บทที่ 2 ทฤษฎี

2.1 หลักการพิมออฟเซต 2.2 โมกดพิมพ์ 2.3 โมรับส่งกระดาษ 2.4 แบร่ิง 2.5 เพลา 2.6 ลูกเบี้ยว

2.1 หลักการพิมพ์ออฟเซต การพิมพ์ออฟเซตเป็นวิธีการพิมพ์ที่นิยมมากที่สุดในหลายทศวรรษที่ผ่านมา โดยใช้เพื่อการพิมพ์เชิงพานิชประเภทสิ่งพิมพ์ทั่วไปและสิ่งพิมพ์เพื่อการเผยแพร่เป็นส่วนใหญ่การพิมพ์ออฟเซตมีวิวัฒนาการมาจาก “การพิมพ์หินหรือการพิมพ์ลิโทกราฟฟี่ ” (Lithography) ซึ่งเป็นการพิมพ์ทางตรงในลักษณะที่แม่พิมพ์สัมผัสวัสดุที่ใช้พิมพ์โดยตรง การถ่ายทอดภาพและข้อความท้าได้โดยส่งผ่านน้้าและหมึกพิมพ์ไปบนแม่พิมพ์หิน เมื่อทาบวัสดุพิมพ์ซึ่งได้แก่กระดาษลงไปบนแม่พิมพ์แล้วใช้แรงกดก็จะได้ภาพและข้อความปรากฏบนวัสดุใช้พิมพ์ตามต้องการ ภาพและข้อความที่ปรากฏบนแม่พิมพ์จะเป็นภาพกลับซ้ายขวากับภาพและข้อความที่ปรากฏบนวัสดุใช้พิมพ์ ผู้คิดค้นการพิมพ์ลิโทกราฟฟี่คือ อลัวส์ เซเนเฟลเดอร์ (Alois Senefelder) บางคร้ังอาจเรียกวิธีการพิมพ์ออฟเซตว่า “ออฟเซตลิโทกราฟฟี่ ” (Offset Lithography) แต่ส่วนใหญ่มักเรียกกันว่า“ออฟเซต” ค้าว่าออฟเซตมีความหมายว่า “ทางอ้อม” โดยมีที่มาจากการถ่ายทอดภาพทางอ้อมจากแม่พิมพ์ผ่านตัวกลางที่เป็นผ้ายางก่อนที่จะสู่วัสดุใช้พิมพ์ แทนการถ่ายทอดโดยตรงจากแม่พิมพ์สู่วัสดุใช้พิมพ์ ในการถ่ายทอดภาพและข้อความในการพิมพ์ออฟเซตจ้าเป็นจะต้องใช้แรงกดพิมพ์เช่นเดียวกันกับการพิมพ์ลิโทกราฟฟี่ และการพิมพ์ระบบอ่ืน แต่แรงกดที่ใช้ควรน้อยที่สุดที่จะท้าให้เกิดการพิมพ์ได้ การพิมพ์ออฟเซตเป็นการพิมพ์ที่ได้รับความนิยมมากเน่ืองจากสามารถพิมพ์ด้วยชั้นหมึกพิมพ์ที่บางและสม่้าเสมอรวมทั้งให้คุณภาพการพิมพ์ที่คมชัด นอกจากการถ่ายทอดภาพและข้อความจากแม่พิมพ์ลงบนวัสดุใช้พิมพ์ต้องผ่านยางโดยใช้แรงกดพิมพ์ที่พอเหมาะแล้ว การใช้ผ้ายางในการพิมพ์ออฟเซตช่วยให้เกิดผลดีต่อคุณภาพงานพิมพ์ เน่ืองจากผ้ายางมีความหยุ่นและนุ่มจึงสามารถรองรับรายละเอียดของภาพและข้อความได้มาก ดังนั้น เมื่อสัมผัสกับวัสดุใช้พิมพ์และใช้แรงกด ผ้ายางจึงสามารถถ่ายทอดรายละเอียดของภาพและข้อความได้ดี ผลดังกล่าวจะเห็นได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้นโดยเฉพาะการพิมพ์ภาพ

4

สกรีน ความหยุ่นตัวของผ้ายางท้าให้การพิมพ์ภาพสกรีนด้วยวิธีการพิมพ์ออฟเซตมีคุณภาพดี ใกล้เคียงกับต้นฉบับมากเกิดความผิดเพี้ยนน้อย การพิมพ์ออฟเซตยังยังให้คุณภาพการพิมพ์ที่สวยงามเพราะไม่ก่อให้เกิดรอยเว้าที่ด้านหน้าหรือรอยนูนที่ด้านหลังของแผ่นพิมพ์ ดังเช่นในการพิมพ์เลตเตอร์เพรส อย่างไรก็ตามการพิมพ์ออฟเซตให้มีคุณภาพที่ดีนั้นต้องอาศัยผู้ปฏิบัติงานพิมพ์ที่มีความสามารถและช้านาญงานสามารถปรับความสมดุลระหว่างหมึกและน้้าได้ตลอดระยะการพิมพ์และพิมพ์งานให้มีชั้นหมึกที่บางที่สุดและใช้น้้าน้อยที่สุดที่จะเกิดความอิ่มตัวของสีหมึกพิมพ์ได้มากที่สุด แม่พิมพ์ออฟเซต เป็นแม่พิมพ์พื้นราบ ส่วนใหญ่ท้าจากอลูมิเนียมที่มีการเคลือบสารไวแสง การถ่ายทอดภาพและข้อความท้าได้โดยอาศัยหลักการทางเคมีที่ไขมันและน้้าจะไม่รวมตัวกันหรือรวมตัวได้น้อย ในระหว่างการพิมพ์จะมีการจ่ายน้้าและหมึกบนแม่พิมพ์ หมึกจะเกาะติดบริเวณภาพของแม่พิมพ์ที่มีคุณสมบัติในการรับหมึก ในขณะที่น้้าจะติดเฉพาะบริเวณไร้ภาพซึ่งมีคุณสมบัติรับน้้าและ ต้านหมึกพิมพ์ น้้าที่ใช้ในการพิมพ์ออฟเซตเป็นน้้ายาฟาวเท่นที่มักเป็นสารละลายที่มีแอลกอฮอล์เป็นส่วนผสม 5 - 20 เปอร์เซ็นต์

