(!) เนื่องจาก Microsoft จะหยุดให้การสนับสนุนระบบปฏิบัติการ Windows 7 ตั้งแต่วันที่ 14 มกราคม 2563 และอาจส่งผลให้ผู้ใช้ระบบปฏิบัติการ Windows 7 ไม่สามารถใช้งานเว็บไซต์มิซูมิได้อย่างสมบูรณ์ กรุณาอัพเดทระบบและบราวเซอร์ตามเงื่อนไขระบบที่รองรับมิซูมิเว็บไซต์
เขียนโดย : CAREY STRAETZ
ในตอนที่แล้วเราได้อธิบายถึงค่า Backlash และค่า Gear Ratio กันแล้ว ต่อไปเราจะแนะนำประเภทของเฟืองทั้ง 5 ประเภท รวมทั้งข้อดี และ ข้อเสียของแต่ละประเภทด้วย โดยเริ่มจากประเภทเฟืองที่ถูกนำมาใช้งานมากที่สุด นั่นก็คือ เฟืองตรง
ข้อดีของการนำเฟืองตรงมาประยุกต์ใช้นั้นค่อนข้างชัดเจน นั่นคือประสิทธิภาพและความง่ายในการประกอบซึ่งจะช่วยประหยัดเวลาและลดระยะเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักรให้เหลือน้อยที่สุด แต่ก็ยังมีข้อเสียอยู่บ้างยกตัวอย่างเช่น เมื่อมีการใช้งานที่ความเร็วสูงก็จะเกิดเสียงดังเนื่องจากมีช่องว่างระหว่างเฟือง (Backlash) และมีแรงที่เกิดขึ้นในชั่วขณะที่ซี่ฟันของเฟืองขบกันเป็นครั้งแรก แรงที่เกิดขึ้นนี้อาจส่งผลให้เกิดการสึกกร่อนและการฉีกขาดหลังใช้งานไประยะหนึ่งได้ ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของเฟืองลดลงในที่สุด
แนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้ของปัญหานี้คือการใช้เฟืองตรงที่ทำจากพลาสติกซึ่งใช้งานได้ดีในระบบที่มีน้ำหนักเบาและในระบบที่ต้องมีการควบคุมเสียงรบกวนให้เบาที่สุด นอกจากนี้ เฟืองพลาสติกแบบมีแกนเหล็กกล้าคาร์บอนและซี่ฟันทำจาก MC ไนล่อนก็ช่วยลดระดับเกิดเสียงรบกวนลงได้เช่นเดียวกัน
อีกสิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงก็คือข้อเท็จจริงที่ว่าเฟืองตรงจะสามารถขบกันได้อย่างถูกต้องก็ต่อเมื่อมีการใช้งานแบบขนานกันเท่านั้น ทั้งนี้ก็เนื่องมาจากซี่ฟันที่มีลักษณะเป็นเส้นตรงและตำแหน่งของรู โดยในตัวอย่างด้านล่างนี้แสดงให้เห็นถึงเฟืองตรงสองตัวถูกนำมาใช้เพื่อเลื่อนชิ้นงานจากขวาไปซ้าย
เฟืองประเภทที่มีตลับลูกปืนทางเดียว (One-Way Clutches) ติดตั้งมาด้วยทำให้เราสามารถประสานทิศทางการหมุนของเฟืองสองตัวเข้าด้วยกันดังที่ปรากฏในรูป และเฟืองแบบพิเศษอีกประเภทหนึ่งก็คือเฟืองตรงแบบไม่มีลิ่ม (Keyless Spur Gear) ซึ่งแบ่งย่อยได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ ชนิด E ชนิด F และชนิด G
เฟืองเฉียงเป็นเฟืองที่มีซี่ฟันทำมุมตามแนวทแยงซึ่งทำให้เกิดเสียงรบกวนเบากว่าและทำงานราบรื่นกว่าเฟืองตรงเนื่องจากซี่ฟันมีการขบกันอย่างทีละน้อย เฟืองเฉียงยังมีความสามารถในการติดตั้งทั้งแบบขนานกันหรือตั้งฉากกันก็ได้
เมื่อเฟืองตั้งฉากกัน จะต้องเลือกเฟืองที่เฉียงในทิศทางเดียวกัน ระหว่างเฉียงขวาทั้งคู่หรือเฉียงซ้ายทั้งคู่ ข้อเสียของเฟืองเฉียงคือประสิทธิภาพที่ด้อยกว่าเฟืองตรงเนื่องจากการเลื่อนไถลของซี่ฟัน สาเหตุของการเลื่อนไถลก็เนื่องมาจากการจัดซี่ฟันในแนวทแยงมุมและยังนำไปสู่การเกิดแรงกระทำในแนวแกนที่เพลาได้ ดังนั้น การเลือกใช้ตลับลูกปืนที่สามารถทนทานต่อแรงกระทำในแนวแกนซึ่งเกิดจากตัวเฟืองได้จึงเป็นเรื่องสำคัญ
