การออกแบบสร้างและวิเคราะห์แม่แรงแบบเอ็กซ์ลิฟท์โดยใช้ ...old.rmutto.ac.th/fileupload/Wannasa

45

วารสารวจย ปท 8 ฉบบท 2 กรกฎาคม - ธนวาคม 2558http://ird.rmutto.ac.th

การออกแบบสรางและวเคราะหแมแรงแบบเอกซลฟทโดยใชสลกเกลยวเมตรก

ส�าหรบยกรถยนต

Design, Construction and Analysis of X-Lift Jack by

Using Metric Bolt for Lifting Car

ชาญชย วรณฤทธชย

Chanchai Wiroonritichaiสาขาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสยาม กรงเทพฯ 10160

โทร. 02-4570068 ตอ 5121 โทรสาร 02-4570068 E-mail : [email protected]

บทคดยอ งานวจยนไดออกแบบ สรางและวเคราะหแมแรงแบบเอกซลฟโดยใชสลกเกลยวเมตรก ขนาดเสนผานศนยกลาง

14 mm ระยะพตซ 2 mm ซงเปนวสดทมจ�าหนายทวไปภายในประเทศ โดยน�ามาประยกตเปนองคประกอบหลกของ

แมแรงทออกแบบ เพอทดแทนสกรสงก�าลงขนาด 13 mm ระยะพตซ 3 mm ซงตองน�าเขาจากตางประเทศ และท�าการ

วเคราะหโดยใชโปรแกรมส�าเรจรป SolidWorks เพอศกษาคาโมเมนตบดสงสดของสกรสงก�าลงและสลกเกลยวเมตรก

ในการยกรถยนต คาความปลอดภยของสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐาน และคาความปลอดภยของสลกเกลยวเมตรก

ของแมแรงทออกแบบผลจากการวเคราะหพบวาโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐานมคา

เทากบ 2,385.73 N.mm และโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ

2,407.04 N.mm คาความปลอดภยของสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐานมคาเทากบ 12.06 และคาความปลอดภยของ

สลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 24.49

ค�าส�าคญ: การออกแบบ สราง วเคราะห แมแรงแบบเอกซลฟท สลกเกลยวเมตรก

Abstract This research has designed, constructed and analyzed an x-lift jack by using metric bolt with

14 mm diameter and 2 mm pitch. The metric bolt made of local material available in Thailand was

applied to be the main component of the jack in order to replace the 13 mm diameter and 3 mm

pitch power screw which has to be imported. The material was analyzed by SolidWorks software to

study the maximum torque of power screw and metric bolt in car lift. The analysis result for the

safety of power screw of standard car jack and the safety of metric bolt of the designed jack showed

that the maximum torque in the rotation power screw of the standard jack was equal to 2,407.04

N.mm. The safety of power screw of standard car jack was equal to 12.06 and the safety of metric

bolt of the designed jack was equal to 24.49.

Keywords: Design, Construction, Analysis, X-Lift Jack, Metric Bolt

46

วารสารวจย ปท 8 ฉบบท 2 กรกฎาคม - ธนวาคม 2558 http://ird.rmutto.ac.th

1. บทน�า ในปจจบนเทคโนโลยและนวตกรรมทส�าคญ เกยวกบอปกรณทจ�าเปนประจ�ารถยนต คอแมแรงมาตรฐานทตด

มากบรถยนต โดยมขนาดเสนผานศนยกลางของสกรสงก�าลงเทากบ 13 mm ระยะพตซ 3 mm ซงจากขนาดวสดดงกลาว

จ�าเปนตองน�าเขามาจากตางประเทศเพอน�ามาเปนสวนประกอบในการสรางแมแรง และนอกเหนอจากน แมแรงทใชงาน

กบรถยนตโดยสวนใหญจะน�าเขามาจากบรษทตางประเทศเปนจ�านวนมาก เพอตอบสนองตอกลมผใชรถยนตทมจ�านวน

มากขน เนองจากมโครงการรถยนตคนแรกใหกบประชาชนชาวไทย ซงสงผลใหมการใชรถยนตทวประเทศมจ�านวน

36,213,927 คน (กรมการขนสง, 2558) สงผลใหผวจยตระหนกถงความส�าคญของแมแรงทเปนอปกรณส�าคญประจ�า