รูปที่2.1 ส่วนประกอบในหน่วยพิมพ์

2.2 โมกดพิมพ ์โมกดพิมพ์ (impression cylinder) เป็นโลหะทรงกระบอกส้าหรับรองรับวัสดุพิมพ์มีต้าแหน่ง

ประชิดกับโมยาง ท้าหน้าที่กดวัสดุพิมพ์ให้สัมผัสกับโมยาง โดยมีวัสดุพิมพ์แทรกอยู่ระหว่างกลาง

ลูกกล้ิงจ่ายน้้า (น้้ายาฟาวเท่น)

ผ้ายาง

แม่พิมพ์

ลูกกล้ิงจ่ายหมึก

โมแม่พิมพ์

โมยาง

โมกดพิมพ์

วัสดุใช้พิมพ์ หรือกระดาษ

5

1. โมกดพิมพ์แบบทั่วไป เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตป้อนแผ่นที่ใช้โมกดพิมพ์ทั่วไป (unit type)นี้ หน่วยพิมพ์จะมีโมกดพิมพ์เฉพาะเป็นหน่วยๆไปโครงสร้างของเคร่ืองพิมพ์แบบนี้ เป็นโครงสร้างที่ใช้โมกดพิมพ์คู่กับโมยาง และโมแม่พิมพ์อย่างละ 1 ลูกตลอด ดังน้ัน ถ้าเป็นเคร่ืองพิมพ์ 4 สีก็จะต้องมีโมแม่พิมพ์ โมยางรวมทั้งโมกดพิมพ์ด้วยอย่างละ 4 ลูก

รูปที่2.2 ส่วนประกอบของโมกดพิมพ์

6

โครงสร้างแบบนี้เป็นโครงสร้างที่ใช้กันแพร่หลายเป็นอย่างมากเพราะท้างานสะดวกและง่ายต่อการสร้างเคร่ืองพิมพ์ของแต่ละโรงงานผู้ผลิต อย่างไรก็ตามในโครงสร้างของเคร่ืองพิมพ์แบบนี้ยังสามารถแบบออกอีกเป็น 3 แบบตามขนาดของโมกดพิมพ์ต่อขนาดของโมพิมพ์ คือ

1.1 แบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไปที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเท่ากันกับโมแม่พิมพ์หรื อขนาดเป็น 1 เท่าของโมแม่พิมพ์

รูปที่2.3 เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตแบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไป ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันกับโมแม่พิมพ์

1.2 แบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไปที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 2 เท่าของโมแม่พิมพ์ เป็น

แบบที่นิยมใช้กันมาก โดยเฉพาะในการพิมพ์บรรจุภัณฑ์ที่ใช้กระดาษหนาๆ

รูปที่2.4 เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตแบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไป

ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 2 เท่าของโมแม่พิมพ์

7

1.3 แบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไปที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 3 เท่าของโมแม่พิมพ์

รูปที่2.5 เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตแบบใช้โมกดพิมพ์แบบทั่วไป ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 3 เท่าของโมแม่พิมพ์

2. ประเภทท่ีใช้โมกดร่วม โครงสร้างของเคร่ืองพิมพ์แบบนี้ จะใช้โมกดพิมพ์เพียง 1 ลูกต่อการพิมพ์ 2 สี โดยจะมี โมแม่พิมพ์ 2 ลูก โมยาง 2 ลูก แต่มีโมกดพิมพ์เพียง 1 ลูก ดังนั้น ถ้าเคร่ืองพิมพ์ 4 สี ก็จะใช้โมกดพิมพ์เพียง 2 ลูก

โครงสร้างแบบใช้โมกดร่วมนี้ ยังสามารถแบ่งออกได้อีกเป็น 2 แบบตามขนาดของโมกดพิมพ์ต่อขนาดโมแม่พิมพ์ คือ

2.1 แบบใช้โมกดพิมพ์ร่วมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเท่ากันกับโมแม่พิมพ์ หรือขนาดเป็น 1 เท่าของโมแม่พิมพ์

รูปที่2.6 เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตแบบใช้โมกดพิมพ์ร่วมที่มี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันกับโมแม่พิมพ์

