การเลือกเฟืองโซ่ให้เหมาะกับขนาดเพลาและแรงบิด

เฟืองหรือเฟืองโซ่ เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ของระบบกลไกช่วยขับเคลื่อนการทำงานของเครื่องจักรประเภทต่าง ๆ ตั้งแต่การทำงานในโรงงานอุตสาหกรรม รถยนต์ รถจักรยานยนต์ ไปจนถึงอุปกรณ์ทุ่นแรงต่าง ๆ บทความนี้จะพาไปทำความรู้จักกับเฟืองแต่ละประเภท ข้อดี ข้อสังเกตในการใช้งาน และวิธีการคำนวณหาอัตราทดเพื่อนำไปเลือกขนาดของเฟืองโซ่ให้เหมาะสมกับเพลาและแรงบิดต่อไป

เฟืองโซ่ คืออะไร

เฟืองโซ่ (Sprocket) คือ ชิ้นส่วนประเภทหนึ่งในระบบส่งกำลัง มีรูปร่างเป็นวงกลม แบน และมีรูตรงกลาง บริเวณขอบมีรอยหยักที่เรียกว่า ฟัน ช่วยให้โซ่ขบลงไปในร่องของเฟืองได้ การทำงานของเฟืองประเภทนี้ต้องใช้งานร่วมกับโซ่เสมอเนื่องจากต้องอาศัยแรงหมุนของโซ่เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรหรือเครื่องยนต์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้แทนสายพานได้อีกด้วย

เฟืองโซ่มีกี่ประเภท

เฟืองโซ่ที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมมี 6 ประเภท ดังนี้

1. เฟืองโซ่แผ่นเรียบ (Sprocket No Hub Extension)
   เฟืองโซ่แผ่นเรียบหรือเฟือง Type A ทำหน้าที่เป็นกลไกส่งกำลังจากเครื่องจักรไปยังจุดต่าง ๆ มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กทรงกลม มีรูตรงกลาง ไม่มีดุมล้อเฟือง มีหลายขนาดให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสมกับแบบแปลนเครื่องจักรหรือตามหน้างานที่ต้องการ
   
   
2. เฟืองโซ่ดุมหนึ่งข้าง (Sprocket One Side Hub Extension)
   เฟืองโซ่ดุมหนึ่งข้างหรือเฟือง Type B มีลักษณะคล้ายเฟืองแบบแผ่นเรียบแต่จะมีดุมยื่นออกมาข้างใดข้างหนึ่งเพื่อช่วยยึดตัวเฟืองกับแกนเพลาของเครื่องจักรได้สะดวกขึ้น มีส่วนช่วยรับน้ำหนัก ทำให้เหมาะกับงานที่ต้องรองรับน้ำหนักสูงและงานที่มีความเร็วสูง
   
   
3. เฟืองโซ่ดุมสองข้าง (Sprocket Two Side Hub Extension)
   เฟืองดุมสองข้างหรือเฟือง Type C สามารถรับน้ำหนักได้มากเนื่องจากบริเวณด้านข้างของเฟืองมีดุมยื่นออกมาทั้งสองข้าง จึงมีความแข็งแรงทนทานและรับน้ำหนักได้เยอะ เหมาะกับหน้างานที่มีแรงบิดสูง ความเร็วสูง หรืองานที่ต้องโหลดของน้ำหนักมากก็สามารถทำงานได้เป็นอย่างดี
   
   
4. เฟืองโซ่ฟันสองชั้น (Double Sprocket)
   เฟืองแบบฟันสองชั้นคือการใช้เฟืองคู่กันและใช้โซ่สองเส้นเพื่อให้การยึดจับมีประสิทธิภาพมากขึ้น รับน้ำหนักได้มากขึ้น และสามารถทำงานได้เร็วกว่าเดิม อาจเป็นเฟืองที่มีดุมเดี่ยว ดุมคู่ หรือไม่มีดุมก็ได้
   
   
5. เฟืองโซ่พลาสติก (Plastic Spocket)
   เฟืองประเภทนี้ผลิตจากพลาสติกชนิดต่าง ๆ ที่ทนทาน แข็งแรง เช่น โพลิเอทิลีน ไนลอน พอลิเมอร์ เป็นต้น เฟืองประเภทนี้ไม่เหมาะกับงานอุตสาหกรรมหนักเนื่องจากพลาสติกไม่แข็งแรงพอสำหรับงานหนัก แต่นิยมใช้เป็นส่วนประกอบของสินค้าบางประเภท เช่น กลไกหุ่นยนต์ ของเล่น เป็นต้น
   
   
6. เฟืองโซ่สเตนเลส (Stainless Steel Sprocket)
   เฟืองประเภทนี้มีลักษณะภายนอกไม่ต่างจากประเภทอื่น ๆ แต่ผลิตจากสเตนเลสที่มีความแข็งแรงทนทานสูงมากกว่าเหล็กกล้าทั่วไป ทนต่อการกัดกร่อนและความเสื่อม ทนน้ำ ความชื้น อุณหภูมิร้อนจัด รวมถึงทนต่อการเกิดสนิม จึงเหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ต้องรับน้ำหนักมาก มีอุณหภูมิสูง หรือหน้างานที่ต้องโดนน้ำหรือมีความเปียกชื้น
   
   

เฟืองโซ่ เหมาะกับงานอุตสาหกรรมและเครื่องจักรแบบไหน

ระบบเฟืองโซ่เป็นระบบส่งกำลังที่ใช้เฟืองและโซ่ประกอบกัน จึงเหมาะกับการใช้งานในเครื่องจักรที่มีความละเอียดอ่อน ต้องการความแม่นยำและพลังขับเคลื่อนสูง รวมถึงการทำงานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น หน้างานที่มีความชื้น อุณหภูมิสูง หรือมีฝุ่นละอองปริมาณมาก เป็นต้น