รถยนต

ดงนนในงานวจยน จงท�าการออกแบบ สรางและวเคราะหโมเมนตบดสงสด คาความปลอดภยสกรสงก�าลง

และสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบเทยบกบแมแรงมาตรฐาน โดยใชโปรแกรมส�าเรจรป SolidWorks และ

ท�าการสรางแมแรงโดยชนสวนตางๆ ทงหมดทน�ามาใชในการสรางแมแรง มจ�าหนายทวไปภายในประเทศ เพอทดแทน

การน�าเขาแมแรงจากตางประเทศ

2. วตถประสงคของการวจย 2.1 เพอออกแบบแมแรงและสรางแมแรงจ�านวน 1 ชด

2.2 เพอศกษาคาโมเมนตบดสงสดของแมแรงทออกแบบเปรยบเทยบกบแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต

2.3 เพอศกษาคาความปลอดภยของสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบเปรยบเทยบกบสกรสงก�าลงของ

แมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต

3. ขอบเขตของงานวจย 3.1 แมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนตมขนาดเสนผานศนยกลางของสกรสงก�าลงเทากบ 13 mm ระยะพตซ

3 mm

3.2 แมแรงทไดออกแบบมขนาดเสนผานศนยกลางของสลกเกลยวเมตรกเทากบ 14 mm ระยะพตซ 2 mm

3.3 รถยนตทใชในการทดสอบเปนรถยนตทนงสวนบคคลน�าหนก 1,200 กโลกรม

4. งานวจยและทฤษฎทเกยวของ4.1 งานวจยทเกยวของ โกเมท และคณะ (2549) ไดท�าการออกแบบและสรางอปกรณยกรถยนต ทมขนาดเลกและสามารถเคลอนยาย

ไดทมขนาดมตโดยรวมท ความกวาง × ความยาว × ความสงท 1,300 mm × 1,900 mm × 130 mm ซงประกอบดวย

สวนส�าคญคอ ชดโครงฐานอปกรณ กลไกส�าหรบยก แผนยก ระบบส�าหรบการยก ระบบควบคมการท�างาน โดยชด

สงก�าลง และกลไกการเคลอนทจะเปนกลไกทสงก�าลงมาจากระบบนวเมตก โดยใชความดนลมท 7.5 บาร เปนตน

ก�าลงขบในการยกรถยนตทมน�าหนกประมาณ 1,300 กโลกรม เพออ�านวยความสะดวก ในการตรวจสอบและการบ�ารง

รกษาระบบเบรก ระบบรองรบน�าหนก การเปลยนลอและยางของรถยนต ผลการทดลองอปกรณยกรถยนต พบวาสามารถ

ใชงานไดด เปนทนาพอใจและมประสทธภาพตามสมควร

คณาภท และคณะ (2554) ไดท�าการสรางแมแรงยกรถยนต โดยใชมอเตอรเปนตนก�าลงใหสามารถเคลอนทขน

และลง โดยใชมอเตอรเปนก�าลงอดน�ามนไฮดรอลคเขาไปยงกระบอกสบ แลวใชสวตซปด เปด เปนตวควบคม เพอแกไข

47


ปญหาเกยวกบยางรถยนต เนองจากสภาพของยางหรอเกดการรวซมของยาง ผลการทดลอง สามารถยกรถยนตขนาดเลก

ไดรวดเรวและปลอดภย

4.2 ทฤษฎทเกยวของ 4.2.1 การรบแรงกดของพนทหนาตดของชนตอโยง (วรทธ และชาญ, 2556)

ภาพท 1 ชนสวนตอโยงรบแรงกด

พจารณาจากภาพท 1 พบวาการโกงงอรอบแกน y-y จะเปนลกษณะของเสาแบบ CC (Clamped) ทปลายยด

แนนทงสองขาง ทงนเพราะปลายทสวมอยในหมดไมสามารถจะโกงขนได แตการโกงงอรอบแกน x-x ปลายเสาหมนรอบ

หมดได ดงนนจงเปนลกษณะของเสาแบบ SS (Simply Supported) เปนปลายยดแบบธรรมดา

การโกงงอในแนวแกน x-x (1)

(2)

(3)

การโกงงอรอบแกน y-y (4)

(5)

