ตอน 3) พฤติกรรมการรับ-จ่ายวัสดุของลูกกระพ้อ

 

การรับ(Pick Up) และการจ่าย (Discharge) วัสดุของระบบกระพ้อลำเลียงแบบแรงหนีศูนย์กลาง(Centrifugal Discharge Elevator)

1.ลูกกระพ้อจากอดีตถึงปัจจุบัน

     เรื่องนี้ผู้เขียนได้รับแรงบันดาลใจมาจากลูกค้า เมื่อลูกค้าส่งคำถามมาว่าต้องการที่จะเปลี่ยนลูกกระพ้อที่ติดมากับเครื่องจักรจากต่างประเทศ ให้เหมือนเดิมทุกประการทั้งรูปร่าง สี ขนาดและชนิดของวัสดุหลังจากผู้เขียนได้สอบถามรายละเอียดการใช้งานตลอดจน Specificationแล้ว ผู้เขียนเห็นว่าลูกกระพ้อผลิตในประเทศไทยสามารถทดแทนกันได้เพราะลูกกระพ้อที่ผลิตจากต่างประเทศนั้นราคาแพงและต้องใช้เวลานานในการขนส่งก่อนส่งมอบลูกค้าจะเสียโอกาสในการผลิตไปดังนั้นผู้เขียนจึงแนะนำลูกค้าให้ใช้ลูกกระพ้อที่ผลิตในประเทศไทยที่มีรูปร่างใกล้เคียงกันและใช้วัสดุที่ดีเหมาะสม และทนทานกว่าวัสดุอันเดิม แต่คำตอบจากลูกค้า(ส่วนมากจะเป็นช่างที่ดูแลงานซ่อมบำรุงซึ่งเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ว่าทำไมต้องปฏิเสธเอาไว้ก่อน เพราะทำดีก็เสมอตัว ทำพลาดโดนยำเละ เฉยๆดีและสบายกว่าแต่ถ้าเสนอเรื่องนี้ให้ผู้ประกอบการ เจ้าของหรือเฒ่าแก่ จะชอบมากเพราะจะได้ของดีเหมาะสมกับการใช้งาน และราคาคุ้มค่า) ก็คือลูกค้าปฏิเสธพร้อมกับพูดด้วยประโยคทองที่ทำให้ผู้เขียนถึงกับอึ้ง แบบไปไม่เป็นว่า ..”ใครจะรับผิดชอบหากของใหม่ดีไม่เท่าเดิม เกิดเครื่องจักรต้องหยุดงานความเสียหายเป็นล้าน คุณรับผิดชอบได้มั๊ย ผมไม่เสี่ยง ” ผู้เขียนได้แค่คิดในใจว่า...เรื่องอย่างนี้แค่ เปิดใจ ฟังเหตุฟังผลก่อนลูกกระพ้อราคาแค่หลักร้อย กำไรแค่หลักสิบ อะไรจะให้รับผิดชอบได้มากมายขนาดนั้น แต่เรื่องเหล่านี้จะไม่เกิดขึ้นเลยถ้า ผู้ผลิต ผู้ขายและผู้ใช้งานและผู้จ่ายเงิน มาเรียนรู้ประวัติศาสตร์เรื่องจริงเกี่ยวกับลูกกระพ้อ ปัญหาความไม่รู้นี้ก็จะเป็นเรื่องง่ายที่สามารถจะจูนความคิดของผู้ผลิต  ผู้ขาย ผู้ใช้งาน และผู้จ่ายเงิน ให้เข้าใจร่วมกันได้ ประโยชน์ก็จะเกิดกับทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องไม่ว่าจะเป็น ผู้ผลิต ผู้ขาย ผู้ใช้งานและเจ้าของโรงงานผู้จ่ายเงิน ผู้ขายก็สามารถขายของได้มีกำไร ผู้ใช้งานและเจ้าของโรงงานก็ได้สินค้าที่ดีประหยัดราคาถูกคุ้มค่าและก็ส่งมอบได้รวดเร็วดังนั้นเรามาทำความเข้าใจกับประวัติศาสตร์ลูกกระพ้อกัน การเรียนรู้ประวัติศาสตร์จะช่วยสนองความรู้ความเข้าใจที่ถูกต้องแทนการคาดเดา หรือความเชื่อถือที่ปราศจากหลักฐานเป็นบันทึกประสบการณ์ของมนุษยชาติที่มีคุณค่าควรแก่การศึกษา

2. การรับ (Pick-Up) และการจ่าย (Discharge) วัสดุของระบบกระพ้อลำเลียงแบบแรงหนีศูนย์กลาง(Centrifugal Discharge Elevator)

