การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of...

10
315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารวิชาการพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ปีท22 ฉบับที2 พ.ค. - ส.ค. 2555 1 อาจารย์ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร * Corresponding Author, Tel 0-2913-2424 Ext138, E-mail: [email protected] รับเมื่อ 9 กันยายน 2554 ตอบรับเมื่อ 16 มีนาคม 2555 การศึกษาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานของผ้าเบรกโดยวิธีการทดสอบทางเลือก A Study of Friction Coefficient of Brake Pads Using Alternative Testing Method ศุภชัย หลักคำา 1* เเละ กุลยศ สุวันทโรจน์ 1 Supachai Lakkam 1* and Kullayot Suwantaroj 1 บทคัดย่อ ปัจจุบันอุตสาหกรรมยานยนต์ได้มีการเติบโตอย่าง มากในประเทศไทย ผ้าเบรกเป็นอีกผลิตภัณฑ์หนึ่งที่มี บทบาทในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนยานยนต์ จึงจำาเป็นต้อง มีการทดสอบผลิตภัณฑ์ดังกล่าว แต่เนื่องจากวิธีการ ทดสอบและเครื่องทดสอบที่สามารถสะท้อนให้เห็นถึง ผลลัพธ์ที่แท้จริงนั้นมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง ดังนั้นงานวิจัย จึงได้คิดค้นและออกแบบสร้างเครื่องทดสอบวัสดุความ เสียดทานตามรูปแบบมาตรฐาน The Special Test Jigs for Friction Measurements JIS K7125 มาประยุกต์ใช้ ร่วมกับมาตรฐาน Clutch Facings for Automobiles JIS D4311 โดยมุ่งเน้นไปที่การศึกษาค่าสัมประสิทธิ์ความ เสียดทานสถิต (µ s ) และค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน จลน์ ( µ k ) ในสภาวะอุณหภูมิและภาระน้ ำาหนักที ่แตกต่างกัน และใช้ตัวอย่างผ้าเบรก 3 ชนิด ที่ได้รับการสนับสนุน จากภาคอุตสาหกรรมมาทำาการทดสอบและเปรียบเทียบ กับผลทดสอบจากเครื่อง Pin on Disk ที่ถูกทดสอบโดย บริษัทฯ ผู้ผลิตผ้าเบรก ซึ่งผลการทดสอบของผ้าเบรกทั้ง 3 ชนิด สะท้อนให้เห็นว่าผลการทดสอบที่ได้จากเครื ่องทั ้ง 2 แบบ มีแนวโน้มที ่สอดคล้องกัน โดย Pin on Disk ให้ค่า สัมประสิทธิ ์ความเสียดทานที ่สูงกว่าเครื ่อง Friction Testing เท่ากับ 19.56% และค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานมี แนวโน้มที ่จะแปรผันตามอุณหภูมิ นอกจากนี ้ค่าสัมประสิทธิ ความเสียดทานสถิตจะมีค่าสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์ความ เสียดทานจลน์จะมีความแตกต่างกันมากขึ้นเมื่ออยู่ภาย ใต้สภาวะความดันสูง คำาสำาคัญ: สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน สัมประสิทธิความเสียดทานสถิต สัมประสิทธิ์ความ เสียดทานจลน์ Abstract Nowadays, automotive industry in Thailand grows rapidly. Brake pads play an important role in the industry as they are the most vital security part of automobiles. Testing the products is, consequently, necessary. However, effective testing method and equipment are costly. This study was conducted to create a tool for testing material friction, basing on The Special Test Jigs for Friction Measurements JIS K7125 and Clutch Facings for Automobiles JIS D4311 standards. Coefficient of static friction (µ s ) and kinetic friction k ) in different temperature and load were calculated. Three kinds of brake pads given

Transcript of การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of...