การค�านวณหาแรงกดทกระท�ากบชนตอโยงของแมแรงใหใชสตรพาราโบลา (Parabolic Formula)

(6)

โดยท F คอ แรงกดหนวย N

σy คอ ความตานแรงดงคราก (Yield Strength) หนวย N/mm2

A คอ พนทหนาตด หนวย mm2

N คอ คาความปลอดภยของชนงาน

ดงนนในงานวจยน จงทาการออกแบบ สรางและวเคราะหโมเมนตบดสงสด คาความปลอดภยสกรสงกาลงและสลก

เกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบเทยบกบแมแรงมาตรฐาน โดยใชโปรแกรมสาเรจรป SolidWorks และทาการสรางแมแรงโดย

ชนสวนตางๆ ทงหมดทนามาใชในการสรางแมแรง มจาหนายทวไปภายในประเทศ เพอทดแทนการนาเขาแมแรงจากตางประเทศ

2. วตถประสงคของการวจย 2.1 เพอออกแบบแมแรงและสรางแมแรงจานวน 1 ชด

2.2 เพอศกษาคาโมเมนตบดสงสดของแมแรงทออกแบบเปรยบเทยบกบแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต

2.3เพอศกษาคาความปลอดภยของสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบเปรยบเทยบกบสกรสงกาลงของแมแรง

มาตรฐานทตดมากบรถยนต

3. ขอบเขตของงานวจย 3.1 แมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนตมขนาดเสนผานศนยกลางของสกรสงกาลงเทากบ 13 mm ระยะพตซ 3 mm

3.2 แมแรงทไดออกแบบมขนาดเสนผานศนยกลางของสลกเกลยวเมตรกเทากบ 14 mm ระยะพตซ 2 mm

3.3 รถยนตทใชในการทดสอบเปนรถยนตทนงสวนบคคลนาหนก 1,200 กโลกรม

4. งานวจยและทฤษฎทเกยวของ

4.1 งานวจยทเกยวของ

โกเมท และคณะ (2549) ไดทาการออกแบบและสรางอปกรณยกรถยนต ทมขนาดเลกและสามารถเคลอนยายไดทม

ขนาดมตโดยรวมท ความกวาง × ความยาว × ความสงท 1,300 mm × 1,900 mm × 130 mm ซงประกอบดวยสวนสาคญคอ

ชดโครงฐานอปกรณ กลไกสาหรบยก แผนยก ระบบสาหรบการยก ระบบควบคมการทางาน โดยชดสงกาลง และกลไกการ

เคลอนทจะเปนกลไกทสงกาลงมาจากระบบนวเมตก โดยใชความดนลมท 7.5 บาร เปนตน กาลงขบในการยกรถยนตทมนาหนก

ประมาณ 1,300 กโลกรม เพออานวยความสะดวก ในการตรวจสอบและการบารงรกษาระบบเบรก ระบบรองรบนาหนก การ

เปลยนลอและยางของรถยนต ผลการทดลองอปกรณยกรถยนต พบวาสามารถใชงานไดด เปนทนาพอใจและมประสทธภาพตาม

สมควร

คณาภท และคณะ (2554) ไดทาการสรางแมแรงยกรถยนต โดยใชมอเตอรเปนตนกาลงใหสามารถเคลอนทขนและลง

โดยใชมอเตอรเปนกาลงอดนามนไฮดรอลคเขาไปยงกระบอกสบ แลวใชสวตซปด เปด เปนตวควบคม เพอแกไขปญหาเกยวกบยาง

รถยนต เนองจากสภาพของยางหรอเกดการรวซมของยาง ผลการทดลอง สามารถยกรถยนตขนาดเลกไดรวดเรวและปลอดภย

4.2ทฤษฎทเกยวของ

4.2.1 การรบแรงกดของพนทหนาตดของชนตอโยง(วรทธ และชาญ, 2556)

ภาพท 1 ชนสวนตอโยงรบแรงกด

พจารณาจากภาพท 1 พบวาการโกงงอรอบแกน y-y จะเปนลกษณะของเสาแบบ CC (Clamped) ทปลายยดแนนทง

สองขาง ทงนเพราะปลายทสวมอยในหมดไมสามารถจะโกงขนได แตการโกงงอรอบแกน x-x ปลายเสาหมนรอบหมดได ดงนนจง

เปนลกษณะของเสาแบบ SS (Simply Supported) เปนปลายยดแบบธรรมดา

การโกงงอในแนวแกน x-x 𝑘 = �√��

(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)

การโกงงอรอบแกน y-y𝐹 = ��

�� (4)

��

= √��

(5)

การคานวณหาแรงกดทกระทากบชนตอโยงของแมแรงใหใชสตรพาราโบลา (Parabolic Formula)

𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)




Nคอ คาความปลอดภยของชนงาน

Le คอ ความยาวสมมล (Equivalent Length)หนวย mm.

