

5) จากนนกดสวตชปม ON ท าการเดนเครองเปลา และสงเกตดวามสงผดปกตหรอไม ถาผดปกต

ตองรบด าเนนการแกไข กอนจะทดสอบกบชนงานจรง รปท 3.9

รปท 3.9 สวตชเปด ปดเครอง

Page 60: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

60

6) ตรวจวดพกดกระแสไฟฟาทจายใหกบมอเตอรขณะกอนท าการทดลอง (ท างานแบบไมมภาระ)

รปท 3.10

รปท 3.10 เครองมอตรวจวดกระแสไฟฟา

7) เมอตดตงและปรบแตงเครองเรยบรอยแลว กท าการทดสอบโดยใสขาวโพดและจบเวลาการ

ท างาน รปท 3.11

รปท 3.10 ท าการทดสอบโดยใสขาวโพดและจบเวลาการท างาน

Page 61: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

61

8) ตรวจวดพกดกระแสไฟฟาทจายใหกบมอเตอรขณะท าการทดลอง (ขณะเครองก าลงท างาน) รป

ท 3.11

รปท 3.11 ตรวจวดพกดกระแสไฟฟาขณะเครองก าลงท างาน

9) ท าการบนทกคาทดลอง เวลาการเคลอนทของขาวโพดตงแตเรมจนกระทงปอกเปลอกเสรจ

10) ผลงานการปอกเปลอกเปนตามวตถประสงคหรอไม ปรบแตงเครองใหไดผลการท างานตรง

ตามวตถประสงค รปท 3.12

รปท 3.12 ผลงานการปอกเปลอกทได

11) เมอเสรจสนการทดสอบกกดปมสวตช OFF เพอหยดการท างานของเครอง

Page 62: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

62

บทท 4

การวเคราะหและผลการทดลอง

การทดสอบเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง ซงเปนการทดสอบหาความเปนไปไดใน

การปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตวทตงสมมตฐานออกแบบและท าการสรางเครอง ในการทดสอบไดหา

ขอบกพรองตางๆจากพฤตกรรมการท างานของเครอง และแกไขปญหาใหเครองสามารถผลตผลงานไดตาม

วตถประสงค

4.1 ขนตอนการทดลองเครองปอกเปลอกขาวโพด

4.4.1 เตรยมขาวโพดทยงไมปอกเปลอก เพอใชในการทดลอง

4.4.2 เตรยมนาฬกาจบเวลาการทดลอง

4.4.3 ปรบระยะหางของเพลาล าเลยงในระยะทจะทดสอบ

4.4.4 ปรบความดงของสายพานทสงก าหลงใหเพลาตวขบ

4.4.5 ค านวณหาความเรวรอบของพเลยตวขบและตวตามจากสตร

4.4.6 จากนนกดสวตชปม ON ท าการเดนเครองเปลา และสงเกตดวามสงผดปกตหรอไม ถา

ผดปกตตองรบด าเนนการแกไข กอนจะใสขาวโพดฝกดบเขาไป

4.4.7 เมอตดตงและปรบแตงเครองเรยบรอยแลว กท าการทดสอบและจบเวลาการท างาน

4.4.8 ท าการจดคาทดลอง ปรมาณการปอกเปลอก กระแสไฟฟาทใช เวลาทใช

4.4.9 เมอเสรจสนการทดสอบกกดปมสวตช OFF หยดการท างานของเครอง สงเกตความ

เปลยนแปลงตางๆ ของเครอง

4.2 ผลการทดสอบการท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพด

การทดสอบสมรรถนะในการปอกเปลอกขาวโพด ซงมตวแปรทเกยวของซงประกอบไปดวย

ความเรวของเพลาล าเลยงในการสงฝกขาวโพดใหวงตงแตเรมจนสดเพลา ถาเพลามความเรวมากขาวโพดจะ

ออกเรวเกนไปท าใหการดงเปลอกขาวโพดออกไมหมด หาวธการแกไขแกไขเพอใหฝกขาวโพดเดนทางชา

ลงและใหเปลอกขาวโพดถกดกออกใหหมด ปรมาณความชนในฝกขาวโพด ถาขาวโพดมความชนมากการ

ท างานของเครองจะสงผลใหเกดความเสยหายกบเมลดขาวโพด เชน เมลดขาวโพดช า เมลดขาวโพดแตก แต

เนองจากขาวโพดเปนขาวโพดเลยงสตวจงไมมผลกระทบแตอยางใด

Page 63: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

63

4.2.1 เรมการทดสอบ ใชขาวโพดทหาซอไดทวไปขาวโพดชนดน เมอเกบเกยวยงมความสด

ความชนมาก เมลดนมออน อาจเกดความเสยหายบางหลงจากผานกระบวนการปอกเปลอกแลว สมรรถนะ

เครองปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตว กบการทดลองทความเรวรอบของเพลา 730 , 960 , 1,200 รอบตอวนาท

ตารางท 4.1

ตารางท 4.1 ผลกาท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตว ทความเรวรอบของเพลา 730

รอบตอนาท

ครงท จ านวนขาวโพด

(กก.)