Page 1: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

315

The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555

1 อาจารย สาขาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร* Corresponding Author, Tel 0-2913-2424 Ext138, E-mail: [email protected]

รบเมอ 9 กนยายน 2554 ตอบรบเมอ 16 มนาคม 2555

การศกษาสมประสทธความเสยดทานของผาเบรกโดยวธการทดสอบทางเลอก

A Study of Friction Coefficient of Brake Pads Using Alternative Testing Method

ศภชย หลกคำา1* เเละ กลยศ สวนทโรจน1

Supachai Lakkam1* and Kullayot Suwantaroj1

บทคดยอ

ปจจบนอตสาหกรรมยานยนตไดมการเตบโตอยางมากในประเทศไทย ผาเบรกเปนอกผลตภณฑหนงทมบทบาทในอตสาหกรรมชนสวนยานยนต จงจำาเปนตองมการทดสอบผลตภณฑดงกลาว แตเนองจากวธการทดสอบและเครองทดสอบทสามารถสะทอนใหเหนถงผลลพธทแทจรงนนมตนทนทคอนขางสง ดงนนงานวจยจงไดคดคนและออกแบบสรางเครองทดสอบวสดความเสยดทานตามรปแบบมาตรฐาน The Special Test Jigs for Friction Measurements JIS K7125 มาประยกตใชรวมกบมาตรฐาน Clutch Facings for Automobiles JIS D4311 โดยมงเนนไปทการศกษาคาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) ในสภาวะอณหภมและภาระนำาหนกทแตกตางกน และใชตวอยางผาเบรก 3 ชนด ทไดรบการสนบสนนจากภาคอตสาหกรรมมาทำาการทดสอบและเปรยบเทยบกบผลทดสอบจากเครอง Pin on Disk ทถกทดสอบโดยบรษทฯ ผผลตผาเบรก ซงผลการทดสอบของผาเบรกทง 3 ชนด สะทอนใหเหนวาผลการทดสอบทไดจากเครองทง 2 แบบ มแนวโนมทสอดคลองกน โดย Pin on Disk ใหคาสมประสทธความเสยดทานทสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 19.56% และคาสมประสทธความเสยดทานม

แนวโนมทจะแปรผนตามอณหภม นอกจากนคาสมประสทธความเสยดทานสถตจะมคาสงกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนจะมความแตกตางกนมากขนเมออยภายใตสภาวะความดนสง

คำาสำาคญ: สมประสทธความเสยดทาน สมประสทธ ความเสยดทานสถต สมประสทธความ เสยดทานจลน

Abstract Nowadays, automotive industry in Thailand grows rapidly. Brake pads play an important role in the industry as they are the most vital security part of automobiles. Testing the products is, consequently, necessary. However, effective testing method and equipment are costly. This study was conducted to create a tool for testing material friction, basing on The Special Test Jigs for Friction Measurements JIS K7125 and Clutch Facings for Automobiles JIS D4311 standards. Coefficient of static friction (µs) and kinetic friction (µk) in different temperature and load were calculated. Three kinds of brake pads given

Page 2: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

316

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012

by automobile companies were tested. The results obtained from the constructed tool and from Pin on Disk machine operated by brake pad production companies were compared. It was found that the results of the testing from both tools were slightly different; the friction coefficient of Pin on Disk was 19.56% higher than that of the constructed tool. The friction coefficient tended to vary according to temperature change. Besides, the coefficient of the static friction (µs) was higher than that of the kinetic one (µk) and tended to be more different in higher pressure condition.

