หลายๆคนอาจจะ งงๆ ว่า “สายพาน Synchronous belt คืออะไร?” แต่ถ้าเรียกบ้านๆว่า Timing belt หรือ สายพานไทม์มิ่ง ก็อาจจะ อ่อ…ที่อยู่ในเครื่องยนต์สินะ จริงๆแล้วใช่ครับ แต่ timing belt คือ meaning ที่ใช้ในการเป็นสายพานที่ใช้ในการ ควบคุมจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ โดยเชื่อมต่อระหว่าง เพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) และ เพลาลูกเบี้ยว (Camshaft) เพื่อให้ วาล์วไอดีและไอเสีย เปิด-ปิดได้ ตรงจังหวะกับการเคลื่อนที่ของลูกสูบ
แต่ทว่าสายพานลักษณะนี้จริงๆเรียกว่า Synchronous belt มีหน้าที่ในการส่งกำลังแบบ Positive Drive นะครับ แล้วเราก็จะไม่พยายามเรียก “สายพานมีฟันด้วย” เพราะสายพานร่องวี (V-belt) ก็ดันมีฟันอีก…แต่ทว่าฟันของสายพานแบบนี้ใช้ในการส่งกำลังเหมือนโซ่ซึ่งจะแตกต่างกันนะครับ
สำหรับบทความนี้ทางนายช่างมาแชร์ อยากให้เป็นบทความพื้นฐานความรู้สำหรับในมุมที่ว่า สายพาน Synchronous belt คืออะไร มีหน้าที่อะไร มีส่วนประกอบอะไรบ้าง ประเภทต่างๆ ข้อดี ข้อเสีย เทคโนโลยีต่างๆ เอาให้จบในบทความเดียวเลยดีกว่า (แม้ว่า..ชื่อจะเป็น EP.1 ก็ตาม 55+)
1. Synchronous Belt คืออะไร?
Synchronous Belt คือ “สายพานส่งกำลัง (Transmission Belt)” ที่มีลักษณะเป็น ฟันอยู่ด้านใน ซึ่งทำงานโดยการ ล็อกฟันเข้ากับพูลเล่ย์ฟัน เพื่อให้การหมุนของต้นกำลังและปลายทาง สัมพันธ์กันแบบไม่ลื่น (No Slip) โดยจะเป็นการส่งกำลังแบบ Positive Drive นั่นเองครับ
2. หลักการทำงานของ Synchronous Belt
ใช้หลักการ จับฟัน (Meshing) ระหว่าง ฟันของสายพาน กับ ฟันของพูลเล่ย์ (Timing Pulley) ฟันสายพานขับพูลเล่ย์ฝั่งปลายทางให้หมุนในอัตรา ตรงกัน 100%
เมื่อมอเตอร์หมุน ฟันของสายพานจะเข้าล็อกกับฟันของพูลเล่ย์แบบ “ไม่ลื่น No-slip” (อันนี้เน้นตัวโตๆเลยนะครับ!!!) ซึ่งส่งผลทำให้การหมุนของมอเตอร์ส่งต่อไปยังเครื่องจักรอย่างแม่นยำ
ดังนั้นจึงเหมาะกับ
- เครื่องยนต์รถยนต์ (Camshaft system)
- ระบบลำเลียงอัตโนมัติ หรือ Air-Cooled heat exchanger
- หุ่นยนต์ (Robotics)
- เครื่องพิมพ์ 3D
- เครื่องจักร CNC
- งานที่ต้อง ควบคุมจังหวะการหมุน
3. ส่วนประกอบของ Synchronous Belt
| ส่วน | วัสดุ | หน้าที่ |
|---|---|---|
| ผ้าชั้นบน (Top Fabric Layer) | โพลีเอสเตอร์ หรือไนลอน | ป้องกันการสึกหรอ / ความร้อน |
| ชั้นยาง (Rubber Backing) | ยางโพลียูรีเทน / นีโอพรีน | ชั้นยางรองรับแรง |
| เส้นใยรับแรง (Tensile Cord) | ใยแก้ว (Fiberglass), โพลีเอสเตอร์, เคฟลาร์ | แกนรับแรงดึง ไม่ให้สายพานยืด |
| ฟันสายพาน (Tooth Rubber Section) | ยางเสริมแรงเพื่อความทนทานสูง | ฟันสายพาน เข้าเกาะกับพูลเล่ย์ |