2.1 คำจำกัดความของ ระบบกระพ้อลำเลียงแบบจ่ายวัสดุด้วยแรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal Discharge Elevator) คือระบบกระพ้อลำเลียงที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเพียงพอที่จะจ่าย (Discharge) วัสดุออกให้หมดจากลูกกระพ้อก่อนที่ลูกกระพ้อจะเคลื่อนที่อยู่ใน             ตำแหน่งขาลง (Down Leg)

2.2 คำจำกัดความของวัสดุ ไหลง่าย (Free Flow)

สมมุติฐานประเด็นเกี่ยวกับวัสดุไหลง่ายจะนิยามว่าอย่างไร

          การทดลองอะไรก็ตามก็จะมีการตั้งสมมติฐานไว้เพื่อให้มีขอบเขตการทำงาน ในที่นี้ก็เช่นกันผู้ทดลอง ตั้งสมมติฐานว่า วัสดุที่ลำเลียง เป็นวัสดุประเภทแห้ง(Dry) ไหลง่าย ภาษาอังกฤษเรียกว่า Free Flow แต่มันก็ทำให้พี่ น้อง งงและสงสัยเหมือนกันว่า อาการไหลง่าย ๆนี้มันเป็นยังไง เอาอะไรมาวัดมาตรฐาน แค่ไหนที่เรียกว่าไหลง่าย แค่ไหนเรียกไหลยาก  ดังนั้นเพื่อให้พี่น้องมองเห็นภาพและ สามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ผู้เขียนจะขอตั้งสังเกต โดยอิงจากภาคปฏิบัติในสนามก็แล้วกัน ผู้เขียนจะถือว่าเมื่อวัสดุกองที่ Boot Pulley แล้วลูกกระพ้อสามารถตัก(Dig) ได้โดยวัสดุและลูกกระพ้อไม่เสียหาย วัสดุสามารถไหลเข้าลูกกระพ้อได้ง่าย ขนาด(Size)ของวัสดุไม่ใหญ่เกินไป หากลูกกระพ้อตักวัสดุไม่เต็มถ้วย ยังสามารถเติมวัสดุให้เต็มได้ผ่านทางช่องเติมหรือช่องโหลด(Loading Leg) เหนือ Center LINE ของ Boot Pulley วัสดุมีพฤติกรรมประมาณนี้ก็ถือว่าเป็นวัสดุที่ไหลง่ายก็แล้วกัน

ผู้เขียนพยายามหาข้อมูลจากแหล่งอ้างอิงอื่นๆบ้าง ขออ้างอิง CEMA ก็แล้วกันโดย CEMA ได้จัดแบ่งความสามารถการไหล (Flow ability) ของวัสดุแปรตาม Angle of repose (มุมกอง) ไว้ 4 แบบคือ

  • ไหลง่ายมากมีมุมกองน้อยกว่า 19 องศา
  • ไหลง่ายมีมุมกองอยู่ระหว่าง 20 ถึง 29 องศา
  • ไหลได้ง่ายปานกลางมีมุมกลองอยู่ประมาณ 30 ถึง 39 องศา
  • ไหลยากมีมุมกองมากตั้งแต่ 40 องศาขึ้นไป
 

 

 

          เพื่ออธิบายให้พี่น้องเข้าใจพฤติกรรมของการทำงานของลูกกระพ้อ  มันจำเป็นจะต้องมีสูตรหรือสมการประกอบการอธิบาย พี่น้อง เห็นรูป เห็นสูตรและสมการ ต่างๆแล้วอย่าเพิ่งเบื่อและท้อใจนะครับ ผู้เขียนจะพยายามอธิบายง่ายๆให้เข้าใจ เท่าที่จำเป็น เป็นเรื่องพื้นฐานเพื่อการเข้าใจพฤติกรรมของระบบกระพ้อลำเลียงแบบจ่ายวัสดุ โดยใช้แรงหนีศูนย์กลาง รับรองว่าถ้าพี่น้องใช้เวลากับมันสักนิด ทำความเข้าใจว่าทำไม ระบบของเราถึงมีปัญหา ไม่ได้ Capacity ที่ต้องการ เหตุใดลูกกระพ้อจึงรับวัสดุได้ไม่เต็มถ้วย มันเกิดจากสาเหตุอะไร หรือทำไมวัสดุไม่สามารถจ่ายออกให้หมดจากถ้วยได้ ความเร็วสายพานที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันมัน เหมาะสมมากหรือน้อยอย่างไร เส้นผ่าศูนย์กลางของ Pulley ของเราเหมาะสมหรือไม่ ถ้าเรามีปัญหาแล้วเราจะสามารถแก้ไขมันได้อย่างไรและ บลา.....ๆๆๆๆๆๆๆ เริ่มต้นกันเลยนะครับ

