Gearboxes

เลือกเกียร์ทดรอบอย่างไรให้ตรงกับงาน

เกียร์ทดรอบทำหน้าที่สองอย่างพร้อมกันเสมอ คือ ลดความเร็วรอบ และ เพิ่มแรงบิด มอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปหมุนเร็วแต่แรงบิดต่ำ ขณะที่เครื่องจักร ส่วนใหญ่ต้องการรอบต่ำแรงบิดสูง เกียร์จึงเป็นตัวกลางที่ทำให้มอเตอร์ตัวเดียวใช้ได้กับ งานหลายแบบ

สิ่งที่ทำให้เลือกผิดบ่อยที่สุดคือการดูแค่ "กี่แรงม้า" ทั้งที่ตัวเลขที่ตัดสินว่าเกียร์ พังหรือไม่พังคือ แรงบิดที่ปลายเพลา (Nm) กับ ลักษณะโหลด ต่างหาก

ตระกูลเกียร์หลักและงานที่เหมาะ

• In-line helical (เพลาเข้า-ออกแนวเดียวกัน) — ประสิทธิภาพสูง เสียงเงียบ ใช้พื้นที่แนวยาว เหมาะกับสายพาน เครื่องผสม เครื่องจักรทั่วไปที่วางตรงได้
• Bevel helical (หักมุม 90 องศา) — ใช้เมื่อพื้นที่บังคับให้เพลาออก ตั้งฉากกับมอเตอร์ ประสิทธิภาพยังสูงใกล้เคียง in-line
• Parallel shaft (เพลาขนาน) — รับแรงบิดสูงในตัวเรือนที่แบน เหมาะกับงานที่ต้องวางชิดโครงสร้าง
• Shaft mounted (สวมเพลา) — สวมลงบนเพลาเครื่องจักรตรงๆ ไม่ต้องมี คัปปลิ้งและฐานรอง ติดตั้งเร็ว นิยมกับสายพานลำเลียงในโรงโม่ โรงปูน โรงงานอาหารสัตว์
• Worm (เกียร์ตัวหนอน) — ราคาถูก อัตราทดสูงในขั้นเดียว มีคุณสมบัติ กันย้อนกลับในบางอัตราทด แต่ประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบ helical ชัดเจน จึงไม่เหมาะกับงานที่ เดินเครื่องต่อเนื่องทั้งวันเพราะค่าไฟส่วนต่างสะสมเร็ว
• Variator (ปรับอัตราทดต่อเนื่อง) — ปรับความเร็วด้วยกลไก ใช้กับงาน กำลังไม่มากที่ต้องการปรับรอบบ่อยโดยไม่ใช้อินเวอร์เตอร์

ห้าอย่างที่ต้องรู้ก่อนขอใบเสนอราคา

1. แรงบิดที่ต้องการที่เพลาออก (Nm) และรอบปลายที่ต้องการ (rpm) สองค่านี้กำหนดขนาดเกียร์ ไม่ใช่แรงม้ามอเตอร์
2. ลักษณะโหลดและชั่วโมงเดินเครื่องต่อวัน — โหลดกระแทก สตาร์ต-หยุดบ่อย หรือเดิน 24 ชั่วโมง ต้องเผื่อค่า service factor สูงกว่างานเดินเรียบ
3. ท่าติดตั้งและทิศทางเพลา — วางเท้า (foot) หรือหน้าแปลน (flange) เพลาออกซ้ายหรือขวา ตำแหน่งกล่องต่อสาย มีผลกับระดับน้ำมันหล่อลื่นด้วย
4. แรงกระทำด้านข้างและแนวแกน ที่ปลายเพลา (เช่น แรงดึงสายพาน) เพราะเป็นตัวกำหนดอายุแบริ่ง
5. สภาพแวดล้อม — ฝุ่น ความชื้น อุณหภูมิ ล้างน้ำ หรือพื้นที่อันตราย (ATEX) มีผลกับซีล สี และรุ่นที่เลือกได้

ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย

• เลือกจากกำลังมอเตอร์อย่างเดียวโดยไม่ตรวจแรงบิดที่ปลายเพลา ทำให้เกียร์รับงานเกินพิกัด
• ไม่เผื่อ service factor กับงานที่มีแรงกระแทกหรือสตาร์ตถี่
• เปลี่ยนอัตราทดโดยลืมว่าแรงบิดจะเปลี่ยนตามไปด้วย
• สั่งโดยไม่ระบุท่าติดตั้ง ทำให้ต้องเติมหรือถ่ายน้ำมันใหม่หน้างาน

คำถามที่พบบ่อยเรื่องเกียร์ทดรอบ

เกียร์ทดรอบกับอินเวอร์เตอร์ ใช้แทนกันได้ไหม

ไม่ได้แทนกัน เกียร์เปลี่ยนอัตราส่วนเชิงกลอย่างถาวรและเพิ่มแรงบิดจริง ส่วนอินเวอร์เตอร์ เปลี่ยนความเร็วมอเตอร์ทางไฟฟ้าแต่ไม่ได้เพิ่มแรงบิดให้เกินพิกัดมอเตอร์ งานที่ต้องการ แรงบิดสูงที่รอบต่ำจึงยังต้องใช้เกียร์ และหลายงานใช้ทั้งคู่ร่วมกัน

เกียร์ตัวหนอนถูกกว่า ทำไมไม่ใช้ทุกงาน

เพราะประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบ helical พอสมควร ส่วนต่างนั้นกลายเป็นความร้อนและค่าไฟ ทุกชั่วโมงที่เดินเครื่อง งานที่เดินไม่กี่ชั่วโมงต่อวันอาจคุ้ม แต่งานเดินต่อเนื่อง ค่าไฟส่วนต่างมักแซงส่วนต่างราคาซื้อภายในเวลาไม่นาน

service factor คืออะไร ต้องเผื่อเท่าไหร่

คือค่าเผื่อที่คูณเข้ากับแรงบิดใช้งาน เพื่อรองรับแรงกระแทก การสตาร์ตถี่ และชั่วโมง เดินเครื่องที่ยาว ค่ามาตรฐานขึ้นกับลักษณะโหลดและมาตรฐานของผู้ผลิตแต่ละราย จึงควรให้ วิศวกรคำนวณจากงานจริงมากกว่าใช้ตัวเลขกลางๆ

เกียร์ร้อนผิดปกติ เกิดจากอะไรได้บ้าง

สาเหตุที่พบบ่อยคือน้ำมันผิดชนิดหรือระดับไม่ถูกต้องกับท่าติดตั้ง งานเกินพิกัด การระบายอากาศรอบตัวเรือนไม่ดี หรือแนวเพลาไม่ตรงจนเกิดแรงเสียดทานเพิ่ม ควรวัดอุณหภูมิ ผิวและตรวจทั้งสี่ข้อก่อนสรุปว่าตัวเกียร์เสีย