Keywords: Coefficient of Friction, Static Friction, Kinetic Friction

1. บทนำา จากปญหาดานตนทนการทดสอบผลตภณฑผาเบรก จงทำาใหเกดการคดคนและออกแบบเครองทดสอบวสดความเสยดทานทมลกษณะในการหาความสมพนธกบปจจยอนโดยตรง เพอเปนทางเลอกใหมสำาหรบการทดสอบสมประสทธความเสยดทาน โดยคณะผวจยไดทำาการศกษาปจจยทมผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทานของผาเบรกโดยเนนผาเบรกททำาจากวสดภายในประเทศไทยเปนหลก เพอนำาไปสขอมลทใชในการปรบปรงผาเบรกทเหมาะสมกบรถยนตแตละประเภท ดงนนเพอเปนทางเลอกสำาหรบการทดสอบและใหเกดองคความรทางดานวสดและเปนแนวทางใหผประกอบการสามารถใชในการออกแบบและสรางเครองทดสอบทตอบสนองพฤตกรรมของผลตภณฑในลกษณะคลายกนน บนสมมตฐานหลกการทำางานของวสดความเสยดทาน โดยเปรยบเทยบคาความเสยดทานระหวางคาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) ภายใตอณหภมทำางาน ผลทไดรบจากโครงการสามารถนำาไปใชในการพฒนาและนำาไปสขอมลพนฐานสำาหรบใชในการปรบปรงผลตภณฑ

อกทงยงชวยการสงเสรมอตสาหกรรมการผลตชนสวนรถยนตในดานการวจยใหกบประเทศ ซงเปนประโยชนทงทางตรงและทางออมทประเทศไทยจะไดรบ จากผลการศกษาวธการทดสอบพฤตกรรมการ ลนไถลบนผววสดความเสยดทาน หลายมาตรฐานของการทดสอบถกจดทำาขน เชน The Special Test Jigs for Friction Measurements JIS K7125 [1] ของญปน Clutch Facings for Automobiles JIS D4311 [2] ของญปน Raybestos Tests [3] ของยโรป และ Brake Lining Quality Control Test Procedure SAE J661[4] ของอเมรกา แตสวนใหญของการทดสอบเหลานมขนตอนทยาวนานและลงทนสง ทำาใหยากตอการวจยและพฒนา ดงนนจงควรปรบปรงขนตอนใหเหมาะสมกบลกษณะวสดทจะทำาการทดสอบ อยางไรกตามการทดสอบพนฐานทสมพนธกบการใชงานจรงจงเหมาะสมกบการประยกตใชงานของผลตภณฑ เพราะชวยใหการทดสอบงายขนและเปนไปอยางรวดเรว ซงขอมลทไดจะเปนพนฐานการศกษาสมประสทธความเสยดทานและพฤตกรรมการสกหรอ อยางไรกตามการทดสอบหาสมประสทธความเสยดทานในกรณทเปนวสดควบคอนๆ ไดมความพยายามทจะลดขนตอนในการทดสอบ รวมถงการใชการคำานวณเชงตวเลขเขามาชวยในการทำานายคาสมประสทธความเสยดทานดงกลาว [5]-[7] โดยในเชงการทดสอบนน การทดสอบโดยใชเครองแบบ Pin on Disc เปนหนงในการทดสอบทสามารถนำาไปใชงานกนอยางแพรหลาย และผลทไดรบเปนทเชอถอได อกทงยงสามารถหาคาสมประสทธความเสยดทานและการสกหรอไดในเวลาอนสน อยางไรกตามการทดสอบแบบนยงคงมตนทนทสง และไมเหมาะกบการทดสอบภายในประเทศทยงไมมความสามารถทจะผลตเครองทดสอบชนดนขนเองได เนองจากตองใชเทคโนโลยคอนขางสงในการควบคมสภาวะการทดสอบใหมเสถยรภาพ นอกจากนยงพบวามความพยายามนำาลกษณะการทดสอบตามมาตรฐาน JIS K7125 [1] มาประยกตใชกบการทดสอบผาคลตช [8]

