สายพาน ที่เรารู้จัก มีกี่ชนิด? มีความสำคัญอย่างไร?

• 

❝ อุปกรณ์สำคัญในการส่งถ่ายกำลังเพื่อให้เกิดงานนั้น มีหลากหลายรูปแบบ หนึ่งในนั้นคือ สายพาน (Belts) นั่นเอง ซึ่งเป็นอุปกรณ์อีกชนิดที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย การส่งกำลังด้วยสายพานเป็นการส่งกำลังชนิดแบบอ่อนตัวได้ซึ่งมีข้อดีข้อเสียหลายอย่าง เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการส่งกำลังแบบเฟืองและการส่งกำลังแบบโซ่ ซึ่งสายพานก็มีหลากหลายแบบด้วยกัน ❞

ในบทความนี้ KACHA จะพาไปรู้จักกับสายพานให้มากขึ้นกัน

สายพานคืออะไร?

สายพานเป็นอุปกรณ์ที่คล้องโยงเครื่องจักรต่าง ๆ เพื่อพาให้หมุนไปด้วยกัน รับการสั่นสะเทือนได้ดี ขณะใช้งานไม่มีเสียงดัง เหมาะสำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาที่อยู่ห่างกันมาก ๆ หรือใช้ในงานเพื่อเป็นส่วนรองรับวัสดุสิ่งของต่าง ๆ ทำให้วัสดุขนถ่ายที่อยู่บนสายพานนั้นเคลื่อนที่ตามสายพานไปด้วยนั่นเอง

#ข้อดี คือ มีราคาถูกและใช้งานง่าย รับแรงกระตุกและการสั่นสะเทือนได้ดี ขณะใช้งานไม่มีเสียงดัง เหมาะสำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาที่อยู่ห่างกันมาก ๆ และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างต่ำ

#ข้อเสีย คือ อัตราการทดที่ไม่แน่นอนนักเนื่องจากการสลิป (Slip) และการครีฟ (Creep) ของสายพาน ต้องมีการปรับระยะห่างระหว่างเพลาหรือปรับแรงดึงในสายพานระหว่างการใช้งาน นอกจากนั้นยังไม่อาจใช้งานที่มีอัตราทดสูงมากได้

ประเภทของสายพาน

:ซึ่งสายพานที่เราใช้ในปัจจุบัน สามารถแบ่งเป็น 4 ประเภทหลัก ดังนี้

1. สายพานแบน (Flat Belts)
เป็นสายพานที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ใช้ในการส่งถ่ายกำลังจากพูลเลย์ (Pulley) ของเพลาขับไปยังพูลเลย์ของเพลาตาม เป็นอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่เราต้องการให้เกิดการทำงาน เช่น ปั๊มน้ำ พัดลม เป็นต้น โดยกำลังที่ส่งถ่ายจะขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

• ความเร็วของสายพาน
• ความตึงของสายพานที่พาดผ่านชุดพูลเลย์
• มุมที่สายพานสัมผัสกับพูลเลย์ (Arc of Contact) โดยเฉพาะพูลเลย์ตัวที่เล็กกว่า
• สภาพแวดล้อมที่สายพานนั้นถูกใช้งาน เช่น มีความชื้นอยู่ตลอดเวลา หรือมีไอของแอมโมเนีย ซึ่งจะส่งผลให้อายุของสายพานสั้นลง

แบ่งชนิดของสายพาน ได้ 3 ชนิด ดังนี้

► Light Drives	เป็นสายพานที่ใช้กับงานเบา ๆ โดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งานไม่เกิน 10 m/s
► Medium Drives	เป็นสายพานที่ใช้กับงานหนักปานกลาง โดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งานอยู่ระหว่าง 10-22 m/s
► Heavy Drives	เป็นสายพานที่ใช้กับงานหนัก โดยที่ความเร็วของสายพานขณะใช้งาน สูงกว่า 22 m/s

ความหนาและความกว้างมาตรฐานของสายพานแบน คือ  5, 6.5, 8, 10 และ 12 mm โดยจะมีความกว้างมาตรฐานที่แต่ละความหนา ดังนี้

• ที่ความหนา 5 mm จะมีความกว้างระหว่าง 35-63 mm
• ที่ความหนา 6.5 mm จะมีความกว้างระหว่าง 50-140 mm
• ที่ความหนา 8 mm จะมีความกว้างระหว่าง 90-224 mm
• ที่ความหนา 10 mm จะมีความกว้างระหว่าง125-400 mm
• ที่ความหนา 12 mm จะมีความกว้างระหว่าง 250-600 mm