8

2.2 แบบใช้โมกดพิมพ์ร่วมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 2 เท่าของโมแม่พิมพ์ เป็นเคร่ืองพิมพ์ที่ได้มีการพัฒนาปรับปรุงมาจากแรก ดังนั้น จึงสามารถพิมพ์ได้ที่ความเร็วมากกว่าแบบแรก เพราะโมหมุนที่โมกดพิมพ์ที่การทดรอบเหลือคร่ึงหนึ่ง เช่น เมื่อเคร่ืองหมุน 12,000 รอบต่อชั่วโมง โมกดพิมพ์จะหมุนเพียง 12,000/2 เท่ากับ 6,000 รอบต่อชั่งโมงเท่านั้น

รูปที่2.7 เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตแบบใช้โมกดพิมพ์ร่วมที่มี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็น 2 เท่าของโมแม่พิมพ์

2.3 โมรับส่งกระดาษ เคร่ืองพิมพ์ออฟเซตป้อนแผ่น จะมีโมรับส่งกระดาษอยู่ระหว่างหน่วยพิมพ์ยิ่งมีหลายสี ก็จะมี

โมรับส่งกระดาษมากขึ้นตามไป เคร่ืองพิมพ์บางแบบใช้โซ่รับส่งกระดาษแทนโมรับส่งกระดาษ ซึ่งปัจจุบันมีอยู่น้อยมาก โมรับส่งกระดาษในเคร่ืองพิมพ์ออฟเซตป้อนแผ่น ท้าหน้าที่รับส่งกระดาษที่พิมพ์แล้วจากหน่วยพิมพ์หน่วยหนึ่งไปยังหน่วยพิมพ์อีกหน่วยหนึ่งหรือจากโมกดพิมพ์โมหนึ่งไปยังโมกดพิมอีกโมหนึ่งไปเร่ือยๆจนกว่ากระดาษจะถูกพิมพ์เรียบร้อยและยังท้าหน้าที่รับส่งกระดาษที่พิมพ์แล้วส่งต่อไปยังส่วนรองรับกระดาษ ดังนั้น โมรับส่งกระดาษจึงมีความจ้าเป็นและมีส่วนส้าคัญต่อเคร่ืองพิมพ์ออฟเซต

9

ป้อนแผ่นเป็นอย่างยิ่ง เพราะหากการรังส่งกระดาษของโมรับส่งกระดาษไม่ดีจะมีผลต่อคุณภาพงานพิมพ์ ท้าให้เกิดภาพซ้อนอีกอย่างหนึ่งที่มักจะพบคือ การเลอะของหมึกหรือพบรอยขีดข่วนบนภาพพิมพ์ เน่ืองจากช่วงที่โมรับส่งกระดาษท้าการจับกระดาษส่งต่อไปโมพิมพ์อื่นๆนั้น ผิวของภาพจะกระทบหรือแนบกับผิวของโมรับส่งกระดาษ ท้าให้เกิดรอบดังกล่าว ดังนั้น ช่างพิมพ์ต้องรู้จักวิธีการปรับต้ังอุปกรณ์ของโมรับส่งกระดาษให้เหมาะสมด้วย

รูปที่2.8 โมรับส่งกระดาษ

10

รูปที่2.9 โมรับส่งกระดาษโมแรก โมรับส่งกระดาษของเคร่ืองพิมพ์ออฟเซตสามารถจ้าแนกตามลักษณะการป้องกันการเกิดรอย

ขูดขีด ได้ 6 แบบดังต่อไปนี้ 1. แบบใช้วงล้อกลับกระดาษหรือวงล้อพากระดาษ ในปัจจุบันไม่นิยมใช้ในเคร่ืองพิมพ์ออฟเซต

เพราะต้องคอยท้าการประเลื่อนวงล้อกลับกระดาษอยู่บ่อยๆท้าให้สียเวลา

11

2. แบบใช้วงล้อเล็กๆ ลักษณะของวงล้อเล็กๆนี้จะคล้ายกับฝาจุกของขวดน้้าอัดลม และจะเจาะรูตรงกลางไว้ เพื่อจะได้ใส่เข้าไปในแกนเล็กๆรอบโมรับส่งกระดาษ ซึ่งจะมีแกนต่างๆรอบโมอีกประมาณ 6-8 ตวั

3. แบบใช้ผ้ากันเลอะหรือผ้ามุ้ง ลักษณะของโมรับส่งกระดาษแบบนี้จะใช้ผ้าที่มีสมบัติไม่รับหมึก ผ้านี้มีลักษณะเป็นตะแกรงเล็กๆคล้ายกับผ้ามุ้ง หุ้มอยู่รอบผิวโมรับส่งกระดาษ โดยใช้เทปแบบฟองน้้าเป็นตัวยึดติดระหว่างผิวโมรับส่งกระดาษกับผ้ากันเลอะนี้ ข้อดีของโมรับส่งกระดาษแบบนี้คือ ไม่ต้องท้าการปรับตั้งตัวผ้ากันเลอะ แต่อย่างไรก็ตามควรท้าการเปลี่ยนผ้ากันเลอะประมาณ6เดือนขึ้นไป หรือควรเปลี่ยนเมื่อผากันเลอะนี้ไม่สามารถป้องกันการเกิดรอยขูดขีดบนภาพพิมพ์

