ชนิดของใบสกรูลำเลียงวัสดุปริมาณมวล

นายธีรศักดิ์ ศรีมิตรรุ่งโรจน์ 
สามัญวิศวกร สาขาเครื่องกล (สก.4026)

กลุ่มวิจัยและพัฒนางานวิศวกรรมขนถ่ายวัสดุและโลจิกส์

(Research and Development of Materials Handling and Logistics Engineering Laboratory Center : RD - MHLELC)

ภาควิชาวิศวกรรมขนถ่ายวัสดุและโลจิสติกส์

คณะวิศวกรรมศาสตร์ 

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

บทนำ

สกรูลำเลียงเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับขนถ่ายวัสดุต่างๆ ส่วนมากจะนิยมใช้ในการขนถ่ายวัสดุปริมาณมวล (Bulk Materials) สกรูลำเลียงจะมีชิ้นส่วนประกอบหลักที่สำคัญอยู่หลายส่วนด้วยกัน ประกอบด้วย ใบสกรู ตัวแขวน ราง และชุดขับ การออกแบบสร้างสกรูลำเลียงจำเป็นต้องศึกษารูปร่างลักษณะของส่วนประกอบและหลักการนำไปใช้งาน ทั้งนี้ขึ้นอยู่ว่าผู้ออกแบบจะนำสกรูไปใช้เพื่อการลำเลียงวัสดุประเภทใด ซึ่งคุณสมบัติของวัสดุปริมาณมวลชนิดต่างๆนั้นได้ถูกจำแนกประเภทเอาไว้ตามมาตรฐานของ CEMA (Conveyor Equipment Manufacturers Association) ทั้งนี้ก็เพื่อจะได้ออกแบบสร้างสกรูลำเลียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหมาะกับ การนำไปใช้งานในรูแบบต่างๆ ซึ่งเนื้อหาของบทความนี้จะได้กล่าวถึงชิ้นส่วนที่สำคัญที่มีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อการลำเลียงวัสดุนั่นคือ “ใบสกรูลำเลียง”

1. ใบสกรู (Screw Flights)

ใบสกรูนั้นถือว่าเป็นชิ้นส่วนประกอบหลักที่สำคัญที่สุดของชุดสกรูลำเลียง ลักษณะของใบสกรูจะเป็นตัวบอกว่าจะนำไปใช้งานประเภทใด หรือเหมาะกับการขนวัสดุชนิดใด การพิจารณาออกแบบเลือกใบสกรูเพื่อนำไปใช้งานอย่างเหมาะสมนั้น จะต้องศึกษาชนิดลักษณะรูปร่างของใบสกรูและส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งใบสกรู สามารถแบ่งตามลักษณะรูปร่างแบบต่างๆได้ดังนี้

1.1 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตมาตรฐาน (Single Flight Standard Pitch) เป็นใบสกรูใบเต็มที่มี ระยะพิตเท่ากับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนอกสุดของสันใบ ใช้ขนถ่ายวัสดุทั่วไปเหมาะกับการขนถ่ายวัสดุในแนวนอน



รูปที่ 1 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตมาตรฐาน

1.2 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตเท่ากับครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางใบ (Single Flight Haft Pitch) เป็นใบสกรูที่มีระยะพิตเท่ากับครึ่งหนึ่งของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนอกสุดของสันใบ ใช้กับงานขนถ่ายวัสดุ แนวเอียง แนวดิ่ง เหมาะกับวัสดุที่ไหลตัวได้ดี




รูปที่ 2 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางใบ


1.3 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตสั้น (Single Flight Short Pitch) เป็นใบสกรูที่มีระยะพิตเท่ากับ 32 ของเส้นผ่านศูนย์กลางใบสกรู สามารถใช้ในการขนถ่ายวัสดุแนวเอียงที่ทำมุมมากกว่า 20 องศา หรือแนวดิ่ง และยังใช้สามารถลดการพุ่งของวัสดุเพื่อใช้ในการจ่ายวัสดุด้วย


รูปที่ 3 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตสั้น


1.4 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตยาว (Long pitch conveyor screws) เป็นใบสกรูที่มีระยะพิตเท่ากับ 1 21 ใช้เป็นเครื่องตีกวนของเหลว หรือขนถ่ายวัสดุด้วยความเร็วสำหรับวัสดุที่ไหลได้ดี