4. ประเภทฟันของ Synchronous Belt
ลองมาดูลักษณะฟันของ Synchronous Belt กันครับว่ามีแบบไหนบ้าง
1. Trapezoidal (ฟันทรงบ่า)
สายพานที่มีรูปร่างฟันเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูอาจใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการใช้งานสายพานไทม์มิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวางตำแหน่งเชิงเส้นและการใช้งานในการลำเลียง สายพานเหล่านี้มีความสามารถในการส่งแรงได้ดีและมีระยะการตีกลับต่ำ
แต่รูปร่างฟันเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูทำให้เกิดความเค้นเข้มข้นสูงที่ส่วนต่อระหว่างสายพานกับลูกรอก ซึ่งอาจทำให้เกิดอัตราการสึกหรอสูงเมื่อแรงบิดหรือความเร็วที่ส่งผ่านสูง
ตัวอย่าง Profiles : MXL, XL, L, H, XH, XXH
2. Curvilinear (ฟันโค้งมน)
โปรไฟล์ฟันโค้งถูกพัฒนาขึ้นเพื่อบรรเทาความเข้มข้นของความเค้นที่พบในโปรไฟล์รูปสี่เหลี่ยมคางหมูและปรับปรุงความสามารถในการรับแรงบิดและความเร็ว โปรไฟล์โค้งยังมีความลึกของฟันที่มากกว่าการออกแบบรูปสี่เหลี่ยมคางหมู
ดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดการกระทบกันของสายพานน้อยลง และการเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่นกว่าที่ฟันโค้งมอบให้ในระหว่างการประกบทำให้โปรไฟล์เหล่านี้เงียบกว่าโปรไฟล์รูปสี่เหลี่ยมคางหมู อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือการออกแบบรูปโค้งจะมีระยะการตีกลับที่สูงกว่าโปรไฟล์รูปสี่เหลี่ยมคางหมู
ตัวอย่าง Profiles : HTD (High Torque Drive), GT2, GT3, PGGT
3. Modified curvilinear (พัฒนาเพิ่มแรงบิดและลดเสียง)
การปรับปรุงเพิ่มเติมของโปรไฟล์ฟันโค้งส่งผลให้การออกแบบโค้งที่ปรับเปลี่ยน โปรไฟล์นี้มีความลึกของฟันที่เล็กลงและมุมด้านข้างที่มากขึ้นกว่าเวอร์ชันโค้งดั้งเดิม ทำให้การออกแบบโค้งที่ปรับเปลี่ยนมีความสามารถในการส่งแรงบิดและแรงสูงสุดในบรรดาโปรไฟล์ฟันทั้งสามแบบ
นอกจากนี้ยังช่วยให้พื้นที่ของสายพานระหว่างฟันสามารถแบ่งเบาภาระกับฟันที่เกี่ยวเข้ากับรอกได้ ซึ่งหมายความว่าสายพานที่มีฟันโค้งที่ปรับเปลี่ยนนั้นมีโอกาสเกิดการสั่นน้อยที่สุด แม้ภายใต้ภาระหนักมาก ทำให้สายพานประเภทนี้มักพบในงานที่ต้องส่งแรงบิดสูงมากด้วยความเร็วสูง
ตัวอย่าง Profiles : RPP, STD, PGGT
ขอบคุณข้อมูลดีๆจากทางเว็ปไซด์ : https://www.linearmotiontips.com/
5. ข้อดีของ Synchronous Belt
- ความแม่นยำสูง – ไม่มีการลื่นไถล
- เสียงเบา – เงียบกว่าโซ่หรือเฟือง
- ไม่ต้องการสารหล่อลื่น
- ดูแลรักษาง่าย
- ใช้ในระบบเซอร์โวหรืองานควบคุมตำแหน่งได้ดีมาก