          มีการศึกษาระบบกระพ้อลำเลียงที่ใช้ความเร็วสูง ( High Speed Bucket Elevator) โดยกูรูหลายคน ใช้กฎพื้นฐานของการเคลื่อนที่ตามแนววงกลมของนิวตัน ( f = ma ) หาความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของสายพาน ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของ Head Pulley  และทำนายพฤติกรรมของวัสดุในลูกกระพ้อผ่านแรงต่างๆที่เกิดขึ้น ระหว่างที่ลูกกระพ้อเคลื่อนที่ ในระบบ ตั้งแต่ตัก(Dig) วัสดุที่ Boot การป้อน (Loading) ที่ Loading leg เหนือ Center line ของ Boot Pulley  และการปล่อยวัสดุ(Discharging)ที่ Head Pulley   อธิบายให้เข้าใจง่ายๆได้ตามรูปข้างล่างนี้ครับ

 

รูป 1. ทิศทางของแรงขณะที่ลูกกระพ้อตักและจ่ายวัสดุ

 

          เมื่อสายพานกระพ้อ(Bucket Elevator Belt)เคลื่อนที่ภายในระบบกระพ้อลำเลียง วัสดุ(Material) ที่อยู่ในลูกกระพ้อที่มีน้ำหนัก W ก็จะเคลื่อนที่ไปรอบๆด้วย ทั้งลูกกระพ้อ(Bucket) และ วัสดุ(Material) จะอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรง 2 ชนิดคือ

  • แรงโน้มถ่วง (g =Gravity) ซึ่งจะมีทิศทางเคลื่อนที่ลงในแนวดิ่ง
  • แรงหนีศูนย์กลาง(F=Centrifugal) ที่จะมีทิศทางเปลี่ยนตำแหน่งไปตามแนวรัศมีของ Pulley (มีทิศเคลื่อนที่ออกจากจุดศูนย์กลางของจุดหมุน) โดยมีค่าดังนี้คือ

 

    …….สูตรที่ 1

 

F = แรงหนีศูนย์กลาง (ในรูป1 แทนด้วยค่า C)

W = น้ำหนักของวัสดุ

V = ความเร็วของสายพานลำเลียง (Ft/Second)

g = แรงโน้มถ่วง (32.2 foot/second)

r =ระยะรัศมีของจุดหมุนถึงจุดศูนย์กลางของวัสดุ (foot)

          จากการศึกษาการเคลื่อนที่และทิศทางของแรงและพฤติกรรมของวัสดุ แนวดิ่ง (โดยสมมติว่าค่า F เท่ากับค่า W) ที่กระทำกับวัสดุภายในลูกกระพ้อเป็นดังนี้