4. แบบใช้กระดาษกันเลอะ ลักษณะของโมรับส่งกระดาษนี้จะคล้ายกันแบบใช้ผ้ากันเลอะคือจะใช้กระดาษกันเลอะซึ่งมีลักษณะคล้ายกระดาษทราย โดยหุ้มอยู่รอบผิวโมรับส่งกระดาษ ใช้เทปกาวสองหน้าเป็นตัวยึดติดระหว่างผิวโมรับส่งกระดาษกับกระดาษกันเลอะนี้ ในท้องตลาดมักเรียกกระดาษกันเลอะนี้ว่า กระดาษไอซีพี การเลือกใช้กระดาษกันเลอะมีข้อดีกว่าผ้ากันเลอะคือ ราคาถูกกว่าและการสอดใส่กระดาษกันเลอะนี้จะง่ายกว่าแบบใช้ผ้ากันเลอะ

5. แบบใช้ลมพ่นออกจากโม บางทีก็เรียกว่าหมอนลม หลักการท้างานคือ จะมีลมพ่นออกมารอบๆผิวโมรับส่งกระดาษ ท้าให้กระดาษที่พิมพ์ลอยตัวไม่ติดกับผิวโมรับส่งกระดาษท้าให้ภาพพิมพ์ไม่เลอะ โมรับส่งกระดาษแบบนี้จะต้องใช้ปั๊มลมขนาดค่อนข้างใหญ่มาท้าการผลิตลมพ่นให้เพียงพอ แต่ก็มีข้อดีที่ไม่ต้องเปลี่ยนวัสดุกันเลอะ

6. แบบใช้แขนเหวี่ยง โดยใช้แขนหรือแกนที่มีราวเป็นฟันกระดาษ มายึดติดกับเพลาของโมรับส่งกระดาษโดยไม่มีผิวโมหรือวัสดุล้อมรอบโม จึงมีลักษณะคล้ายแขนเหวี่ยงหมุนไปรอบโดยราวฟันจับกระดาษจะจับกระดาษที่พิมพ์แล้ว และเหวี่ยงให้กระดาษลอยตัว ท้าให้ภาพไม่เลอะ โมรับส่งกระดาษแบบใช้แขนเหวี่ยงนี้ อาจจะมีการใช้ลมพ่นมาท้าการพยุงกระดาษไม่ให้เกิดการลอยตัวหรือเหวี่ยงมากเกินไป

รูปที่2.10 โมส่งแบบใช้แขนเหวี่ยง

12

2.4 แบริ่ง แบร่ิงเม็ดกลมร่องลึก (Deep groove ball bearings)

รูปที่2.11 แบร่ิงเม็ดกลมร่องลึก

แบร่ิงเม็ดกลมร่องลึกแถวเดียวเป็นตลับลูกปืนที่มีการน้าไปใช้งาน อย่างกว้างขวาง ร่องรางวิ่ง

ของทั้งวงแหวนในและนอกมีลักษณะเป็นวงโค้ง ( circular arcs) ซึ่งมีรัศมีโตกว่าของเม็ดบอล นอกเหนือจากแรงในแนวรัศมีที่รับได้แล้ว ยังสามารถรับแรงในแนวแกนได้ทั้งสองทิศทางด้วยในงานที่ต้องการความเร็วสูงและสูญเสียพลังงานต่้า เนื่องจากแรงบิดต้่า แบริ่งน้ีมีทั้งแบบเปิด ฝาเหล็ก ซีลยาง ซึ่งอาจติดต้ังอยู่ทั้งสองด้านของแบริ่ง โดยภายในบรรจุจารบีเอาไว้ ในบางครั้งอาจมีแหวนล๊อก ( snap ring)อยู่ที่ผิวนอกวงแหวนนอกรังที่ใช้โดยมากเป็นรังเหล็ก แบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม (Angular contact ball bearings)

รูปที่2.12 แบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม แบร่ิงแบบนีส้ามารถรับแรงในแนวรัศมี และแนวแกนไดท้ิศทางเดยีว มุมสัมผัสมีทั้ง 15 25 30 40 องศา มุมสัมผัสยิ่งมากก็ยิ่งสามารถรับแรงในแนวแกนได้มาก ค่ามุมสัมผัสน้อยเหมาะส้าหรับงานที่ต้องการความเร็วสูง โดยทั่วไปมักใช้แบร่ิงชนิดนี้เป็นคู่ โดยจะมีการปรับช่องว่างภายในอย่างเหมาะสม

13

ส้าหรับแบริ่งที่มีความเที่ยงตรงสูงจะมีมุมสัมผัสน้อยกว่า 30 และใช้รังโพลียามาย ( Polyamide resin cage) แบร่ิงสัมผัสเชิงมุมแถวเดี่ยวส าหรับประกบคู่ ( Angular contact ball bearings single row,for paired nounting)

