57
การออกแบบเครื่องจักรกล (Machine Design), .เอกพจน ตันตราภิวัฒน , ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาเจาคุณทหารลาดกระบัง 1 การออกแบบเครื่องจักรกล ( Machine Design ) บทที4 สลักเกลียว และการยึดแบบไมถาวร (Screw Fastener and Non-Permanent Joints) เอกพจน ตันตราภิวัฒน

Mac Design Ch 4 Fastener

  • Upload
    sdt2

  • View
    165

  • Download
    9

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 1

การออกแบบเครองจกรกล

( Machine Design )

บทท 4 สลกเกลยว และการยดแบบไมถาวร

(Screw Fastener and Non-Permanent Joints)

เอกพจน ตนตราภวฒน

Page 2: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 2

องคประกอบ และนยามของสลกเกลยว

• ระบบเกลยวโดยทวไปประกอบดวย

– Pitch Diameter ,Major Diameter ,Minor Diameter

– Root, Crest, Pitch

– Root Angle

– End Chamfer

• เกลยวขวาเปนเกลยวปกต

• ปกตใชงานเปนค (Male-Female)

• อาจจะมมากกวา 1 เกลยว (Multiple Thread)

Page 3: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 3

รปทรงมาตรฐานของฟนเกลยว

(Thread standard geometry)

• มาตรฐาน ISO68 เปนมม 60o

• มสองระบบหลก

– Imperial

– Metric

Page 4: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 4

ตวอยางเกลยวระบบ Imperial

Page 5: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 5

ตวอยางเกลยวระบบเมตรค

Page 6: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 6

รปแบบของเกลยว

(Thread Form)• เกลยวมาตรฐาน Unified Thread

– UN

– UNR (มฐานเกลยวโคงลดความเคนรวมศนย)

• เกลยวรปทรงอนๆ

– Acme

– Square

Page 7: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 7

ตวอยางรปแบบเกลยวอนๆ

Page 8: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 8

สกรสงกาลง (Lead Screw)

• ออกแบบสาหรบเปลยนการ

เคลอนทเชงมมเปนเชงเสน

• มหลกการทางานคลายลม

• สวนใหญเปนเกลยว Acme

และ Square

• จานวนเกลยว (ปาก) และระยะ

พตแปรผกผนกบอตราทด

• ในงานทตองการความแมนยา

และสมรรถนะสง มกจะใช Ball-

Screw

Page 9: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 9

• กาหนดแรงในแตละแกนของระบบพกดดงรป

• สาหรบการยกภาระขน

• สาหรบการลด(ระยะ)ภาระลง

• แรงบดทใชยกภาระ

• แรงบดทใชลดภาระ

การวเคราะหแรงในสกรสงกาลง

Page 10: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 10

• ในกรณทไมไดออกแรงขบเคลอน สกรอาจจะหมนเองจากแรง

กดทเปลยนการเคลอนทไปเปนการหมนของเกลยวแทนตาม

เงอนไข

• หากหารสองขางดวย πdm จะทาให l /πdm = tan λ, ได

• นคอเงอนไขของการลอคตวเองของเกลยว

การลอคตวเองของเกลยว (Self-Locking)

mfd lπ >

Page 11: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 11

ประสทธภาพการขบเคลอนของสกร

• ประสทธภาพของสกรทไมพจารณาแรงเสยดทานคอ

• ในกรณของเกลยวเอคเม และเกลยวอน(เอยง)จะม

มมเอยงทเกยวของคอมม 2α และมมลม λ.

