เพลา (Shaft) คืออะไร ต่างกับแท่งเหล็กธรรมดาอย่างไร
สารบัญ
เพื่อนๆหลายคนเคยสงสัยกันมั้ยว่า เพลา , เสา หรือโครงสร้างที่เป็นแท่งกลมๆ แต่ละแบบใช้แตกต่างกันอย่างไร บางคนก็สับสน หรืออาจจะเลือกใช้โดยดูแค่รูปร่างและขนาดเป็นหลักกันใช่มั้ยครับ ดังคำกล่าว ”รู้หน้าไม่รู้ใจ” เช่นกันครับ แม้เราจะเห็นเพลาหน้าตาคล้ายๆกัน จริงๆแล้วมันมีอะไรที่ต้องพิจารณาอีกมากมาย ตามประเภทงานที่จะใช้นะครับ
เพลา (Shaft) คืออะไร
1.) ประเภทวัสดุ
เป็นเรื่องที่สำคัญที่สุดเลยก็ว่าได้ เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพ โดยรวมของชิ้นงานไม่ว่าจะเป็นความแข็งแรง การทนต่อแรงตามแนวแกนและแนวขวาง ความทนต่อแรงบิด ทนต่อสภาพแวดล้อม นอกจากนี้น้ำหนักก็เป็นสิ่งที่ละเลยไม่ได้เช่นกันนะครับ
2.) กระบวนการชุบผิว
การชุบผิวจะช่วยในเรื่องของการทนต่อสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นการกัดกร่อนจากสารเคมี ป้องกันสนิมจากความชื้น นอกจากนี้ยังช่วยลดรอยขีดข่วนจากการเสียดสีได้อีกด้วย
3.) พิกัดความเผื่อ
เป็นค่าที่จะใช้กำหนดว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาจะมีโอกาสคลาดเคลื่อนจากขนาดอ้างอิงได้แค่ไหน ค่าความเผื่อจะมีมากมายหลายระดับ โดยเราต้องเลือกให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกันด้วย ถ้าหากเราเลือกหลวมเกินไป อาจเคลื่อนที่ได้ง่าย แต่ก็จะมีความแม่นยำที่ลดลง หรือหากเราเลือกแบบพอดีเกินไปอาจจะได้ความแม่นยำสูงก็จริงอยู่ แต่ก็ทำให้เคลื่อนที่ได้ยากเช่นกัน
4.) รูปทรงส่วนปลาย
ในส่วนนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานเป็นหลัก อาจเป็นทรงตัดตรงหากต้องการความแม่นยำตั้งฉากกับแกนเพลา(Shaft) หรืออาจเพิ่มบ่ารับด้วยหากอยากกำหนดความแม่นยำของระยะตามแนวแกน รวมไปถึงเซาะร่องลิ่มไว้สำหรับเพลาแบบหมุน (Rotary shaft) เป็นต้น
5.) โดยในการทำงานจริงก็ยังมีวิธีการอื่นๆอีกมากมาย แตกต่างกันไปตามแต่ละโรงงาน
ในตารางด้านล่างเราจะแนะนำผลิตภัณฑ์พื้นฐาน 4 ชนิด ซึ่งหน้าตาคล้ายกันอย่างมาก แต่การใช้งานช่างต่างกันยิ่งนัก
| ชื่อผลิตภัณฑ์ | วัสดุ | กระบวนการชุบผิว | ค่า Tolerance ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และค่าความแม่นยำ โดยทั่วไป | การใช้งาน |
|---|---|---|---|---|
| Linear Shafts | SUJ2, SUS440C หรือเทียบเคียง S45C, SUS304 | ชุบฮาร์ดโครเมี่ยม (Hard Chrome) (HV750〜) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเพลา：g6、f8 สามารถเลือกตามความกลม ความเป็นเส้นตรง ความตั้งฉาก ความร่วมศูนย์ | ใช้ร่วมกับ Linear bush สำหรับโครงสร้างการเคลื่อนที่ แนวเส้นตรง เช่น Pusher, Lifter เป็นต้น |
| Rotary Shafts | S45C SUS304 SCM435 | ชุบนิกเกิลแบบใช้ไฟฟ้า (Electroless Ni-P) เคลือบ Triiron Tetraoxide | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเพลา：g6 สามารถเลือกตามความกลม ความเป็นเส้นตรง ความตั้งฉาก ความร่วมศูนย์ | มักจะใช้ร่วมกับตลับลูกปืน เพื่อรองรับการเคลื่อนที่แบบหมุน เช่น Turn table, ล้อ, กังหัน |
| Thick-Walled Ground Stainless Steel Hollow Tubes | SUS304 | – | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกท่อ：h8 | โครงสร้างทั่วไป ที่ต้องการน้ำหนักเบา อาจใช้ช่องว่างภายในท่อ ในการเดินสายไฟ หรือ ระบายความร้อนก็ได้เช่นกัน |
| Circular Posts | SS400 SUS304 | ชุบนิกเกิลแบบใช้ไฟฟ้า (Electroless Ni-P) เคลือบ Triiron Tetraoxide | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเสาค้ำ：0−0.1 | มักใช้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างเครื่องจักรที่ต้องการความแม่นยำสูง หรืออาจใช้เป็นขาตั้งของเครื่องมือวัดก็ได้ |
ตัวอย่างการใช้งานเพลา ชนิดต่างๆ
(Linear Shaft)
(Circular Post)
(Hallow Shaft)
(Rotary Shaft)
จากข้อมูลด้านบน จะเห็นได้ว่าแม้จะรูปร่างหน้าตาคล้ายกัน วัสดุ เดียวกัน แต่หากชุบผิวต่างกันค่าพิกัดความเผื่อต่างกัน ก็จะถูกนำไปใช้ในจุดประสงค์ที่แตกต่างกันได้ โดยเพลา(Shaft)จะใช้ในงานที่มีการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงหรือหมุน ในขณะที่เสา (Post) หรือท่อกลวง (Hollow tube) ก็จะใช้ในงานโครงสร้างที่ไม่ขยับเขยื้อนครับ
สิ่งสำคัญคือนักออกแบบทุกคนจำเป็นต้องรู้ว่าเครื่องจักรที่เราออกแบบนั้น ต้องการโครงสร้างแบบไหน คุณสมบัติอย่างไร การกำหนดคุณสมบัติต่างๆอย่างเหมาะสม นอกจากจะช่วยให้เครื่องจักรของเราทำงานได้มีประสิทธิภาพแล้ว ยังจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง อีกทั้งยังช่วยให้เราไม่เลือกสินค้าแพงเกินความต้องการด้วยครับ
สุดท้ายนี้อยากฝากไว้ว่า ไม่มีสินค้าใดดีที่สุด หรือ ยิ่งแพงยิ่งดี มีแต่เหมาะสมที่สุดเท่านั้นครับ
คำศัพท์ที่น่าสนใจ
| No. | คำศัพท์ | คันจิ | ฮิรางานะ | คาตาคานะ | คำอ่าน |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | เพลา | – | – | シャフト | Sha-fu-to |
| 2 | วัสดุ | 材料 | ざいりょう | – | Zai-ryō |