เวลาทใช

(วนาท)

กระแส

ไฟฟาทใช (Amp.)

1 5 75 5.8

2 5 69 6.6

3 5 72 5.7

4 5 78 6.5

5 5 71 5.9

เฉลย 5 73 6.1

ตารางท 4.2 ผลกาท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตว ทความเรวรอบของเพลา 960

รอบตอนาท

ครงท จ านวนขาวโพด

(กก.)

เวลาทใช

(วนาท)

กระแส

ไฟฟาทใช (Amp.)

1 5 69 6.1

2 5 67 5.4

3 5 65 6.6

4 5 59 5.8

5 5 62 6.5

เฉลย 5 64.4 6.08

Page 64: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

64

ตารางท 4.3 ผลกาท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพดเลยงสตว ทความเรวรอบของเพลา 1,200

รอบตอนาท

ครงท จ านวนขาวโพด

(กก.)

เวลาทใช

(วนาท)

กระแส

ไฟฟาทใช (Amp.)

1 5 45 5.5

2 5 42 5.6

3 5 45 6.1

4 5 43 5.4

5 5 40 5.7

เฉลย 5 43 5.66

ตารางท 4.4 เปรยบเทยบผลการท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพด ทความเรวรอบตางกน

รายการ 730 รอบตอนาท 960 รอบตอนาท 1,200 รอบตอนาท

จ านวน (กก.) 5 5 5

เวลา (วนาท) 73 64.4 43

กระแสไฟฟา (Amp.) 6.1 6.08 5.66

Page 65: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

65

กราฟท 4.1 เปรยบเทยบประสทธภาพการท างานของเครองปอกขาวโพด ทความเรวรอบ ตางกน

4.2.2 อตราการผลต

จากการทดสอบการท างานของเครองทความเรวรอบ ทง 3 ระดบ เลอกพจารณา การท างานของ

เครองทความเรว 1,200 รอบตอวนาท จะใหผลการปลอกไดดงน ขาวโพด 1 กโลกรม เทากบ 3 ฝก เครอง

ปอกเปลอกสามารถปอกเปลอกขาวโพด 1 ฝก ภายในเวลาเฉลย 3 วนาท

ดงนน 3 ฝก 3 sec.

9 Sec / kg.

เมอเวลาโดยเฉลยท 9 วนาท เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได เทากบ 1 กโลกรม

ดงนนเวลา 1 ชวโมง เครองจะสามารถปอกเปลอกขาวโพด ไดดงน

60

sec 60 min9

400 kg. / hr.

Page 66: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

66

โดยทการท างานของเพลา 1 ชด ทเวลา 1 ชวโมง เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได 400

กโลกรม แตเนองจากวตถประสงคในการออกแบบสรางเครองปอกเปลอกขาวโพดน เพอน ามาชดเชย

แรงงานคน ทปจจบนนบวนจะหาไดยากขน ดงนนจงไดค านวณประสทธภาพการท างานของเครองตอเวลา

ดงน

เมอคดทเพลาท างาน 2 ชด เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได เทากบ

400 kg. 2 sec

800 kg. / hr.

และเมอคดการท างานของเพลา 2 ชด ทเวลา 8 ชวโมง เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพด ไดดงน

800 kg 8 hr

6,400 kg.