L คอ ความยาวของชนงาน mm.

k คอ รศมไจเรชน

E คอ โมดลสความยดหยนหนวย GN/m2

��

คอ อตราสวนความเพรยว มคาประมาณ 40 < 𝐿� 𝑘 ≤ 115⁄

4.2.2 การคานวณขนาดของสลกเกลยว

𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)

โดยท 𝜎�� คอ ความเคนออกแบบ หนวย N/mm2

𝐴� คอ พนทรบความเคนหนวย mm2





(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)



48


Le คอ ความยาวสมมล (Equivalent Length) หนวย mm.




คอ อตราสวนความเพรยว มคาประมาณ

4.2.2 การค�านวณขนาดของสลกเกลยว

(7)

(8)

(8) = (9) (9)

โดยท คอ ความเคนออกแบบ หนวย N/mm2

คอ พนทรบความเคนหนวย mm2

ตารางท 1 คาความปลอดภย (N)





(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)







(1)

𝐹 = ��

��(2)

��

= √��

(3)


�� (4)

��

= √��

(5)


𝐹 =��1 −

��(��/�)�

�� (6)









��



𝜎�� = ��

(7)

𝜎�� =��

(8)

(8) = (9) ��

= ��

(9)



ตารางท 1คาความปลอดภย(N)

ชนดของแรง เหลกเหนยวและโลหะเหนยว เหลกหลอและโลหะเปราะ

𝑁� 𝑁� 𝑁� แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6

แรงซาทศทางเดยวหรอแรงกระแทกเลกนอย 3 6 7-8

แรงซาสองทศทางหรอแรงกระแทกเลกนอย 4 8 10-12

แรงกระแทกอยางหนก 5-7 10-15 15-20

ตารางท 2 มาตรฐานสลกเกลยวเมตรก Size Coarse Pitch Threads

Designation Pitch (mm/thread) Tensile Stress Area (mm2)

M4 1.0 13.452

M6 1.0 22.484

M8 1.25 40.581

M10 1.5 63.981

M12 2.0 102.63

M14 2.0 162.30

M16 2.0 169.74

M16 2.5 237.79

ทมา : Standard Metric and USA Bolt Shank Dimensions (2558)

5. วธดาเนนการวจย 5.1 ทาการออกแบบชนสวนทเปนองคประกอบหลกของแมแรงคอ ชนตอโยงแบบเอกซลฟทและสลกเกลยวเมตรก ใน

การออกแบบ กาหนดใหชนตอโยง มความหนา (t) = 6 mm. ความกวาง (b) = 28 mm. ความยาวของ (L) = 181 mm. คานวณ

การรบแรงกดของพนทหนาตดของชนตอโยง เพอนาไปคานวณหาขนาดของสลกเกลยวเมตรก

ภาพท 2 ขนาดของชนสวนเอกซลฟท

การโกงรอบแกน x-x��

= √��

= √��×��

= 22.39

การโกงรอบแกน y-y��

= √�� ×��

= √��×��×�

= 52.25



𝑁� 𝑁� 𝑁� แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6






M4 1.0 13.452

M6 1.0 22.484

M8 1.25 40.581

M10 1.5 63.981

M12 2.0 102.63

M14 2.0 162.30

M16 2.0 169.74

M16 2.5 237.79







= √��

= √��×��

= 22.39


= √�� ×��

= √��×��×�

= 52.25

ตารางท 2 มาตรฐานสลกเกลยวเมตรก

49


5. วธด�าเนนการวจย 5.1 ท�าการออกแบบชนสวนทเปนองคประกอบหลกของแมแรงคอ ชนตอโยงแบบเอกซลฟทและสลกเกลยว