  • (จุด 3 )เมื่อลูกกระพ้อเริ่มเคลื่อนที่เข้า Head Pulley แรงหนีศูนย์กลางจะอยู่ในแนวราบ (แนวแรงพุ่งออกจากจุดศูนย์กลางของ Pulley) และค่า W น้ำหนักของวัสดุจะอยู่ในแนวดิ่ง สมมติว่าค่า F เท่ากับค่า W โดยใช้วิชาเรขาคณิตในมัธยมต้น แตกแรง รวมแรง จะได้ค่า R(Resultant force) หรือแรงลัพธ์ในแนวทแยงเท่ากับW หรือ R = 1.414 W ซึ่งแนวแรง R ยังตกอยู่ภายในลูกกระพ้อ วัสดุยังคงอยู่ในลูกกระพ้อไม่ปลิวหรือกระเด็นออกไป
  • (จุด 4)แรงลัพธ์ R(Resultant force) จะลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับจุด3และจะค่อยๆลดลงเรื่อยๆขณะที่เคลื่อนที่ต่อไป (วัสดุยังคงอยู่ในลูกกระพ้อ)
  • (จุด 5 )  แรงลัพธ์ R(Resultant force) และมีค่าเท่ากับ 0  (ณ.จุดนี้จะเกิดความสมดุลระหว่างแรงหนีศูนย์กลางและน้ำหนักวัสดุเมื่อค่า F เท่ากับค่า W พอดี) วัสดุจะอยู่ในสภาพลอยตัวในอากาศ พร้อมที่จะเคลื่อนตัวไปทิศไหนก็ได้ ทั้งลอยขึ้นด้านบน หรือตกลงสู่ด้านล่าง แต่มีแนวโน้มที่จะถูกผลักออกไปเนื่องจากแรงลัพธ์ R(Resultant force) มีทิศขับเคลื่อนวัสดุออกไปจากปากของลูกกระพ้อเมื่อเคลื่อนที่ต่อไป
  • (จุด 6) แรงลัพธ์ R(Resultant force มีค่าประมาณ ¾g จะผลักวัสดุให้เคลื่อนที่ออกจากลูกกระพ้อ
  • (จุด 7 ) แรงลัพธ์ R(Resultant force) วัสดุที่จ่ายออกจากรูปกระพ้อไปยัง Chute
  • (จุด 10 ) แรงลัพธ์ R(Resultant force) มีทิศการเคลื่อนที่พ้นออกจากปากลูกกระพ้อพอดี ดังนั้น ณ.ตำแหน่งนี้ลูกกระพ้อ(เปล่า-ไม่มีวัสดุแล้ว)ไม่สามารถที่จะตักและกักเก็บวัสดุไว้ในถ้วยได้ เพราะแรงลัพธ์มีทิศผลักวัสดุออกนอกลูกกระพ้อ
  • (จุด 0 ) แม้ว่าตำแหน่งแรงลัพธ์ R(Resultant force) ยังตกอยู่ภายในลูกกระพ้อ(ในแนวดิ่ง) แต่ตัววัสดุที่ถูกตักจะอยู่ในสภาพ ลอยหมุนวนรอบๆตัวเองอยู่ปากกระพ้อ( เปรียบคล้ายลักษณะของกังหันน้ำหมุนวนรอบจุดศูนย์กลาง) วัสดุอยู่ในสภาพที่มีแนวโน้มพร้อมจะถูกผลักออกจากลูกกระพ้อตามแนวทิศของแรงลัพธ์
  • (จุด 1) แรงลัพธ์ R(Resultant force) ค่อยๆลดลง แรงผลักวัสดุออกจากลูกกระพ้อน้อยกว่าตำแหน่งศูนย์(0)ลูกกระพ้อสามารถตักวัสดุได้บ้าง
  • (จุด2 ) เป็นจุดที่ลูกกระพ้อกำลังจะออกจาก Boot Pulley แรงลัพธ์ R(Resultant force) จะลดลงและมีแรงผลักวัสดุออกจากลูกกระพ้อน้อยกว่าตำแหน่ง 1 ลูกกระพ้อสามารถตักวัสดุได้ดีแต่ไม่เต็มถ้วยเพราะขณะนี้ลูกกระพ้อยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของค่า R = 1.14 g ที่พยายามผลักวัสดุออกจากลูกกระพ้อ ทำให้มีวัสดุบางส่วนกระเด็นออกจากลูกกระพ้อ (ดังนั้นจึงต้องมีการเติมวัสดุให้เต็มถ้วยผ่านทางช่องเติมหรือช่องโหลดเหนือ Center LINE ของ Booth Pulley)

          จากคำอธิบายจากรูป1 ข้างต้น ก็มาถึงบทสรุปที่ว่าระบบกระพ้อลำเลียงแบบแรงหนีศูนย์กลาง ลูกกระพ้อจะไม่สามารถตัก(ขุด)วัสดุประเภทเมล็ดธัญพืช (Grain) ที่ไหลตัวได้ดี (Free Flow) ให้เต็มถ้วยได้เลย ขณะที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของ แรงหนีศูนย์กลางค่า R = 1.14g  แต่ปัญหานี้สามารถปรับปรุงได้ โดยการติดตั้งช่องป้อน 2 แบบดังนี้

  • แบบที่ 1 ติดตั้งช่องป้อน(Loading Leg) ที่ตำแหน่งเหนือ Boot Pulley เพื่อเติมวัสดุให้ลูกกระพ้อ เมื่อลูกกระพ้ออยู่เหนือกว่าตำแหน่งที่ 2  ซึ่งเมื่อลูกกระพ้อออกจาก Pulley แล้ว (ณ.ตำแหน่งนี้จะไม่อยู่ภายใต้แรงหนีศูนย์กลางที่จะผลักวัสดุออกแล้ว) วัสดุจะสามารถไหลเติมเต็มลูกกระพ้อได้ง่าย
 

รูป 2 การเติมวัสดุให้เต็มถ้วยผ่านทางช่องเติมหรือช่องโหลด(Loading Leg)

 