2. สายพานวี (V-Belts)
ส่วนใหญ่ใช้กับเครื่องจักรกลตามโรงงานต่าง ๆ สามารถส่งกำลังได้ในตำแหน่งต่าง ๆ ได้ แต่ไม่สามารถส่งกำลังแบบไขว้เหมือนกับสายพานแบน ลักษณะการใช้งานของสายพานวี เช่น สายพานของเครื่องกลึง สายพานของรถไถนาเดินตาม เป็นต้น

แบ่งชนิดของสายพานวี ได้ดังนี้

1. สายพานวีปกติ เป็นสายพานที่ใช้งานกันโดยทั่วไปกับเครื่องจักรกลธรรมดา ที่ใช้ความเร็วรอบไม่มากนัก ทำด้วยแผ่นยางสลับกับผ้าใบเป็นชั้น ๆ

2. สายพานร่องวีร่วม เป็นสายพานที่สร้างลิ่มหลายลิ่มมารวมกันในเส้นเดียว ปัจจุบันนิยมใช้มาก สายพานแบบนี้จะมีแผ่นปิดยางสังเคราะห์ จึงเหมาะสมกับงานที่มีการถ่ายเทโมเมนต์หมุนที่ไม่สม่ำเสมอ และระยะห่างแกนเพลามีค่ามาก ๆ

3. สายพานวีแหลม เป็นสายพานวีเช่นกัน สามารถกระจายแรงตามแนวรัศมีไปยังแผ่นปิดด้านบนสายพานอย่างสม่ำเสมอตลอดหน้ากว้าง จึงเหมาะใช้กับแกนเพลาที่มีระยะห่างมาก ๆ และรับแรงสูง

4. สายพานวีหน้ากว้าง เป็นสายพานรูปร่างพิเศษที่ใช้สำหรับการส่งกำลังที่มีการปรับความเร็วรอบตามความต้องการ

5. สายพานวีหลายรูปพรรณ เป็นสายพานที่ผิวชั้นบนเป็นพลาสติกหุ้มอยู่โดยรอบ ทำหน้าที่เป็นผิวรับแรงดึง ส่วนเนื้อสายพานร่องวีเป็นสายพานที่เรียงต่อกันไปที่สวมสัมผัสผิวร่องล้อพลูเลย์ได้แนบสนิทพอดี ซึ่งทำให้แรงตามแนวรัศมีถูกถ่ายเทไปยังด้านบนสายพานเหมาะกับงานที่มีอัตราทดสูงมาก ๆ

3. สายพานกลม (Ropes Belts)
มีหน้าตัดเป็นรูปวงกลม การส่งกำลังด้วยสายพานกลมจะให้ความยืดหยุ่นสูงมาก และสามารถปรับตั้งทิศทางการหมุนได้หลายทิศทางตามความต้องการของผู้ใช้ สายพานกลมทำจากพลาสติกโพลียูรีเทน จะต้านทานน้ำ น้ำมัน จาระบี และน้ำมันเบนซีน ขณะการทำงานจะไม่เกิดเสียงดัง

4. สายพานไทมิ่ง (Timing Belts)
มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลียมคางหมู และจะมีฟันเฟืองตลอดความยาวของสายพาน เป็นสายพานที่มีแกนรับแรงด้วยลวดเหล็กกล้า หรือทำด้วยลวดไฟเบอร์ฝังอยู่ในยางเทียม ฟันของสายพานทำด้วยยางเทียม แต่สูตรประสมพิเศษเพื่อให้คงรูปพอดีกับล้อของพูลเลย์ ซึ่งจะหุ้มด้วยเส้นใยไนลอนเพื่อลดการสึกหรอ สายพานชนิดนี้สามารถงอตัวได้ดี ใช้กับพูลเลย์ล้อเล็ก ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตรได้

เนื่องจากร่องสายพานจะมีขนาดเดียวกับบนร่องพูลเลย์ ทำให้เกิดการขบกันเหมือนฟันเฟือง จึงไม่เกิดการลื่นไถลขณะส่งกำลัง สามารถใช้เป็นตัวส่งกำลังงานในเครื่องยนต์ โดยเป็นตัวขับเฟืองเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาราวลิ้น และจะไม่เสียงดังขณะทำงาน

วัสดุที่นำมาใช้ทำสายพานคืออะไร?