รูปที่ 4 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตยาว


1.5 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตขยาย (Single Flight Variable Pitch) เป็นใบสกรูที่ระยะพิตของใบจะ ค่อยๆขยายเพิ่มขึ้น ใช้ในสกรูจ่ายหรือป้อนวัสดุ เหมาะกับวัสดุที่ละเอียดไหลตัวง่าย การไหลของวัสดุต่อเนื่อง สม่ำเสมอตลอดความยาวของสกรู


รูปที่ 5 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตขยาย


1.6 ใบสกรูแบบที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้นเป็นระดับขั้น (Stepped pitch conveyor screw) ใบสกรูแบบนี้จะประกอบไปด้วยใบสกรูที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต่างกันแต่มีระยะพิตเท่ากันมาเชื่อมติดตั้ง เรียงกันบนแกกนเพลาเดียวกันเป็นช่วงๆ ส่วนมากจะใช้ในงานสกรูจ่ายวัสดุส่วนที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง น้อยจะติดตั้งไว้ที่ตำแหน่งใต้ Hopper เพื่อใช้จ่ายวัสดุและควบคุมการไหลของวัสดุ


รูปที่ 6 : ใบสกรูแบบที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้นเป็นช่วงๆ


1.7 ใบสกรูแบบใบเรียวระยะพิตมาตรฐาน (Single Tapered Flight Standard Pitch) เป็นใบสกรูที่มี ระยะพิตมาตรฐานแต่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางค่อยๆขยายเพิ่มขึ้น ใช้ในงานสกรูจ่ายเหมาะกับการขนวัสดุที่ เป็นก้อนหรือร่วนซุยออกจากถังเก็บ หรือ Hopper การไหลของวัสดุเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ


รูปที่ 7 : ใบสกรูแบบใบเรียวระยะพิตมาตรฐาน


1.8 ใบสกรูแบบใบเต็ม 2 ชั้น ระยะพิตมาตรฐาน (Double Flight Standard Pitch) เป็นใบสกรูแบบ มาตรฐานสองใบนำมาติดซ้อนกันบนเพลาเดียว ใช้ในการขนถ่ายวัสดุราบเรียบการปล่อยวัสดุออกเป็นไปอย่าง สม่ำเสมอ 5


รูปที่ 8 : ใบสกรูแบบใบเต็ม 2 ชั้น ระยะพิตมาตรฐาน


1.9 ใบสกรูแบบระยะพิตสั้นสองชั้น (Double flight shot pitch conveyor screws) เป็นใบสกรูแบบที่ นำใบสกรูระยะพิตสั้น 2 ใบมาติดตั้งซ้อนกันบนเพลาเดียว ระยะพิตจะสั้นมากทำให้แม่นยำในการจ่ายวัสดุ วัสดุที่ไหลออกจากสกรูจะไม่พุ่งไปไกล เหมาะกับงานป้อนวัสดุเข้าเครื่องผสมที่ต้องการส่วนผสมและการไหล สม่ำเสมอ


รูปที่ 9 : ใบสกรูแบบระยะพิตสั้นสองชั้น


1.10 ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตมาตรฐานติดใบพาย (Standard Pitch with Paddles) ใบสกรูแบบนี้ จะเป็นแบบใบเต็มระยะพิตมาตรฐานติดใบพายตามเพลาเป็นช่วงๆ ใบพายจะเป็นตัวกวาดช่วยในการไหลหรือ ผสมวัสดุ สามารถปรับมุมบิดใบพายได้ จะใช้กับวัสดุน้ำหนักเบา น้ำหนักปานกลาง มีลักษณะละเอียดเป็น เมล็ดหรือเป็นแผ่น


รูปที่ 10 : ใบสกรูแบบใบเต็มระยะพิตมาตรฐานติดใบพาย

1.11 ใบสกรูแบบใบตัด(Single Cut Flight) ใบสกรูแบบนี้จะเป็นแบบใบสกรูมาตรฐานแต่ขอบนอกสุด ของสันใบสกรูจะมีการตัดบากเป็นช่อง รอยบากจะช่วยในการผสมกันของวัสดุในขณะขนถ่าย