• มม α ทาใหเกดการเบยดอดของเกลยวในแนวรศม

เกดเปนความสญเสย แตอยางไรกดเกลยวทมมมα สามารถผลตไดงายกวา

• สกรสงกาลงนยมใชเกลยวสเหลยม

Page 12: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 12

• สกรสงกาลงจาเปนตองมการรองรบซงจะม

ลกษณะทวไปดงรป

• คาสมประสทธ fc ของความเสยดทานทจด

รองรบกอใหเกดแรงบด

ประสทธภาพการขบเคลอนของสกร (ตอ)

fc คอสมประสทธความเสยดทาน

• สาหรบจดรองรบทมขนาดใหญอาจจะคานวณเหมอนกบคลชแบบจาน

• ในการใชงานจรงมกออกแบบใหมแบรง (Thrust Bearing หรออปกรณ

รองรบทมสมประสทธความเสยดทานตา

Page 13: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 13

ตวอยางคาสมประสทธความเสยดทานของวสดทวไป

ทมกจะนามาใชกบสกรสงกาลง

Page 14: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 14

การวเคราะหความเคนบนสกรสงกาลง

• คาความเคนเฉอนสงสดจากการบด

• คาความเคนในแนวแกน

• ภาระความเคนบนเกลยว

dr คอเสนผาศนยกลางของฐานสกร

สมมตลกษณะของเกลยวสเหลยม

รบภาระหนงรอบเกลยวในลกษณะดงรป

Page 15: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 15

การวเคราะหความเคนบนสกรสงกาลง (ตอ)

• คาความเคนดดทฐานเกลยว

• คาความเคนเฉอนทกงกลางฐานเกลยว

nt คอจานวนเกลยวทรบภาระ

Page 16: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 16

ตวอยางการออกแบบสกรสงกาลง

Page 17: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 17

ตวอยางการออกแบบสกรสงกาลง (ตอ)

Page 18: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 18

ตวอยางการออกแบบสกรสงกาลง (ตอ)

Page 19: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 19

ตวอยางการออกแบบสกรสงกาลง (ตอ)

จากสมการความเคนสามมตไดs1 s2 s3 = 41.5, 2.79, -13.18

Page 20: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 20

สลกเกลยว (Fasteners)

• รปทรง และองคประกอบของสลกเกลยว

Page 21: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 21

สดสวนของเกลยวและขนาด• สาหรบสลกเกลยวหวหกเหลยมมาตรฐาน

– ระบบนว

– ระบบเมตรก

Page 22: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 22

การประกอบสลกเกลยว

• ประกอบโดยใชสลกเกลยวตวเมย

– งาย และรวดเรว

– มชนสวนมากกวา

– ประกอบยงยากกวา

• ประกอบเกลยวบนชนงาน

– ตองทาเกลยวบนชนงาน

– ใชสลกเกลยวสนกวา

Page 23: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 23

การวเคราะหความแขงแรง

• คาความแขงของสลกเกลยวเปรยบเทยบไดกบการอนกรมของสปรง

• แทนคาแลวคาความแขง(stiffness) ของสลกเกลยวคอ

Page 24: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 24

ความแขงแรงชนสวนประกอบสลกเกลยว

• ในการประกอบสลกเกลยวบอยครงมชนสวน

หลายชนประกบกนอยใหคดเหมอนสปรงตอ

อนกรมกนอย

• ในกรณมวสดออนเชนประเกนใหใชคา

stiffness ของประเกนไดเลย

• ในกรณทสมมตคา E เทาๆกนคา stiffness หา

ไดจากวธ Rotschei’s pressure-cone

method

ตามการศกษาของ Osgood เสนอ α อยในชวง 25-33 องศาสาหรบชนสวนทวๆไป เรานยมใช 30องศาในบทเรยนน

Page 25: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 25

ตวอยางการคานวณคาความแขง(stiffness)ของสลกเกลยว

Page 26: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 26

ตวอยางการคานวณคาความแขง(stiffness)ของสลกเกลยว

Page 27: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 27

ตวอยางการคานวณคาความแขง(stiffness)ของสลกเกลยว

Page 28: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 28

ความแขงแรงของสลกเกลยว

• คาความแขงแรงของสลกเกลยวตามมาตรฐานหลกๆไดแก

– SAE

– ASTM

– Metric

• Proof Load คอความแขงแรงสงสดทสลกเกลยวรบภาระได

• การเสยหายของสลกเกลยว

– 15% เกดจากความลาบรเวณคอ(ใตหวสลกเกลยว)