Page 3: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

317

The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555

2. วสด อปกรณและวธการวจย

2.1 วสดและอปกรณ

จากการเกบขอมลขนตอนการผลตและลกษณะ

การวจยผลตภณฑ และความเปนไปไดในการสราง

เครองทดสอบใหมตามความตองการของงานวจย พบวา

ขนตอนการทำาวจยของบรษทผผลตทวไปนยมหาคา

สมประสทธความเสยดทานไดใชเครองทดสอบแบบ Pin

on Disc Test เปนหลก ซงสามารถหาคาสมประสทธความ

เสยดทานจลน (µk) ไดเทานน แตยงขาดการศกษา

เชงปจจยพนฐานทมผลกระทบตอคาสมประสทธความ

เสยดทาน ซงเครองทดสอบแบบ Pin on Disc Test ไม

สามารถทำาการควบคมตวแปรทงหมดได โดยเฉพาะการ

สนสะเทอนจากการทดสอบทมผลกระทบตอขอมลทได

และอาจเปนอกสาเหตททำาใหการวเคราะหคาดเคลอน

ได บนพนฐานของตวแปรทมผลกระทบตอคาสมประสทธ

ความเสยดทานทงคาสมประสทธความเสยดทานสถต

(µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) ได

คณะผวจยจงไดมแนวคดทจะสรางเครองทดสอบ

แบบ Coefficient of Friction Testing ขนเพอศกษา

พฤตกรรมของวสดความเสยดทานโดยเฉพาะผลตภณฑ

ผาเบรก ซงมงเนนไปทการศกษาคาสมประสทธความ

เสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทาน

จลน (µk) ในสภาวะอณหภม (Temperature) และภาระ

นำาหนก (Dead Load) ทแตกตางกน เพอนำาขอมลทได

เปรยบเทยบกบผลการทดลองจากเครองทดสอบแบบ

Pin on Disc Test ทมลกษณะการทำางานดงรปท 1 โดยม

จานหมน (Rotation Disc) หมนรอบแกนดงและมเครอง

กำาเนดความรอน (Heater) อยดานลางเพอสรางอณหภม

ทผวสมผสระหวางจานหมนและชนงานทดสอบ โดยม

ตวตรวจจบอณหภม (Temperature Sensor) ชวยควบคม

อณหภมใหเปนไปตามทสภาวะการทดสอบทกำาหนดไว

และมชดจบยดชนงาน (Sample Holder) ทำาหนาทกด

ชนงานทดสอบตามความดนทกำาหนด ซงลกษณะการ

ทดสอบดงกลาวสามารถสรางสภาวะการทดสอบไดใกล

เคยงกบการใชงานจรง อยางไรกตามการทดสอบแบบน

รปท 1 ลกษณะของเครองทดสอบแบบ Pin on Disc [10]

รปท 2 เครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal

Test Machine)

ยงคงมตนทนทสง และไมเหมาะกบการทดสอบภายใน

ประเทศทยงไมมความสามารถทจะผลตเครองทดสอบ

ชนดนขนเองได เนองจากตองใชเทคโนโลยคอนขางสง

ในการควบคมสภาวะการทดสอบในมเสถยรภาพ

สำาหรบเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction

Festing จะมสวนประกอบหลกทประกอบไปดวยเครอง

ทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal Test Machine)

ดงรปท 2 และตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal

Table) ดงรปท 3 แนวทางนใชหลกการเดยวกนกบ

เครองทดสอบแรงเสยดทานมาตรฐาน ASTM D1894

[8] ซงอปกรณทงคสามารถถอดแยกออกจากกนได

โดยออกแบบใหแทนยดสามารถใชไดกบเครองทดสอบ

วสดเอนกประสงค (Universal Test Machine) ทง

ของทางบรษทและทางมหาวทยาลย การทำางานของ

2. วสด อปกรณและวธการวจย 2.1 วสดและอปกรณ

จากการเกบขอมลขนตอนการผลตและลกษณะการวจยผลตภณฑ และความเปนไปไดในการสรางเครองทดสอบใหมตามความตองการของงานวจย พบวาขนตอนการทาวจยของบรษทผผลตทวไปนยมหาคาสมประสทธความเสยดทานไดใชเครองทดสอบแบบ Pin

on Disc Test เปนหลก ซงสามารถหาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลน(μk)ไดเทานน แตยงขาดการศกษาเชงปจจยพนฐานทมผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทาน ซงเครองทดสอบแบบ Pin on Disc Test ไมสามารถทาการควบคมตวแปรทงหมดได โดยเฉพาะการสนสะเทอนจากการทดสอบทมผลกระทบตอขอมลทไดและอาจเปนอกสาเหตททาใหการวเคราะหคาดเคลอนได บนพนฐานของตวแปรทมผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทานทงคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) ได

