คีย์เลสบุชคืออะไร?
สารบัญ
คีย์เลสบุช (Keyless Bushing) คือ บุชล็อคเพลาแบบไร้ลิ่ม (Key) หรือเรียกอีกอย่างว่า พาวเวอร์ล็อค (Power Lock) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการยึดระบบส่งกำลังต่างๆเข้ากับเพลา เช่น มู่เล่ย์ (Pulley) ,เฟืองโซ่ (Sprocket) ,คัปปลิ้งv(coupling) หรือ ลูกล้อ (Wheel) เป็นต้น โดยคีย์เลสบุชจะถูกออกแบบมาให้ใช้งานง่าย มีความสะดวกรวดเร็วในการถอดประกอบและมีข้อได้เปรียบกว่าการใช้ลิ่มส่งกำลังแบบเก่ามากเลยทีเดียว
หลักการทำงานของคีย์เลสบุช
คีย์เลสบุช (Keyless Bushing) เป็นอุปกรณ์ล็อคที่ใช้หลักการของแรงเสียดทาน (Friction) ที่เกิดขึ้นจากแรงกระทำ 2 จุดคือแรงที่บีบกดรอบเพลาและแรงที่ดันออกกระทำกับผนังดุม (Hub)ของอุปกรณ์ส่งกำลัง ซึ่งเมื่อมีแรงเสียดทานที่มากพอเพลาและอุปกรณ์ส่งกำลังจึงสามารถหมุนไปพร้อมกันได้ภายใต้เงื่อนไขการรับโหลดของคีย์เลสบุช
การใช้งานและส่วนประกอบของคีย์เลสบุช
การใช้งานคีย์เลสบุช ทำโดยการขันสกรู (Locking Screw) ที่อยู่รอบๆ ซึ่งการขันสกรูควรเรียงลำดับการขันให้ตรงข้ามกันและใช้ประแจทอร์คค่อยๆไล่ระดับค่าแรงบิด ในแต่ล่ะรอบจาก 1/8 เท่า ,1/4 เท่า ,1/2เท่า และถึงค่าแรงบิดที่กำหนด ตามลำดับ การขันสกรูจะทำให้ผิวในหรือรูเพลาหดเล็กลงและบีบรัดเพลาจนแน่น ส่วนผิวนอกของคีย์เลสบุชจะขยายตัวใหญ่ขึ้นเพื่อเบ่งให้คับแน่นกับรูของอุปกรณ์ส่งกำลัง เมื่อต้องการถอดคีย์เลสบุชออกให้ทำการถอดสกรูทุกตัวแล้วใช้สกรูที่ถอดออกนำไปขันในรูสำหรับถอด (Screw Hole for Removal) เมื่อขันแน่น Inner Ring จะคลายตัวทำให้สามารถถอดอุปกรณ์ส่งกำลังออกจากเพลาได้
ส่วนประกอบของคีย์เลสบุช
คีย์เลสบุชโดยทั่วไปมีส่วนประกอบหลักๆดังนี้
- Locking Screw ใช้ขันให้เกิดการบีบเข้าและดันออกของคีย์เลสบุช
- Side Ring หรือผู้ผลิตบางรายเรียก Taper Ring ใช้ส่งผ่านแรงและทิศทางจากการขันสกรูไปยัง Inner Ring และ Outer Ring
- Inner Ring ใช้บีบกดเพื่อล็อคเพลา
- Outer Ring ใช้ดันออกเพื่อล้อคอุปกรณ์ส่งกำลัง
- Screw Hole for Removal ใช้สำหรับเมื่อต้องการถอดคีย์เลสบุชออกจากเพลาแอุปกรณส่งกำลัง
ประเภทของคีย์เลสบุช
คีย์เลสบุชที่นิยมใช้งานทั่วไปสามารถแบ่งเป็น 6 ประเภทหลักๆ ดังนี้
- คีย์เลสบุชแบบใส่และถอดเร็ว (Quick Mounting and Removal Keyless Bushing) คือ คีย์เลสบุชที่รอบปลาย Inner Ring มีลักษณะเป็นเกลียวและใช้ปลอกที่เป็นหัวน้อต(Sleeve Nut) ขันเพื่อให้แน่นหรือคลายออก จึงทำให้ คีย์เลสบุชประเภทนี้มีความสะดวกและรวดเร็วในการใช้งาน
2.คีย์เลสบุชแบบฝังหรือแบบตรง (Flush-Mount or Straight Keyless Bushing) คือ คีย์เลสบุชที่ติดตั้งฝังภายในรูดุม (Hub) ของอุปกรณ์ส่งกำลัง ใช้การขันสกรูรอบๆเพื่อให้เกิดการล็อคแน่น แต่ถ้าติดตั้งไม่ดีหรือเกิดการเอียงอาจทำให้แนวแกนหมุนของเพลากับอุปกรณ์ส่งกำลังเยื้องศูนย์กัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการแกว่งขณะหมุน
