ເຫຼັກຮູບຫົກແຈ ເປີດສຽບເທືອບກັບເຫຼັກຮູບກົມໃນດ້ານຄວາມໝັ້ນຄົງໄດ້ແນວໃດ?

ຄວາມໝັ້ນຄົງດ້ານໂຄງສ້າງ ແລະ ຜົນກະທົບຈາກຮູບຮ່າງ ແລະ ນ້ຳໜັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຂຶ້ນ

ຮູບຮ່າງຂອງພື້ນທີ່ຕັດຂວາງມີຜົນຕໍ່ການຕ້ານທານການຄຸ້ມຄອງ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການງອ

ເມື່ອເວົ້າເຖິງຄວາມສະຖຽນຂອງອົງປະກອບທາງໂຄງສ້າງ ຮູບຮ່າງຂອງພື້ນທີ່ຕັດຂວາງຂອງເຫຼັກມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເມື່ອທຽບກັບເສົາເຫຼັກທີ່ມີຮູບຮ່າງກົມແລະມີວັດສະດຸດຽວກັນ ພື້ນທີ່ຕັດຂວາງຂອງເສົາເຫຼັກຮູບຫົກແຈເພີ່ມຄວາມຕ້ານທາງຕໍ່ການບິດ (polar moment of inertia) ຂອງມັນຂຶ້ນປະມານ 15%. ເນື່ອງຈາກເຫດຜົນນີ້ ເສົາເຫຼັກຮູບຫົກແຈຈຶ່ງມີຄວາມດີເລີດກວ່າໃນການຮັກສາຄວາມສະຖຽນເມື່ອເກີດຄວາມເຄັ່ນຕຶກ (axial and torsional compressive stresses). ໂດຍອີງໃສ່ແບບຈຳລອງວິສະວະກຳແບບດັ້ງເດີມ ໃນສະພາບການທີ່ເກີດຄວາມເຄັ່ນຕຶກແຕ່ຢ່າງດຽວ ເສົາເຫຼັກຮູບຫົກແຈສາມາດຮັບນ້ຳໜັກໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 8% ກ່ອນທີ່ຈະເກີດການຄື້ນ (buckling). ລັກສະນະ 'ແຈ' ຂອງຮູບຫົກແຈຍັງຊ່ວຍໃຫ້ການແຈກຢາຍຄວາມເຄັ່ນຕຶກເທົ່າທຽມກັນໃນສ່ວນກາງຂອງເສົາ (midspan) ອັນເຮັດໃຫ້ເສົາຮັກສາຄວາມແຂງແຮງໄດ້ດີ ແລະ ລົດຕ່ຳ (deflection) ຫຼຸດລົງ. ສິ່ງນີ້ເປັນຈິງຢ່າງເປັນພິເສດໃນເສົາທີ່ຖືກນຳໃຊ້ໃນໂຄງສ້າງທີ່ສຳຄັນ ໂດຍທີ່ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງອົງປະກອບນັ້ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ ເຊັ່ນ: ເສົາໃນໂຄງສ້າງຕຶກ ແລະ ເສົາທີ່ໃຊ້ເປັນຕົວຮັບນ້ຳໜັກ.

ການປຽບທຽບການຄຸ້ມຄອງເອວເລີ: ແຖບເຫຼັກຮູບຫົກແຈ ແລະ ແຖບເຫຼັກຮູບກົມ ດ້ວຍເນື້ອທີ່ຂ້າມສ່ວນເທົ່າກັນ

