ในการออกแบบเครื่องจักรนั้นสิ่งสำคัญที่สุดมักหนีไม่พ้น คือ ‘ความเหมาะสม’ ในการทำงานร่วมกัน ไม่ว่าจะเป็นขนาดของชิ้นส่วน และแรงบิดที่ต้องการ ไปจนถึงความเร็วต่อรอบที่ทำได้ ฯลฯ แต่การประกอบเครื่องจักรที่เต็มไปด้วยชิ้นส่วนและรายละเอียดปลีกย่อยที่ต้องใส่ใจจำนวนมาก อาจทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Gearbox และ Rack & Pinion ที่เป็นชิ้นส่วนเคลื่อนที่สำคัญของเครื่องจักร เพราะจำเป็นต้องมีการคำนวณค่าที่แม่นยำ เพื่อรองรับการทำงานได้อย่างถูกต้องและยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรไปในเวลาเดียวกัน แต่รู้กันหรือไม่ว่าปัญหาที่พบได้บ่อยในการออกแบบและติดตั้งชิ้นส่วนเหล่านี้ คืออะไร?
5 ปัญหายอดฮิตในการออกแบบการใช้งาน Gearbox
การออกแบบเครื่องจักรนั้นจำเป็นต้องคำนึงถึงภาระโหลดและแรงหมุนที่ต้องใช้งานจริง ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับขนาด น้ำหนัก และปัจจัยอื่น ๆ ของเครื่องจักรอีกด้วย การคำนวณหรือออกแบบ Gearbox นั้นจึงมีสิ่งที่ต้องพิจารณามากกว่าเท่าที่ตาเห็น ทำให้กระบวนการออกแบบจริงหรือการเลือกใช้งานมักเกิดคำถามและข้อสงสัยขึ้นอย่างหลากหลาย ซึ่งประเด็นที่ผู้ออกแบบเครื่องจักรหรือโรงงานมักเกิดข้อสงสัยที่พบเจอได้บ่อย 5 ประเด็น ได้แก่
1. เลือก Ratio ของ Gearbox คำนวณแต่แรงบิด ไม่คำนึงด้านความเร็ว ทำให้เครื่องทำงานไม่ราบรื่น
แนวคิดที่ว่า “เหลือดีกว่าขาด” อาจไม่ใช่แนวคิดที่ถูกต้องเสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Ratio ของ Gearbox ยกตัวอย่างการเลือก Ratio พลาด เช่น งาน Index Table สมมุติว่าเราคำนวณแรงบิดได้ที่ Ratio 10:1 ในทางทฤษฎีสามารถใช้งานได้ แต่เมื่อใช้งานจริงกลับเคลื่อนที่ได้แค่ระยะสั้น และช้ามาก จึงทำให้ Servo Motor ไม่อาจทำงานได้เต็มประสิทธภาพ เพราะ SERVO จะไม่สามารถ Control ได้ที่ความเร็วรอบต่ำกว่า 100 rpm ส่งผลให้เกิดการสั่นขณะเคลื่อนที่ ดังนั้น ควรมองในมิติความเร็วเคลื่อนที่ควบคู่ไปด้วย เพราะอาจทำให้ชิ้นงานและเครื่องจักรเสียหายได้ กรณีที่ยกตัวอย่างมานี้ Ratio ที่เหมาะสมสำหรับเผื่อการใช้งานในอนาคต ควรจะอยู่ที่อัตราทด 25 : 1 ขึ้นไปเพื่อให้มอเตอร์สามารถทำงานได้ความเร็วรอบสูงกว่า 100 rpm และแสดงความสามารถได้เต็มศักยภาพ พร้อมยืดอายุการใช้งานด้วย
2. คำนวณและออกแบบมาเป๊ะ!!! แต่เลือกใช้งานจริงไม่ได้