รูปที่2.13 แบร่ิงสัมผัสเชิงมุมแถวเดี่ยวส้าหรับประกบคู่

การน้าแบร่ิงแนวรัศมี 2 ตลับมารวมกันในการใช้งานเราเรียกว่าการประกบคู่ ( Duplex pair) ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้แบริ่งกลมเชิงมุม หรือตลับลูกปืนเทเปอร์มาท้าการประกอบ การประกบคู่ท้าได้ทั้งแบบหน้าชนหน้า ซึ่งวงแหวนนอกหันหน้าชนกัน (แบบ DF) แบบหลังชนหลัง (แบบ DB) หรือหันหน้าเรียงตามกัน ในทิศทางเดียว ( DT) การประกอบแบบ DF และ DB สามารถรับแรงแนวรัศมีและแนวแกนได้ทั้งสองทิศทาง แบบ DT จะใช้เมื่อมีแรงในแนวแกนแรงหนึ่งซึ่งมีค่าสูงมากในทิศทางเดียว จึงจ้าเป็นต้อง ก้าหนดให้รับแรงเท่ากันในแบร่ิงแต่ละตัว แบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสองแถว (Angular contact ball bearings double row)

รูปที่2.14 แบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสองแถว

แบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมสองแถวนั้น โดยพื้นฐานแล้วคือแบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดียวติดตั้งแบบหลังชนหลังต่างกันที่แบบสองแถวนั้นมีวงแหวนในหน่ึงวง วงแหวนนอกหนึ่งวงและแต่ละวง มีรางวิ่งของตนเอง แบริ่งแบบนี้สามารถรับแรงแนวแกนได้สองทิศทาง

14

แบร่ิงเม็ดกลมร่องลึก (Deep groove ball bearings)

รูปที่2.15 แบร่ิงเม็ดกลมร่องลึก

แบร่ิงสัมผัสเชิงมุมสี่จุดนั้น วงแหวนในและวงแหวนนอกแยกออกจากกันได ้เน่ืองจากวงแหวนในแยกออกจากกันในระนาบรัศมี สามารถรับแรงในแนวแกนได้ สองทิศทางลูกกลิ้งท้ามุม 35 องศา กับวงแหวนแต่ละวงแบร่ิงสัมผัสเชิงมุมสี่จุด เพียงหนึ่งตลับเท่านั้นที่สามารถทดแทนแบร่ิงเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดียวที่ประกบแบบหน้าชนหน้า หรือหลังชนหลังรังที่ใช้ทั่วไปมักเป็นทองเหลืองกลึงขึ้นรูป แบร่ิงเม็ดกลมปรับแนวได้เอง (Self-aligning ball bearings)

รูปที่2.16 แบร่ิงเม็ดกลมปรับแนวได้เอง

วงแหวนในมีสองรางวิ่ง และวงแหวนนอกมีรางวิ่งลักษณะโค้ง ( Spherical) อยู่หนึ่งรางวิ่ง ซึ่งจุดศูนย์กลางของความโค้ง เป็นจุดเดียวกับแนวแกนของแบริ่ง นั้นคือแนวแกนของวงแหวนใน เม็ดลูกกลิ้งและรังสามารถหักเหได้รอบศูนย์กลางของแบร่ิงดั้งนั้นการเยื้องแนวมุมเล็ก ๆ น้อย ๆ ของเพลาและตัวเรือน ที่ซึ่งมีสาเหตุมาจากการกลึงไสหรือการติดตั้งที่ไม่ดีพอนั้นสามารถแก้ไขได้โดยอัตโนมัติ แบริ่งน้ีมักมีรูเพลาเอียงไว้ส้าหรับใช้กับปลอกปรับขนาด

15

แบร่ิงเม็ดกลมทรงกระบอก (Cylindrical roller thrust bearings)

รูปที่2.17 แบร่ิงเม็ดกลมทรงกระบอก

แบร่ิงนีเ้ม็ดลูกกลิ้ง ซึ่งมีลักษณะทรงกระบอกยาวจะสัมผัสเป็นเส้นตรงกับรางวิ่ง มีความสามารถในการรับแรงในแนวรัศมีได้สูง และเหมาะกับงานความเร็วสูง ลักษณะของตลับลูกปืนมีหลายแบบทั้ง NU NJ NUP N NF ส้าหรับตลับลูกปืนแถวเดียว และ NNU NN ส้าหรับแบริ่งสองแถว วงแหวนนอก และวงแหวนในของทุกแบบสามารถถอดแยกได้แบร่ิงเม็ดทรงกระบอกบางแบบไม่มีโครง หรือสันขอบ (Rib) ที่วงแหวนใน หรือวงแหวนนอกดังนั้นวงแหวนสามารถเคลื่อนที่ตามแนวแกนได้ เมื่อเทียบกับอีกวงหนึ่ง (เคลื่อนที่สัมพันธ์กัน) ซึ่งสามารถให้เป็นแบร่ิงที่ไม่ก้าหนดต้าแหน่ง แบร่ิงเม็ดทรงกระบอกไม่ว่าวงแหวนในหรือนอกมีโครง 2 ด้าน หรือวงแหวนหนึ่งมีหนึ่งด้าน ก็สามารถรับแรงในแนวแกนได้ทิศทางเดียว แบริ่งเม็ดทรงกระบอก 2 แถว มีความแข็งเกร็งแนวรัศมีแนวรัศมีสูงและใช้กับเคร่ืองมือกลที่มีความ เที่ยงตรงสูงปกติทั่วไปแล้วจะใช้รังเหล็ก หรือทองเหลืองกลึงขึ้นรูปแต่ในบางครั้งก็ใช้รังโพลียามายหล่อ ขึ้นรูป แบร่ิงเม็ดเข็ม (Needle roller bearings)

