Control Valve-07-Torque (แรงบิด)

แรงบิด (TORQUE) คืออะไร

ทอร์กคือแรงที่พยายามจะหมุนมวล คุณสามารถสร้างทอร์กได้ด้วยตนเองโดยการใช้ประแจขันน๊อต แรงที่กระทํากับ
ด้ามจับ คือทอร์กที่พยายามหมุนน๊อตให้แน่น
แรงบิดคืออะไร  (Torque)  – แรงบิดคือ แรงบิดตัวของแกนหมุนใดๆ

มีหน่วยวัดที่นิยม 3แบบ

-ฟุต-ปอนด์ : โดยตัวเลขที่บอกจะเป็นความยาวของรัศมีการหมุนที่มีแรงผลัก 1 ปอนด์

-นิวตัน-เมตร : โดยตัวเลขที่บอกจะเป็นแรงผลักในหน่วย นิวตัน ที่มี รัศมีการหมุน 1 เมตร

-กิโลกรัม-เมตร : โดยตัวเลขที่บอกจะเป็นแรงผลักในหน่วย กิโลกรัม ที่รัศมีการหมุน 1เมตร

หน่วยอังกฤษของทอร์กคือ  ปอนด์ – นิ้ว  หรือ ปอนด์ – ฟุต  หน่วย  SI  คือ  นิวตัน –  เมตร   หน่วยของทอร์กเกิดจากแรงคูณด้วยระยะทาง  ถ้าคุณจะหาทอร์ก  คุณจะต้องคูณแรงที่กระทำกับระยะทางที่วัดห่างจากจุดหมุนในแนวตั้งฉาก ในกรณีของการขันน๊อต  ถ้าประแจมีด้ามยาว  1  ฟุต  และคุณออกแรงขนาด  200  ปอนด์  ในแนวตั้งฉากกับด้าม   ทอร์กที่คุณได้คือ  200  ปอนด์-ฟุต   แต่ถ้าใช้ประแจที่มีด้ามยาว  2  ฟุต   คุณใช้แรงเพียง 100 ปอนด์เพื่อสร้างทอร์กขนาดเดียวกัน

 

การเลือก วาล์วและหัวขับให้เหมาะสมกับค่าทอร์ก

1.การเลือกใช้ หัวขับกับวาล์ว เนื่องจากแรงบิด (Torque) ที่ใช้ในการเปิดปิดวาล์วไม่เท่ากันในแต่ละขนาด ดังนั้นจึงควรเลือกให้เหมาะสมกับ หัวขับ ( Actuator ) โดยอุปกรณ์ดังกล่าวต้องสามารถรองรับแรงบิด (Torque) ขณะใช้งานได้
2.การเลือกใช้หัวขับ (Actuators) จะต้องพิจารณาจากวาล์วที่ใช้ เพื่อหาว่าค่าแรงบิด (Torque)เท่าใด จึงจะเหมาะสมในการใช้งาน

การเลือกค่า Torque สําหรับ pneumatic actuators 

หลักการเลือกคือจะต้องเลือกค่า Torque ให้มีค่ามากกว่าค่า Torque ของวาล์วประมาณ 25% ขึ้นไป

(inclclude 25% safety margin)  ( sirca international)

1.Double Acting 

• ตัวอย่างตารางค่า Torque Double Acting

ตัวอย่างการเลือกหัวขับ : Double Acting

ค่า Torqueอย่างน้อยของวาล์วตัวหนึ่ง เท่ากับ 20 Nm ใช้แรงดันลมที่ 6 bar

วิธีการเลือก : ให้เผื่อค่า Safety factor ไว้ที่ 25% = 25 Nm จากนั้นให้ดูค่า Torque ที่ช่อง 6 bar

จะพบว่าค่า Torque ที่ครอบคลุมคือ 25 Nm ดังนั้นหัวขับที่เหมาะสมสําหรับวาล์วตัวนี้คือ AP 2 DA

 

2. Single Acting

• ตัวอย่างตารางค่า Torque Single Acting

ตัวอย่างการเลือกหัวขับ : ค่า Torque อย่างน้อยของวาล์วตัวหนึ่ง เท่ากับ 8Nm ใช้แรงดันลมที่ 5 bar
วิธีการเลือก :
1. ให้เผื่อค่า Safety factor ไว้ที่ 25% = 10 Nm
2. ให้ดูที่ช่อง Spring Stroke ที่ 0” รุ่นที่ได้คือ AP3 SR3 = 12 Nm
3. ให้ดูที่ช่อง Supply Pressure 5 bar ที่ 90” = 32 Nm
4. ปรับความเหมาะสมเพื่อให้วาล์วเปิดและปิดในเวลาใกล้เคียงกัน เลือกเป็นรุ่นใหม่ได้ AP3 SR5

Spring Storke 0” = 20Nm , Supply Pressure 90” = 20Nm

ที่มา ค่า Torque Pneumatic rotary actuators / Rack and pinion actuators AP – APM series (sircainternational.com)

 

ค่า Torque ของ Butterfly Valve

การคำนวณค่าทอร์ก ต้องทราบค่า Operating Pressure เพื่อที่จะนำไปเลือก หัวขับ (Actuators)

เพราะมีผลต่อการเปิด-ปิด วาล์ว

• แรงเสียดทานระหว่าง stem กับ packing และ Disc กับ seat มีผลกระทบกับแรงบิด (Torque) ดังนั้นวาล์วที่เหมาะสำหรับติดหัวขับจึงควรเลือกใช้ stem ที่ทำจาก SUS เพราะมีค่าเสียดทานน้อยกว่าวัสดุอื่น ๆ
• แรงบิดระหว่าง Disc กับ seat จะเปลี่ยนไปตามวัตถุดิบที่ใช้ ค่าแรงบิด (Torque)สามารถดูได้จากสเป็คผู้ผลิตวาล์วนั้น ๆ
• แรงบิดระหว่าง stem กับ packing ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบทีเลือกใช้รวมถึงความหนาของ packing ดังนั้นในการติดตั้ง packing จึงไม่ควรขันน๊อตแน่นเกินไป
• แรงเสียดทานอาจเพิ่มขึ้นถ้าหากวาล์วไม่มีการทำงานเป็นเวลานาน (LSST=Long Stand Still Torque)อาจเป็นเดือนหรือมากกว่านั้น อย่างไรก็ดีถ้ามีการใช้บ่อย ๆ แรง บิดที่ใช้ก็จะกลับมาที่ค่าปกติเหมือนเดิม ตามปกติควรมีการใช้งานบ่อยเพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าว