1

บทท1

บทน า

1.1ค าน า

ในปจจบนการน ากาบมะพราวมาใชในการเพาะปลกตนไมดอกไมประดบ ก าลงเปนทนยมกนอยาง

แพรหลายเพราะ กาบมะพราวแหงมคณสมบต สามารถกกเกบความชนไดด ดงนนจงมการน ากาบมะพราว มา

แปรรปเพอใชส าหรบการเพาะปลกไมดอกไมประดบ จากขอมลการส ารวจไมดอกไมประดบพบวากาบมะพราว

ทใชในปจจบนม 3 ชนด คอ กาบมะพราวหนขนาด 2-4 เซนตเมตร กาบมะพราวหน ขนาด5-8 เซนตเมตร

และขยกาบมะพราว ซงในปจจบนมเกษตรกรนยมปลกกลวยไมกนมาก เนองจากกลวยไม เปนพชสวยงามทม

ออเดอรจากตางประเทศเขามาเยอะ ซงในอดตการจะหนกาบมะพราวเปนงานทยาก และเกษตรกรมกใชวธน า

เปลอกมะพราวใสกระสอบ แลวทบใหขยมะพราวยอยออกมาท าใหเสยเวลาและใชแรงงานคน แตในปจจบน

แกปญหาโดยการ ซอขยมะพราวทส าเรจรปมาใชงาน เพอใหเพยงพอกบผลผลตทตองการ โดยตองซอปรมาณ

มาก จากการคนควาพบวามการสรางเครองยอยเปลอกมะพราวขน โดยมภาคเอกชนรวมมอกบมหาวทยาลย

ชวยกนคดคนและออกแบบ โดยตนแบบทไดสามารถใหปรมาณขยมะพราวจ านวนนอย ไมเพยงพอกบความ

ตองการและยงมอนตรายดานกลไกการปอนอย เนองจากกลไกการปอนวสดเกษตรไมมความปลอดภยมาก

เพยงพอ ดงนนผวจยจงสนใจพฒนาออกแบบกลไกการปอนวสดเกษตรและเพมประสทธภาพการท างานของ

เครองยอยเปลอกมะพราว เนองจากเครองตนแบบในปจจบนมอนตรายอย ท าใหตวผใชงานเครองจกรตอง

คอยระมดระวงอนตรายอยตลอดเวลา ท าใหประสทธภาพการท างานลดนอยลงและสงผลตอปรมาณงานท

ไดรบในแตละวน เพอใหเกดความปลอดภยและมก าลงการผลตมากยงขน ผวจยจงไดพฒนาชดล าเลยงและ

กลไกการปอน ท าใหเกดความเสยงลดนองลง และยงสามารถเพมก าลงการผลตไดอกดวย

2 1.2วตถประสงค

วตถประสงคหลกของโครงการวจยนคอ การพฒนาระบบชดปอนกาบมะพราวและเพมสมรรถนะ

การท างานของเครองสบเปลอกมะพราวเพอใหมความปลอดภยตอตวผใชงานและเพมผลผลตใหเพยงพอตอ

ความตองการ

1.3 ขอบเขตของการพฒนากลไกชดปอนวสดเกษตรส าหรบเครองสบ

พฒนาชดปอนวสดเกษตรใหมความปลอดภย และเพมประสทธภาพการท างานของเครองจกรใหม

ก าลงผลตมากขน โดยการทดสอบทชวงความเรวรอบตางกนทชดปอน และขนาดของชนงานทขนาด 2-4

เซนตเมตร

1.4 ผลทคาดวาจะไดรบ

ความปลอดภยทเพมมากขนและประสทธภาพการท างานทใหก าลงการผลตตรงตามความตองการของ

ผใชงาน

3

บทท 2

ตรวจเอกสาร

ทฤษฎ เอกสาร และโครงงานวจยทเกยวของ การผลตเครองยอยเปลอกมะพราวนประกอบไปดวยกรรมวธการผลตหลายขนตอน ในแตละ ขนตอนกแตกตางกนออกไป คณะผจดท าจงไดศกษาเอกสาร ต าราและงานวจยทเกยวของซงม รายละเอยดดงตอไปน 2.1 เปลอกมะพราว เปลอกมะพราว คอ เปลอกนอกทหมกะลามะพราว ประกอบดวยสองสวนคอ เอพคารป (Epicap) เปนสวนนอกสดของลกมะพราวมลกษณะแขงสน าตาลไหม ถดลงมาคอ มโซคารป (Mesocarp) เปนสวนทอยตดกบกะลามะพราวมลกษณะเปนขยและเสนใยสน าตาล (มะพราว. 2555. ออนไลน) 2.1.1 คณสมบตของเปลอกมะพราวเนองจากเปลอกมะพราวมลกษณะเสนใยและเปนขย สามารถกกเกบนาและความชนไดด ดวยลกษณะทางกายภาพเปนอนทรยวตถ เมอใสลงในดนจง สามารถยอยเปนปยได อกทงเสนใยของเปลอกมะพราวทประสานอยในดนท าใหดนรวนระบายอากาศ ไดด (สารพดประโยชนจากมะพราว. 2554. ออนไลน) 2.1.2 ประโยชนของเปลอกมะพราวสามารถน าไปแปรรปเพอใชประโยชนไดมากมายดงน 2.1.2.1 ทนอนใยมะพราว เปนการน าเปลอกมะพราวมายอยขยมะพราวออกใหเหลอเฉพาะเสนใยแลว น าเสนใยทไดมาฟอกแลวใชเปนไสทนอน 2.1.2.2 พรหมเชดเทาจากเปลอกมะพราว เปนการนาใยมะพราวมาถกเขากบกระสอบปานทตดเปนรปทรงตางๆตามท ออกแบบเอาไว 2.1.2.3 ไมกวาดจากใยมะพราว น าใยมะพราวแหงมาถกเขากบดามไมกวาดทเปนหวายดวยการเอาใย มะพราวใหแนนตดกบดามไมกวาดมลกษณะคงทนตอการใชงาน