รูปที่2.18 แบร่ิงเม็ดเข็ม

แบร่ิงประกอบด้วยลูกกลิ้งเม็ดเรียวยาวมีขนาดความยาวประมาณ 3 ถึง 10 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางนอก ( Bearing outside diameter) ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางวกลมใน (Inscribed circle diameter) มีค่าน้อยมีความสามารถในการแรงในแนวรัศมีค่อนข้างสูง แบร่ิงชนิดน้ีมีหลายแบบให้เลือก โดยมากไม่มีวงแหวนใน แบริ่งแบบ drawn-cup นั้นมีวงแหวนนอกเป็น

16

เหล็กปั๊ม ส่วนแบบ solid type ผลิตจากเหล็กกลึงขึ้นรูป ยังมีตลับลูกปืนที่เรียกโดยทั่วไปว่า แบริ่งกรงนก (cage-and-roller-assemblies) ซึ่งจะไม่มีวงแหวนทั้งในและนอกมาด้วย มีเพียงรังและเม็ดลูกกลิ้งเท่านั้น รังเป็นเหล็กปั๊มขึ้นรูป แต่ในบางแบบจะไม่มีรัง แบร่ิงเม็ดเรียว (Taper roller bearings)

รูปที่2.19 แบร่ิงเม็ดเรียว

แบริ่งชนิดน้ีใช้เม็ดลูกกลิ้งเป็นรูปกรวย มีตัวน้าร่องคือโครงของวงแหวนด้านในแบริ่งเม็ดเรียวสามารถรับแรงแนวรัศมีได้สูง และรับแรงในแนวแกนได้ทิศทางเดียว การใช้งานโดยทั่วไปมักจะใช้เป็นคู่ คล้ายกับตลับแบริ่งสัมผัสเชิงมุมแถวเดียว ซึ่งจะมีการปรับช่องว่างภายในตลับลูกปืนให้เหมาะสมโดยการปรับระยะแนวแกนระหว่างวงแหวนใน ( cone) หรือวงแหวนนอก ( cup) ของแบร่ิงที่ประกบกันทั้ง 2 ตลับ วงแหวนในและวงแหวนนอกสามารถแยกประกอบได้อย่างอิสระ แบร่ิงชนิดนี้แบ่งออกเป็น 3 แบบ ตามมุมสัมผัสได้ดันน้ีมุมปกติ ( normal angle) มุมปานกลาง (medium angle) และมุมชัน (steep angle) อีกทั้งยังมีแบบสองแถวและสี่แถวให้เลือกใช้อีกด้วย รังที่ใช้มากจะเป็นรักเหล็กปั๊มขึ้นรูป ตลับลูกปืนเม็ดโค้ง (Spherical roller bearings)

รูปที่2.20 แบร่ิงเม็ดโค้ง

แบร่ิงชนิดนี้เม็ดตลับลูกปืนมีลักษณะคล้ายถังไม้โค้ง หรือเรียกว่า barrel shaped roller อยู่ระหว่างวงแหวนใน ซึ่งมีสองรางวิ่ง และวงแหวนนอกซึ่งมีหนึ่งรางวิ่ง การที่ศูนย์กลางความโค้งของผิวหนังราง

17

วิ่งของวงแหวนนอกเป็นจุดเดียวกับแกนของแบร่ิงท้าให้แบร่ิงปรับแนวได้เอง ดังนั้นหากเพลาหรือแบร่ิงเกิดโก่งตัว หรือเกิดการเยื้องแนวจากแนวแกน ก็จะสามารถรับตัวเองได้โดยอัตโนมัติ ท้าให้ไม่เกิดแรงที่สูงเกินไปมากระท้าต่อแบร่ิง แบริ่งเม็ดโค้งนั้นไม่เพียงแต่สามารถรับแรงในแนวรัศมีได้สูง แต่ยังสามารถรับแรงในแนวแกนได้สองทิศทางอีกด้วย มีความสามารถในการรับแรงแนวรัศมีได้อย่างดีเยี่ยม และเหมาะส้าหรับใช้งานที่มีแรงกระท้าหรือกระแทกสูง ๆ บางแบบอาจมีรูในเอียง ซึ่งอาจใช้ติดตั้งโดยตรงบนเพลาเอียงหรือติดตั้งบนเพลาตรง โดยใช้ปลอกปรับขนาดหรือปลอกสวมปกติใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูป รัง โพลียามายหล่อและรังทองเหลืองขึ้นรูป แบร่ิงกันรุนเม็ดกลมรับแรงทิศทางเดียว (Thrust ball bearings single direction)