คณะผวจยจงไดมแนวคดทจะสรางเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction Testing ขนเพอศกษาพฤตกรรมของวสดความเสยดทานโดยเฉพาะผลตภณฑผาเบรก ซงมงเนนไปทการศกษาคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) ในสภาวะอณหภม (Temperature) และภาระนาหนก(Dead Load) ทแตกตางกน เพอนาขอมลทไดเปรยบเทยบกบผลการทดลองจากเครองทดสอบแบบ Pin on Disc Test ทมลกษณะการทางานดงรปท 1 โดยมจานหมน (Rotation Disc) หมนรอบแกนดงและมเครองกาเนดความรอน (Heater) อยดานลางเพอสรางอณหภมทผวสมผสระหวางจานหมนและชนงานทดสอบ โดยมตวตรวจจบอณหภม (Temperature Sensor) ชวยควบคมอณหภมใหเปนไปตามทสภาวะการทดสอบทกาหนดไว และมชดจบยดชนงาน (Sample Holder) ทาหนาทกดชนงานทดสอบตามความดนทกาหนด ซงลกษณะการทดสอบดงกลาวสามารถสรางสภาวะการทดสอบไดใกลเคยงกบการใชงานจรง อยางไรกตามการ

รปท 1 ลกษณะของเครองทดสอบแบบ Pin on Disc [10]

รปท 2 เครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal

Test Machine)

ทดสอบแบบนยงคงมตนทนทสง และไมเหมาะกบการทดสอบภายในประเทศทยงไมมความสามารถทจะผลตเคร องทดสอบชนดนขน เองได เ นองจากตองใชเทคโนโลยคอนขางสงในการควบคมสภาวะการทดสอบในมเสถยรภาพ

สาหรบเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction Festing จะมสวนประกอบหลกทประกอบไปดวยเครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal test

machine)ดงรปท 2 และตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal Table) ดงรปท 3 แนวทางนใชหลกการเดยวกนกบเครองทดสอบแรงเสยดทานมาตรฐาน

ASTM D1894 [8] ซงอปกรณทงคสามารถถอดแยกออกจากกนไดโดยออกแบบใหแทนยดสามารถใชไดกบเครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal Test

Machine) ทงของทางบรษทและทางมหาวทยาลยการ

Rotation Disc

Temperature Sensor Sample Holder

Test Sample

Work Track

2. วสด อปกรณและวธการวจย 2.1 วสดและอปกรณ

จากการเกบขอมลขนตอนการผลตและลกษณะการวจยผลตภณฑ และความเปนไปไดในการสรางเครองทดสอบใหมตามความตองการของงานวจย พบวาขนตอนการทาวจยของบรษทผผลตทวไปนยมหาคาสมประสทธความเสยดทานไดใชเครองทดสอบแบบ Pin

on Disc Test เปนหลก ซงสามารถหาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลน(μk)ไดเทานน แตยงขาดการศกษาเชงปจจยพนฐานทมผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทาน ซงเครองทดสอบแบบ Pin on Disc Test ไมสามารถทาการควบคมตวแปรทงหมดได โดยเฉพาะการสนสะเทอนจากการทดสอบทมผลกระทบตอขอมลทไดและอาจเปนอกสาเหตททาใหการวเคราะหคาดเคลอนได บนพนฐานของตวแปรทมผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทานทงคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) ได