– 20% เกดจากการเสยหายทเกลยว (เกลยวหวาน)

– 65% เกดจากบรเวณทสลกเกลยวกดอด

Page 29: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 29

ตวอยางความแขงแรงสลกเกลยวหวหกเหลยมมาตฐานของ SAE

Page 30: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 30

ตวอยางความแขงแรงสลกเกลยวหวหกเหลยมมาตฐานของ ASTM

Page 31: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 31

ตวอยางความแขงแรงสลกเกลยวหวหกเหลยมมาตฐานในเมตรก

Page 32: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 32

ความแขงตงของรอยตอ

• พจารณาการยดตวยาวขนของสลกเกลยว และชนสวนประกอบ

• ภาระบนสลกเกลยว

• คาคงทความแขงแรงบนรอยตอ (stiffness constant of the joint)

• ภาระสทธบนสลกเกลยว และชนสวนประกอบคอ

Page 33: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 33

ความสมพนธแรงบด(ขน)กบภาระการดงบนสลกเกลยว

• พจารณาการยดกบภาระเรมแรก Fi บนสลกเกลยว δ = Fi l/(AE) จะไดแรงบดทสมพนธกบภาระดงกลาว

• กาหนดคาสมประสทธแรงบดเกดจากความเสยดทาน และมมเอยงตางๆเปน

• จะไดความสมพนธของแรงบดขนตอภาระความแขงตงบนสลกเกลยว

f คอสมประสทธความเสยดทานทเกลยว

fc คอสมประสทธความเสยดทานทคอ หรอ

บารองการหมนของสกร

Page 34: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 34

ตวอยางการคานวนแรงขนบนสลกเกลยว

Page 35: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 35

ตวอยางการคานวนแรงขนบนสลกเกลยว (ตอ)

Page 36: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 36

แรงสถตยบนสลกเกลยวแบบใสภาระเรมตน

• ความเคนทเกดจากการ Pre-Load บนสลกเกลยว

• ความสมพนธของคาความแขงแรงของสลกเกลยว (Proof

Strength)

• โดยคา Pre-Load ทแนะนาเทยบกบ Proof Load (FP)

Page 37: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 37

ตวอยางการวเคราะหแรงสถตย

Page 38: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 38

ตวอยางการวเคราะหแรงสถตย (ตอ)

Page 39: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 39

ตวอยางการวเคราะหแรงสถตย (ตอ)

Page 40: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 40

การยดสลกเกลยวทมประเกนเตม

• แรงดนทกระทาบนปะเกนทงตวคอ

• ภาระบนชนสวนประกอบในทนคอปะเกนไดแก

• สามารถประมาณจานวนสลกเกลยวทใชยด

Page 41: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 41

รอยตอสลกเกลยว และรเวตภายใตแรงเฉอน

• พจารณารอยตอของแผนประกบทมความ

หนาเทากบ t จะไดโมเมนตดดทเกดจาก

การดงดวยแรง F เปน M=Ft/2 ซงกใหเกด

ความเคนดด

• ความเคนทเกดจากการอดตวระหวาง

สลกกบชนสวนประกบ

Page 42: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 42

ตวอยางคานวนความเคนดดบนชนสวนประกบ

Page 43: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 43

ตวอยางคานวนความเคนดดบนชนสวนประกบ (ตอ)

Page 44: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 44

ความเคนเฉอนบนรอยตอในลกษณะหมนควง

• การหา Centroid เชงพนทบนระนาบใดๆ

• สาหรบการกระจายแบบสมมาตร จด Centroid จะอยกงกลางตามแกนสมมาตร

Page 45: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 45

ความเคนเฉอนบนรอยตอในลกษณะหมนควง (ตอ)