รูปที่2.21 แบร่ิงกันรุนเม็ดกลมรับแรงทิศทางเดียว

แบร่ิงกันรุนเม็ดกลมรับแรงทิศทางเดียว ประกอบด้วยวงแหวนที่มีลักษณะคล้ายแหวนรอง (washer like bearing ring) มีร่องรับแรงทิศทางเดียว รางวิ่งวงแหวนที่สวมติดกับเพลาเรียกว่า แหวนรองเพลา หรือวงแหวนใน ( shaft washer or inner ring) ส่วนวงแหวนที่สวมติดกับตัวเรือน เรียกว่าวงแหวนรองตัวเรือน หรือแหวนนอก แบร่ิงกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทาง (Thrust ball bearings double direction)

รูปที่2.22 แบร่ิงกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทาง

18

ส้าหรับแบริ่งกันรุนเม็ดกลมรับแรงสองทิศทางนั้นจะมีวงแหวนสามวง วงแหวนกลาง ( center ring) จะสวมติดกับเพลา ยังมีแบริ่งกันรุนเม็ดกลมที่มีแหวนรองปรับแนวได้เอง ( aligning seat washer) อีกด้วย ซึ่งแหวนนี้จะอยู่ส่วนล่างของแหวนรองตัวเรือน เพื่อรับการเยื้องแนวของเพลา หรือการติดตั้งที่ไม่พอดีโดยปกติแล้วจะใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูปในแบร่ิงขนาดเล็ก และรังกลึงขึ้นรูป ใช้กับแบริ่งขนาดใหญ่

แบร่ิงกันรุนเม็ดโค้ง (Spherical roller thrust bearings)

รูปที่2.23 แบร่ิงกันรุนเม็ดโค้ง

แบร่ิงชนิดนี้มีรางวิ่งโค้งหนึ่งราง อยู่ที่แหวนตัวเรือน และมีเม็ดลูกกลิ้งรูปโค้งวางเรียงอยู่โดยรอบ รางวิ่งที่มีลักษณะโค้งของแหวนรองตัวเรือนนี้น้ันท้าให้แบริ่งปรับแนวได้เอง และสามารถรับแรงในแนวแกนที่สูงมาก ๆ ได้ ทั้งยังสามารถรับแรงในแนวรัศมีได้ปานกลาง ในขณะที่รับแรงในแนวแกนอยู่ด้วย โดยทั่วไปใช้รังเหล็กปั๊มขึ้นรูป หรือรังทองเหลืองกลึงขึ้นรูป

2.5 ทฤษฎีของเพลา 1.ชนิดของเพลา เพลาเป็นชิ้นส่วนเคร่ืองจักรกลที่หมุนได้ เพลาจะรับโมเมนต์บิดที่ถ่ายภาระมาจากล้องเฟืองล้อสายพาน หรือคลัตช์ เพลาจึงสามารถรับภาระบิดและภาระดัด จึงมีการแบ่งเพลาออกเป็น 2 อย่าง คือ เพลาส่งก้าลัง และเพลารองรับภาระ 1.1 เพลาส่งก้าลัง (TRANSMISSION SHAFTS) เพลาชนิดนี้ใช้เฉพาะการบิดหรืออาจรับทั้งการบิดและการดัดผสมกันก็ได้ การส่งก้าลังจะถ่ายทอดผ่านเพลาโดยอาศัยแผ่นประกบต่อเพลา (COULPING) ผ่านเฟือง ผ่านพูลเลย์ ผ่านสายพาน จานโซ่ หรือโซ่ เป็นต้น

19

<

รูปที่2.24 เพลาส่งก้าลังและส่วนประกอบอื่นๆ

1.2 เพลารองรับภาระ เป็นเพลาชิ้นส่วนเคร่ืองจักรกลเช่นกัน ขณะใช้งานเพลาชนิดนี้อาจหมุนหรือไม่ก็ได้ แต่ที่ส้าคัญเพลาชนิดนี้ไม่ได้ส่งก้าลังจะท้าหน้าที่เป็นตัวรองรับชิ้นส่วนอ่ืนให้หมุน เช่น เพลาลูกกรอกสายพาน เพลาลูกกรอกสายพาน เพลาลูกล้อสลิงต่างๆซึ่งเป็นเพลาที่รับภาระน้้าหนักของอุปกรณ์อ่ืนที่กดทับท้าให้สภาพการเสียหายของเพลาเกิดการดัดงอเป็นส่วนใหญ่ เช่นเพลา ล้อรถไฟ เป็นต้น

รูปที่2.25 แสดงเพลารองรับภาระ

20

2. ลักษณะของเพลา เพลาที่ใช้งานเป็นชิ้นส่วนเคร่ืองจักรกลที่ใช้กันทั่วไป จะมีลักษณะเป็นเพลาผิวเรียบไม่มีบ่าใดๆหรืออาจกลึงมาให้มีบ่าเล็กน้อยเพื่อการประกอบกับชิ้นส่วนอ่ืน เช่น เพลาล้อสายพาน เพลาของล้อเฟือง เพลาเฟืองโซ

รูปที่2.26 แสดงเพลาตันติดล้อสายพาน

รูปที่2.27 แสดงเพลาตันติดเฟื่องโซ่

21

รูปที่2.28 แสดงเพลาตันติดเฟืองโซ่

2.1 เพลากลวง เป็นเพลาที่ผู้ออกแบบได้ออกแบบมาเพื่อต้องการลดน้้าหนัก ซึ่งจะมีน้้าหนักเบาว่าเพลาตันประมาณ 25% ใช้เพลาเคร่ืองกัด เพลาเคร่ืองเจาะ ลักษณะของเพลาจะมีผิวเรียบ และใช้ท้าเพลาขับเฟื่องท้ายรถยนต์ แต่ลักษณะเพลาขับเฟื่องท้ายรถยนต์ผิวของเพลาจะไม่เรียบ ดังรูป

