ขั้นแรกเรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่าแรงบิดที่มอเตอร์ต้องใช้เพื่อขยับระบบกลไกต่างๆ จะต้องไปสู้กับแรงต่างๆ เช่น น้ำหนัก แรงดัน หรือแรงบิดที่มาจากภายนอก และที่สำคัญที่สุดคือแรงเสียดทาน
คราวนี้เราลองมาดูในโปรแกรม SolidWorks กันบ้าง สมมุติว่าเราจะเขียนโมเดลรถและถนน จากนั้นก็เอามาประกอบกันใน Assembly โดยกำหนด Mate ระหว่างล้อรถกับพื้นถนนเพื่อให้ล้ออยู่ชิดกับถนนพอดี ซึ่งการทำแบบนี้คือสาเหตุที่ทำให้มอเตอร์ที่เรากำหนดเพื่อดันรถมีค่าเป็น 0 เพราะว่าหากเรากำหนด Mate ที่จุดใดก็ตาม ตรงจุดที่เรากำหนดนั้นจะมีค่าแรงเสียดทานเป็น 0 (ยกเว้นว่าเรากำหนดในฟังชั่น Mate ว่าให้คิดแรงเสียดทานด้วย) พอไม่มีแรงเสียดทานทำให้เราแทบไม่ต้องออกแรง เราก็สามารถดันรถให้เคลื่อนที่ได้
วิธีการแก้ไข
ผมขอแยกเป็น 2 กรณีดังนี้นะครับ1. กรณีที่เราสามารถปิดคำสั่ง Mate และใช้การกำหนด Contact แทน
- ข้อดี คือ กำหนดได้ง่าย และผลลัพธ์ค่อนข้างเสมือนจริง เพราะโปรแกรมจะตรวจสอบจุดสัมผัสจริง
- ข้อเสีย คือ จะใช้เวลาวิเคราะห์ค่อนข้างนาน เพราะโปรแกรมต้องคอยตรวจสอบจุดที่ชิ้นงานสัมผัสกัน
2. กรณีที่เรากำหนดค่าสัมประสิทธ์แรงเสียดทานที่คำสั่ง Mate
- ข้อดี คือ คำนวณได้เร็ว เพราะในการกำหนดเราจะข้อมูลแต่ละอย่างเป็นตัวเลขไว้แล้ว ไม่ว่าจะเป็นค่าสัมประสิทธ์แรงเสียดทานและพื้นที่ที่สัมผัส ดังนั้นโปรแกรมจึงใช้การประมวลผลน้อยกว่าแบบแรก
- ข้อเสีย คือ ต้องเข้าไปกำหนดใน Mate แต่ละอัน ดังนั้นหากมี Mate จำนวนมาก ก็ต้องใช้เวลาในการกำหนดค่าเยอะ
สรุปคือถ้าเราต้องการทราบแรงมอเตอร์ที่ต้องใช้งานจริงๆ ก็จะต้องมีการคิดเรื่องแรงเสียดทานเข้าไปด้วย โดยสำหรับบางงานเรื่องแรงเสียดทานเป็นเรื่องหลักที่เรามอเตอร์เราต้องออกแรงสู้ เช่น การหาขนาดของมอเตอร์สำหรับแท่นหมุน(ผมเจอคำถามงานนี้ค่อนข้างบ่อย) การหาแรงผลักชิ้นงานให้เคลื่อนที่บนทางราบ การหามุมเอียงที่ทำให้ชิ้นงานเริ่มเลื่อนไถลลงมา เป็นต้น สำหรับเรื่องพวกนี้เราอาจจะต้องกำหนดแรงเสียดทานกันให้ครบ
แต่สำหรับงานบางอย่าง เช่น การหาแรงบิดมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนเกียร์ต่างๆ การวิเคราะห์พวกแม่แรง(มีระบบกลไกเป็นตัวช่วย ไม่ได้ใช้แรงมอเตอร์ไปยกชิ้นงานตรงๆ) ฯลฯ พวกระบบแบบนี้อาจจะไม่ต้องกำหนดแรงเสียดทาน เพราะถ้าจะทำจริงอาจจะค่อนข้างเหนื่อยเพราะมีการจุดที่เรา Mate หลายๆจุดมาก ผมแนะนำว่าให้เราคำนวณกำลังมอเตอร์ที่ใช้ แล้วค่อยคูณ factor เพื่อทดแทนแรงเสียดทานไป เช่น คำนวณจาก Motion Analysis พบว่าต้องใช้มอเตอร์กำลัง 100 W เราอาจจะเผื่อไว้ว่ามีแรงเสียดทานอยู่ 20% ดังนั้นเราต้องหามอเตอร์กำลัง 100X1.2 = 120 W มาใช้ เป็นต้น
สำหรับผู้ที่ต้องการศึกษาการใช้งานโปรแกรม SolidWorks Motion Analysis ก็สามารถสั่งซื้อแผ่นสอนไปเรียนรู้ด้วยตัวเองได้นะครับ
รายละเอียดในแผ่นสอน Motion Analysis คลิกที่นี่
แผ่นสอน SolidWorks Simulation อื่นๆ คลิกที่นี่
ขั้นตอนการสั่งซื้อ คลิกที่นี่
สอบถามรายละเอียดเพื่มเติมได้ที่
คุณพลวัฒน์ (บอล) รับวิเคราะห์ ให้คำปรึกษา และสอนโปรแกรม SolidWorks Simulation
Tel. 087-489-7265
Line ID : ballastro
E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : SolidWorks Simulation Adviser
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น