ดังที่ได้เกริ่นไว้เบื้องต้นแล้วว่า ปัจจัยในการใช้งาน Gearbox นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับโหลดที่ใช้หรือแรงบิดเท่านั้น แต่การออกแบบระบบให้ทำงานได้ จำเป็นต้องนึกถึงคุณสมบัติหรือฟังก์ชั่นที่เกี่ยวข้องกันด้วย ในบางครั้งอาจไม่ใช่แค่ตัวมอเตอร์หรือ Gearbox เพียงอย่างเดียว ตัวอย่างเช่น ต้องการใช้งานแกน Z วิ่งขึ้นลงคู่กันในลักษณะลิฟท์ โหลดอยู่ที่ 1.5 ตัน โดยเลือกใช้มอเตอร์ 5.5 kW และ Ratio ของเกียร์ 120:1 การคำนวณทุกอย่างถูกต้องตามทฤษฎี แต่เมื่อเลือกจะเลือกอุปกรณ์กลับพบว่าไม่มี Gear ที่สามารถรองรับแรงบิดที่คำนวณไว้ได้ รวมถึงแรงจริงที่เกิดขึ้นกับ Rack & Pinion อยู่ประมาณ 60,000 นิวตัน แม้ว่าเลือกอุปกรณ์เพื่อแบ่งภาระโหลดออกเป็น 2 ฝั่ง ก็ยังไม่สามารถรองรับแรงที่เกิดขึ้นได้ ดังนั้นการออกแบบที่ดีจึงต้องพิจารณาไปยังชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องทั้งหมดให้ครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนที่ต้องรับภาระโหลดที่เกิดจากแรงกระทำทั้งทางตรงและทางอ้อม
3. ต้องการใช้ Ratio สูง แต่ Gear มีขนาดใหญ่เกินไป มากกว่าที่ออกแบบไว้
การเลือกใช้ Gearbox ที่เป็น Reducer ความต้องการหลักคือ การลดความเร็วรอบและเพิ่มแรงบิด ซึ่งหาก Ratio ที่เลือกไว้สูง อาจทำให้ Gear มีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อรองรับแรงบิดที่เพิ่มมากขึ้น ดังนั้นก่อนเลือก Ratio จะต้องคำนึงถึงแรงบิดที่ต้องใช้งานจริง แต่ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้แรงบิดสูง ควรพิจารณาเปลี่ยนมอเตอร์ที่มีกำลังมากขึ้นเพื่อเพิ่มแรงบิดและลดขนาด Gearbox ลง แต่หากยังยืนยันว่าต้องการ Ratio สูงเพื่อลดความเร็วเท่านั้น และไม่ได้ต้องการแรงบิดมากเกินกว่าที่ APEX Gear สามารถสั่งรองรับได้ ทาง APEX จะผลิตให้ได้ตามความต้องการ แต่อย่างไรก็ตามต้องคำนวณให้มั่นใจว่า เมื่อนำ Gearbox ไปประกอบใช้งานแล้วจะไม่เกิดความเสียหายขณะทำงาน เนื่องจากไม่เป็นไปตามมาตรฐานที่รับรองไว้
4. ตัวรับเพลาของ Gearbox ขนาดไม่พอดีกับมอเตอร์
ปัญหาขนาดเพลาของมอเตอร์และรูเพลาของ Gearbox ไม่เท่ากัน ตามเอกสารแบบนั้นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้ทั่วไป การแก้ไขในกรณีที่ขนาดเพลาของมอเตอร์เล็กกว่ารูเพลาของ Gearbox สามารถแก้ไขได้ด้วย Bushing ที่เสริมเข้าไปจะทำให้มีขนาดแน่นพอดี ยกตัวอย่าง Servo Motor ที่มีขนาดเพลา 16 mm. แต่ในแบบช่องที่ใส่เพลาของ Gear มีขนาดถึง 24 mm. ซึ่งในเอกสารการออกแบบ 2D จะระบุไว้ว่าต้องเสริม Bushing หากเพลามอเตอร์เล็กกว่ามาตรฐาน ซึ่งทาง APEX DYNAMICS มีให้พร้อม Gear อยู่แล้ว แต่ในทางกลับกันหากเพลาของมอเตอร์ใหญ่กว่า จะต้องปรับขนาดเกียร์ให้มีความใหญ่ขึ้น ทั้งนี้สิ่งสำคัญคือ การตรวจหน้าแปลนของ Servo Motor ว่าสามารถใส่ได้หรือไม่ เพื่อความมั่นในการออกแบบและใช้งาน Servo Motor ร่วมกับ Gearbox ควรระบุโมเดลหรือส่งแบบของ Servo Motor เพื่อความชัดเจนและถูกต้องในการเลือก Gearbox
5. ความคลาดเคลื่อน Arcmin คืออะไร? และคำนวณอย่างไร?