รูปที่2.29 แสดงเพลาหัวเคร่ืองกลึง

รูปที่2.30 แสดงเพลาหัวเคร่ืองกัด

22

รูปที่2.31 แสดงเพลาหัวเคร่ืองเจาะ

2.2 เพลาข้อเหวี่ยง เป็นเพลาที่ท้าหน้าที่เปลี่ยนการหมุนแบบเส้นตรงเป็นลักษณะตรงกันข้าม ส่วนใหญ่เพลาข้อเหวี่ยงจะใช้เป็นชิ้นส่วนของเคร่ืองยนต์

รูปที่2.32 แสดงลักษณะเพลาข้อเหวี่ยง

2.3 เพลาสปายน์ ( SPLINE) เป็นเพลาที่มีร่องคล้ายกับเฟื่องอยู่รอบตัวเพลาความยาวของร่องฟันเฟืองจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานของเพลานั้น เพลาชนิดนั้นส่วนใหญ่จะใช้กับเฟือง

หัวเคร่ืองกลึง

23

รูปที่2.33 แสดงลักษณะของเพลาสปายน ์

2.4 เพลาเรียว เป็นเพลาชิ้นส่วนเคร่ืองจักรกลอีกลักษณะหนึ่ง ซึ่งตัวเพลาจะมีความเรียวตามมาตรฐานเพื่อใช้ในการจับการยึดเข้าด้วยกันระหว่างเรียวนอกและเรียวใน เช่น เพลาเรียกหัวเคร่ืองกลึง เคร่ืองกัด และเคร่ืองเจาะ และศูนย์หัว-ท้ายของเคร่ืองกลึง

รูปที่2.34 แสดงลักษณะของเพลาเรียว

3. หน้าท่ีการใช้งานของเพลา 3.1 เพลาส่งก าลัง เพลาชนิดนี้มีหน้าที่ส่งถ่ายก้าลังจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยผ่านชิ้นส่วนอ่ืนต่างๆดังนี้ เช่น ส่งถ่ายก้าลังมาจากเฟือง มาจากพูลเลย์ มาจากคลัตช์ ซึ่งชิ้นส่วนต่างๆ เหล่านี้ได้ต้นก้าลังมาจากมอเตอร์ หรือเคร่ืองยนต์

24

รูปที่2.35 แสดงการส่งก้าลังด้วยเพลา

3.2 เพลารองรับภาระ เป็นเพลาที่ท้าหน้าที่รองรับภาระจากชิ้นส่วนอ่ืนเช่นกัน ซึ่งเพลาอาจหมุนหรือไม่หมุนก็ได้ แต่ที่ส้าคัญเพลารองรับภาระท้าหน้าที่หลักคือรับแรงกดอัดจากชิ้นส่วนอ่ืนตลอดเวลาการใช้งาน เช่น เพลาของรอก เป็นต้น

รูปที่2.36 แสดงลักษณะการใช้งานของเพลารองรับภาระ

25

2.6 ลูกเบี้ยว ลูกเบี้ยวเป็นกลไกที่มีการสัมผัสโดยตรง ซึ่งการเคลื่อนที่ของลูกเบี้ยวจะท้าให้กระเดื่องหรือตัว

ตามที่สัมผัสโดยตรงกับลูกเบี้ยวเกิดการเคลื่อนที่ตามทิศทางที่ก้าหนดให้ โดยเฉพาะลูกเบี้ยวจะเป็นกลไกที่น้ามาใช้งานได้หลายทาง ตามปกติในทางอุตสาหกรรม รูปแบบหรือลักษณะที่ใช้กันโดยทั่วไปจะมีอยู่ 3 แบบ คือ 1.ลูกเบี้ยวชนิดเป็นแบบจาน

รูปที่2.37 ลูกเบี้ยวชนิดเป็นแบบจาน

2.ลูกเบี้ยวแบบทรงกระบอก

รูปที่2.38 ลูกเบี้ยวแบบทรงกระบอก

3.ลูกเบี้ยวแบบเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง

รูปที่2.39 ลูกเบี้ยวแบบเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง

26

แบบต่างๆของกระเดื่อง(Follower) ลูกเบี้ยวจะต้องท้างานประกอบกับกระเดื่อง ซึ่งกระเดื่องจะมีลักษณะหรือแบบต่างๆอีกหลายชนิดเช่นกัน โดยปกติกระเดื่องจะแบ่งออกได้เป็น 3 แบบใหญ่ๆ คือ 1.แบบลูกกลิ้ง

รูปที่2.40 กระเดื่องแบบลูกกลิ้ง

2.แบบพื้นหน้าสัมผัสราบ

รูปที่2.41 กระเดื่องแบบพื้นหน้าสัมผัสราบ

3.แบบหน้าสัมผัสปลายแหลม

รูปที่2.42 กระเดื่องแบบหน้าสัมผัสปลายแหลม