4 2.2 มอเตอรไฟฟา มอเตอรไฟฟาม 2 ประเภทคอ มอเตอรไฟฟากระแสตรงและมอเตอรไฟฟากระแสสลบ (ประเสรฐ ปนปฐมวย. 2549. หนา 328-349) ไดใหรายละเอยดเกยวกบ มอเตอรไฟฟากระแสตรง และมอเตอรไฟฟากระแสสลบไววา 2.2.1 มอเตอรไฟฟากระแสตรง มอเตอรไฟฟากระแสตรง เปนตนก าลงขบเคลอนทส าคญ อยางหนงในโรงงานอตสาหกรรม เพราะมคณสมบตทดเดนในดานการปรบความเรวไดตงแตความเรว ต าสดจนถงสงสด นยมใชกนมากในโรงงานอตสาหกรรม หรอเปนตนก าลงในการขบเคลอนรถไฟฟา ในการศกษาเกยวกบมอเตอรไฟฟากระแสตรง จงควรรจกสวนประกอบตาง ๆ ของมอเตอรไฟฟา กระแสตรง และเขาใจหลกการท างานของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบตาง ๆ 2.2.1.1 มอเตอรแบบขนาน (Shunt Motor) คอมอเตอรทตอขดลวดสนามแมเหลก ซงนยมตามชอมอเตอรวาชนตฟลด (Shunt Field) ขนานกบอารเมเจอรของมอเตอร มอเตอรแบบ ขนานมคณสมบตทดคอ ใหความเรวรอบคอนขางคงท จงนยมไปใชในเครองจกรกล ทตองหมนดวย รอบคงท เชน เครองกลง เครองไส เครองกด ฯลฯ ลกษณะการตอมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบ

2.1 ก) ลกษณะภายนอก 2.1 ข) มอเตอรแบบขนาน

2.1 ค) มอเตอรแบบอนกรม 2.1 ง) มอเตอรแบบผสม ภาพท 2.1 การตอขดลวดสนามแมเหลกของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบตางๆ

ทมา: ประเสรฐ ปนปฐมวย, 2549:332.

5 2.2.1.2 มอเตอรแบบอนกรม (Series Motor) คอมอเตอรทตอขดลวดสนามแมเหลก อนกรมกบอารเมเจอรของมอเตอร จงเรยกขดลวดสนามแมเหลกของมอเตอรชนดนวา ซรสฟลด (Series Field) มคณลกษณะทดคอใหแรงบดสง นยมใชเปนตนกาลงของรถไฟฟา รถยก ของเครน ไฟฟา ความเรวรอบของอนกรมนลดลง เมอโหลดของมอเตอรเพมขน เมอไมมโหลดความเรวจะสง มาก ดงนนเมอเรมสตารมอเตอรแบบอนกรม จงตองมโหลดตออยเสมอเพอใหเกดความปลอดภย ลกษณะของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแสดงในภาพ 2.1 ค) 2.2.1.3 มอเตอรแบบผสม (Compound Motor) มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบผสม น จะน าคณลกษณะทด ของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนานและอนกรมมารวมกน คอ จะม มอเตอรทมแรงบดเรมหมนมากกวามอเตอรขนาน และมความเรวรอบคงทมากกวามอเตอรอนกรม โดยการมอเตอรชนดนใชขดลวด 2 ขดตอรวมกน ดงภาพท 2.1 ง) เมอเปรยบเทยบคณลกษณะของมอเตอรไฟฟากระแสตรงทง 3 แบบในดานความเรวรอบ และแรงบดของมอเตอรแลวจะเหนไดชดเจนจากภาพท 2.2

ภาพท 2.2 กราฟลกษณะสมบตของมอเตอรไฟฟา เมอเปรยบเทยบระหวางความเรว รอบและแรงบดของมอเตอรไฟฟากระแสตรงทง 3 ชนด (แบบขนาน แบบ

ผสม และแบบอนกรม) ทมา: ประเสรฐ ปนปฐมวย, 2549:333.

2.2.2 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส คอมอเตอรทใชกบแหลงจายไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 220 โวลต 50 เฮรตซ หรอขนาดแรงดนต ากวาตามพกดของมอเตอร แบงออกได 5 แบบ คอ 2.2.2.1 สปลทเฟสมอเตอร (Split-Phase Motor) สปลทเฟสมอเตอรเปนมอเตอร ขนาดเลก มก าลงไมเกน 1 แรงมา น าไปใชงานอยางกวางขวาง เชน ปมน า พดลม เปนตน