เหนือ Center LINE ของ Booth Pulley

  • แบบที่ 2 ติดตั้งช่องป้อน การเติมวัสดุทางด้านหลัง (Down Leg)เหมาะสำหรับวัสดุที่ไหลง่ายมากเท่านั้น แต่ถ้าวัสดุเป็นก้อนใหญ่ ไหลยาก มีน้ำหนักมาก (ไม่แนะนำให้ใช้แบบนี้) จะทำความเสียหาย(ฉีก-ขาด-บิดงอ-เสียรูป)ให้แก่ลูกกระพ้อและสายพาน(ฉีก-ขาด-น็อตหลุดจากสายพาน) ได้  แม้ว่าวัสดุไม่สามารถไหลเข้าถ้วยได้ในทันทีขณะที่ลูกกระพ้อเคลื่อนที่ลง(Down Leg)  แต่ลูกกระพ้อจะตักเข้าวัสดุเข้าถ้วยได้ที่ด้านหน้าขณะวิ่งในทิศขาขึ้น(Up Leg)
 

รูป 3 การเติมวัสดุให้เต็มถ้วยทางด้านหลัง(Down Leg)

 

3. Best Speed for Elevator Discharge แรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal Force)

          ตอนนี้เราจะมาดูกันว่าถ้าหากเราต้องการให้ระบบกระพ้อลำเลียงมีประสิทธิภาพ มากที่สุดเราควรจะเลือกความเร็วที่ดีที่สุดได้อย่างไร

จากรูปที่ ระบบกระพ้อลำเลียงจะมีประสิทธิภาพที่สุดเมื่อลูกกระพ้อจ่ายวัสดุออกให้หมดโดยวัสดุไม่กระจัดกระจาย(Scattering) กระเด็นออกจากลูกกระพ้อ แรงหนีศูนย์กลาง(F) และน้ำหนักของวัสดุ(W)ต้องมีค่าเท่ากัน  ณ.บริเวณใกล้ๆกับจุดสูงสุดของ Head Pulley(Top of Head Pulley) ซึ่งตำแหน่งนี้วัสดุจะอยู่ในสภาพลอยแขวน ในลักษณะสมดุล พร้อมที่จะเคลื่อนที่ออกมาจากลูกกระพ้อ เมื่อประยุกต์กฎข้อ2 การเคลื่อนที่แบบวงกลมของนิวตันเพื่อหาความสัมพันธ์ของรอบการหมุนและรัศมีของ Head Pulley

 

เมื่อ F = W

ดังนั้น

แต่

ดังนั้น   …..สูตรที่ 2

 

เมื่อ N = จำนวนรอบของการหมุน

          จากความสัมพันธ์ของสูตรที่ 2 ระหว่างรัศมีของ (Pulley) และจำนวนรอบของการหมุน N สามารถคำนวณทำเป็นตารางที่1. แสดงค่าตัวแปรเหล่านี้โดย โดยมีสมมุติฐานว่า วัสดุเป็นวัสดุที่ไหลได้ง่าย(Free Flow) แห้ง(Dry) ใช้กับลูกกระพ้อทรงปกติเพื่อให้จ่ายวัสดุออกได้หมดจากลูกกระพ้อ (ตารางที่ 1ใช้ในการออกแบบได้)

 

ตารางที่ 1. ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่าศูนย์กลางของพูเล่ (Diameter of Wheel) และความเร็วของสายพาน(Belt Speed) สำหรับระบบกระพ้อลำเลียงแบบใช้ความเร็วสูง (centrifugal Discharge Elevator) ที่ถือว่าเป็นค่าที่ดีและเหมาะสมที่สุดในการออกแบบ

 

รูป 4 วัสดุจะเริ่มถูกจ่ายออกจากลูกกระพ้อที่จุดสูงสุดของ Head Pulley

 

หมายเหตุตารางที่ 1 นี้จะเห็นว่า การจ่ายวัสดุออกจากลูกกระพ้อที่ดี ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของสายพานอย่างเดียวแต่ขึ้นอยู่กับ รัศมีของ Head Pulley กับความเร็วรอบของ Pulley ด้วย ระบบจะดีหรือไม่ดีก็ขึ้นอยู่กับการเลือกค่าตัวแปรในตารางนี้ไปออกแบบใช้งาน  ต้องเลือกไปคู่กันเป็นชุด แต่เท่าที่เคยสอบถามผู้สร้างกระพ้อในบ้านเรา ส่วนมากจะไม่ค่อยศึกษาหรือให้ความใส่ใจเกี่ยวกับค่าเหล่านี้เลย ดังนั้นผู้เขียนจึงจะขอเน้นให้ให้พี่น้องที่เป็นผู้ออกแบบ ได้พิจารณาเรื่องนี้และใช้ประโยชน์กับมัน อย่างเป็นจริงเป็นจังด้วย  

 

 

4.อะไรจะเกิดขึ้น (Effect of High Speed)เมื่อเพิ่มความเร็ว(จากตารางที่ 1)ให้สูงขึ้น