เมตรก ในการออกแบบ ก�าหนดใหชนตอโยง มความหนา (t) = 6 mm. ความกวาง (b) = 28 mm. ความยาวของ (L) =

181 mm. ค�านวณการรบแรงกดของพนทหนาตดของชนตอโยง เพอน�าไปค�านวณหาขนาดของสลกเกลยวเมตรก


การโกงรอบแกน x-x

การโกงรอบแกน y-y

เนองจาก อตราสวนความเพรยว ใชสตรพาราโบลา (Parabolic Formula) Solid

Works Material Steel ASTM A36 Steel (Yield Strength) : โมดลลสความยดหยน

ของ Carbon Steel : พนทหนาตดของชนตอโยง:

ค�านวณหาขนาดของสลกเกลยวเมตรก

พนทรบความเคน:

จากตารางท 2 เกลยวเมตรกแบบมาตรฐานระหวางประเทศ เกลยวละเอยด เลอกใช M14x2.0

5.2 ท�าการสรางแบบและประกอบชนสวนตาง ๆ ของแมแรงทออกแบบดวยโปรแกรม SolidWorks

5.2.1 แบบของชนตอโยงของแมแรงทออกแบบ ความกวาง 28 mm. ความหนา 6 mm. ความยาว

181 mm.

5.2.2 แบบของสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบขนาด M14 ระยะพตซ 2.0 mm. ความยาว

430 mm.



𝑁� 𝑁� 𝑁� แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6






M4 1.0 13.452

M6 1.0 22.484

M8 1.25 40.581

M10 1.5 63.981

M12 2.0 102.63

M14 2.0 162.30

M16 2.0 169.74

M16 2.5 237.79







= √��

= √��×��

= 22.39


= √�� ×��

= √��×��×�

= 52.25



𝑁� 𝑁� 𝑁� แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6






M4 1.0 13.452

M6 1.0 22.484

M8 1.25 40.581

M10 1.5 63.981

M12 2.0 102.63

M14 2.0 162.30

M16 2.0 169.74

M16 2.5 237.79







= √��

= √��×��

= 22.39


= √�� ×��

= √��×��×�

= 52.25



𝑁� 𝑁� 𝑁� แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6






M4 1.0 13.452

M6 1.0 22.484

M8 1.25 40.581

M10 1.5 63.981

M12 2.0 102.63

M14 2.0 162.30

M16 2.0 169.74

M16 2.5 237.79







= √��

= √��×��

= 22.39


= √�� ×��

= √��×��×�

= 52.25

เนองจาก อตราสวนความเพรยว40 < 𝐿� 𝑘 ≤ 115⁄ ใชสตรพาราโบลา (Parabolic Formula) SolidWorks

Material Steel ASTM A36 Steel (Yield Strength) :𝜎� = 250𝑁 𝑚𝑚�⁄ โมดลสความยดหยน ของ Carbon Steel :

𝐸 = 207𝐺𝑝𝑎พนทหนาตดของชนตอโยง: 𝐴 = 𝑏𝑡 = 28 × 6 = 168 𝑚𝑚�

𝐹 =𝜎�𝐴𝑁

�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�

𝐹 = 12830.74 𝑁 (1283.07 𝑘𝑔) คานวณหาขนาดของสลกเกลยวเมตรก

𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�

พนทรบความเคน: 𝐴� = 153.97 𝑚𝑚�


5.2 ทาการสรางแบบและประกอบชนสวนตาง ๆ ของแมแรงทออกแบบดวยโปรแกรม SolidWorks

5.2.1 แบบของชนตอโยงของแมแรงทออกแบบ ความกวาง 28 mm. ความหนา6 mm.ความยาว 181 mm.

5.2.2 แบบของสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบขนาด M14ระยะพตซ2.0 mm. ความยาว 430 mm.