6 2.2.2.2 คาปาซเตอรมอเตอร (Capacitor Motor) คาปาซเตอรมอเตอรมโครงสราง เหมอนกบสปลทเฟสมอเตอร ตางกนทมคาพาซเตอรตวหนงตออนกรมกบขดสตารทเพมขน 1 ตว คาปาซเตอรมอเตอรมขนาดตงแต 1/20 แรงมาจนถง 10 แรงมา มอเตอรนใชงานอยางกวางขวาง เชน ในตเยน ตแช เครองอดลม ปมน า เปนตน มอเตอรนมคณสมบตพเศษกวาสปลทมอเตอร คอ จะกนกระแสไฟฟาตอนเรมสตารทนอย แตใหแรงบดเรมหมนสงกวาสปลทเฟสมอเตอร 2.2.3 รพลชนมอเตอร (Repulsion Motor) เปนมอเตอรไฟฟากระแสสลบชนด 1 เฟส ทม แรงบดเรมหมนสงมาก เพราะใชลกษณะของมอเตอรอนกรม ในการสตารทและเมอมอเตอรรพลชน รนไปแลว จะท างานเหมอนอนดกชนมอเตอรแบบสปลทเฟส รพลชนมอเตอรในขณะไมมโหลดจะม ความเรวสงมาก สามารถปรบความเรวและทศทางการหมนได มขนาดแรงมาตงแต 1/2 ถง 10 แรงมา ใชมากในคอมเพรสเซอรขนาดใหญ เชน ในระบบเครองท าความเยน ปมลม และปมน าขนาด ใหญ เปนตน 2.2.2.4 ยนเวอรแซลมอเตอร (Universal or Series Motor) เปนมอเตอรขนาดเลกม ก าลงตงแต 1/200 แรงมาถง 1/30 แรงมา น าไปใชกบแหลงจายไฟฟากระแสตรง และใชไดกบ แหลงจายไฟฟากระแสสลบชนด 1 เฟส มอเตอรชนดนมคณสมบตเดนคอ ใหแรงบดเรมหมนสง น าไป ปรบความเรวได และปรบความเรวไดงาย ทงวงจรลดลงและวงจรควบคมอเลกทรอนกส นยมน าไปใช เปนตวขบเครองใชไฟฟาภายในบาน เชน เครองบดและผสมอาหาร มดโกนหนวดไฟฟา สวานไฟฟา เปนตน 2.2.2.5 เชดเดดโพลมอเตอร (Shaded-Pold Motor) เปนมอเตอรขนาดเลกทสด มแรงบดเรมหมนต ามาก น าไปใชงานกบเครองใชไฟฟาขนาดเลก ๆ เชน ไดรเปาผม พดลมขนาดเลก 2.2.2.5 การเลอกซอมอเตอรมอสองตองค านงถงสงตางๆดงน 1) แรงมาทตองการใช สามารถดรายละเอยดของมอเตอรจาก เนมเพลทของ มอเตอรเอง 2) แรงดนไฟฟา เลอกตามประเภทของการใชงานซงคณะผจดท าเลอก มอเตอรทใชแรงดนไฟฟา 220 โวลต เพราะใชงานไดเหมาะกบแรงดนไฟฟาทบานเรอนทวไปในประเทศไทย 3) รอบการหมนของมอเตอรไฟฟา เนองจากมอเตอรฟาทใชเปนชนด 1 เฟส จงมความเรวรอบ 1,450-1500 รอบตอนาท โดยสามารถวดความเรวรอบของมอเตอรทใชดวย มาตรอตรารอบ (Tachometer) ซงเปนอปกรณทใชวดความเรวรอบของมอเตอร จากชนดของมอเตอรไฟฟาทกลาวมา ผจดท าไดพจารณาถงความเหมาะสมวามอเตอร ไฟฟากระแสสลบชนด 1 เฟส เหมาะสมทสดเพราะใชงานงายสามารถใชกบแรงดนไฟฟา 220 โวลตซงสอดคลองกบแรงดนไฟฟาในชนบท

7 2.3 เพลา เพลา วรทธ องภากรณ และ ชาญ ถนดงาน. (2546,228-239) ไดใหรายละเอยดเกยวกบ เพลาอาจมลกษณะแตกตางกนออกไปตามลกษณะการใชงาน คอ เพลา (Shatt) เปนชนสวนทหมนและใชในการสงก าลงแกน (Axle) เปนชนสวนลกษณะเดยวกนกบเพลาแตไมหมน สวนมากเปนตวรองรบชนสวนทหมน เชน ลอ ลอสายพาน เปนตน อยางไรกตามทงเพลา และแกนกนยมเรยกกนวาเพลา ไมวาชนสวนนนจะหมนหรออยนงกตาม สพนเดล (Spindle) เปนเพลาขนาดสนทไมหมน เชนเพลาทหวแหวนกลง (Head-Stock Spindle) เปนตน สตบซาฟต (Stub Shaft) หรอบางครงเรยกวา เฮดซาฟต (Head Shaft) เปนเพลาทตดเปนชนสวนตอเนองกบ เครองยนต มอเตอร หรอ เครองตนก าลงอน ๆ มขนาด รปราง และสวนทยนออกมา ส าหรบใชตอกบเพลาอน ๆ เพลาแนว (Line Shaft)หรอเพลาสงก าลง (Power Transmission Shaft) หรอเพลาเมน (Main Shaft) เปนเพลาทซงตอตรง จากเครองตนก าลง และใชในการสงก าลงไปยงเครองจกรกลอน ๆ 2.3.1 วสดและขนาดของเพลา 2.3.1.1 วสดเพลาทใชส าหรบเพลาทวไป คอเหลกกลาละมน (Mild Steel) แตถา ตองการใหมความเหนยว และทนทานตอแรงกระตกเปนพเศษแลว มกจะใชเหลกกลาผสมโลหะอนท า เพลา เชน A191 1347 3140 4150 4340 เปนตน เพลาทมขนาดเสนผานศนยกลางโตกวา 90 mm มกจะกลงมาจากเหลกกลาคารบอนซงผานการรดรอน อยางไรกตามเพอใหเพลามราคาถกทสด ผออกแบบควรใชเหลกกลาคารบอนธรรมดากอนทจะเลอกใชเหลกกลาชนดอน 2.3.1.2 ขนาดของเพลา เพอใหเพลามมาตรฐานเหมอนกน องคการมาตรฐานระหวาง ประเทศจงไดก าหนดมาตรฐานของเพลา ซงเปนขนาดระบ (Nominal Size) ใน ISD/R 775-1969 เอาไวส าหรบใหผออกแบบเลอกใช ทงนเพอใหสามารถเลอกซอไดทวไป นอกจากนยงเปน ขนาดทสอดคลองกบขนาดของแบรง ทใชรองรบเพลาดวยขนาดระบของเพลาดไดจากตารางท 2.1

