การออกแบบเครื่องจักรกลเกษตรeng.sut.ac.th/ae/ae2016/src/file/subjectdocument/... ·...
TRANSCRIPT
การออกแบบเครองจกรกลเกษตร521312
- เครองจกรกลเกษตร
- พนฐานของผออกแบบเครองจกรกล
- ขนตอนของการออกแบบเครองจกรกล
- วสดวศวกรรม
- คาความปลอดภย
บทน า
ขอบเขตของวชาน
เนอหาของวชาน แบงไดเปน 3 สวน คอPart 1 แนะน าและทบทวนพนฐาน
- เครองจกรกลเกษตร วสดวศวกรรม การวเคราะหความเคน แรง มมบด ฯลฯ Part 2 การปองกนความเสยหาย
- ทฤษฎความเสยหาย ความลาPart 3 การออกแบบชนสวนเครองจกรกล
- เพลา รอยตอ แบรง เฟอง สายพาน โซ
เครองจกรกลเกษตร
เครองจกรกลเกษตร ประกอบดวย
- รถแทรกเตอรตาง ๆ
- เครองมอเตรยมดน
- เครองปลก
- เครองมอดแลรกษาพช
- เครองมอเกบเกยว
- เครองจกรกลอาหาร
- เครองมอแปรรป
ฯลฯ
เครองจกรกลเกษตร
รถแทรกเตอร
เครองจกรกลเกษตร
เครองมอเตรยมดน
เครองจกรกลเกษตร
เครองเกบเกยว
เครองจกรกลเกษตร
เครองแปรรปผลผลตเกษตร
เครองจกรกลเกษตร
เครองแปรรปผลผลตเกษตร
เครองอบแหง
เครองจกรกลเกษตร
เครองแปรรปผลผลตเกษตร
เครองจกรกลเกษตร
เครองจกรกลอาหาร
เครองอดอาหาร (extruder)หมอนงฆาเชอ (retort)
พนฐานของผออกแบบเครองจกรกลเกษตร
- มความรทางดานการเกษตรเปนอยางด
- มความรทางดานวสดวศวกรรมเปนอยางด
- มความรเกยวกบกลศาสตรวสด
- มความรทางดานกรรมวธการผลต
-มความเขาใจถงการออกแบบอยางสรางสรรคและสวยงาม
ฯลฯ
ขนตอนของการออกแบบเครองจกรกล
วสดวศวกรรมคณสมบตทางกลของวสด
วสดวศวกรรม
- ขดจ ากดความเปนสดสวน (proportional limit) เปนจดสดทายทความเคนเปนสดสวนโดยตรงกบความเครยด (จด pl)
- ขดจ ากดความยดหยน (elastic limit) เปนจดสดทายทเมอเอาแรงภายนอกออกแลวชนตวอยางทดสอบจะกลบมามขนาดเทาเดม (จด el)
yS- ความตานแรงดงคราก (yield strength, ) เปนจดทชนทดสอบยดออกไดมาก โดยทเพมแรงอกเลกนอย (จด y)
*ส าหรบวสดทไมมจดคราก จะใช ความเคนพสจน (proof stress)S0.2% แทน
วสดวศวกรรม
- ความตานแรงเฉอนคราก (yield strength in shear) มคา
ysy SS 6.0
- ความตานทานแรงดงอลตเมต (ultimate tensile strength, ) เปนความเคนสงสดทวสดจะรบได ค านวณจาก แรงทใชดงวสดหารดวยพนทหนาตดเดม (จด u) เรยกสน ๆ วา ความตานทานแรงดง(tensile strength)
uS
- ยงสโมดลส (Young’s modulus, E) อตราสวนระหวางความเคนตอความเครยด ในสวนทกราฟเปนเสนตรง
- โมดลสเฉอน (shear modulus, G) อตราสวนระหวางความเคนเฉอนตอความเครยดเฉอน ในสวนทกราฟเปนเสนตรง
วสดวศวกรรม- ความแขง (hardness) คณสมบตทตานทานการทะลผาน
- ความแขงเกรง (stiffness) คณสมบตทตานทานตอการเปลยนรปราง
- ความยดหยน (elasticity) ความสามารถในการยบตวแลวคนรปเดม
- พลาสตซต (plasticity) คณสมบตทตรงขามกบความยดหยน
- ความออน (malleability) ความสามารถในการเปลยนรป
- ความเหนยว (ductility) คณสมบตทเกดการเปลยนรปอยางถาวรกอนการแตกหกเนองจากแรงดง
- ความเหนยวนม (toughness) คณสมบตทสามารถรบพลงงานและเปลยนรปอยางถาวรไดกอนการแตกหก
วสดวศวกรรมกรรมวธทางวสด