ภาพท 3 สลกเกลยวเมตรก

5.2.3 ทาการประกอบชนสวนตางๆของแมแรงทออกแบบ ดวยโปรแกรม SolidWorks

ภาพท 4 แมแรงแบบเอกซลฟท





�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�













�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�













�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�













�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�













�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�









50


5.2.4 รายละเอยดสวนประกอบของแมแรงแบบเอกซลฟท

ภาพท 5 รายละเอยดของแมแรงแบบเอกซลฟท

5.3 ทาการสรางแมแรงแบบเอกซลฟทขนจรง เพอทดสอบการยกรถยนต


5.4 ทาการทดสอบแมแรงแบบเอกซลฟททสรางขนจรง เพอทาการยกรถยนตทมนาหนก 1200 kg

ภาพท 7 การใชแมแรงแบบเอกซลฟทยกรถยนต

5.5 ทาการเขยนแบบแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต ดวย โปรแกรม SolidWorks





�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�













�1 −𝜎�(𝐿�/𝑘)�

4𝜋�𝐸� =

(250)(168)3

�1 −(250)(52.25)�

4𝜋�(207000)�


𝜎�𝑁

=𝐹𝐴�

,250

3=

12830.07𝐴�










5.2.3 ท�าการประกอบชนสวนตางๆ ของแมแรงทออกแบบ ดวยโปรแกรม SolidWorks




51
















5.3 ท�าการสรางแมแรงแบบเอกซลฟทขนจรง เพอทดสอบการยกรถยนต


5.4 ท�าการทดสอบแมแรงแบบเอกซลฟททสรางขนจรง เพอท�าการยกรถยนตทมน�าหนก 1200 kg


5.5 ท�าการเขยนแบบแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต ดวยโปรแกรม SolidWorks

5.5.1 ก�าหนดแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนตเพอสรางแบบ ซงสามารถใชยกรถยนตทน�าหนก

1,200 กโลกรมได โดยเปนทนยมใชกนทวไป

ภาพท 8 แมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต

5.5.1 กาหนดแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนตเพอสรางแบบ ซงสามารถใชยกรถยนตทนาหนก 1200 กโลกรมได

โดยเปนทนยมใชกนทวไป


5.5.2 ทาการสรางแบบของชนตอโยงของแมแรงมาตรฐาน ความกวาง 32 mm. ความหนา2 mm. ความยาว 155

mm.

ภาพท 9 ชนตอโยงของแมแรงทออกแบบ

5.5.3 ทาการสรางแบบสกรสงกาลงของแมแรงมาตรฐาน ขนาดM13 ระยะพตซ3 mm. ความยาว415 mm.

ภาพท 10 สกรสงกาลงของแมแรงมาตรฐาน

5.5.4 ทาการประกอบชนสวนตางๆของแมแรงมาตรฐาน ดวย โปรแกรม SolidWorks

52


5.5.2 ท�าการสรางแบบของชนตอโยงของแมแรงมาตรฐาน ความกวาง 32 mm. ความหนา 2 mm.

ความยาว 155 mm.





mm.




5.5.4 ทาการประกอบชนสวนตางๆของแมแรงมาตรฐาน ดวย โปรแกรม SolidWorks


5.5.3 ท�าการสรางแบบสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐาน ขนาด M13 ระยะพตซ 3 mm. ความยาว

415 mm.





mm.




5.5.4 ทาการประกอบชนสวนตางๆของแมแรงมาตรฐาน ดวย โปรแกรม SolidWorks ภาพท 10 สกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐาน

5.5.4 ท�าการประกอบชนสวนตางๆ ของแมแรงมาตรฐาน ดวยโปรแกรม SolidWorks

ภาพท 11 แบบแมแรงมาตรฐาน


5.5.5 รายละเอยดสวนประกอบของแมแรงมาตฐาน

ภาพท 12 สวนประกอบตางๆของแมแรงมาตรฐาน

5.6 ทาการวเคราะหแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต เปรยบเทยบกบแมแรงทออกแบบ โดยใชแบบแมแรงมาตรฐาน

และแบบแมแรงทออกแบบทสรางขนจากโปรแกรม SolidWorks ทาการวเคราะหคาโมเมนตบดสงสดของแมแรงมาตรฐานและแม

แรงทออกแบบดวยโปรแกรม SolidWorks Motion แลวนาคาโมเมนตบดสงสดทไดไปวเคราะหตอ เพอคาความปลอดภยของสกร

สงกาลงของแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต เปรยบเทยบกบสลกเกลยวเมตรก ของแมแรงทออกแบบ ดวยโปรแกรม

SolidWorks

6. ผลการวจย 6.1 จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks Motion พบวา โมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนตเทยบกบระยะ

ทางการเคลอนทของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 2407.042 Nmm. และโมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนตเทยบกบระยะ

ทางการเคลอนทของแมแรงมาตรฐานมคาเทากบ 2385.734 Nmm

ภาพท 13 กราฟโมเมนตบดในการยกรถยนตเทยบกบระยะการเคลอนทของแมแรงทออกแบบ

y = 9E-06x4 - 0.002x3 + 0.390x2 - 34.64x + 2402.0

1000

2000

3000

0.00E+00 2.00E+01 4.00E+01 6.00E+01 8.00E+01 1.00E+02 1.20E+02

โมเม

นตบ

ด (n

ewto

n-m

m)

เวลา (sec)

โมเมนตบดในการยกรถยนตเทยบกบระยะการเคล�อนท�ของแมแรงท�ออกแบบ

53









SolidWorks





y = 9E-06x4 - 0.002x3 + 0.390x2 - 34.64x + 2402.0

1000

2000

3000

0.00E+00 2.00E+01 4.00E+01 6.00E+01 8.00E+01 1.00E+02 1.20E+02

โมเม

นตบ

ด (n

ewto

n-m

m)

เวลา (sec)



ภาพท 12 สวนประกอบตางๆ ของแมแรงมาตรฐาน

5.6 ท�าการวเคราะหแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต เปรยบเทยบกบแมแรงทออกแบบ โดยใชแบบแมแรง

มาตรฐานและแบบแมแรงทออกแบบทสรางขนจากโปรแกรม SolidWorks ท�าการวเคราะหคาโมเมนตบดสงสดของแมแรง

มาตรฐานและแมแรงทออกแบบดวยโปรแกรม SolidWorks Motion แลวน�าคาโมเมนตบดสงสดทไดไปวเคราะหตอ เพอ

คาความปลอดภยของสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐานทตดมากบรถยนต เปรยบเทยบกบสลกเกลยวเมตรก ของแมแรง

ทออกแบบ ดวยโปรแกรม SolidWorks

6. ผลการวจย 6.1 จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks Motion พบวา โมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนตเทยบ

กบระยะทางการเคลอนทของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 2,407.042 Nmm. และโมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนต

เทยบกบระยะทางการเคลอนทของแมแรงมาตรฐานมคาเทากบ 2,385.734 Nmm









SolidWorks





y = 9E-06x4 - 0.002x3 + 0.390x2 - 34.64x + 2402.0

1000

2000

3000

0.00E+00 2.00E+01 4.00E+01 6.00E+01 8.00E+01 1.00E+02 1.20E+02

โมเม

นตบ

ด (n

ewto

n-m

m)

เวลา (sec)









SolidWorks





y = 9E-06x4 - 0.002x3 + 0.390x2 - 34.64x + 2402.0

1000

2000

3000

0.00E+00 2.00E+01 4.00E+01 6.00E+01 8.00E+01 1.00E+02 1.20E+02

โมเม

นตบ

ด (n

ewto

n-m

m)

เวลา (sec)


54


ภาพท 14 กราฟโมเมนตบดในการยกรถยนตเทยบกบระยะการเคลอนทของแมแรงมาตรฐาน

6.2 จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks Simulation โดยน�าคาโมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนต

ของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 2,407.042 Nmm. ไปวเคราะหตอไดคาความปลอดภยของสลกเกลยวเมตรกของแมแรง

ทออกแบบเทากบ 24.49


6.2จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks Simulation โดยนาคาโมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนตของแม

แรงทออกแบบมคาเทากบ 2407.042 Nmm. ไปวเคราะหตอไดคาความปลอดภยของสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบ

เทากบ 24.49

ภาพท 15 คาความปลอดภยของแมแรงทออกแบบ


แรงมาตฐานมคาเทากบ 2385.734 Nmm. ไปวเคราะหตอ ไดคาความปลอดภยของสกรสงกาลงของแมแรงมาตรฐานเทากบ12.06

ภาพท 16 คาความปลอดภยของแมแรงมาตรฐาน

7. สรปและอภปรายผลการวจย จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks พบวาโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสกรสงกาลงของแมแรงมาตรฐาน