ตารางท 2.1 ขนาดระบของเพลาตามมาตรฐาน ISO/R775-1969

ตารางท2.1 ขนาดระบเพลามาตรฐาน ISO/R775-1969

6

7

8

9

12

17

18

20

30

35

40

45

55

60

65

70

80

85

90

95

110

120

130

140

160

170

180

190

220

240

260

280

320

340

360

380

8 2.3.2 การพจารณาการออกแบบ การค านวณขนาดของเพลาทเหมาะสม ขนอยกบลกษณะ การใชงานในบางครงการหาขนาดของเพลา เพอใหเพลาทนตอแรงทมากระทาอยางเดยวไมเปนการ เพยงพอ เชนในกรณของเพลาลกเบยว (Cam Shaft) ในเครองยนตสนดาปภายใน ตองการใหม ต าแหนงทเทยงตรง ดงนนมมบดของเพลาทเกดขนนน ในขณะใชงานจะตองมคาไมมากกวาทก าหนด ไว เปนตน นนคอเพลาจะตองมความแขงแกรงอยภายในพกดทตองการ ถามมบดมากไปนอกจากจะ เสยความเทยงตรงทางดานต าแหนงแลว ยงจะกอใหเกดความสนสะเทอน ซงมผลใหเฟองและแบรงท รบรองเพลาอยเกดความเสยหายไดงายขน 2.3.2.1 ความแขงแกรง กคอ ความแขงแกรงระยะโกง เพราะตองใชระยะโกงของ เพลาทอยภายใตแรงภายนอกเปนตวส าคญในการก าหนดระยะเบยด (Clearance) ระหวางลอ สายพาน เฟอง โครงของเครองจกร ตลอดจนการเลอกชนดของแบรง สาหรบรองเพลาใหเหมาะสม ถาเพลามระยะโกงมากเกนไป จะท าใหฟนเฟองสวนทสมผส หรอ ขบกนลงเปนผลใหอตราสวนการขบ (Contact Ration) ของเฟองลงดวย ท าใหการสงก าลงของเฟองไมราบเรยบเทาทควร การเลอกแบรง มารองรบเพลากเชนเดยวกน จ าเปนตองเลอกแบรงชนดทสามารถเยองแนวได ส าหรบการใชงานให พอเหมาะกบระยะโกงของเพลาทจะเกดขน ซงอาจจะเปนแบรงธรรมดา หรอแบรงแบบปรบแนวโคง (Salt-Aligning Bearing) ทงนกขนอยกบคาระยะโกงเปนส าคญ 2.3.2.2 ระยะโกงดงกลาวดงน กไมมมาตรฐานก าหนดเชนแนวทางไว โดยทว ๆ ไป แลวผออกแบบ อาจถอคาตอไปนเปนแนวทางในการก าหนดความแขงแกรงทางดานระยะโกงดงน คอ ส าหรบเพลาเครองจกรทวไป คาระยะโกงระหวางจดทรองรบดวยแบรงควรจะไมเกน 0.008 mm/m 2.3.2.3 ส าหรบเพลาทมขนาดไมเทากนตลอด (Stepped Shaft) การใชวธดงกลาว มาแลวอาจจะลาชาและเสยเวลา โดยเฉพาะวธการอนทเกรด (Integration) สองครง เพราะจะตองใช สภาพของขอบเขต (Boundary Condition) ใหมทกครงทเพลาเปลยนขนาด วธทนยมใชกน (แตกยงใชเวลามาก) คอวธ กราฟทเคล อนทเกรด (Graphical Integration) และ นวเมรแคล อนทเกรด (Numerical Integration) 2.3.3 การอออกแบบเพลาตามโคดของ ASME กอนป พ.ศ. 2497 โดยมการยอมรบวธการ ค านวณหาขนาดของเพลาสงก าลง ซงก าหนดเปนโคด (Code) โดยสมาคมวศวกรเครองกลแหง สหรฐอเมรกา (ASME) กยงมความสะดวกและงายตอการใชงาน 2.3.3.1 ทฤษฎเกยวกบความเคนเฉอนสงสด และไมพจารณาถงความชาและความเคน หนาแนนทเกดขนบนเพลา ซงเปนการออกแบบโดยวธสถตศาสตร (Static Design Method) ในการ หาสมการส าหรบการออกแบบเพลาใหพจารณาในภาพท 2.3 ใหเพลาเปนแบบกลมและกลวง โดยม ขนาดเสนผานศนยกลางภายในและภายนอกเทากบ di และ d ตามลาดบความเคนตาง ๆ ทเกดขน บนเพลามดงตอไปน คอ

9

ทฤษฎความเคน วรทธ องภากรณ และ ชาญ ถนดงาน (2546:228-239) ไดใหรายละเอยดดงน

1.ความเคนดงหรอกด

=

-------(2.1)

2. ความเคนดด

b =

-------(2.2)

หรอ

2.4 สายพานสงก าลง สายพานสงก าลง จ ารญ ตนตพศาลกล (2547,454-456) ไดใหรายละเอยดเกยวกบ การสง ก าลงดวยสายพาน จะประกอบดวยสายพานทยดหยนตวได ตดตงมเล(Pulley) ตงแตสองอนขน ไป ดงภาพท 2.5 ซงเปนการสงกาลงระหวางเพลาทขนานกน แรงในแนวสมผสจะถกสงถายจาก มเลขบไปยงมเลตาง ๆ โดยอาศยความเสยดทานระหวางสายพานและมเล

ภาพท 2.5 การขบดวยสายพาน

10 ในการสงก าลงดวยสายพาน สามารถตดตงสายพานขบไดหลายแบบ ไดแก สายพานแบบเปด (Open Belt) ส าหรบขบเพลาทขนานกนใหหมนไปในทศทางเดยวกน สายพานแบบไขว (Crossed Belt) ส าหรบขบเพลาทขนานกน ใหหมนไปในทศทางตรงกนขาม สายพานแบบกงไขว (Half-Crossed Belt) ส าหรบขบเพลาทตรงขามกน สายพานแบบท ามมกน (Angular Belt) ส าหรบ ขบเพลาทตดกน การแบงประเภทของสายพานตามลกษณะของภาพตดขวาง ดงแสดงในภาพท 2.6 ไดแก สายพานแบน (Flat Belt) มภาคตดขวางเปนรปสเหลยมผนผา ภาพท 2.6 ก) สายพานว (V belt) ม ภาคตดขวางเปนรปสเหลยมคางหม ภาพท 2.6 ข) และสายพานหลายว มภาคตดขวางเปนรปสเหลยม คางหมหลายรปวางขนานกนและยดปดดานบนรวมกน ภาพท 2.6 ค) สายพานกลมหรอสายพาน

เชอกมภาคตดขวางกลม ภาพท 2.6 ง)

2.6 ก) สายพานแบน 2.6 ข) สายพานว 2.6ค) สายพานหลายว 2.6ง) สายพานกลม

ภาพท 2.6 การแบงประเภทของสายพานตามลกษณะของภาพตดขวาง ทมา: จ ารญ ตนตพศาลกล, 2547:455.