- การขนรปเยน (cold working) ท าใหโลหะแขงขน
- การชบ (quenching) เพมความแขงของโลหะ
- การบม (aging) ท าใหโลหะแขงขน
- การชบแขง (hardening) เพมความแขงใหเหลกกลา
- การอบคนตว (tempering) เพมความเหนยวใหเหลกกลา
- การอบเหนยว (annealing) ลดความเคน เปลยนแปลงคณสมบตทางกลและทางกายภาพ
วสดวศวกรรมโลหะ
- เหลกเหนยว (wrought iron) ประกอบดวยเหลกบรสทธกบสแลก (slag)1-3% มคณสมบตทางกลในแนวยาวดกวาในแนวขวาง
วสดวศวกรรม- เหลกหลอ (cast iron) มคารบอนผสม 2.5 - 4% เปราะและมความเหนยวนอยลง เหมาะกบชนงานทรบแรงกด
- เหลกหลอสขาว มความตานแรงสงและแขงมาก ใชท าอปกรณในการบด ผวของถงผสมซเมนต
- เหลกหลอเหนยว ใชในอตสาหกรรมผลตรถยนต เชน หองเกยร ชนสวนรถไถ
- เหลกหลอสเทา นยมใชทสด ใชท าฐานของเครองจกรกลและโครงสรางทตองการความตานแรงกดสงหรอมการสนสะเทอนสง เชน เพลาขอเหวยง เสอสบ เฟอง หองเกยร เปนตน
วสดวศวกรรม- เหลกหลอเหนยวพเศษ มความตานแรง ความเหนยว ความ
นมเหนยวสงกวาเหลกหลอสเทา ใชท า เพลาขอเหวยง ลกสบ ฝาสบ
- เหลกหลอเยน เปนเหลกหลอทผวนอกเปนเหลกหลอสขาว ผวในเปนเหลกหลอสเทา ใชท าชนสวนส าหรบการบด ลอรถไฟ
- เหลกหลอผสม เปนเหลกหลอทผสมโลหะตาง ๆ เพอท าใหคณสมบตทางกลดขน
วสดวศวกรรม- เหลกกลา (steel)
- เหลกกลาคารบอนธรรมดา (plain carbon steel) ม 3 ชนด
- เหลกกลาคารบอนต า มคารบอนผสม 0.05–0.3%เหนยวและแขงแรงปานกลาง ใชท า สลกเกลยว แปนเกลยว หมดย า สลก
- เหลกกลาคารบอนปานกลาง มคารบอน 0.3–0.5% ใชท า เพลา แกน เพลาขอเหวยง กานสบ
- เหลกกลาคารบอนสง มคารบอน 0.5%ขนไป มความแขงและความตานทานแรงสง ทนตอการสกหรอ ใชท า ชนสวนเครองจกรกล เครองมอการเกษตร
วสดวศวกรรม- เหลกกลาไรสนม (stainless steel) ทนตอการกดกรอนสง ม 3
ชนด คอ - เหลกกลาไรสนมแบบออสตนตก ใชท า เครองจกรกลอาหาร อปกรณขนถายวสด เครองใชในครว โรงงานนม
- เหลกกลาไรสนมแบบเฟอรตก
- เหลกกลาไรสนมแบบมารเทนซตก รบแรงกระแทกไดด ใชท า วาลว บาวาลว เพลาเครองสบ ใบกงหน ลกปนในแบรง บชชง
- เหลกเครองมอ มความแขงและความตานทานสง รบแรงกระแทกได ทนตอการสกหรอก ใชท า เครองมอตด เครองมอเฉอน ดอกสวาน
วสดวศวกรรม
วสดวศวกรรม
คาความปลอดภย
- คาความปลอดภย (Factor of Safety) คอ ตวเลขทน าไปหารคาความตานแรงดงหรอความตานแรงดงครากของวสด เพอใหได ความเคนใชงาน, Sd (working stress)
ตวอยาง เหลกกลา ม Su= 700 MN/m2, Sy= 420 MN/m2 เมอก าหนดคา ความเคนใชงาน, Sd = 140 MN/m2 จงหา คาความปลอดภยวธท า
เมอใช Su; Nu = Su/Sd = 700/140 = 5
เมอใช Sy; Ny = Sy/Sd = 420/140 = 3
คาความปลอดภย
คาความปลอดภยของชนงาน
Nu = ความตานแรงดง/ความเคนทค านวณได
Ny = ความตานแรงดงคราก/ความเคนทค านวณได
N = แรงทท าใหแตกหก/แรงทใชออกแบบ
คาความปลอดภย
ตวประกอบในการเลอกใชคาความปลอดภย
- ชนดของแรงทมากระท าตอชนงาน
- ลกษณะการใชงานของชนงาน
- น าหนกของชนงาน
- จ านวนของชนงาน
- เนอวสดทใชผลตชนงาน
ฯลฯ
คาความปลอดภย