ขั้นตอนการคำนวณขนาดมอเตอร์
ตอนที่ 5 ขั้นตอนการคำนวณขนาดมอเตอร์ Positive Drive Belt Conveyor
ก่อนเข้าเรื่องที่จะนำมาแบ่งปันในวันนี้ คอนเวเยอร์ไกด์ ขอสารภาพกับผู้อ่านว่าเรามีอุปสรรคพอสมควรในการหาข้อมูลเพื่อสื่อสารให้ผู้อ่านได้มองเห็นภาพใหญ่ (Big Picture) ที่จะทำให้ผู้อ่านเข้าใจภาพรวมเป็นระบบตลอดจนสามารถเชื่อมโยงจากภาพใหญ่ที่สุดไปหาส่วนประกอบที่ย่อยที่สุด เนื่องจาก อันดับแรกที่เราสารภาพคือ เราไม่ได้เก่ง ไม่ได้มีความรู้ไปเสียทุกเรื่อง อันดับที่สอง ข้อมูลที่มีมันกระจัดกระจายเราต้องพยายามรวบรวมด้วยความยากลำบากแล้วนำมาแยกแยะ จัดหมวดหมู่ด้วยตัวเองในเวลาอันจำกัดทำให้งานเขียนของเราไม่สมบูรณ์เท่าที่ควร อันดับสาม ทักษะการเล่าเรื่องจากประสบการณ์ที่สั่งสมมาเขียนเป็นลายลักษณ์อักษรจึงเป็นงานที่ไม่ค่อยถนัดนักเพราะงานเขียนเป็นทั้งศาสตร์และศิลป์คนเขียนเรียนมาด้านวิทย์ไม่ได้เจบมาด้านนิเทศฯศาตร์ ดังนั้นเรื่องที่นำเสนออาจจะไม่ไหลลื่นเหมือนนักเขียนอาชีพ จากนั้นต้องนำเรื่องทั้งหมดมาสรุปด้วยตัวเองเพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจแบบง่ายๆ ก็เป็นข้อจำกัดของเราอีกอย่างหนึ่ง ว่าไปแล้วก็ยากกว่าให้เราไปทำงานที่หน้างานเสียอีกแต่แน่ๆคือเราตั้งใจทำงานเพื่อนำความรู้มาแบ่งปัน ดังนั้นหากเรื่องราวใดๆก็ตามที่เรานำเสนอไป หากยังไม่ดีไม่สมบูรณ์หรือยังไม่ ชัดเจนพอ ผู้อ่านสามารถติดต่อเข้ามาคุยกับเราได้ เข้าใจตรงกันนะครับ เข้าเรื่องกันได้เลย
บทความตอนนี้เรากล่าวถึงเฉพาะสายพานที่ขับด้วยระบบ Positive Drive Belt Conveyor (ซึ่งเหมือนกับการทำงานของ Modular belt Conveyor) เท่านั้นนะ เนื้อหาส่วนมากอ้างอิง Habasit
1. Calculation Step Positive Drive Belt Conveyor (ขั้นตอนการคำนวณ)
|
Step |
ขั้นตอนการคำนวณ |
สูตรการคำนวณ |
|
|
1 |
Calculate the effective tensile force (belt pull) F'E generated during
|
F'E= (2 mB+ mP) l0· µG· g (แรงดีงในแนวราบไม่มี Accumulation) F'E= [(2 mB+ mP) l1· µG+ mP· h0]g (แรงดีงในแนวเอียงไม่มีการสะสมของผลิตภัณฑ์ No Accumulation) |
|
|
2 |
Calculate the adjusted tensile force (belt pull) F'S
|
F'S = F'E · Cs |
|
|
3 |
Calculate the admissible tensile force F'adm.
|
F'adm = F'N · CT · Cv |
|
|
4 |
Verify the strength of the selected belt by comparing F'S with the admissible tensile force F'adm.
|
F'S ≤ F'adm |
|
|
5 |
Check the dimensioning of the driving shaft and sprocket.
|
f = 5/384 · FW · lb3 / (E · I)
TM = F'S · b0 · dP/2 |
|
|
6 |
Establish the effective belt length and catenary sag dimensions, taking into account thermal expansion.