จากที่กล่าวมาข้างต้น สรุปได้ว่า ในการออกแบบหากใช้ค่าพารามิเตอร์ตาม ตาราง 1 ที่ให้มา ถือว่าเป็นค่าที่เหมาะสม ที่จะทำให้ระบบสามารถรับและจ่ายวัสดุได้อย่างสมบูรณ์ แต่อาจจะมีบางคนที่สงสัยคิดเล่นๆว่า ถ้าเราอยากจะเพิ่ม capacity ก็ทำได้ง่ายๆแค่เพิ่มความเร็วก็จะได้ Capacity มากขึ้น โดยไม่ได้มีอะไรเพิ่มเติมอุปกรณ์อะไรเลย ไอเดียนี้เป็นไอเดียที่ใช้ได้ ถูกหรือผิดอย่างไร เหมาะสมที่จะทำหรือไม่ เราลองมาดูการวิเคราะห์กันดีไหม

สมมุติว่าเราเพิ่มความเร็วโดยเพิ่มจำนวนรอบการหมุนของ Pulley ให้สูงขึ้นจากตารางที่ 1 จนทำให้ค่าแรงหนีศูนย์กลาง (C ในรูป1)มีค่าเท่ากับ 2 เท่าของน้ำหนักของวัสดุ (W) (ลองสมมุติเป็นค่าอื่นๆใดๆก็ได้นำค่าต่างๆมาเข้าสูตรคำนวณ แล้วเขียนลูกศรแสดงทิศทางและขนาดตามจริงของแรงจะได้ดังปรากฏในที่รูป 5 เมื่อจะพิจารณาพฤติกรรมการรับและการจ่ายวัสดุของลูกกระพ้อจะเป็นดังนี้

  • มาดูพฤติกรรมกันได้เลย
 

รูปที่ 5 แสดงทิศทางของแรงประเภทต่างๆที่กระทำบนวัสดุในรูปกระพ้อบน Discharge Pulley (ส่วนบนของวงกลม) และ Boot Pulley (ส่วนล่างของวงกลม) ที่ความเร็วเท่ากับ 41 เปอร์เซ็นต์สูงกว่าค่าที่แสดงไว้ใน ตารางที่ 1

 

  • ที่จุด 2 และ 3เมื่อลูกกระพ้อกำลังเคลื่อนที่ขึ้น เข้าสู่ตำแหน่ง Head Pulley ณ. จุดนี้จะเห็นว่าลูกกระพ้ออยู่ ภายใต้อิทธิพลอยู่ของแรงหนีศูนย์กลาง  =  2.23 เท่าของน้ำหนักวัสดุ (W ที่กระทำโดยแรงโน้มถ่วง) ทำให้วัสดุบางส่วน สามารถที่จะหมุนกลิ้ง(Spill) หลุดออกจากขอบปากของลูกกระพ้อ และตกลงสู่ด้านล่าง(Boot) ของต้นกระพ้อได้ นั่นคือวัสดุจะไม่เต็มลูกกระพ้อก่อนถึงตำแหน่งจ่าย ทำให้ capacity ที่ต้องการหายไป
  • ณ.จุดที่ 4แรงลัพธ์มีทิศทางชี้เฉียงขึ้นสู่ด้านบน วัสดุที่อยู่ในลูกกระพ้อจะถูกผลักออกไปในทิศทางในแนวเฉียงนั้น บางส่วนจะหลุดออกจากลูกกระพ้อไปตกลงBoot ด้านล่าง
  • ณ.จุดที่ 5จะชี้ในแนวแนวดิ่งขึ้นด้านบน วัสดุที่อยู่ในลูกกระพ้อจะถูกเหวี่ยงหรือถูกผลักออกไปในทิศทางในแนวดิ่งนั้น บางส่วนจะหลุดออกจากลูกกระพ้อไปตกลงBoot ด้านล่างก่อนตกลงChute ทำให้ Capacity ลดลง
 

 