ແຖບຮູບຫົກແຈດີກວ່າແຖບຮູບກົມເມື່ອມີເນື້ອທີ່ຂ້າມສ່ວນເທົ່າກັນ ເນື່ອງຈາກມວນແມ່ນແຈກຢາຍໄປຢ່າງສະເໝີພາກໃນທິດທາງແຕ່ລະດ້ານຂອງແກນກາງ. ອີງຕາມການທົດສອບທີ່ເປັນມາດຕະຖານຂອງອຸດສາຫະກຳ ແຖບຮູບຫົກແຈເຫຼັກນີ້ສາມາດຮັບນ້ຳໜັກກົດໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 12% ກ່ອນທີ່ຈະເກີດການຄຸ້ມຄອງ (buckling) ເມື່ອທຽບກັບແຖບຮູບກົມທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 1 ນິ້ວ. ເປັນຫຍັງ? ເນື່ອງຈາກແຖບຮູບຫົກແຈມີ ຮັດສະມີຂອງການເວີນ (radius of gyration) ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ (ດີກວ່າ) ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າ ແຖບຮູບຫົກແຈສາມາດຮັບນ້ຳໜັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການງອງ (bending load) ໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນກ່ອນທີ່ຈະເກີດການຄຸ້ມຄອງ. ເມື່ອມີການງອງເກີດຂຶ້ນ ພື້ນທີ່ໆ ທີ່ເປັນແຖບຮູບຫົກແຈຈະຖືກເຫັນວ່າເປັນພື້ນທີ່ຮັບນ້ຳໜັກທີ່ແຈກຢາຍໄປຢ່າງສະເໝີພາກ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນມີຄວາມແຂງແຮງຫຼາຍຂຶ້ນເມື່ອການຄວບຄຸມນ້ຳໜັກມີຄວາມບໍ່ແນ່ນອນ. ໃນການນຳໃຊ້ໃນເຂດທີ່ມີອັນຕະລາຍຈາກເຫດສືນເຮືອນ (seismic applications) ຄວາມເປັນເອກະພາບໃນການອອກແບບນີ້ຈະຊ່ວຍຮັບປະກັນວ່າ ປະຕິກິລິຍາຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ການເปลີ່ນຮູບຖາວອນຕໍ່ມາຈະໝາຍເຖິງຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດ.

ຄວາມສະຖຽນຂອງການບິດ: ເປັນຫຍັງແຖບເຫຼັກຮູບຫົກແຈຈຶ່ງມີການຄວບຄຸມການບິດທີ່ດີກວ່າ

ບໍ່ເທົ່າທີ່ຈະຕ້ານການປ່ຽນຮູບແບບ ແລະ ການຈັດຕັ້ງຄືນໃໝ່ຂອງການບິດເບືອນໃນສ່ວນທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງກົງ

ຄວາມແໝ່ນຂອງແຖບ (Bar stiffness) ແມ່ນຄຸນສົມບັດດ້ານວິສະວະກຳທີ່ສາມາດວັດແທກໄດ້ ເຊິ່ງເກີດຈາກຮູບຮ່າງເລຂາຄະນິດສາດທີ່ເປັນເອກະລັກ ແລະ ວັດຖຸທີ່ໃຊ້. ຄວາມແໝ່ນຂອງວັດຖຸໜຶ່ງ ຖືກກຳນົດເປັນສ່ວນໜຶ່ງໂດຍຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການບິດ (polar moment of inertia - J) ຂອງຮູບຮ່າງນັ້ນ, ເຊິ່ງໃນຫຼາຍໆກໍລະນີ ແຖບເຫຼັກຮູບຫົກແຈ (hexagonal steel bars) ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າແຖບຮູບກົມ (circular bars) ທີ່ມີພື້ນທີ່ໜ້າຕັດເທົ່າກັນ. ເປັນຫຍັງແຖບຮູບຫົກແຈຈຶ່ງມີປະສິດທິພາບດີກວ່າ? ເນື່ອງຈາກຮູບຮ່າງຂອງແຖບຮູບຫົກແຈສົ່ງເສີມຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການບິດ. ພື້ນທີ່ໜ້າຕັດທີ່ເປັນແຖບຂອງຮູບຫົກແຈຈະຈັບຢູ່ດ້ວຍກັນ ແລະ ຕ້ານທານການບິດ, ໃນຂະນະທີ່ຮູບກົມຈະອະນຸຍາດໃຫ້ເກີດການຫຼຸ່ນໄປຕາມແກນຍາວຂອງມັນໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່ເມື່ອມີການນຳໃຊ້ທ້ອງ (torque). ອີງຕາມທຳນຽມ, ແຖບຮູບທໍ່ (tube bars) ຈະເກີດການບິດ ແລະ ການຍຸບຕົວ (buckle) ແລະ ສຸດທ້າຍຈະມີເສັ້ນທີ່ເກີດການຕັດ (shear plane) ຢູ່ທີ່ຜິວກາງຂອງມັນ, ແຕ່ຈຸດມຸມຂອງແຖບຮູບຫົກແຈຈະເກີດການຕັດກ່ອນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດສ່ວນທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນ. ໃນດ້ານການນຳໃຊ້ຈິງ, ຮູບຮ່າງຫົກແຈເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຕ້ານທານທ້ອງເພີ່ມເຕີມໄດ້ 15% ແລະ ໃນຫຼາຍໆກໍລະນີຈະສາມາດຕ້ານທານໄດ້ເຖິງ 20% ກ່ອນທີ່ຈະເກີດການເปลີ່ນຮູບຢ່າງຖາວອນ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວິສະວະກອນເລືອກໃຊ້ແຖບຮູບຫົກແຈສຳລັບການນຳໃຊ້ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມຕໍ່ບອດ (bolt connections) ແບບແກນ (axial), ແລະ ໃນຫຼາຍໆກໍລະນີ ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ຕ້ອງການການຄວບຄຸມການຫຼຸ່ນທີ່ຖືກຕ້ອງຢ່າງເຂັ້ມງວດໃນລະບົບຂັບເຄື່ອນ.