|
F'C = lC2 · mB · g / (8 · hC)
lg = dP·π +2·l0+2.66·hC2/ lc |
|
|
7 |
Calculate the required shaft driving power.
|
PM = F'S · b0 · v / 60 |
|
|
8 |
Check the chemical resistance of the belt material selected for your specific process.
|
Table of chemical resistance |
|
|
9 |
Check if your conveyor design fulfills all calculated requirements. |
|
2.Abbreation Terms (ความหมายของตัวย่อที่ใช้ในขั้นตอนการคำนวณ)
3. F'E = Effective tensile force Calculation (การคำนวณหาแรงดึงสุทธิในสายพาน)
3.1 F'E Effective tensile force (belt pull) Horizontal Straight belt Without Accumulation
(แรงดึงสุทธิในสายพานวิ่งตรงแนวราบใม่มี Load จากการสะสมของผลิตภัณฑ์)
3.2 F'E Effective tensile force (belt pull) Incline belt Without Accumulation
(แรงดึงสุทธิในสายพานเอียงใม่มี Load จากการสะสมของผลิตภัณฑ์)
3.3 F's = Adjusted tensile force Calculation
(การคำนวณหาแรงดึงที่ปรับ Service factors แล้ว )
3.4 Admissible tensile force F'adm Calculation
(การคำนวณหาแรงดึงสายพานที่ยอมรับสำหรับใช้งาน)
ผลของความเร็วและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงน้อยหรือมากกว่าปรกติ มีผลกระทบต่อแรงดึงโดยทำให้ แรงดึง F'adm (ที่ยอมรับ) ต่ำกว่าแรงดึง F'N.(แรงดึงในสภาวะแวดล้อมปรกติที่สายพานรับได้ เช่น อุณหภูมิ 23 องศา ความเร็วไม่เกิน 50 เมตร/นาที—ดูได้ใน Nominal Strength in Data Sheet )
เมื่อความเร็วของสายพานเพิ่มขึ้น จะเกิดความเค้น(stress)บนสายพานที่จุด ณ. จุดที่สายพานเปลี่ยนทิศ เช่นที่ตำแหน่ง เฟืองขับ(Drive Sprocket) เฟืองตาม(Idle Sprocket)-ลูกกลิ้งรองรับ (Support Roller)-ลูกกลิ้งเปลี่ยนทิศสายพาน(Snub Roller)
Speed Factor, Cv
ความแข็งแรง (Breaking Strength) ของวัสดุเทอร์โมพลาสติก(ที่ใช้ทำสายพานหรือ Sprocket) จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 20 ° C (68 °F)ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติทางกล(เช่นความแข็งแรงของรอยต่อ)อื่นๆ จะลดลงที่อุณหภูมิต่ำด้วยเหตุผลนี้ที่อุณหภูมิ ≤ 20 °C (68 °F): CT = 1
Temperature Factor, CT
3.5 Comparison between adjusted tensile force F'S and admissible tensile force F'adm (การเปรียบเทียบระหว่างแรงดึงที่ปรับแล้ว F'S และแรงดึงที่ยอมรับได้ F'adm)
เปรียบเทียบแรงดึงที่ปรับแล้ว F'S และ แรงดึงที่ยอมรับได้ F'adm สายพานที่เลือกแรงดึงที่ปรับแล้ว (F'S) น้อยกว่าหรือ เท่ากับแรงดึงที่รับได้ (F'adm)
3.6 Calculation of catenary sag (คำนวณระยะตกท้องช้างที่เหมาะสม)
ระยะตกท้องช้าง(หย่อน) คือช่วงความยาวของสายพานด้าน Return ที่ไม่มีอุปกรณ์รองรับหลังจากเฟืองขับ น้ำหนักสายพานจากการหย่อนทำให้เกิดความตึงที่เหมาะสมให้เฟืองและสายพานขบกันได้พอดี ระยะหย่อนนี้ขึ้นอยู่กับความยาว (lC) และความสูง (hC) จากประสบการณ์ระยะหย่อนขนาดที่เสนอในรูปข้างล่างนี้เหมาะสมในการนำไปใช้งาน หากอยากหาความตึง catenary sag ก็หาได้จากสูตร
