“เฟือง” มีกี่ประเภท? การใช้งานต่าง ๆ ที่ควรรู้ มีอะไรบ้าง?

เฟืองมีกี่ประเภท

สามารถแบ่งเฟืองที่ใช้ในอุตสาหกรรม ได้เป็น 8 ประเภท ดังนี้

1. เฟืองเกลียวสกรู (Spiral Gears)

นิยมใช้ในระบบเฟืองส่งกำลังของรถยนต์ หรือเครื่องจักร ที่ต้องการเปลี่ยนมุมในการส่งกำลัง เป็นเฟืองเกลียวที่ใช้ส่งกำลังระหว่างเพลา ที่ทำมุมกัน 90 องศา การใช้งานเฟืองชนิดนี้ส่วนมากจะใช้ในการเปลี่ยนทิศทางในการส่งกำลังของเพลา เฟืองเกลียวสกรู จะถูกนำไปใช้กับชุดเฟืองที่มีการทดรอบมาก การสึกหรอจะเกิดขึ้นค่อนข้างมาก เพราะลักษณะการเคลื่อนที่ส่งกำลังของเฟือง มีลักษณะในการลื่นไถลระหว่างผิวของฟันเฟืองคู่ที่ใช้ส่งกำลัง ไม่เหมาะกับงานใช้กับระบบส่งกำลังที่มีกำลังมาก ๆ

2. เฟืองตัวหนอน (Worm Gears)

เฟืองตัวหนอน ประกอบด้วย 2 ชิ้น คือ ล้อตัวหนอน (Worm Wheel) และตัวเฟือง (Worm Gear) เป็นเฟืองที่มีการทำงานแบบ Self-locking เป็นการทำงานในรูปแบบการหมุน แนวเพลาขับ และเพลาตามของเฟือง จะทำมุมกันที่มุมฉาก 90 องศา เฟืองตัวหนอนทำงานเสียงเงียบ และมีแรงสั่นสะเทือนเกิดขึ้นน้อย

• ข้อดี คือ สามารถใช้กับอัตราการทดเฟืองที่มากขึ้นและเสียงในการทำงานเงียบ
• ข้อเสีย คือ การสูญเสียพลังงานที่สูงและเกิดแรงกระทำบนตัวหนอนที่สูงไม่แพ้กัน

3. เฟืองดอกจอก (Bevel Gears)

มักถูกนำไปใช้งานในยานพาหนะ ทั้งทางบก และทางน้ำ เช่น ยานยนต์โดยเฉพาะ ในระบบส่งกำลัง และขับเคลื่อน รถแทรกเตอร์ ใช้ในระบบเฟืองส่งกำลังของเรือ เป็นต้น ลักษณะของเฟืองดอกจอก จะมีรูปทรงคล้ายกับกรวย เป็นเฟืองสองตัวที่ขบกัน ใช้สำหรับส่งกำลังจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง มุมระหว่างเพลาทำมุมกันที่ 90 องศา

• ข้อดี คือ เหมาะกับการใช้ในอัตราทดของเฟืองที่มีมาก ๆ ประสิทธิภาพในการใช้งาน และการส่งถ่ายกำลังสูง เสียงเงียบ ถูกออกแบบให้อัตราการทดมีมากกว่า จึงแข็งแรง ทนทานมากกว่าเฟืองดอกจอกแบบตรง
• ข้อเสีย คือ ประกอบยาก เมื่อเวลาทำงานจริง ต้องการปรับเปลี่ยนมุม ก็ยิ่งยาก และเพลาทำงานหนักจากการกระแทกสูง จึงต้องเลือกตลับลูกปืน ที่มีความทนทานสูงเช่นกัน

4. เฟืองเฉียง (Helical Gears)

มีลักษณะคล้ายเฟืองตรง แต่ลักษณะแนวของฟันเฟือง จะไม่ขนานกับเพลาแต่จะทำมุมเฉียง โดยอาจะเอียงไปด้านซ้าย หรือด้านขวา ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน หรือการออกแบบของผู้ผลิต ในการใช้งานจะใช้เป็นคู่ ฟันเฟืองหนึ่งจะเอียงไปทางซ้าย และอีกฟันเฟืองหนึ่ง จะเอียงไปทางขวาในมุมที่เท่ากัน