ການສຶກສາທົດລອງ ASTM A108: ຄວາມແໝ່ນຍຳຕໍ່ການບິດ (Torsional Rigidity) ແລະ ການປຽບທຽບລະຫວ່າງເສົາເຫຼັກຮູບຫົກແຈ ແລະ ເສົາເຫຼັກຮູບກົມທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 1 ນິ້ວ

ການອອກແບບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເສົາຮູບຫົກແຈທີ່ມີໜ້າພຽງສ້າງຈຸດທີ່ຕ້ານທານຄວາມເຄື່ອນໄຫວທາງດ້ານການຕັດ (shear stress) ແລະ ປັບປຸງການເບື່ອງຕົວຢ່າງຍືດຫຍຸ່ນ (elastic deformation). ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຖ່າຍໂອນພະລັງງານ, ການຄວບຄຸມການປ້ວນທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ, ເນື່ອງຈາກແທ້ຈິງແລ້ວມຸມຂອງການບິດທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດກໍອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຈັດຕັ້ງທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ, ການສູນເສຍພະລັງງານ ຫຼື ການລ້ມສະລາກຂອງລະບົບທັງໝົດ.

ປະໂຫຍດຂອງເສົາເຫຼັກຮູບຫົກແຈໃນການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນ: ຄວາມໝັ້ນຄົງ, ການຈັບຢູ່ໃນອຸປະກອນຈັບ (Fixture Gripping), ແລະ ການກັນສັ່ນ (Vibration Isolation)

ຕົວຢ່າງທີ່ຊັດເຈນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ເຊີງກົນຈັກ (Mechanic Interlock) ດ້ວຍຄີມຈັບສາມແຂວງ (Three-Jaw Chucks) ແລະ ຄີມຈັບຮູບກົມ (Collets)

ແຖວເຫຼັກຮູບຫົກແຈ້ງໃຊ້ດ້ານທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອສ້າງການລັອກທີ່ແນ່ນອນໃນຄີມທີ່ມີສາມແຂວນ ແລະ ຄອເລັດທີ່ມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການຈັບທີ່ວັດຖຸຮູບກ້ອງບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້. ເມື່ອອຸປະກອນຈັບພື້ນທີ່ຫຼາຍດ້ານ, ມັນຈະໃຫ້ການແຈກຢາຍຄວາມກົດທີ່ເທົ່າທຽມກັນ ເຊິ່ງຊ່ວຍປ້ອງກັນການເຄື່ອນທີ່ເລືອນໃນເວລາປະມວນຜະລິດ, ລວມທັງການຕັດແບບມີລ໌ລິງ, ການເຈาะ ແລະ ການຕັດເກີດ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ການຈັບທີ່ດີເລີດ ເຊິ່ງຮັກສາຄວາມສອດຄ່ອງ ແລະ ຮັກສາຂະໜາດໃຫ້ຄົງທີ່ຕະຫຼອດການປະມວນຜະລິດ. ສິ່ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນການຜະລິດບີ້ວ, ບຸຊຊິງ ແລະ ອຸປະກອນຕໍ່ທໍ່ໄຮໂດຣລິກ, ໂດຍທີ່ຄວາມເບິ່ງທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງເລັກນ້ອຍທີ່ສຸດອາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນການໃຊ້ງານ.

