ในยุคที่ประสิทธิภาพด้านพลังงานมีความสำคัญสูงสุด การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ หลักการวิเคราะห์การสูญเสียกำลังในระบบส่งกำลัง (Power Loss Analysis) จึงเป็นกุญแจสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้ประกอบการ เพื่อลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องจักร
ประเภทของการสูญเสียกำลังในระบบส่งกำลัง
โดยทั่วไปแล้ว การสูญเสียกำลัง (Power Loss) สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามลักษณะการเกิด ดังนี้:
1. การสูญเสียที่ขึ้นกับโหลด (Load-Dependent Losses)
เกิดจากแรงเสียดทานในจุดสัมผัสต่างๆ เมื่อมีการส่งถ่ายกำลัง โดยเฉพาะในส่วนของ Mechanical Transmission เช่น:
- Gear Friction: การเสียดสีระหว่างฟันเกียร์ขณะขบกัน
- Bearing Friction: แรงต้านการหมุนในตลับลูกปืนเมื่อรับน้ำหนัก
2. การสูญเสียที่ไม่ขึ้นกับโหลด (Load-Independent / Spin Losses)
หรือที่เรียกว่า No-load losses ซึ่งเกิดจากการหมุนของชิ้นส่วนแม้จะไม่มีภาระงานมาถ่วง เช่น:
- Oil Churning: การตีน้ำมันหล่อลื่นในห้องเกียร์
- Windage Losses: แรงต้านของอากาศที่กระทำต่อชิ้นส่วนที่หมุนด้วยความเร็วสูง
สูตรและหลักการคำนวณเบื้องต้น
ประสิทธิภาพของระบบ (Efficiency) คำนวณได้จากอัตราส่วนระหว่างกำลังขาออกและกำลังขาเข้า ดังนี้:
$\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} \times 100\%$
โดยที่ $P_{loss} = P_{in} - P_{out}$ การวิเคราะห์ที่ดีต้องระบุให้ได้ว่าความร้อนที่เกิดขึ้นในระบบนั้นมาจากจุดใดมากที่สุด
แนวทางการลดการสูญเสียเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
การวิเคราะห์การสูญเสียกำลังในระบบส่งกำลังจะไม่สมบูรณ์หากขาดแนวทางแก้ไข:
- การเลือกใช้สารหล่อลื่นที่มีความหนืดเหมาะสม (Viscosity Optimization)
- การออกแบบรูปทรงฟันเกียร์เพื่อลดการเสียดสี
- การเลือกใช้ตลับลูกปืนแบบ Low-friction
สรุปได้ว่า การเข้าใจกลไกการเกิด Power Loss อย่างถ่องแท้ จะช่วยให้เราสามารถออกแบบและบำรุงรักษาระบบส่งกำลังให้ทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพสูงสุด
ระบบส่งกำลัง, การสูญเสียกำลัง, วิศวกรรมเครื่องกล, ประสิทธิภาพพลังงาน
1.jpg)