2.4.1 ขอดของสายพานสงก าลง เมอเปรยบเทยบกบการใชเฟองโซสงก าลง ซงท าใหมการใช สายพานสงก าลงอยางกวางขวาง ไดแก 2.4.1.1 การท างานคอนขางเงยบกวา (ยกเวนเสยงกระแทกจากรอยตอของสายพาน แบน) สามารถดดซบแรงกระแทก และการสนสะทานไดดกวา การตดตงงายกวาไมตองการเรอนเฟอง และการหลอลน ราคาถกกวามาก โดยเฉพาะอยางยงถาเพลาหางกนมาก และการตดตงมเลท าได งาย 2.4.1.2 การตดตอก าลงท าไดงาย เชน การเลอนสายพานแบนไปอยบน ไอ-เลอรมเล 2.4.2 ขอเสยของสายพานสงก าลง ไดแก 2.4.2.1 ใชเนอทมากกวา 2.4.2.2 เกดการลน (Slip) 1 ถง 2 เปอรเซนต การลนจะแปรเปลยนตามแรงในแนว สมผสแรงดงเบองตน สวนยดถาวรและสมประสทธความเสยดทาน 2.4.2.3 สวนยดถาวรในสายพานเพมขนแบบกาวหนาตามเวลาและโหลด จะท าให เกดการสน และสายพานหลดออกจากมเล จงตองมอปกรณชวยปรบความตง คณสมบตทวไปของสายพานคอ ตองทนแรงดงไดสงฟนตวจากการเปลยนรปไดด

11 สมประสทธความเสยดทานสง คาโมดลสยดหยนสง เกดการคบ (Creep) นอย สามารถปดตวไดด (เกดความเคนดดต า) และน าหนกจ าเพาะต า (แรงหนศนยกลางนอย) 2.4.4 ชนดและวสดสายพาน วสดทใชทาสายพานกคอ หนง (Oak-Tanned Leather) แตถา เปนการใชงานพเศษ เชน อยในบรรยากาศทมความชน มไอของสารเคม หรอมน ามนอยดวย กมกใช สายพานแบบ หนงเคลอบดวยโครเมยม (Chrome Leather) เพอใหสายพานมอายการใชงานไดนาน พอสมควร 2.4.4.1 สายพานยาง (Rubber Belts) สายพานนจะมฝายหรอผาใบเปนไสภายใน และมถงยางหมอยดานนอก ยางทใชหมจะเปนยางทอบดวยก ามะถนในอณหภมสง (Vulcanized) เพอเพมความยดหยนและตานแรง 2.4.4.2 สายพานบาลลาตา (Balata Belts) เปนยางคลายสายพานยาง แตไมตองผาน กรรมวธอบก ามะถน ทนตอกรดและความชนไดด แตอณหภมทใชงานควรไมเกน 40 C สายพานนม ความตานแรงมากกวาสายพานยางประมาณ 25% 2.4.4.3 สายพานผาถก (Textile Belts) ท าจากฝายหรอผาใบซอนเปนชน ๆ แลวยด ตดกน จากนนจงเคลอบดวยน ามนลนซด (Linseed) เพอทาใหสายพานกนน าได มกใชท างาน ประเภทชวคราว 2.4.4.4 สายพานทกชนดทกลาวมานนจะยดตวไดด ดงนนเมอยภายใตแรงดงจะท าให เกดการยดตว ท าใหเกดการสลบบนลอสายพาน ในทางปฏบตจงมกดงสายพานใหตงไวกอนใชงาน ทงนเพอเปนการลดการสลบของสายพาน จากการศกษาเรองสายพานสงก าลงทกลาวมา ผจดทาไดแลเหนถงความเหมาะสมวา สายพานสงก าลงแบบ สายพาน (V-Belt) เหมาะสมทสดเพราะใชงานกนอยางแพรหลายหาซองาย ตามทองตลาด และการบ ารงรกษาไดงาย

12 2.5เหลกกลาโครเมยม SCM 440

เหลกกลาโครเมยม SCM 440 (เค.ท.เอม.สตล. ม.ป.ป. ออนไลน) ไดใหรายละเอยดวา เหลก คารบอนปานกลาง มโครเมยมและโมลบดนมผสม ท าใหมความเหนยวและทนแรงดงสงชบแขงได หลายวธ หลงการชบแขงสามารถทนแรงดงไดถง 100 kgf/mm2 เหมาะส าหรบท าเพลาลอกานสบ เพลาขอเหวยง เฟองเพลา บชรบเพลา เพลาขบ แกนเฟองขบชนสวนรถยนตทวไป ชนสวนอน ๆ ท ท างานในลกษณะคลายกน จากการศกษาวสดของเหลกแขง ผจดท าไดเหนวา เหลกกลาโครเมยม SCM 440 เปน เหลกคารบอนปานกลาง มโครเมยมและโมลบดนมผสม ท าใหมความเหนยวและทนแรงดงสง ทนตอ แรงกระแทก เพราะมความแขงสง ถาผานการชบแขง 2.6ทฤษฏของการสไลดหรอการตดเฉอน