เมอใชเวลาท างาน 8 ชวโมง เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได 6,400 กโลกรม จงคดวา

เครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยงนมความคมคาในการลงทนส าหรบธรกจชมชนอยางมาก

4.3 เปรยบเทยบการท างานระหวางแรงงานคน กบเครองปอกเปลอกขาวโพด

เปรยบเทยบการท างานระหวางเครองปอกเปลอกขาวโพดแบบเพลาล าเลยงกบแรงงานคน เพอ

พจารณาหาจดคมทนในการสรางและน าเครองมอเขามาชวยลดภาระในกระบวนการเกบเกยวผลผลต

ขาวโพดเลยงสตว

Page 67: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

67

4.3.1 แรงงานจากคน

แรงงาน 1 คน สามารถปอกเปลอกขาวโพดไดเฉลย วนละ 510 กโลกรม (เวลาท างานท 8

ชวโมง ตอวน)โดยคดอตราคาแรงขนต าวนละ 300 บาทตอคนตอวน

4.3.2 การปอกเปลอกขาวโพดดวยเครอง

เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได 6,400 กโลกรม โดยคดอตราการสนเปลองในการใช

มอเตอรตนก าลงขนาด 3 แรงมา ขบดวยก าลงไฟฟาขนาด 2.2 kw.คาไฟฟาคดทอตรา 4 บาทตอกโลวตตตอ

ชวโมง เครองท างานวนละ 8 ชวโมง จะเกดคาใชจายในการปอกเปลอกขาวโพดดวยเครองดงน

2.2 kw 8 hr 4 บาท

70.4 บาทตอวน

ดงนนคาไฟฟาตองจายตอวนโดยคดการท างานท 8 ชวโมง เทากบ 70.4 บาท

4.3.3 จดคนทนของเครองปอกเปลอกขาวโพด

เครองสามารถปอกเปลอกขาวโพดได 6,400 กโลกรม ตอ 8 ชวโมง เมอเทยบกบ

แรงงานคนในการปอกเปลอกขาวโพดสามารถปอกได 510 กโลกรม ตอ 8 ชวโมง ดงนน หากตองปอก

เปลอกขาวโพดจ านวน 6,400 กโลกรม ตองใชแรงงานคน ดงน

6,400

510

kg

12.5 คน

ใชแรงงานคนจ านวน 12.5 คน และตองจายคาแรง 300 บาทตอคนตอวน จะท าใหเกด

คาใชจาย ดงน

Page 68: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

68

12.5 คน 300 บาท

3,750 บาท/วน

หากใชเครองปอกเปลอกขาวโพดในเวลา 8 ชวโมง จะตองจายคาไฟฟาเทากบ 70.40 บาท

เมอเปรยบเทยบมลคาเพมในการท างานระหวางเครองปอกเปลอกขาวโพด กบแรงงานคน

จะได ดงน

3,750 70.40 บาท

3,679.60 บาทตอวน ( 8 ชวโมงการท างาน)

เครองปอกเปลอกขาวโพด มมลคาใชจายในการกอสราง เปนเงน 15,000 บาท ดงนนเมอ

เทยบกบคาแรงงานทจายกบคนงานวนละ 3,679.60 บาท จะไดสวนตางซงน ามาคดเปนจดคมทน ดงน

15,000

3,679.60

บาท

4.07 วน

ดงนน จงสรปไดวา เมอค านวณเปรยบเทยบคาใชจายตอเวลาท างาน 1 วน (คดท 8 ชวโมง

การท างาน) เครองปอกเปลอกขาวโพดจะมจดคมทนทเวลาท างาน 4 วน หรอ 32 ชวโมงการท างาน

Page 69: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

69

ตารางท 4.5 เปรยบเทยบประสทธภาพการท างานของเครองปอกขาวโพดกบแรงงานคน 1 วน

ท างาน (8 ชวโมง) หนวย : กโลกรม

ชวโมง

ท 1

ชวโมง

ท 2

ชวโมง

ท 3

ชวโมง

ท 4

ชวโมง

ท 5

ชวโมง

ท 6

ชวโมง

ท 7

ชวโมง

ท 8

เ ค ร อ ง ป อ ก

เปลอกขาวโพด

800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400

แรงงานคนงาน 1

คน

80 160 240 320 370 410 460 510

กราฟท 4.2 เปรยบเทยบประสทธภาพการท างานของเครองปอกขาวโพดกบแรงงานคน 1 วนท างาน

(8 ชวโมง) หนวย : กโลกรม

ตารางท 4.6 เปรยบเทยบคาใชจายและเวลาการท างานของเครองปอกขาวโพดกบแรงงานคนดวย

ผลผลตทเทากน คอ 6,400 กโลกรม

เปรยบเทยบกาท างาน การปลอกดวยเครอง แรงงานคน 1 คน

เวลาทใช (วน) 1 12.5

คาใชจาย (บาท/วน) 70.40 300

รวมคาใชจาย (บาท) 70.40 3,750

ประเภท

เวลา

Page 70: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

70

บทท 5

สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง

1) ทดสอบการท างานของเครองปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง ดวยความเรวรอบ 3 ระดบ คอ