คุณสมบัติของวัสดุที่นำมาใช้ทำสายพานจะต้องมีความเหนียวและยืดหยุ่นได้ มีอัตราการยืดหยุ่นตัวต่ำในกรณีการยืดตัวแบบถาวร ทนต่อการดัด บิดไป-มาได้ ทนต่อน้ำ น้ำมัน สารเคมีต่าง ๆ ได้ ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้ไม่อาจทำได้จากวัสดุชนิด เดียวจึงมีการนำวัสดุมาประยุกต์เข้าด้วยกัน  เช่น เส้นด้าย ลวดและยาง หรือพลาสติก เพื่อให้การใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

• สายพานที่มาทำมาจากหนัง เป็นสายพานที่มีความฝืดสูง มี 2 ชนิดคือ สายพานหนังเคลือบด้วยวัสดุที่ทำมาจากพืช และสายพานหนังเคลือบวัสดุที่ทำมาจากแร่ การแบ่งประเภทของสายพานหนังจะแบ่งตามปริมาณไขมันของหนัง คือ ประเภทหนังที่อ่อนตัวได้น้อย กับประเภทหนังที่อ่อนตัวได้มาก การใช้งานจะแบ่งออกตามชนิดของหนังที่ใช้งานหมุนช้า ๆ งานทั่วไป (หมุนปานกลาง) และการหมุนที่ความเร็วสูง
• สายพานที่ทำมาจากผ้าผสมสารอื่น ๆ แบ่งออกเป็นแบบทำมาจากฝ้ายผสมใยไม้ ขนสัตว์ ใยไหม ใยป่าน ใยลินิน เป็นต้น

ข้อดีของสายพานที่ทำมาจากผ้า คือ ความสม่ำเสมอของโครงสร้างภายในสายพาน ทำให้ไม่มีรอยต่อได้ วิ่งเรียบ แต่มีจุดอ่อนคือขาดง่าย

• สายพานที่ทาด้วยกาว ทำมาจากสารที่มีความยืดหยุ่นตัวดี มีความเหนียวมากกว่าสายพานหนังทนฝุ่นละอองได้ดี การเลือกใช้งานต้องระมัดระวังให้มาก
• สายพานผ้าที่หุ้มด้วยยางพารา ในลักษณะการหล่อ สามารถเติมสารเคมีต่าง ๆ ลงไปเพื่อให้ทนต่ออุณหภูมิสูง น้ำมัน และฝุ่นละออง แต่ถ้ามีน้ำหนักในตัวมากในขณะที่หมุนจะเกิดแรงเหวียงหนีศูนย์ได้ง่าย
• สายพานที่ทำมาจากสารพวกพลาสติก เช่น พวกไนลอน มีการใช้งานกันอยู่น้อยอยู่ในวงจำกัด มีความเหนียวสูง ไม่มีการยืดหยุ่นขณะทำงาน ใช้กับความเร็วรอบสูง ๆ ได้ดี บิดตัวได้ง่าย บางชนิดจะหุ้มยางเทียมไว้เพื่อให้เกิดความฝืด ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

ข้อแนะนำในการเลือกใช้สายพาน

การเลือกซื้อสายพานควรเลือกขนาดพร้อมกับรหัสของบริษัทผู้ผลิตที่แยกประเภทของสายพานออกไป ตามประเภทของการใช้งาน การเก็บรักษาควรเก็บไว้ให้เรียบร้อยพร้อมที่จะหยิบใช้งานได้อย่างสะดวก การเก็บอยู่ในสภาพอากาศที่ดีจะไม่ทำให้สายพานเสื่อมสภาพ การทำความสะอาดจะต้องทำความสะอาดสายพานอย่าให้มีฝุ่นละอองหรือคราบน้ำมันมาเกาะสายพาน โดยการใช้ผ้าสะอาดเช็ด ควรตั้งให้เพลาขับและเพลาตามวางตัวอยู่ในแนวเดียวกัน ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของพูลเลย์ชุดขับและชุดตามไม่ควรห่างเกินกัน 10 เมตร และไม่ควรใกล้กันเกินกว่า 3.5 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพูลเลย์ตัวเล็ก ควรตั้งสายพานให้ด้านที่ตึงสายพานอยู่ด้านล่าง และให้ด้านที่หย่อนอยู่ด้านบน

จะเห็นได้ว่าสายพานแต่ละชนิดมีการทำงานและมีความแตกต่างกันอยู่
ดังนั้นควรศึกษาให้ดีเพื่อนำไปเลือกใช้งานตามความเหมาะสมกันด้วย 👌

>>สามารถติดตามบทความต่าง ๆ ของ KACHA ได้ตามนี้เลย<< 

 ที่มา : kacha