• ตวอยางการพจารณาภาระบนสลกเกลยวทประกอบเปนกลมสเหลยม

Page 46: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 46

ตวอยางการคานวณความเคนเฉอนบนรอยตอหมนควง

Page 47: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 47

ตวอยางการคานวณความเคนเฉอนบนรอยตอหมนควง (ตอ)

Page 48: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 48

ตวอยางการคานวณความเคนเฉอนบนรอยตอหมนควง (ตอ)

Page 49: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 49

ตวอยางการคานวณความเคนเฉอนบนรอยตอหมนควง (ตอ)

Page 50: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 50

แหวนใชประกอบรวมกบสลกเกลยว

• แหวน หรอ Washer

– ทาหนาทกระจายความเคน

– ปองกนการคลายตว

– ปองกนการรวซม

• มหลากหลายรปราง และวสด

• การวเคราะหนบเปน member

ตวหนงในขนยด

Page 51: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 51

สลกเกลยวประกอบตวเมย (Nuts)

• สลกเกลยวตวเมยชนด

ทวๆไป

• ชนดทมการปองกนการ

คลายตว

Page 52: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 52

ลกษณะรประกอบแบบตางๆ

• Countersink

• Counterbore

• Spotface

Page 53: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 53

การผลตสลกเกลยวดวยวธตดกลง

ใชการกลงตดเกลยวออกมาชาๆ

– เหมาะกบเกลยวขนาดใหญ

– ตองการความชานาญ

– ผลตไดชา

– ตนทนเรมตนตา

– ความแขงแรงนอยกวารดเกลยว

Page 54: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 54

การผลตสลกเกลยวดวยวธรด

ใชแมพมพรดออกมา

– เหมาะกบเกลยวเลก-ใหญ

– ผลตไดเรว

– ตนทนเรมตนสง (แมพมพ)

– ความแขงแรงสงกวา

Page 55: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 55

อปกรณยดแบบไมใชเกลยว

(Non Threaded Fasteners)

• เพมความเรวในการประกอบ

• ไมตองการแรงบบขณะยด

• ปองกนการถอดโดยไมมเครองมอเฉพาะ

• ลดตนทน ลดจานวนชนสวน

• ประกอบตามลกษณะเฉพาะของอปกรณเชน ลม หมด สลก ของอเกยว ฯลฯ

Page 56: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 56

แบบฝกหด• จากภาพขางลางเปนการยดแผนโลหะสามแผนเขาดวยกนในลกษณะแซนวสระหวางอลมเนยมความหนา 10 มม สองแผน และแผนเหลกความหนา 30 มม. โดยใชสลกเกลยว M10x1.5 ระดบ 5.8 โดยการใชนอตตวเมยไมมแหวนประกอบจงหา

– คาความแขงตงของสลกเกลยว (Bolt Stiffness)

– คาความแขงตงของรอยตอทงหมด (Joint Member Stiffness)

– สมมตวารอยตอไมไดรบภาระจากแรงภายนอก (คดแรงบบจากการขนสลกเกลยวอดแผนวสดทงสามเทานน) จงหาแรงบดสงสดทอนญาตใหใชขนสลกเกลยวดงกลาว

Page 57: Mac Design Ch 4 Fastener

การออกแบบเครองจกรกล (Machine Design), อ.เอกพจน ตนตราภวฒน, ภาควชาวศวกรรมเครองกล สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง 57

แบบฝกหด• จากภาพขางลางเปนอปกรณขนบบทาดวยสกรทใชวสด AISI 1010

CD เกลยวมขนาดมาตารฐาน UNC 3/4 นว สมมตวาผใชงานสามารถหมนดามดวยแรงบดสงสดเทากบ24 lbf-inจงหา

– แรงบดอดทอปกรณนสามารถบบขนได กาหนดใหสมประสทธความเสยดทานของวสดเทากบ 0.15

– ถาแทงสกรยาวพนคอลงมาดานลาง 9 นวเมอขนบบจนถงดานลางสด จงคานวณวาแทงสกรจะมโอกาสโกง (buckle)ไดหรอไมภายใตแรงขนสงสด