จุดเด่นของเฟืองเฉียง คือ สามารถรับ Load ได้มากกว่าเฟืองตรงที่มีขนาดเท่ากัน เพราะฟันเฟืองเอียงจึงทำให้ความยาวของฟันเฟืองยาวกว่า และพื้นที่หน้าสัมผัสของฟันมีมากกว่าเฟืองตรง เสียงในขณะทำงานของเฟืองเฉียงจะเงียบกว่าเฟืองตรง

• ข้อดี คือ การทำงานเงียบ เสียงน้อย ทำงานอย่างราบลื่น และต่อเนื่อง
• ข้อเสีย คือ ประสิทธิภาพในการทำงานค่อนข้างต่ำ การสูญเสียพลังงานมีสูงเกิดจากการลื่นไถลที่มากขึ้น

7. เฟืองสะพาน (Rack Gears)

ในหนึ่งชุดของเฟืองสะพาน ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนที่เป็นเฟืองขับลักษณะเป็นวงกลม และ ส่วนที่เป็นเฟืองสะพาน มีลักษณะเป็นแท่งยาวตรง โดยฟันเฟืองทั้ง 2 ส่วนวางขบกันอยู่ การทำงานของเฟืองสะพาน จะใช้ในการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ จากการเคลื่อนที่แบบหมุน หรือเชิงมุมให้เป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง หรือแบบกลับไปกลับมา

มักถูกนำไปใช้งานในการส่งถ่ายกำลังในเครื่องจักรกล การส่งถ่ายกำลังในระบบบังคับเลี้ยวของรถยนต์ ใช้กับเครื่องพิมพ์หรือเครื่อง Plot ขนาดใหญ่ หรือใช้ในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ ใช้ในเครื่องกลึงยันศูนย์ที่ช่วยให้แท่นเลื่อนเคลื่อนที่ ซ้าย-ขวา หรือใช้ในเครื่องเจาะเพื่อเคลื่อนเพลาเครื่องเจาะให้ขึ้น-ลงได้นั่นเอง

• ข้อดี คือ เมื่อใช้งานร่วมกับเฟืองตรง หรือเฟืองแบบตัวเล็ก จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบเชิงเส้นได้ทันที และมีการติดตั้งรูมาเป็นจำนวนมากจัดเรียงกันมา จึงทำให้เลือกใช้งานได้อย่างหลากหลาย เช่น รูด้านข้าง ด้านใน หรือรูเจาะคว้าน ที่เป็นไปตามการใช้งานแต่ละแบบ
• ข้อเสีย คือ เฟืองจะไม่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง เพราะต้องเคลื่อนที่ไปเรื่อย ๆ และจะต้องไปจบที่ปลายสะพานอยู่ตลอดอีกด้วย

8. เฟืองตรง (Spur Gears)

เป็นเฟืองที่นิยมใช้กันมากที่สุด หาซื้อได้ง่าย มีประสิทธิภาพการทำงานที่สูง และง่ายในการประกอบ ไม่มีแรงรุน ที่เกิดขึ้นในแนวแกน การทำงานและหน้ากว้างของเฟืองตรง สามารถเพิ่มได้ เพื่อให้เกิดผิวสัมผัสที่มากขึ้น จะช่วยลดการสึกหรอให้น้อยลงได้ เป็นเฟืองที่มีโครงสร้างง่ายไม่สลับซับซ้อน มีลักษณะเฉพาะ ฟันของเฟืองจะเป็นแนวขนานไปกับรูเพลา มักถูกนำมาใช้ในระบบส่งกำลัง

• ข้อดี คือ ประสิทธิภาพในการใช้งานสูง ประกอบง่าย ซี่ฟันจัดวางในแนวนอน ก็พร้อมใช้งาน และสูญเสียพลังงานต่ำ เพราะแรงลื่นไถลมีน้อย
• ข้อเสีย คือ เวลาใช้งานแล้วรอบเริ่มเร็ว จะมีเสียงดังมาก ใช้งานแบบคู่ขนานได้เท่านั้น ความแข็งแรงค่อนข้างน้อยกว่าเฟืองชนิดอื่น ๆ