ระยะตกท้องช้าง catenary sag ที่เหมาะสมสำหรับสายพานต่อร้อน
ระยะตกท้องช้าง catenary sag ที่เหมาะสมสำหรับสายพานต่อกิ๊ป
สายพานต่อกิ๊ป(Mechanical Fastener) ต้องปรับ TU เพื่อให้ได้ระยะ (CA) ตึงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับCA ของสายพานต่อร้อน (Hot Melt) เนื่องจากด้วยเหตุผลสองประการ
• สายพานไม่แอ่นตัวตามธรรมชาติในช่วงไม่มีอุปกรณ์รองรับหลังออกจากเฟืองขับ
• เมื่อสายพานเปลี่ยนทิศทางวิ่งออกจากเฟืองมายังด้าน Return เมื่อไม่มี Return Support การมี CA ขนาดเล็ก ทำให้สายพานวิ่งได้ราบรื่นกว่ามี CA ขนาดใหญ่กว่า
3.7 Calculation of Effective Belt Length (คำนวณความยาวรวมของสายพาน)
ความยาวของสายพานที่สั่งซื้อต้องลงตัวกับระยะพิทช์ของสายพาน (ความยาวสายพาน = ระยะPitch ของสายพานคูณด้วยตัวเลขที่เป็นจำนวนเต็ม) เพื่อให้แน่ใจว่าสายพานกับเฟืองจะขบกันได้ดี การออกแบบต้องบวกเพิ่มระยะ catenary sag (CA) หรือหากมีระยะ take-up (TU) ความยาวสายพานที่ใช้ได้จริง (lg) ต้องนำมาบวกเพิ่มด้วย
ความยาวเพิ่ม (X) ที่เกิดจาก belt sag ในแต่ละช่วงหาได้จากสูตร
X = Additional belt Length (m)
X = 2.26 (hc)2/ lc
hc , lc หาได้จากตารางข้างล่างนี้
3.8 Influence of thermal (คำนวณความยาวเพิ่มเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ)
หลังการติดตั้ง สายพานอาจถูกทำให้ร้อนขึ้นหรือเย็นลงใน Process การทำงาน ความยาวของสายพานจะเปลี่ยนไป ความยาวที่เพิ่มขึ้นของสายพานที่มี Conveyor Length สั้นๆ ไม่มีนัยสำคัญในการนำมาคำนวณ ในกรณีสายพานที่ยาวมากซึ่งทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างอย่างมาก การหาความยาวสายพานที่ถูกต้องสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรด้านล่าง
สูตรเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับความกว้างของสายพานได้ เนื่องจากระยะที่เปลี่ยนไปความของความกว้างนั้นมีผลต่อการเผื่อระยะโครงสร้างอย่างมาก จำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อออกแบบ
3.9 Effective belt width (คำนวณความกว้างเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความชื้น)
สายพานสามารถเปลี่ยนความกว้างได้ถึง 2.5% เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความชื้น การออกแบบต้อง คำนึงถึงความกว้างของสายพานที่เพิ่มขึ้นนี้ ในการเผื่อระยะความกว้างของโครงสร้าง พฤติกรรมความกว้างของสายพานในสถานการณ์การใช้งานต่างๆ ได้ รับอิทธิพลจาก
ความกว้างเพิ่มเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความชื้น
ความกว้างเพิ่มเนื่องจากอุณหภูมิของวัสดุและเวลาในการลำเลียง
ความกว้างเพิ่มเนื่องจากอุณหภูมิของวัสดุและเวลาในการลำเลียง
3.10 Dimensioning of belts with flights (คำนวณความยาวสายพานที่ติดบั๊ง)
ความยาวสายพานและระยะห่างของบั๊งที่ใช้จริง จะต้องลงตัวกับระยะ Pitch เสมอ(ความยาวสายพาน = ระยะ Pitch ของสายพานคูณด้วยตัวเลขที่เป็นจำนวนเต็ม) เพื่อให้ได้สายพานที่มีความแข็งแรงและทำงานได้อย่างดีกับ Sprocket ดูแผนภาพด้านล่าง