หน่วยความคลาดเคลื่อนของตัวเกียร์นั้นมีชื่อว่า Arcmin ซึ่งคนไทยมักคุ้นหูในชื่อคำว่า ‘ลิปดา’ มากกว่า โดยลิปดาหมายถึง 1 ส่วน 60 องศา ซึ่งหมายความว่า ในมุม 1 องศานั้นสามารถแบ่งย่อยได้ออกเป็น 60 ส่วน ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนของ Gear มากหรือน้อย จะมีผลต่อการเลือกไปใช้งานที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น นำไปใช้งานกับ Ball Screw – Lead 5 ซึ่งหมายถึงเมื่อเพลาเกียร์หมุนไป 1 รอบจะเท่ากับการเคลื่อนที่ 5 มิลลิเมตร ค่าความคลาดเคลื่อน 1 ลิปดา จะคำนวนได้ดังนี้ (5 ÷ 360) ÷ 60 = 0.00023 มิลลิเมตร เป็นต้น ในกรณีที่ใช้งานกับ Index Table ค่าความคลาดเคลื่อนจะขึ้นอยู่กับขนาดตัวจาน ยิ่งมีขนาดใหญ่ค่าความคลาดเคลื่อนยิ่งสูง ค่าความคลาดเคลื่อนเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการทำงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและงานกลุ่มระบบอัตโนมัติ
ปัญหาเหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของรายละเอียดปลีกย่อยที่บางคนอาจหลงลืม หรือในบางครั้งการให้ข้อมูลของตัวแทนจำหน่ายอาจเกิดความคลาดเคลื่อนซึ่งส่งผลต่อการออกแบบและการใช้งาน เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในระดับสูงและสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องยาวนาน ควรเลือกใช้ Gearbox ที่มีผู้เชี่ยวชาญให้คำแนะนำ และสนับสนุนการใช้งานได้อย่างครบถ้วนตามความต้องการ รวมทั้งตัวผลิตภัณฑ์เองต้องมีคุณภาพได้มาตรฐาน มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน และสามารถไว้วางใจได้ในผลลัพธ์ของการทำงาน โดยหนึ่งใน Gearbox ที่น่าสนใจที่สุดในเวลานี้คือ APEX DYNAMICS ที่เรียกได้ว่ามีความโดดเด่นทั้งผลิตภัณฑ์และความเชี่ยวชาญของทีมงาน
APEX DYNAMICS ตัวจริงที่มาพร้อมกับแนวคิด “ออกแบบง่าย จัดส่งฉับไว ใช้ได้กับ Servo Motor ทุกยี่ห้อ”
เพื่อให้สามารถใช้งานมอเตอร์ได้อย่างเต็มศักยภาพ Gearbox ที่ใช้งานควบคู่กันจำเป็นต้องมีคุณภาพการใช้งานที่ดี มีอายุการใช้งานที่ยืนยาว ในขณะที่ผู้ผลิตเองต่างมองหาชิ้นส่วนที่สามารถออกแบบและติดตั้งใช้งานได้ง่าย ซึ่งผลิตภัณฑ์กลุ่ม Gearbox จาก APEX DYNAMICS มีคุณสมบัติที่สำคัญเหล่านี้อย่างครบถ้วน
APEX DYNAMICS ผู้เชี่ยวชาญด้าน Gearbox และ Rack & Pinion จากไต้หวันที่มีประสบการณ์ยาวนานกว่า 30 ปี พร้อมสนับสนุนผู้ผลิตเครื่องจักรให้สามารถออกแบบและผลิตได้อย่างคล่องตัว ด้วยคุณภาพของ Gearbox ที่ได้รับการยอมรับระดับสากล ไม่ว่าจะเป็นเครื่องจักรทั่วไป เครื่องจักรอัตโนมัติ ไปจนถึงหุ่นยนต์ 7 แกน
จุดเด่นของ APEX DYNAMICS นอกจากคุณภาพระดับสากลแล้ว ยังมีการรับประกันอายุการใช้งานยาวนานถึง 3 ปี ผลิตใหม่ทุกครั้งที่มีคำสั่งซื้อเข้ามา และสามารถรองรับ Servo Motor ได้ทุกรุ่นทุกยี่ห้อทุกขนาด พร้อมบริการจัดส่งอย่างรวดเร็ว หากต้องการตรวจสอบสินค้าในคลังหรือต้องการแบบ 3D และ 2D สามารถใช้แพลตฟอร์มออนไลน์เพื่อดาวน์โหลดไฟล์ได้อย่างรวดเร็ว
นอกจากนี้ยังมีทีมงานสนับสนุนจาก APEX DYNAMICS (THAILAND) ที่มีความพร้อมสนับสนุนทั้งก่อนและหลังการขาย ไม่ว่าจะเป็นการคำนวณทางวิศวกรรม การออกแบบการใช้งานต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง ทำให้สามารถลดระยะเวลาขั้นตอนการออกแบบและประหยัดต้นทุนที่เกี่ยวข้องได้อย่างชัดเจน ไม่จำเป็นต้องเสียเวลาซ้ำซ้อนจากการออกแบบที่ผิดพลาด เลือกใช้ชิ้นส่วนที่ไม่เหมาะสม หรือการติดขัดใด ๆ ในการเลือกใช้อุปกรณ์ การส่งมอบงานจึงเกิดขึ้นได้อย่างราบรื่น สร้างความประทับใจแก่ผู้ใช้งานด้วยประสิทธิภาพและการใช้งานที่ยาวนาน
ผู้ที่กำลังมองหา Gearbox คุณภาพดี ราคาเข้าถึงได้ มีมาตรฐาน หรือต้องการปรึกษาด้านการออกแบบที่เกี่ยวข้อง APEX DYNAMICS (THAILAND) พร้อมให้บริการด้วยความเชี่ยวชาญที่จะไม่ทำให้คุณผิดหวัง
สามารถติดต่อสอบถามหรือปรึกษาด้าน Gearbox ได้ที่:
APEX DYNAMICS (THAILAND) CO., LTD.
โทรศัพท์: 02-181-2317
Email: Apexthai2010@gmail.com
Website: www.apexdyna.co.th
LINE ID: @Apexthai2010
Facebook: APEX Dynamics – Thailand
YouTube: Apex Thailand
Voltaire