การใช้ระบบเฟืองโซ่มีข้อดีอย่างไร

1. ความเร็วสม่ำเสมอ ทำให้เครื่องจักรทำงานได้ลื่นไหล ไม่สะดุด มีความสมดุลสูง เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดอ่อน
2. ประสิทธิภาพของกำลังส่งสูงกว่าสายพาน เนื่องจากการใช้สายพานมีอัตราการสะดุดระหว่างทำงานทำให้กำลังส่งลดลงได้
3. ระบบเฟืองโซ่สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้มากกว่าการใช้สายพาน ไม่ว่าจะเป็นสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความชื้นสูง มีคราบน้ำมันหรือมลภาวะอื่น
4. สามารถใช้ในงานที่เฟืองขับและเฟืองตามมีระยะห่างระหว่างกันค่อนข้างมากได้ดี เนื่องจากไม่ยืดหยุ่น ไม่หย่อน สามารถตัดหรือเพิ่มความยาวของโซ่ได้
5. สามารถใช้เฟืองตามได้หลายตัวโดยการเชื่อมต่อด้วยโซ่เส้นเดียว ต่างจากระบบสายพานที่ไม่สามารถแทรกพูลเลย์หรือตัวขับเคลื่อนเพิ่มได้ 
   
   

ข้อควรระวังในการใช้งานระบบส่งกำลังแบบเฟืองโซ่

แม้จะมีข้อดีหลายด้าน แต่การใช้งานระบบส่งกำลังแบบเฟืองโซ่ก็ต้องหมั่นตรวจเช็กสภาพฟันเฟืองอยู่เสมอ หากฟันเฟืองเริ่มมีความคมก็ถึงเวลาต้องเปลี่ยนชิ้นใหม่ นอกจากนี้ต้องหมั่นหยอดจาระบีเพื่อช่วยยืดอายุการใช้งาน ป้องกันการกร่อนของเฟือง รวมถึงหมั่นตรวจความหย่อนและสภาพของโซ่ที่ใช้ร่วมกันด้วย

การเลือกขนาดเฟืองโซ่ที่เหมาะสมกับเพลาและแรงบิด คำนวณอย่างไร

ก่อนเลือกขนาดของเฟืองเพื่อให้เหมาะกับเพลาและแรงบิดที่ต้องการ สิ่งแรกที่ต้องพิจารณาก็คือการเลือกใช้ระบบเฟืองว่าเป็นระบบโมดูลเมตริกหรือระบบเฟืองแบบอังกฤษ เนื่องจากหากใช้เฟืองต่างโมดูลกันจะไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ ซึ่งค่าโมดูลสามารถคำนวณได้โดยนำความยาวเส้นผ่าศูนย์กลางพิตช์หารด้วยจำนวนฟัน

ส่วนค่าอัตราทด (Gear Ratio) คืออีกหนึ่งปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อต้องการเลือกขนาดเฟือง โดยอัตราทดยิ่งมาก ค่าความเร็วของเฟืองและแรงบิดก็จะยิ่งต่างกัน การคำนวณหาอัตราทดสามารถหาได้โดยนำค่าจำนวนฟันของเฟืองตาม หารด้วยจำนวนฟันของเฟืองขับ หากเฟืองตามมีขนาดใหญ่และเฟืองขับมีขนาดเล็ก อัตราทดก็จะยิ่งมีค่าสูงขึ้น

การคำนวณหาอัตราทดช่วยให้เราเลือกขนาดของเฟืองที่เหมาะสมสำหรับการทดแรงบิดเพื่อประหยัดแรงส่งในระบบ นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณการเพิ่มหรือลดความเร็วรอบ เพื่อให้การทำงานของระบบกำลังส่งเหมาะสมกับลักษณะงานได้อีกด้วย
ระบบฟันเฟืองและโซ่เป็นกลไกการส่งกำลังที่นิยมใช้มานานแล้ว ปัจจุบันมีการพัฒนาและผลิตฟันเฟืองโซ่ที่มีความคงทน แข็งแรง และมีคุณสมบัติหลากหลายเพื่อให้เหมาะสมกับหน้างานลักษณะต่าง ๆ มากขึ้น ซึ่งเราก็ควรเลือกเฟืองที่ผลิตจากวัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งาน รวมถึงเลือกขนาดของเฟืองให้เหมาะกับเพลาและแรงบิดที่ต้องการ เพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

โดยปัจจุบันทางบริษัทเป็นตัวแทนจำหน่ายแต่งตั้ง ทั้ง KANA ญี่ปุ่น, KIS (SANKO) ญี่ปุ่น, รวมถึง TYC ไต้หวัน ให้ทางผู้ใช้งานสามารถเลือกใช้ได้ตามความต้องการ

ต้องการชิ้นส่วนเฟือง เฟืองโซ่ หรือชิ้นส่วนเครื่องจักรอุตสาหกรรม บริษัท รุ่งอรุณแมชชีนเนอรี่(1989) จำกัด คือผู้ผลิตและนำเข้าสินค้าอุตสาหกรรม อะไหล่เครื่องจักร และเครื่องมือในกลุ่มงานอุตสาหกรรมทุกประเภท พร้อมนำเสนอสินค้ามาตรฐานระดับสากลเพื่อผู้ประกอบการทุกภาคส่วน ให้บริการอย่างมืออาชีพโดยทีมงานผู้มีความรู้และเชี่ยวชาญด้วยประสบการณ์ยาวนานกว่า 30 ปี

สนใจเฟืองและเฟืองโซ่ ติดต่อเราได้ที่

เลขที่ 73 / 24-25 ซอยพญานาค ถนนบรรทัดทอง แขวงถนนเพชรบุรี เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400