730 , 960 , 1,200 รอบตอวนาท

2) ดวยการท างานของเพลาทความเรว 1,200 รอบตอวนาท โดยการปอนขาวโพดตามความยาวของ

เพลา เครองสามรท างานไดตามวตถประสงค

3) ระยะเวลาในการปอกเปลอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง 1 ชด ทความเรวรอบของเพลา 1,200 รอบ

ตอวนาท สามารถปอกเปลอกขาวโพด 1 ฝก ในเวลาเฉลย 3 วนาท ขาวโพด 1 กโลกรมใชเวลาปอกเฉลย 9

วนาท หรอ 800 กโลกรมตอชวโมง

4) กระแสไฟฟาทใชในขณะทเครองก าลงท าการปอกเปลอกขาวโพด ใชกระแสไฟฟานอยมาก

เนองจากเครองไมมแรงบดระหวางเพลาและวตถอนๆ ในกระบวนการผลต

5) เครองปอกขาวโพดใชชนสวนทสามารถหาไดตามทองตลาดทวไป ซงมราคาถกท าใหประหยด

คาใชจายในการซอมบ ารง

6) เครองปอกขาวโพดดวยเพลาล าเลยง สามารถใชทดแทนการใชแรงงานคนได

5.2 ปญหาและวธการแกไข

ขาวโพดแตละฝกมขนาดไมเทากนอกลกษณะทางกายภาพทไมเหมอนกน คอความแขงของเมลด

ความเหนยวของเปลอกทตดกบขวฝก ความชนของเมลดขณะท าการทดลองการท างานของเครอง ซงในการ

ท างานจรงของเครองจะตองสามารถท างานไดกบขาวโพดทกลกษณะ โดยไมกอใหเกดปญหาขดของกบการ

ท างานของเครองเมอ ซงปญหาทเกดขณะจ าลองการท างานของเครองและแนวทางการแกไข ปรบแตงให

เครองสามารถท างานไดตามทตองการ

Page 71: นายธนกฤต ภัทรเกษวิทย์ นางสาวนา ...research.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240434.pdf2.3.1.1 ใบสกร แบบใบเต

71

เอกสารอางอง

[1] วรวฒน นลรตนคณ, การจดการหลงการเกบเกยวขาวโพดเลยงสตวของเกษตร สถาบนวจยพช

ไรและพชทดแทนพลงงาน กรมวชาการเกษตร, 2552

[2] ภทร สพพตกล1, อนพนธ เทดวงศวรกล2, การพฒนาเครองปอกเปลอกขาวโพดฝกออนแบบใช

ลกกลง คณะวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหานลาดกระบง วทยาเขตชมพร1

คณะวศวกรรมศาสตร ก าแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตก าแพงแสน นครปฐม2, 2552

[3] สมคด อนมาหา, สรพงษ วงษพนธ, ภาณวฒน สขโต, เครองสขาวกลอง สาขาวชาเทคโนโลย

อตสาหการ คณะครศาสตรอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม วทยาเขตนนทบร,2546

[4] กอบกต ช านาญกจ, กมพล นาคทอง, เครองปอกเปลอกขาวโพดฝกออน วศวกรรม

ศาสตรบณฑต ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม, 2539

[5] จรยา วงศาโรจน, การปรบปรงเครองปอกเปลอกขาวโพดฝกออน โครงงานวศวกรรมเกษตร

วศวกรรมศาสตรบณฑต วศวกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร ก าแพงแสน, 2537

[6] มานพ ตนตระบณฑตย และส าล แสงหาว, ชนสวนเครองจกรกล กรงเทพ สมาคมสงเสรม

เทคโนโลย ( ไทย - ญปน ), 2536

[7] อมรรตน เคยงกตวรรณ, สนนทา ทองนสนธ, เครองปอกเปลอกขาวโพดฝกออน วศวกรรม

ศาสตรบณฑต วศวกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, 2534

[8] ระมวล คมคง, เพลน ศรอ าภย, เสนาะ โขมพฒน, เครองปอกขาวโพดออน ปรญญานพนธ

วศวกรรมศาสตรบณฑต วศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณ

ทหารลาดกระบง, 2532

[9] วรทธ องภากรณ และชาญ ถนดงาน, การออกแบบเครองจกรกล เลม 2 กรงเทพ ซเอด ยเคชนม,

2523

[10] วรทธ องภากรณ และชาญ ถนดงาน, การออกแบบเครองจกรกล เลม 1 กรงเทพ ซเอด ยเคชน,

2522