ทฤษฏของการสไลดหรอการตดเฉอน วฒชย กบลกาญจน (2533:83-85) ไดใหรายละเอยด เกยวกบทฤษฎในการออกแบบไววา วธการตดเฉอนนนเปนไปในลกษณะดงภาพ ซงแสดงการตดเปน ชนโดยตดในแนวราบโดยใชแรงในการตดและเรมตดจากดานขางโดยตดในแนวอสระ ทส าคญคอ ปองกนการเสยรปวสด ซงวสดอาจใชในการตดเฉพาะอยาง หรออาจจะขนอยกบวสดทางเทคโนโลย ของกระบวนการ ความเรวในการตดอาจจะท าใหชนวตถเคลอนทหรอเกดมมในการตดแนนอน

13

บทท 3

อปกรณและวธการ

อปกรณทใชในการทดลอง

1. เครองสบกาบมะพราว 2. เครองวดความเรวรอบ (Digital Tachometer) 3 .Clamp meter 4. เครองมอวดทางไฟฟา (Digital multi meter) 5. นาฬกาจบเวลา 6 ,มอเตอรไฟฟา (single phase motor) 7. เครองชงน าหนก 8. Vernier caliper 9. กาบมะพราวผาซก

14

วธการ

วธการด าเนนงานประกอบดวย การออกแบบและสราง แทนปอนกาบมะพราว และ ชดปอนกาบมะพราวแบบม ชดเฟอง เปนตวปอนเกาะมะพราว และทดสอบหาก าลงงานทไดรบ รวมถงแรงบด(Torque)ทเกดขน ขณะเครองก าลงท างาน

1. การออกแบบแทนปอนและชดปอนมเกณฑดงน 1.แทนปอน มขนาดความยาว 25 เซนตเมตร กวาง 17 เซนตเมตร ยดตดกบแผนทเชอมอยกบโครงสรางภายนอกของชดปอน 2. โครงสรางของแทนปอน เอยงท ามม 45 องศา 3. ชดปอน มขนาดเสนผานศนยกลาง 8 เซนตเมตร ขนาดของ ลอเฟอง มขนาด 12 เซนตเมตร มระยะ Pitch เทากบ 1 เซนตเมตร 4 .ทชดปอนดานบน มใบมดวงกลม เสนผานศนยกลาง 14 เซนตเมตร จ านวน 8 ใบ มหนาทไวส าหรบกรดกาบมะพราวกอนตดเปนชนสเหลยมลกเตา 5. มอเตอรเปนตนก าลงและเปนมเลขบ มขนาด 5 นว โดยมมเลตามขนาด 16 นว ท าหนาท หมนใหใบมด

ทอยภายในท างาน จากนนจะมมเล ขนาด 3.5 นวทอยตดกบเพลาใบมด ซงเปนมเลขนาดเลก ท าหนาทเพอทด

อตราความเรวรอบและท าหนาทเปนมเลขบ ไปยงมเลตามท เฟองดอกจอก ขนาด 14 นว เพอให เฟองท างาน

15 1.หลกการท างานของเครองสบกาบมะพราว

ภาพท 1 การท างานของเครองสบกาบมะพราว ไดรบก าลงจากมอเตอร ซงจะมสายพานแบบ

V-Belt รอง B เปนตวถายทอดก าลง ขบ ท าใหชดใบมดภายในท างาน

ชองทางปอน

ชองทางออก

ใบมด

มอเตอรตนก าลง

มเล 14 นว

มเล 16 นว

ชดปอนแบบ 3 เฟอง

แทนปอน

ลอ

แขนเคลอนยาย

16 1. การถายทอดก าลงงาน

มอเตอรเปนตนก าลงและเปนมเลขบ มขนาด 5 นว โดยมมเลตามขนาด 16 นว ท าหนาท หมนให

ใบมดทอยภายในท างาน จากนนจะมมเล ขนาด 3.5 นวทอยตดกบเพลาใบมด ซงเปนมเลขนาดเลก ท าหนาท

เพอทดอตราความเรวรอบและท าหนาทเปนมเลขบ ไปยงมเลตามท เฟองดอกจอก ขนาด 14 นว เพอให ลอ

เฟอง ท างาน

3.หลกการถายทอดก าลงสามารถค านวณไดดงน

สมการการหาก าลงและคาทอรก P = 2πNT -------- (1)

VI = 2πNT -------- (2)

P = ก าลงไฟฟา (w) V = แรงดนไฟฟา (V) I = กระแสไฟฟา (A)

N = ความเรวรอบ (rpm) T = แรงบด (Nm) จากสมการท(1) P = VI P = (212 V) x (5.30 A) P = 1123.6 W

จากสมการท(2) VI = 2πNT

1123.6 W = 2π (468.7 rpm) T T = 0.381 N/m

17

ภาพท 2 การออกแบบแทนปอนเพอความปลอดภย

การท างานของแทนปอน จะเปนลกษณะไวส าหรบวางกาบมะพราวกอนเขาสชดลกดด ซงแทนปอน

ถกออกแบบไวรองรบกบความโคงของกาบมะพราวทผาซกแลว ท าใหมความสะดวกสบายมากยงขน

ภาพท 3 ชดปอนแบบ 3 เฟอง

การท างานของชดปอนแบบ 3 เฟอง คอ จะมฟนเฟองท าหนาทส าหรบ เกยวดงกาบมะพราว เพอน า

กาบมะพราวเขาสกระบวนการสบเปนชน

18

ภาพท 4 แผนภาพการใชเครองวดความเรว เพอน ามาค านวณหาก าลงทไดของเครองสบกาบมะพราว

เปนแผนภาพแสดงการวดความเรวรอบทเพลาของแตละสวน เพอน าคาความเรวรอบทวดได น าไป

ค านวณหาก าลงและแรงบด ของเครองสบขณะทเครองก าลงท างาน โดยสมการ การหาคาก าลง และแรงบดท