คณะผวจยจงไดมแนวคดทจะสรางเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction Testing ขนเพอศกษาพฤตกรรมของวสดความเสยดทานโดยเฉพาะผลตภณฑผาเบรก ซงมงเนนไปทการศกษาคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) ในสภาวะอณหภม (Temperature) และภาระนาหนก(Dead Load) ทแตกตางกน เพอนาขอมลทไดเปรยบเทยบกบผลการทดลองจากเครองทดสอบแบบ Pin on Disc Test ทมลกษณะการทางานดงรปท 1 โดยมจานหมน (Rotation Disc) หมนรอบแกนดงและมเครองกาเนดความรอน (Heater) อยดานลางเพอสรางอณหภมทผวสมผสระหวางจานหมนและชนงานทดสอบ โดยมตวตรวจจบอณหภม (Temperature Sensor) ชวยควบคมอณหภมใหเปนไปตามทสภาวะการทดสอบทกาหนดไว และมชดจบยดชนงาน (Sample Holder) ทาหนาทกดชนงานทดสอบตามความดนทกาหนด ซงลกษณะการทดสอบดงกลาวสามารถสรางสภาวะการทดสอบไดใกลเคยงกบการใชงานจรง อยางไรกตามการ

รปท 1 ลกษณะของเครองทดสอบแบบ Pin on Disc [10]

รปท 2 เครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal

Test Machine)

ทดสอบแบบนยงคงมตนทนทสง และไมเหมาะกบการทดสอบภายในประเทศทยงไมมความสามารถทจะผลตเคร องทดสอบชนดนขน เองได เ นองจากตองใชเทคโนโลยคอนขางสงในการควบคมสภาวะการทดสอบในมเสถยรภาพ

สาหรบเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction Festing จะมสวนประกอบหลกทประกอบไปดวยเครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal test

machine)ดงรปท 2 และตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal Table) ดงรปท 3 แนวทางนใชหลกการเดยวกนกบเครองทดสอบแรงเสยดทานมาตรฐาน

ASTM D1894 [8] ซงอปกรณทงคสามารถถอดแยกออกจากกนไดโดยออกแบบใหแทนยดสามารถใชไดกบเครองทดสอบวสดเอนกประสงค (Universal Test

Machine) ทงของทางบรษทและทางมหาวทยาลยการ

Rotation Disc

Temperature Sensor Sample Holder

Test Sample

Work Track

Page 4: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

318

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012

เ ค ร อ งทดสอบแบบ Coefficient of Friction Testing ถกแสดงในรปท 4 โดยเครองทดสอบวสดเอนกประสงค มหนาทลากชนงานทจะทำาการทดสอบซงสามารถปรบคาความเรวในการลากชนงานได ตวแทนยดในแนวนอน จะมหนาทรองรบชนงานและบงคบชนงานใหเคลอนทไปในทศทางทตองการ โดยมลวดเปนตวสงถายแรงในการลากชนงาน และมรอกเปนตวเปลยนแปลง

ทศทางการเคลอนทจากแนวดงของเครอง ทดสอบวสดเอนกประสงค มาเปนการเคลอนทในแนวระนาบของชนงานทดสอบ ซงตวแทนยดในแนวนอนนนตองทำาจากวสดเหลกหลอชนดเดยวกบทใชผลตชนสวนจานเบรกและมอปกรณทำาความรอน (Heater) ทำาหนาทสรางอณหภมตดตงทบรเวณดานลางของตวแทนยดในแนวนอน สวนตวชนงานนนจะถกยดกบลวดเพอทำาการลากชนงานและมภาระนำาหนกกดอยบนชนงาน ซงคาสมประสทธความเสยดทานจะถกคำานวณจากนำาหนก และแรงทใชลากชนงาน โดยสภาวะและขนตอนการทดสอบจะอางองจากมาตรฐาน ASTM G-99 [9] มาประยกตใชในการทดสอบ ตวแปรทสำาคญในการศกษาวจยนกคอปจจยททำาใหคาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) เปลยนแปลงในสภาวะตางๆ

2.2 วธการวจย 2.2.1 การเตรยมการ 1. ขนตอนการเตรยมชนงาน (Preparation of Specimen) ชนงานทดสอบจะถกตดใหมขนาด 1”x1”