มคาเทากบ 2385.73 N.mm และโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 2407.042

y = 1E-05x4 - 0.004x3 + 0.499x2 - 39.45x + 23800

1000

2000

3000

0.00E+001.00E+012.00E+013.00E+014.00E+015.00E+016.00E+017.00E+018.00E+019.00E+011.00E+02

โมเม

นตบ

ด (N

ewto

n-m

m)

ระยะการเคล�อนทของแมแรง (mm)

โมเมนตบดในการยกรถยนตเทยบกบระยะการเคล�อนท�ของแมแรงมาตรฐาน











y = 1E-05x4 - 0.004x3 + 0.499x2 - 39.45x + 23800

1000

2000

3000

0.00E+001.00E+012.00E+013.00E+014.00E+015.00E+016.00E+017.00E+018.00E+019.00E+011.00E+02

โมเม

นตบ

ด (N

ewto

n-m

m)













y = 1E-05x4 - 0.004x3 + 0.499x2 - 39.45x + 23800

1000

2000

3000

0.00E+001.00E+012.00E+013.00E+014.00E+015.00E+016.00E+017.00E+018.00E+019.00E+011.00E+02

โมเม

นตบ

ด (N

ewto

n-m

m)













y = 1E-05x4 - 0.004x3 + 0.499x2 - 39.45x + 23800

1000

2000

3000

0.00E+001.00E+012.00E+013.00E+014.00E+015.00E+016.00E+017.00E+018.00E+019.00E+011.00E+02

โมเม

นตบ

ด (N

ewto

n-m

m)




6.3 จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks Simulation โดยน�าคาโมเมนตบดสงสดทใชในการยกรถยนต

ของแมแรงมาตฐานมคาเทากบ 2,385.734 Nmm. ไปวเคราะหตอ ไดคาความปลอดภยของสกรสงก�าลงของแมแรง

มาตรฐานเทากบ 12.06


55


7. สรปและอภปรายผลการวจย จากการวเคราะหดวยโปรแกรม SolidWorks พบวาโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสกรสงก�าลงของแมแรง

มาตรฐานมคาเทากบ 2,385.73 N.mm และโมเมนตบดสงสดทใชในการหมนสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบม

คาเทากบ 2,407.042 N.mm สงผลใหแมแรงทออกแบบใชโมเมนตบดใกลเคยงกบแมแรงมาตรฐานตางกนเพยง 21.31

N.mm และคาความปลอดภยของสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐาน มคาเทากบ12.06 และคาความปลอดภยของ

สลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบมคาเทากบ 24.49 สงผลใหสลกเกลยวเมตรกของแมแรงทออกแบบมคาความ

ปลอดภยมากกวาสกรสงก�าลงของแมแรงมาตรฐานประมาณ 2 เทา

ดงนน แมแรงทออกแบบใชโมเมนตบดใกลเคยงกบแมแรงมาตรฐานในการยกรถยนตและมคาความปลอดภย

มากกวา 2 เทา

8. กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร ทใหความอนเคราะห

ในการใชโปรแกรม SolidWorks และนกศกษาภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสยาม

ทใหความชวยเหลอในเรองการสรางแมแรงจรง เพอทดสอบยกรถยนต

9. บรรณานกรมกรมการขนสงทางบก. 2558. จ�านวนรถจดทะเบยน (สะสม). [online]. เขาถงจาก http://apps.dlt.go.th/

statistics_web/statistics.html

โกเมท มณนล และคณะ. 2549. อปกรณยกรถยนต. ปรญญานพนธ วศวกรรมศาสตรบณฑตภาควชาเทคโนโลย

วศวกรรมเครองกล. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ.

คณาภท หล�ารอด และคณะ. 2554. แมแรงยกรถยนตโดยใชมอเตอรเปนตนก�าลง. ปรญญานพนธ วศวกรรมศาสตร

บณฑต ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมเครองกล. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ.

วรทธ องภากรณ และ ชาญ ถนดงาน. 2556. การออกแบบเครองจกรกล 1. กรงเทพมหานคร: ซเอดยเคชน.

Standard Metric and USA Bolt Shank Dimensions. 2558. มาตรฐานสลกเกลยวเมตรก. [online]. เขาถงจาก

http://euler9.tripod.com/bolt-database/23.html

การออกแบบสร้างและวิเคราะห์แม่แรงแบบเอ็กซ์ลิฟท์โดยใช้ ...old.rmutto.ac.th/fileupload/Wannasa

Documents