3.คีย์เลสบุชแบบตั้งศูนย์ด้วยตัวเองหรือแบบหน้าแปลน (Self-Centering or Flanged Keyless Bushing) คือ คีย์เลสบุชที่เมื่อขันสกรูบีบรัดเพลาจนแน่นแล้ว ตัวคีย์เลสบุชจะได้ศูนย์เดียวกันกับเพลาและอุปกรณ์ส่งกำลังโดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องปรับแต่งอะไรเพิ่มเติมอีก
4. คีย์เลสบุชแบบดิสก์ (Disc Keyless Bushing) คือ คีย์เลสบุชที่ใช้สวมนอกดุม (Hub)แบบบาง เช่น ชุดเกียร์ทดประเภทที่เป็นรูกลวงสำหรับใส่เพลา (Hollow Shaft) โดยเมื่อขันสกรู Inner Ring จะรัดดุมจนแน่นซึ่งจะทำให้เพลาที่สวมในดุมแน่นตามไปด้วยเช่นกัน
5. คีย์เลสบุชแบบไฮดรอลิค (Hydraulic Keyless Bushing) หรือเรียกว่า ETP Bushing คือ คีย์เลสบุชที่ใช้หลักการไฮดรอลิค เมื่อขันสกรูเข้าตัวลูกสูบจะเคลื่อนที่ทำให้สารตัวกลางที่อยู่ภายในเกิดแรงดัน ดันให้เพลาและอุปกรณ์ส่งกำลังล็อคแน่น คีย์เลสบุชแบบนี้มีความสะดวกในการใช้งานเพราะขันแค่สกรูตัวเดียวก็สามารถใช้งานได้ มีความแม่นยำสูง เหมาะกับงานที่ถอดเข้าออกบ่อยๆ
6. คีย์เลสบุชแบบปลอก (Sleeve Keyless Bushing) เป็นคีย์เลสบุชที่มีส่วนประกอบไม่ซับซ้อน แต่จำเป็นต้องทำรูเกลียวที่อุปกรณ์ส่งกำลังสำหรับยึดหน้าแปลนเพื่อใช้ขันดัน Outer Ring เพื่อให้เพลาเกิดการล็อคแน่น
ข้อดีข้อเสียของคีย์เลสบุช
ข้อดีของคีย์เลสบุช
- ติดตั้ง และ ถอดประกอบได้ง่ายกว่าแบบที่ใช้ลิ่มส่งกำลัง
- ไม่มีการคลอน (Zero backlash)
- ไม่ต้องทำร่องลิ่มที่เพลา จึงไม่ทำให้ความแข็งแรงของเพลาลดลง
- เกิดแรงกระจายไปรอบๆเส้นรอบวงของเพลาเท่าๆกัน ซึ่งต่างจากการใช้ลิ่มแบบเดิมๆ ที่แรงเฉือนจะส่งผ่านลิ่มเฉพาะบริเวณผิวสัมผัสที่น้อยกว่า
- ส่งแรงบิดได้สูง
- มีหลายรุ่นให้เลือกสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน
- ทนทานและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ข้อเสียของคีย์เลสบุช
- มีราคาแพงกว่าการใช้ลิ่มส่งกำลัง
- การแปลงจากข้อต่อลิ่มแบบเดิมไปใช้คีย์เลสบุชอาจเป็นเรื่องยาก
การเลือกใช้คีย์เลสบุช
การเลือกใช้งานคีย์เลสบุชมีปัจจัยที่ควรพิจารณา ดังนี้
- รูปแบบที่ต้องการต่อใช้งาน
- ใส่ภายในดุม
- ใส่นอกดุม
- ใช้ต่อเชื่อมเพลา
- ลักษณะงานที่ต้องการถอดเข้า-ออกบ่อยๆ
- ลักษณะงานที่ต้องการความแม่นยำในขณะหมุน
- ค่าแรงกระทำต่างๆ
- ค่าทอร์คที่อนุญาตให้ใช้งาน (Allowable Torque)
- ค่าแรงตามแนวแกนเพลาที่อนุญาตให้ใช้งาน (Allowable Thrust Load)
- ค่าทอร์คที่ใช้ขันสกรู (Tightening Torque)
- ขนาดเพลาที่ต้องการใช้คีย์เลสบุช
- ค่าพิกัดงานสวม (Tolerance) อ้างอิงตามสเปคของผู้ผลิตคีย์เลสบุช หรือนิยมใช้ค่า h7
- ค่าความเรียบผิว (Roughness) อ้างอิงตามสเปคของผู้ผลิตคีย์เลสบุช หรือนิยมใช้ค่า Ra1.6 หรือน้อยกว่า
- ขนาดคว้านรูที่อุปกรณ์ส่งกำลังเพื่อใส่คีย์เลสบุช
- ค่าพิกัดงานสวม (Tolerance) อ้างอิงตามสเปคของผู้ผลิตคีย์เลสบุช หรือนิยมใช้ค่า H7
- ค่าความเรียบผิว (Roughness) อ้างอิงตามสเปคของผู้ผลิตคีย์เลสบุช หรือนิยมใช้ค่า Ra3.2 หรือน้อยกว่า
- วัสดุของคีย์เลสบุช
- การเลือกวัสดุของคีย์เลสบุชควรพิจารณาคุณสมบัติเชิงกลให้เหมาะสมกับการใช้งาน
- สภาพแวดล้อมที่ใช้งานคีย์เลสบุชมีผลต่อการเลือกวัสดุ
ตัวอย่างการใช้งานคีย์เลสบุช