  • ณ.จุดที่ 6-7-8และ 9เมื่อผ่านจุด 5 มาแล้ว วัสดุที่เหลือจะอยู่ในลูกกระพ้อจะถูกสาดออกในแนวรูปกราฟ พาราโบลาดังที่แสดงอยู่ที่จุด 6-7-8 และ 9 อย่างไรก็ดีถ้าหากดูทิศทาง(Direction)ของแรงลัพธ์(แสดงทิศทางที่วัสดุถูกสาดออก) แล้วจะเห็นว่ายังชี้ไปที่ขอบปาก(Lip) ไม่ได้ออกหรือชี้ไปโดยตรงกลางปากของลูกกระพ้อ ดังนั้นเมื่อลูกกระพ้อเคลื่อนที่เร็วเกินไป ก็จะมีวัสดุส่วนหนึ่งไม่สามารถสาดออกไปได้หมด ยังติดค้าง(Trap) อยู่ในลูกกระพ้อและตกลงด้านล่างของต้นกระพ้อได้ นั่นคือลูกกระพ้อจ่ายวัสดุออกไม่หมดทำให้ capacity ที่ต้องการหายไป (หากเกิดเหตุเช่นนี้ทางแก้  ต้องคำนวณแนวตกของวัสดุ (Trajectory) อาจจะ ต้องลดระดับของ Chute ให้ต่ำลงเพื่อเก็บตกวัสดุที่สาดออกไม่หมดที่ ตกค้างอยู่ใน ลูกกระพ้อเหล่านี้)
  • เมื่อเราพิจารณาที่Boot Pulley (ส่วนล่างของวงกลมในรูปที่5 )จะพบว่าเมื่อเราเพิ่มความเร็วของสายพาน                                                (ยิ่งเร็วมากแรงหนีศูนย์กลางก็ยิ่งมาก) นั่นหมายถึงว่ายิ่งเป็นการเพิ่มค่าแรงหนีศูนย์กลาง ด้วย   แรงนี้มีทิศผลักวัสดุให้ออกจากลูกกระพ้อ ณ.จุดนี้ ลูกกระพ้อจะไม่สามารถตักวัสดุไห้เต็มถ้วยได้ ทำให้ capacity ลดลง

 

  5.อะไรจะเกิดขึ้น (Effect of Low Speed) เมื่อลดความเร็วให้ต่ำลง (จากตารางที่ 1)


รูปที่ 6 แสดงทิศทางของแรงประเภทต่างๆที่กระทำบนวัสดุในรูปกระพ้อบน Discharge Pulley (ส่วนบนของวงกลม) และ Boot Pulley (ส่วนล่างของวงกลม) ที่ความเร็วเท่ากับ 70 เปอร์เซ็นต์ของค่าที่แสดงไว้ใน ตารางที่ 1

ลองลดความเร็วลง 30 เปอร์เซ็นต์ให้มีค่าประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของตารางที่ 1 สภาพอย่างนี้จะทำให้แรงหนีศูนย์กลางมีค่าแค่ครึ่งเดียวของน้ำหนักวัสดุ ดังนั้นการรับ-จ่ายวัสดุจะมีลักษณะดังต่อไปนี้

  • ณ.จุด 2,3 วัสดุจะไม่กระเด็นออกจากลูกกระพ้อเนื่องจากขนาดและทิศทางของแรงลัพธ์และ น้ำหนักวัสดุมีค่าไม่ได้แตกต่างกันมาก
  • ณ.จุด 4 ทิศทางของแรงลัพธ์ก็มีทิศทางชี้ลงด้านล่างตกลงมาภายในลูกกระพ้อ ดังนั้นวัสดุก็จะไม่กระเด็นออกจากลูกกระพ้อ
  • ณ.จุด 5 ทิศทางของแรงลัพธ์มีค่าแค่ครึ่งเดียวของน้ำหนักวัสดุ อาจจะมีวัสดุจำนวนเล็กน้อยหลุดออกมาจากลูกกระพ้อ
  • ณ.จุด 6 จะมีวัสดุบางส่วนหลุดออกมาจากลูกกระพ้อตกลงสู่ ด้านล่าง (ไม่ตกลง Chute) ตามทิศทางของแรงลัพธ์ที่มีทิศชี้ลง
  • ณ.จุด 7 วัสดุจะถูกสาดออกจากลูกกระพ้อตามทิศทางลูกศรที่ชี้ลงด้านล่าง  ซึ่งลักษณะนี้จะต้องจัดตำแหน่งของChute ให้พอดีที่จะรับกับแนวทิศที่วัสดุที่ตกลงมา

 

สรุปว่าลักษณะของการจ่ายวัสดุด้วยความเร็วประมาณ 70%ของตารางที่ 1  (ทำให้ capacity ลดลงประมาณ 30%) นี้เหมาะสำหรับที่จะใช้กับระบบสายพานแนวเอียง( incline) แต่ช้าเกินไปสำหรับใช้กับระบบสายพานกระพ้อตามแนวดิ่ง ที่จ่ายวัสดุแบบใช้แรงหนีศูนย์กลาง(Centrifugal Discharge)

 