วิธีการผลิตเฟือง

การผลิตเฟืองนั้น มีกรรมวิธีในการผลิตที่หลากหลายรูปแบบ เช่น การปั๊มขึ้นรูป การทำโมลด์พลาสติก การหล่อ การตัดเลเซอร์ และการแปรรูปด้วยเครื่องจักร เป็นต้น ผู้ผลิตจะผลิตเฟืองเพื่อใช้ในด้านอุตสาหกรรม จำเป็นต้องคำนึงถึงชนิดของเฟือง จำนวนที่ผลิต และต้นทุนที่ใช้ในการผลิตเฟือง เพื่อให้เกิดการใช้งานที่คุ้มค่า และประหยัดมากที่สุด

ปัจจุบันมีวัสดุที่ใช้ในการผลิตเฟืองมีหลากหลายชนิด หลายรูปแบบขึ้นอยู่กับการใช้งาน วิศวกรที่เป็นผู้ออกแบบเฟืองสามารถเลือกใช้วัสดุได้หลากหลาย เช่น อะลูมิเนียม ไม้ พลาสติก ไททาเนียม แมกนีเซียม ทองแดง ทองเหลือง เหล็กหล่อ เหล็กเหนียว รวมไปถึงการนำวัสดุต่าง ๆ มาผสมกันเพื่อผลิตเฟืองได้

ซึ่งองค์ประกอบในการเลือกวัสดุ เพื่อผลิตเฟือง มีดังนี้

• ค่าใช้จ่ายในการผลิต
• น้ำหนัก
• ความสามารถในการโก่งงอ
• ความต้านทานในการสึกหรอ
• ความต้านทางต่อการกัดกร่อน
• ความต้านทางต่อแรงกระแทก
• ความทนต่อความถี่ของความเค้น

รู้ไหม? การหล่อลื่นอุณหภูมิในการทำงาน และความเร็วในการหมุน เป็นปัจจัยสำคัญ ที่สามารถช่วยเพิ่มมูลค่าของกระบวนการผลิต และวัสดุที่ใช้ เช่น มีการปรับเปลี่ยนสภาพผิวของเฟือง เพื่อเพิ่มความทนทาน เนื่องจากการทำงานในที่ที่มีอุณหภูมิสูง จำเป็นต้องมีการใช้วัสดุในการผลิตเฟืองที่มีความทนทานมากกว่าการทำงานในอุณหภูมิปกติ

จะเห็นได้ว่าเฟืองแต่ละชนิดมีการทำงานและมีความแตกต่างกันอยู่ ดังนั้นควรศึกษาให้ดีเพื่อนำไปเลือกใช้งานตามความเหมาะสม หวังว่าบทความนี้จะทำให้หลาย ๆ คนได้เข้าใจถึงความหมายของเฟืองกันมากขึ้นด้วย

บทความดี ๆ น่าอ่าน:

• รู้จักกับ สายพาน มีกี่ชนิด? การนำไปใช้งานเป็นอย่างไร?
• “ทองแดง และ ทองเหลือง” จุดเด่นและประโยชน์เป็นอย่างไร?
• รู้จักระบบ “ไฮดรอลิก” คืออะไร? การทำงานเป็นแบบไหนบ้าง?
• รอก คืออะไร? แยกได้กี่ประเภท?
• “ลวดสลิง” คืออะไร? รูปแบบและการใช้งาน เป็นอย่างไรบ้าง?

KACHA ผู้จัดจำหน่าย รอกโซ่ รอกโซ่มือสาว เครนยกของ และอุปกรณ์เสริมสำหรับงานช่าง ต่าง ๆ ราคาจับต้องได้ สินค้าคุณภาพ บริการหลังการขายที่ประทับใจ นอกจากนี้ บริษัทของเรา ยังมีบริการรับ สร้างโกดัง สร้างโรงงาน สร้างคลังสินค้าต่าง ๆ จากช่างมืออาชีพที่มีประสบการณ์ การันตีผ่านมาตรฐานก่อสร้าง และความปลอดภัยต่าง ๆ เข้าชมเว็บไซต์ www.kacha.co.th