เกดขนสามารถ หาไดจาก หลกการท างานของเครองสบกาบมะพราว ในภาพท 1 หวขอท 2 การถายทอด

ก าลงงาน

เพลาท1

เพลาท2

19

ภาพท 5 ระบบการถายทอดก าลงของเครองสบกาบมะพราว

สมการการหาความเรวรอบของพเล N = ขนาดของพเลขบ

ขนาดของพเลตาม ความเรวรอบมอเตอร

สมการหาความเรวรอบจากเฟอง N = จ านวนรอบของเฟองขบ จ านวนของเฟองขบ

จ านวนเฟองตาม

20

2.การทดสอบสมรรถนะการท างานของเครองสบกาบมะพราว

2.1 การทดสอบหาก าลงของเครองสบขณะท างาน

ตดตงแผนสะทอนแสง ทเพลาของใบมดและ เพลาทเฟองดอกจอก ดงภาพท2 และใชอปกรณวด

ความเรวรอบ(Digital Tachometer) เพอหาก าลงทได และแรงบดทไดรบขณะเครองก าลงท างาน

ภาพท 6 ขณะก าลงวดความเรวรอบดวยเครองวด(Digital tachometer)

21 2.2 การทดสอบหาขนาดทเหมาะของชนงาน

ทดสอบปอนกาบมะพราวทความเรวทแตกตางกนเพอ หาขนาดขนาดของกาบมะพราวทมขนาดเปนสเหลยมลกเตา มขนาด กวางxยาว เทา กบ 2x2 เซนตเมตร หรอมขนาดทใกลเคยงกน

ภาพท 7 ขณะก าลงทดสอบปอนกาบมะพราว

ภาพท 8 ขนาดชนงานของกาบมะพราว

22

บทท 4

ผลการทดลองและวจารณ

1.ผลการทดลอง

จากการทดลอง ทดสอบเครองสบ จะพบวาการตดตงแทนปอนและเพมจ านวน เฟองจะชวยใหมความ

ปลอดภยและสะดวกสบายมากยงขน และยงเพมสมรรถนะการท างานของเครองสบกาบมะพราวไดเปน

อยางด

ภาพท 4.1 แสดงคาความสมพนธระหวาง แรงบดกบความเรวรอบ

ภาพท 4.2 แสดงคาความสมพนธระหวาง สมรรถนะการท างานกบความเรวรอบทชดปอนมความเรวรอบ

ตางกน

1

1.5

2

2.5

40 50 60 70 80

แรงบ

ด(N/

m)

ความเรวรอบ

ชดปอนแบบ 1 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 3 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 1 เฟอง ไมมแทนปอน

ชดปอนแบบ 3 เฟอง ไมมแทนปอน

50

75

100

125

150

40 50 60 70 80

สมรร

ถนะก

ารท า

งาน

(kg/

h)

ความเรวรอบ

ชดปอนแบบ1 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 3 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 1เฟอง ไมมแทนปอน

ชดปอนแบบ 3 เฟอง ไมมแทนปอน

23

ภาพท 4.3 แสดงความสมพนธระหวางขนาดของชนงานทไดกบความเรวรอบทชดปอนทมความเรวรอบ

ตางกน

4.1 ผลเนองจากชดสงเสรมการปอนวสดเกษตร

จากการทดลอง แสดงใหเหนวา ยงมเลมความเรวมากขน แรงบด ทไดจะยงมคานอยลง และแทน

ปอนจะไมสงผลกบคาแรงบด (Torque) ใดๆ โดยคา แรงบด(Torque) ทไดจะเปลยนแปลงไปตามความเรว

รอบ ซงในการทดลองนไดทดสอบความเรวรอบทขนาดของเสนผาศนยกลางมเลทแตกตางกนทงหมดสามคา

เรมตงแตขนาดเสนผาศนยกลางขนาด 12 นว จนถงขนาด 16 นว ซงผลการทดสอบกปรากฏใหเหนชด ดงภาพ

ท 4.1

4.2 ผลเนองจากชดยอยวสด

จากผลการทดสอบ จะแสดงใหทราบวา ยงความเรวทเฟองเพมมากขน สมรรถนะการงานทไดรบกจะ

เพมขนไปดวย และการทมลกดด 3 ลอเฟอง กจะชวยใหมการเกยวดงกาบมะพราวไดดซงจะสงผลดกบ

สมรรถนะการท างาน ซงในสวนนพอมการตดตงแทนปอนเพมเขามาจะสงเกตเหนไดวา (จากภาพท 4.2) ความ

แตกตางระหวางชดปอนแบบ 1 เฟอง กบ 3 เฟอง แบบมแทนปอนและไมมแทนปอน คาทไดจะมความ

แตกตางกนพอสมควร จงสามารถบอกไดวา ชดปอนแบบ 3 เฟอง และมแทนปอนตดตง เปนอปกรณทชวย

เพมสมรรถนะการท างานไดดทสด

1

2

3

4

5

6

40 50 60 70 80

ขนาด

ชนงา

น

ความเรวรอบ

ชดปอนแบบ 3 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 3 เฟอง ไมมมแทนปอน

ชดปอนแบบ 1 เฟอง มแทนปอน

ชดปอนแบบ 1 เฟอง ไมมแทนปอน

24 4.3 ผลเนองจากความเรวรอบ

แสดงใหเหนวายงมความเรวรอบเทาไรชนงานทไดกจะมากขนไปดวย แตขนาดของชนงานจะยงม

ขนาดเลก และถามความเรวรอบชาลงขนาดของชนงานทไดกจะมความยาวมากขน ซงหากมการตงรอบท

เหมาะสมจะชวยใหชนงานมขนาดตามทตองการ โดยในทนเลอกใชมเลขนาดเสนผาศนยกลาง 14 นว ท าใหทด

อตราความเรวรอบไวไดท 60 รอบ/นาท ดงภาพท 4.3

25 2.วจารณผลการทดลอง

1.หลงจากใสชดปอนแบบ 3 เฟอง ท าใหใสชดปอนวสด ใสไดยากขน เนองจากมขนาดทไมพอด จงจ าเปนตอง