ການສັ່ນສະເທືອນທີ່ໜ້ອຍລົງເມື່ອໃຊ້ດ້ານທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການຕັດທີ່ມີຄວາມໄວສູງ

ການສັ່ນສະເທືອນແບບຮ່ວມຄື້ນເກີດຈາກການແຈກຢາຍນ້ຳໜັກຢ່າງເທົ່າທຽມກັນທົ່ວທັງແຖບທີ່ຫມູນ ແລະ ສ່ວນທີ່ຍື່ນອອກຂອງສ່ວນທີ່ເປັນຮູບກົມ. ດັ່ງນັ້ນ ການແຈກຢາຍທີ່ເທົ່າທຽມກັນທົ່ວທັງສ່ວນທີ່ເປັນຮູບກົມທັງໝົດຂອງແຖບກົມຈະເຮັດໃຫ້ຄື້ນທີ່ເກີດຈາກການເສຍດສ້າງຂຶ້ນມາແລະເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງຂັ້ນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນຫຼາຍເກີນໄປ ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນໄດ້ດ້ວຍການໃຊ້ແຖບຮູບຫົກແຈ. ໃນຄວາມໄວສູງ ຈະມີຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານການສັ່ນສະເທືອນປະມານ 40% ລະຫວ່າງແຖບຮູບຫົກແຈ ແລະ ແຖບກົມທີ່ມີນ້ຳໜັກເທົ່າກັນ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ການໃຊ້ແຖບຮູບຫົກແຈຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນຂອງເຄື່ອງມື (tool chatter) ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂຶ້ນຂອງເຄື່ອງມື ແລະ ຜິວໜ້າທີ່ດີຂຶ້ນ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ ຍັງເຮັດໃຫ້ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໃຊ້ເຄື່ອງມືໃນຄວາມໄວທີ່ສູງຂຶ້ນ. ປັດໄຈທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ຈະນຳໄປສູ່ການເພີ່ມປະລິມານການຜະລິດເມື່ອເຮັດການຕັດແຕ່ງຊຸດຂອງຊິ້ນສ່ວນດ້ວຍເຄື່ອງຈັກ CNC.

ຄຳຕອບສ່ວນຫຼັງ

ເປັນຫຍັງແຖບຮູບຫົກແຈຈຶ່ງດີກວ່າສຳລັບຄວາມໝັ້ນຄົງດ້ານໂຄງສ້າງ?

ແຖບຮູບຫົກແຈເປັນທີ່ດີກວ່າສຳລັບຄວາມສະຖຽນຂອງໂຄງສ້າງ ເນື່ອງຈາກມັນໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການບິດຕົວ (polar moment of inertia) ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຄຸ້ມຄອງ (buckling resistance) ທີ່ດີກວ່າ ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າ ການແຈກຢາຍນ້ຳໜັກຂອງແຖບຮູບຫົກແຈຈະຕ້ານທານການງອງຂອງແຖບໃນທິດທາງແກນໄດ້ດີກວ່າ ແລະ ຈະໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານທີ່ດີກວ່າຕໍ່ການບິດຫຼື ການຕຶກ (torsion) ເມື່ອປຽບທຽບກັບແຖບຮູບກົມທີ່ມີຂະໜາດເທົ່າກັນ.

ແຖບຮູບຫົກແຈ ແລະ ແຖບຮູບກົມເປັນແນວໃດໃນການປຽບທຽບຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການບິດ?

ເນື່ອງຈາກການອອກແບບຂອງມັນ ແຖບຮູບຫົກແຈສາມາດຮັບທອກເກ (torque) ໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ 18% ກວ່າແຖບຮູບກົມທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງເທົ່າກັນ ກ່ອນທີ່ຈະເກີດການເปลີ່ນຮູບຢ່າງຖາວອນ. ດັ່ງນັ້ນ ແຖບຮູບຫົກແຈຈຶ່ງມີປະສິດທິພາບດີກວ່າແຖບຮູບກົມໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການທອກເກສູງ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການເລື່ອນຕົວ.