เฟืองดอกจอกเป็นเฟืองที่ใช้ระหว่างเพลาที่วางในทิศทางตัดกันและมีมุมในการทำงานที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามรูปร่าง ข้อเสียของการทำให้เฟืองเป็นมุมเอียงก็คือความยากในการประกอบเพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนมุมในการทำงานได้ ตัวเพลาเองก็จะได้รับแรงกระทำที่สูงด้วย ดังนั้นการเลือกใช้ตลับลูกปืนที่สามารถทนทานต่อแรงกระทำได้จึงมีความสำคัญเช่นเดียวกับกรณีของเฟืองเฉียง เฟืองดอกจอกสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ได้แก่ แบบตรง (Straight Type) และแบบโค้ง (Spiral Type)
แบบตรง มีลักษณะคล้ายเฟืองตรงซึ่งมีแนวโน้มจะเกิด Backlash และเสียงรบกวนที่ดังมาก
แบบโค้ง มีลักษณะคล้ายเฟืองเฉียงเนื่องจากการจัดเรียงของซี่ฟันที่คล้ายคลึงกัน แม้ว่าการทำงานจะเกิดเสียงเบากว่าแต่มีแนวโน้มที่อาจเกิดการเลื่อนไถลของซี่ฟันได้
*สิ่งสำคัญคือเฟืองดอกจอกแบบโค้งนั้นสามารถรับประกันการขบกันได้เฉพาะในการใช้งานกับเฟืองจากบริษัทผู้ผลิตเดียวกันเท่านั้นและควรซื้อเป็นคู่พร้อมกันเสมอ
เฟืองอีกประเภทหนึ่งคือเฟืองสะพาน และมี 2 รูปแบบที่แตกต่างกันคือแบบแบน (Flat Type) และแบบกลม (Round Type) ข้อดีของเฟืองสะพานคือเมื่อนำไปเข้าคู่ใช้งานกับเฟืองตรงหรือเฟืองตัวเล็ก (Pinion) จะสามารถเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นได้ ส่วนข้อเสียคือเฟืองประเภทนี้ไม่สามารถทำงานต่อเนื่องได้เนื่องจากการเคลื่อนที่จะไปจบที่ปลายสะพานเสมอ
ข้อดีอย่างหนึ่งของเฟืองสะพานแบบแบนก็คือการจัดเรียงของรูติดตั้งที่มีจำนวนมาก ผู้ใช้งานจึงสามารถเลือกใช้รูด้านข้าง รูด้านใต้ หรือรูแบบเจาะคว้านด้านข้างก็ได้
ขึ้นอยู่กับการแผนในการติดตั้งใช้งาน
เฟืองตัวหนอนประกอบด้วยสองชิ้นส่วนคือล้อตัวหนอน (Worm Wheel) และตัวเฟือง (Worm Gear) เฟืองตัวหนอนเป็นเฟืองที่มีการทำงานแบบ Self-locking และทำงานเงียบ แต่ก็ต้องยอมรับการสูญเสียพลังงานและแรงกระทำบนตัวหนอนที่สูงขึ้น
ไม่ว่าข้อกำหนดในการออกแบบจะเป็นอย่างไร ขอให้ท่านผู้อ่านระลึกไว้เสมอว่าเฟืองนั้นมีหลากหลายชนิด แต่ละชนิดต่างก็มีข้อดีในแบบเฉพาะตัว นอกจากนั้นก็ยังมีวิธีแก้ปัญหาสำหรับการเคลื่อนที่ทั้งในแบบเชิงเส้นและแบบหมุน เราหวังเป็นอย่างยิ่งว่ารายละเอียดเกี่ยวกับเฟืองแต่ละประเภทนี้จะช่วยจุดประกายให้ท่านได้พบแนวทางในการออกแบบการใช้งานรูปแบบใหม่ ๆ หรือช่วยแก้ปัญหาที่มีอยู่เดิม และอย่าลืมติดตามอ่าน ตอนที่ 3 ของชุดความรู้ชุดนี้ด้วย!
หากมีคำถามเฉพาะทางที่ต้องการคำตอบก็สามารถส่งความคิดเห็นมาที่ ts@misumi.co.th
หรือเข้าไปเยี่ยมชมพวกเราได้ที่ MISUMI Thailand
สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมหรือปรึกษาเรื่องเวลารับคำสั่งซื้อและกำหนดส่ง
ติดต่อฝ่าย Customer Service
โทร.038-959-200 กด 1 หรือ อีเมล cs@misumi.co.th