รูปที่ 11 : ใบสกรูแบบใบตัด


1.12 ใบสกรูแบบตัดและพับ (Cut and folded flight conveyor screws) เป็นใบสกรูที่มีรอยตัดและพับ ซึ่งจะเป็นส่วนที่ใช้สำหรับการผสมและกวนวัสดุซึ่งจะทำให้วัสดุลอยตัวขึ้นในอากาศ เป็นผลให้เกิดการผสมกัน ของวัสดุได้ดีขึ้นใบสกรูนี้จะใช้กับวัสดุที่มีน้ำหนักเบามีขนาดปลานกลางหรือวัสดุละเอียด


รูปที่ 12 : ใบสกรูแบบตัดและพับ


1.13 ใบสกรูแบบตัดและติดใบพาย (Cut flight with paddled) เป็นใบสกรูแบบตัดแล้วมีใบพัดติดอยู่ เป็นช่วงๆ ซึ่งเป็นตัวขวางการไหลของวัสดุเพื่อทำให้เกิดการผสมกันของวัสดุมากขึ้นในขณะขนถ่ายวัสดุ


รูปที่ 13 : ใบสกรูแบบตัดและติดใบพาย


1.14 ใบกรูแบบริบบอน (Ribbon flights) ใบสกรูแบบนี้จะจากเหล็กแบนบิดม้วนเป็นเกลียวแล้วนำมา ยึดติดกับเพลาด้วยเหล็กเส้น ช่องว่างของใบสกรูกับเพลาจะทำให้วัสดุลอดผ่านได้ทำให้วัสดุผสมกันไปด้วย เหมาะกับงานขนถ่ายวัสดุเหลวมีความหนืดและเหนียว


รูปที่ 14 : ใบสกรูแบบริบบอน


1.15 ใบสกรูแบบริบบอนติดใบพาย (Ribbon Flight With Paddles) ใบสกรูแบบริบบอนติดใบพายนี้ จะนำใบพายมาติดระหว่างระยะพิตของใบใบพายจะติดเป็นแนวเกลียวสวนการเคลื่อนที่ของวัสดุใบพายจะใช้ วิธีเชื่อมติดกับเพลา เพื่อลดส่วนยื่นของใบพาย ใบสกรูนี้เหมาะกับการใช้ในงานผสมวัสดุขณะขนถ่าย ใช้ ลำเลียงวัสดุแข็งมีน้ำหนักเบาถึงปานกลางหรือวัสดุละเอียดเป็นเม็ดหรือเกล็ด


รูปที่ 15 : ใบสกรูแบบริบบอนติดใบพาย


1.16 ใบสกรูแบบริบบอนหลายใบ (Multiple Ribbon Flight Conveyor Screws) ใบสกรูริบบอนแบบนี้ จะมีใบสกรูริบบอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขอบนอกใบสกรูที่แตกต่างกันออกไป มายึดติดตั้งอยู่บนแกนเพลา การพาวัสดุของใบสกรูจะมีทิศทางตรงกันข้าม ใบหนึ่งจะพาวัสดุไปข้างหน้าอีกใบก็จะพาวัสดุกลับ วัสดุจะ คลุกเคล้ากันได้เป็นอย่างดี


รูปที่ 16 : ใบสกรูแบบริบบอนหลายใบ


1.17 ใบสกรูแบบใบพาย ( Van Paddle Conveyor) ใบพายจะทำจากเหล็กติดกับก้านที่สอดทะลุเพลา แล้วยึดด้วยนัต ใบพายนี้จะสามารถปรับมุมเอียงได้เพื่อควบคุมทิศทางการไหล เหมาะในการใช้กับงานผสม วัสดุใช้ได้ทั้งวัสดุแห้งหรือเหลว


รูปที่ 17 : ใบสกรูแบบใบพาย


1.18 ใบสกรูลำเลียงแบบใบถ้วย (Cupped pitch) ใบสกรูแบบนี้จะมีประสิทธิภาพในการผลักดันวัสดุ ให้เคลื่อนตัวไปช้าๆเพื่อให้การจ่ายวัสดุออกจาก Hopper ไหลตัวได้ง่าย เหมาะกับการจ่ายวัสดุในแนวเอียงทำ มุมและแนวดิ่ง เนื่องจากความสามารถอุ้มวัสดุได้ดีและขนาดของความยาวพิตจะค่อนข้างยาว