ปรบแตงชดปอนใหมอยหลายครง

ภาพท 9 ชดปอนแบบ 3 เฟอง

2. ขณะท าการวดคาความเรวรอบ คากระแสไฟฟา คาทอานไดจากเครองมอวดจะมคาแกวงตวอยบางชวง

เนองจากชวงจงหวะการปอนไมตอเนองกนท าใหคาทวดไดนน วดดวยความเปนไปไดยาก

3. การทดลองบางครง เนองจากมอปกรณไมครบ จงจ าเปนทจะตอง ใชสมการเขามาชวยค านวณ ซงคาการ

ทดลองทไดอาจจะมการคลาดเคลอนไปบางเลกนอย

26

บทท 5

สรป

1.การเพมจ านวนเฟอง จากเดม 1 เฟอง เปน 3 เฟอง ท าใหชดปอนยดและเกาะกาบมะพราวไดดมากยงขน

ท าใหสะดวกตอการใชงาน

2.การตดตงแทนปอนกาบมะพราวท าใหมความปลอดภย ไมเปนอนตรายตอผใชงาน

3.ระบบ material feed แบบ 3 เฟอง จะเหนไดวามจ านวน kg/h ทมากกวา แบบ 1 เฟอง อยมากถง 2 เทา

เนองจาก แบบ 3 เฟอง มแรงดงและยดเกาะกาบมะพราวไดดกวาแบบ 1 เฟอง ท าใหสามารถปอนกาบ

มะพราวไดงายมากขนกวาเดม และมความปลอดภยทมากขน

4. ยงมเลมความเรวรอบเทาไร ขนาดของชนงานจะยงมขนาดเลก และถามความเรวรอบชาลงขนาด ของ

ชนงานทไดกจะมความยาวมากขน

5. ยงความเรวทเฟอง เพมมากขน ก าลงงานทไดรบกจะเพมขนไปดวย แต ขนาดของชนงานจะไมเปนท

ตองการ ดงกราฟท 4.2 ทแสดงใหเหนถงชนงานทความเรวรอบตางกน

27

เอกสารอางอง

กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร. 2552. “มะพราว พชสารพดประโยชน”. [ออนไลน] เขาถงไดจาก: http://pikul.lib.ku.ac.th. เค.ท.เอม.สตล.ม.ป.ป. :SCM440 เหลกคารบอนปานกลางมโครเมยมและโมลบดนผสม. [ออนไลน] เขาถงไดจาก:http://www.ktmsteel.com/04knowhow_015_SCM440.html. จารญ ตนตพศาลกล. 2547. การออกแบบชนสวนเครองจกรกล. พมพครงท 2. กรงเทพฯ: บรษท เอสอารพรนตงแมสโปรดกส จากด. ประเสรฐ ปนปฐมวย. 2549. วศวกรรมไฟฟา. ปทมธาน: สกายบกส ปทมธาน. มานพ ตนตระบณฑตย,สาล แสงหาว และ สทน จตรเจรญ.2544.ชนสวนเครองจกรกล. กรงเทพฯ : สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน). “มะพราว”. [ออนไลน]. 2555. เขาถงไดจาก: http://www.xn--v3cfhq6bo4n.net/. วรทธ องภากรณ และ ชาญ ถนดงาน. 2546. การออกแบบเครองจกรกลเลม 2. พมพครงท 2. กรงเทพฯ :บรษท เอช.เอน.กรป จากด. วฒชย กบลกาญจน. 2533. กลไกและพลศาสตรของเครองจกรกล. กรงเทพฯ: สานกพมพฟสกสเซนเตอร สทศน ยอดเพชร และ มาโนช รทนโย. 2554. การวจยและพฒนาเครองหนกาบมะพราว. โครงงาน วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลย เทคโนโลยราชมงคลอสาน. อนสรณ สนสะอาด และคณะ. 2553. การออกแบบและพฒนาเครองปอกและยอยเปลอกมะพราว 2in1. โครงงานวทยาศาสตรและเทคโนโลยมหาบณฑต คณะเทคโนโลยการเกษตรและ เทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยราชภฏนครสวรรค

28

ภาคผนวก ก

ตารางภาคผนวก

29 ตารางผนวกท 1 ขอมลบนทก แรงบดทความเรวรอบของมเลทขนาดตางๆ(N/m)

แรงบดทความเรวรอบของมเลทขนาดตางๆ(N/m) ความเรวรอบทชดปอน 68.35 58.6 51.25

ชนด 12 นว 14 นว 16นว

1 sprocket

1.309 1.524 1.69

1.31 1.528 1.75 1.306 1.525 1.73

average 1.308 1.526 1.723

3 sprocket 1.67 1.95 2.28 1.7 1.98 2.21

1.69 2 2.15

average 1.687 1.977 2.213

ตารางผนวกท 2 ขอมลบนทกก าลงงานทไดตอความเรวของมเลทมเสนผาศนยกลางแตกตางกน

ก าลงการผลตทไดตอความเรวของมเล ทมเสนผาศนยกลางแตกตางกน

ขนาดเสนผาศนยกลางของมเล 12นว 14นว 16 นว

ความเรวรอบทชดปอน 68.35 58.6 51.25

ชนด

1 sprocket มแทนปอน 95 92.6 90

1 sprocket ไมมแทนปอน 90 85 79

3sprocket มแทนปอน 144 142.3 140

3 sprocket ไมมแทนปอน 140 138 134.7

30

ตารางผนวกท 3 ขอมลบนทก ขนาดของชนงานความเรวรอบทแตกตางกน

ขนาด ชนงาน(cm)

ความเรวรอบทชดปอนทแตกตางกน Average

68.35 58.6 51.25

2 1.75 2 2.2 1.98

3 2.8 3 3.1 2.967

4 3.9 4 4.2 4.03 5 4.7 5.05 5.27 5.0067