ขอประชาสัมพันธ์ล่วงหน้าไว้ก่อนสำหรับเนื้อหาตอนที่ 4 ที่ผู้เขียนกำลังจะเขียนถึง ในตอนที่ผ่านมาเรา ได้เรียนรู้ถึงระบบสายพานลำเลียงแบบ centrifugal ที่จ่ายวัสดุที่มีลักษณะเป็น Free Flow คือแห้ง ไหลง่าย แต่ในตอนหน้าถ้าวัสดุไม่มีคุณสมบัติแบบนั้น เช่นไหลยากกว่า ก้อนใหญ่กว่า วัสดุ อาจจะเป็นถ่านหิน สินแร่ เหล็ก ถ่านหรือ วัสดุที่ชื้น หรือมีก้อนขนาดใหญ่ หรือเป็นผงละเอียด เราจะมีวิธีจัดการเรื่องนี้อย่างไร โปรดติดตามให้ได้ในตอนต่อไปนะครับ

 

ความในใจของทีมงานคอนเวเยอร์ไกด์

     เป็นความตั้งใจของทีมงานที่จะไม่นำเสนอเรื่องที่คนอื่นจัดให้มากอยู่แล้วเช่น เรื่องแคตตาล็อก(Catalog) ต่างๆ แต่เราจะนำเสนอเรื่องราวความรู้ในแง่มุมของหลักการ(Principle)และเหตุผล(Reasons)ว่าจะต้องทำยังไง(How)และทำไม(Why)จะต้องทำอย่างนั้น ซึ่งเป็นเรื่องที่หาข้อมูลได้ยากพอสมควร แม้แต่ในตำราก็ไม่เคยบอกไว้ และก็ไม่มีใครเขาอยากจะบอกกัน หรือ ดังนั้นเนื้อหาบางเรื่องจึงเป็นเรื่องที่ผ่านการลงพื้นที่จริงของทีมงานแล้วนำมาวิเคราะห์บอกกล่าวผู้อ่านกันเอง

ลองถามมาเลยครับถ้าเป็นเรื่องสายพานลำเลียง (Conveyor Belt) ไม่ว่าจะเป็นสายพานยางดำ (Rubber Belt), สายพานกระพ้อ (Elevator Belt)  สายพานพลาสติกโมดูลาร์ (Modular Belt)  สายพาน PVC BELT , PU BELT, , สายพานท็อปเชน(Flat Top Chain) ทีมงานวิศวกรจาก จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มหาวิทยาลัยขอนแก่น และสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือที่มีเบื้องหลังและประสบการณ์การทำงานด้านระบบสายพานลำเลียงทั้งระบบสายพานลำเลียงทั้งขนาดใหญ่(Heavy Duty)ที่และขนาดเบา(Light Duty) ร่วมกันแบ่งปันความรู้กับท่านผู้อ่านผ่าน website นี้

ยินดีแชร์กันทุกแง่มุม ตั้งแต่ การออกแบบ การผลิต การเลือก การเก็บรักษา การบำรุงรักษา การซ่อมแซม การต่อสายพาน การใช้งาน การ Modifyมีของเท่าไหร่ปล่อยหมด ไม่มีกั๊ก ไม่มีดึง ไม่มีเม้ม เปิดๆกันไปเลย เราบริการ ดัง MOTTO “ บอกทุกเรื่อง...ที่คนอื่นไม่อยากให้คุณรู้ “เสิร์ฟข่าวสาร อาหารสมอง” อย่างจุใจจริงๆ” “ตอบโจทย์เฉพาะเรื่อง....ครบเครื่องเรื่องสายพาน”

ขอขอบคุณ Supplier ทั้งใน อเมริกา ยุโรปและเอเชีย ที่ให้โอกาสเราได้เยี่ยมชมโรงงานและขบวนการผลิตตลอดจนให้ข้อมูลด้านเทคนิคลึกๆที่เป็นประโยชน์....ขอบคุณปัญหาทุกรูปแบบที่ทุกผู้บริโภคหรือผู้อ่านเป็นผู้นำโอกาสมาให้เราได้เรียนรู้....ขอบคุณผู้ที่เขียนตำราทั้งใน Website และText book…. ขอบคุณเพื่อนๆร่วมอาชีพที่ได้แลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์....ขอบคุณ Maker ผู้สร้างเครื่องจักรทั้งหลาย ที่ให้ข้อคิดเห็นดีๆที่เป็นประโยชน์ และสุดท้ายขอบคุณฝ่ายMaintenance ฝ่ายจัดซื้อและบัญชีการเงินของลูกค้าทุกท่านที่จ่ายเงินตรง Due....เราหวังว่าเราจะเดินทางไกลไปพร้อมๆกับคุณ ..If you want to walk fast…work alone. If you want to walk far...walk together.จึงเป็นที่มาของแนวคิดเรื่องการแบ่งปัน ‘Together we Share’ ผลงานที่นำมาเสนอ อาจจะ ออกช้าบ้างแต่ที่แน่ๆคือมันจะมีออกมาเรื่อยๆ....นี่คือคำสัญญาจากเรา