6. ข้อจำกัด/ข้อควรระวัง
- ต้องการความแม่นยำในการติดตั้งและตั้งระยะตึงสายพาน
- อายุการใช้งานจำกัด ขึ้นกับการดูแล (แต่แลกมากับความแม่นยำ และส่งกำลังได้เต็มที่ 100%)
- ไม่เหมาะกับงานที่มีแรงกระชากสูงมากๆ (ยกเว้นรุ่นใหม่ๆที่เส้นใยเป็น carbon fibre แล้วที่มีความทนทานเท่ากับโซ่)
7. เปรียบเทียบกับสายพานแบบอื่น
| ประเภทสายพานและโซ่ | มีฟัน | ลื่นไถล | ใช้น้ำมัน | เสียง | ความแม่นยำ |
|---|---|---|---|---|---|
| Synchronous Belt | ✅ | ❌ | ❌ | เงียบ | สูง |
| V-Belt | ❌ | ✅ | ❌ | ปานกลาง | ต่ำ |
| โซ่ Chain Drive | ✅ | ❌ | ✅ | ดัง | สูง |
สรุปแบบเข้าใจง่าย
| หัวข้อ | รายละเอียด |
|---|---|
| ชื่อเรียก | Synchronous Belt, Timing Belt (อุตสาหกรรม) |
| ลักษณะเด่น | มีฟันด้านใน, ไม่ลื่น, แม่นยำสูง |
| โครงสร้าง | ยางหุ้ม / เส้นใยรับแรง / ฟันด้านใน |
| ใช้ในงาน | ควบคุมตำแหน่ง, งานแม่นยำ, อัตโนมัติ |
| เปรียบเทียบ | เงียบ เบา แม่นยำกว่าระบบโซ่ |
************************************
สำหรับบทความนี้ขอขอบคุณสปอนเซอร์ใจดีจากทาง “บริษัท ไทยเลียว บราเดอร์ส จำกัด”
ผู้แทนจำหน่ายอย่างเป็นทางการของ บริษัท เกทส์ ยูนิตะ จำกัด (ประเทศไทย) มายาวนานมากกว่า 50 ปี ด้วยเหตุนี้เราจึงเป็นผู้แทนจำหน่ายที่น่าเชื่อถือที่สุด ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์สายพานเพื่องานอุตสาหกรรมหรือสายพานสำหรับยานยนต์
เราเป็นผู้นำของตลาดอยู่ตลอดเวลา โดยสามารถสนับสนุนลูกค้าด้วยเทคโนโลยีชั้นสูงต่างๆที่ได้รับ การถ่ายทอดมาจากต่างประเทศไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีในการทำ Drive Design หรือ การทำ Converter Design ล้วนแล้วแต่ช่วย เอื้อประโยชน์ให้ลูกค้าสามารถสร้างประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้งานได้ตลอดจนการนำคอมพิวเตอร์ซอฟแวร์ ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นใช้งาน กับสายพานของเกทส์โดยเฉพาะนั้นช่วยให้การปรับแต่งต่างๆมีความละเอียดสูงและมีความถูกต้องแม่นยำเป็นอย่างมาก
เรามีการเก็บสินค้าในทุกๆรายการให้อยู่ในปริมาณที่พอเพียงต่อความต้องการไว้บริการลูกค้าอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ที่สำคัญเราคำนึงถึงการบริการหลังการขาย ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญที่จะทำให้ลูกค้าที่ใช้
Tel. 02-116-6000
email : [email protected]
website : www.thaileo.com
Line : thaileo1619
************************************
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare
TikTok : https://www.tiktok.com/@naichangmashare
#นายช่างมาแชร์