รูปที่ 18 : ใบสกรูลำเลียงแบบใบถ้วย


1.19 สกรูแบบกรวยระยะพิตสม่ำเสมอ (Cone with Consistent pitch) เพลาของสกรูจะเป็นรูปกรวย ใช้ในงานสกรูจ่ายวัสดุตามแนวราบตามความยาวที่ต้องการ เพลารูปกรวยจะให้วัสดุไหลออกจาก Hopper หรือถังเก็บได้ง่ายขึ้น



รูปที่ 19 : สกรูแบบกรวยระยะพิตสม่ำเสมอ


1.20 สกรูแบบกรวยระยะพิตเพิ่มขึ้น (Cone with Varied pitch) เพลาของสกรูจะเป็นรูปกรวย ใช้ใน งานสกรูจ่ายวัสดุตามแนวราบไปตามความยาวที่ต้องการ เพลารูปกรวยจะให้วัสดุไหลออกจาก Hopper หรือ ถังเก็บได้ง่ายขึ้น


รูปที่ 20 : สกรูแบบกรวยระยะพิตเพิ่มขึ้น


1.21 ใบสกรูแบบไม่มีเพลา (Shaft less Flight) เป็นใบสกรูใบเกลียวที่ไม่มีเพลายึดใบเกลียว รับ แรงบิดสูงความเร็วในการขนถ่ายต่ำ เหมาะสำหรับการลากพาวัสดุหรือขนถ่ายวัสดุที่เกิดการอัดตัวกันง่าย เป็นนเส้นใย


รูปที่ 21 : ใบสกรูแบบไม่มีเพลา


1.22 ใบสกรูแบบยืดหยุ่นได้ ( Flexible Screw Conveyors) ใบสกรูแบบนี้จะทำเหล็กกล้าสปริงหรือ สแตนเลสโดยที่ใบสกรูจะอยู่ภายในท่อที่เป็นทั้งท่ออ่อนหรือท่อแข็งทั้งพลาสติกหรือโลหะแข็งและมีชุดมอเตอร์ ขับไฟฟ้าซึ่งปกติจะติดตั้งที่ส่วนปลายของสกรูลำเลียง ใบสกรูแบบนี้จะสามารถโค้งไปตามรางแบบท่อมีทั้ง แบบกลม และแบบแบน

1.22.1 ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบกลม ใช้แรงขับเคลื่อนวัสดุออกสู่ภายนอกโดยผ่านไปตามใบ เกลียวกับท่อ ใบสกรูแบบนี้จะลดการเสียดสีกันระหว่างใบกับท่อใช้กำลังขับต่ำวัสดุจะค่อยๆกระจายตัว ภายในนท่อ มีการขวางการไหลในตัวช่วยในการผสมวัสดุ ใบสกรูแบบกลมจะมีประสิทธิภาพในการการขนส่ง และผสมวัสดุ อายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าแบบแบน


รูปที่ 22 : ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบกลม

1.22.2 ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบแบน ผลิตจากเส้นลวดสี่เหลี่ยม มีแรงขับเคลื่อนดีมากมีความ จุเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเหมาะกับการขนวัสดุที่เบา วัสดุจะผสมกับอากาศได้ดี ใช้เมื่อต้องการให้วัสดุผสมกับอากาศ ซึ่งช่วยในการเคลื่อนที่ของวัสดุไปเมื่อไม่มีการไหลย้อยกลับ เหมาะกับวัสดุจำพวก แป้ง, ผงดับเพลิงรวมทั้ง วัสดุที่ผ่านการกรองทั้งหลาย



รูปที่ 23 : ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบแบน


1.22.3 ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบมีขอบใบเอียง ออกแบบให้ขนถ่ายวัสดุที่ไหลยากประเภทที่มี เหล็กเป็นส่วนประกอบ วัสดุมีการชุบสีย้อมสี วัสดุจะถูกพาไปตามและใบสกรู ไม่เหมาะที่จะขนถ่ายในงานที่ใช้ ที่งอ แต่ก็สามารถขนถ่ายวัสดุในแนวเอียงได้


รูปที่ 24 : ใบสกรูยืดหยุ่นได้แบบมีขอบใบเอียง

2. เอกสารอ้างอิง

1. ANSI/CEMA 350-2009, CEMA STANDARD No. 350, "SCREW CONVEYORS"