หรอขนอยกบความดนทตองการจะทำาการทดสอบ โดยบรเวณผวชนงานดานลางจะตองทำาการบำาบดผวใหเรยบทสดเทาทจะเปนไปได 2. ขนตอนการสรางแทนยด (Formation of Fixed Horizontal Table Surface) ศกษาและออกแบบแทนยดใหมขนาดเหมาะสมกบชนงานและเครองทดสอบวสดเอนกประสงค โดยกำาหนดใหบรเวณผวหนาของแทนยดทำาจากวสดชนดเดยวกบจานเบรกและตดตงอปกรณทำาความรอนเพอสรางอณหภมบรเวณผวสมผส ซงระดบอณหภมสามารถปรบระดบไดและอยในชวงใกลเคยงกบสภาวะการทำางานจรง 3. ขนตอนการเตรยมผวของแทนยด (Preparation of Fixed Horizontal Table Surface) ระนาบของแทนทดสอบจะถกทำาความสะอาดและอยในสภาพทแหงปราศจากฝนผงตลอดทกครงกอนทจะเรมทำาการทดสอบ

รปท 3 ตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal

Table)

รปท 4 เครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction

Testing

ทางานของเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction

Testing ถกแสดงในรปท 4 โดยเครองทดสอบวสดเอนกประสงค มหนาทลากชนงานทจะทาการทดสอบซงสามารถปรบคาความเรวในการลากชนงานได ตวแทนยดในแนวนอน จะมหนาทรองรบชนงานและบงคบชนงานใหเคลอนทไปในทศทางทตองการ โดยมลวดเปนตวสงถายแรงในการลากชนงาน และมรอกเปนตวเปลยนแปลงทศทางการเคลอนทจากแนวดงของเครอง

ทดสอบวสดเอนกประสงค มาเปนการเคลอนทในแนวระนาบของชนงานทดสอบ ซงตวแทนยดในแนวนอนนนตองทาจากวสดเหลกหลอชนดเดยวกบทใชผลตชนสวนจานเบรกและมอปกรณทาความรอน(Heater) ทาหนาทสรางอณหภมตดตงทบรเวณดานลางของตวแทนยดในแนวนอน สวนตวชนงานนนจะถกยดกบลวดเพอทาการลากชนงานและมภาระนาหนกกดอยบนชนงาน ซงคาสมประสทธความเสยดทานจะถกคานวณจากนาหนก และแรงทใชลากชนงาน โดยสภาวะและขนตอนการทดสอบจะอางองจากมาตรฐาน ASTM G-99[9] มาประยกตใชในการทดสอบ

ตวแปรทสาคญในการศกษาวจยนกคอปจจยททาใหคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) เปลยนแปลงในสภาวะตางๆ

2.2 วธการวจย 2.2.1 การเตรยมการ 1. ขนตอนการเตรยมชนงาน (Preparation of

Specimen) ชนงานทดสอบจะถกตดใหมขนาด 1"×1"หรอขนอยกบความดนทตองการจะทาการทดสอบ โดยบรเวณผวชนงานดานลางจะตองทาการบาบดผวใหเรยบทสดเทาทจะเปนไปได

2. ขนตอนการสรางแทนยด (Formation of Fixed Horizontal Table Surface) ศกษาและออกแบบแทนยดใหมขนาดเหมาะสมกบชนงานและเครองทดสอบวสดเอนกประสงค โดยกาหนดใหบรเวณผวหนาของแทนยดทาจากวสดชนดเดยวกบจานเบรกและตดตงอปกรณทาความรอนเพอสรางอณหภมบรเวณผวสมผส ซงระดบอณหภมสามารถปรบระดบไดและอยในชวงใกลเคยงกบสภาวะการทางานจรง

3. ขนตอนการเตรยมผวของแทนยด (Preparation of Fixed Horizontal Table Surface) ระนาบของแทนทดสอบจะถกทาความสะอาดและอยในสภาพทแหงปราศจากฝนผงตลอดทกครงกอนทจะเรมทาการทดสอบ

รปท 3 ตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal

Table)

รปท 4 เครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction

Testing

ทางานของเครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction

Testing ถกแสดงในรปท 4 โดยเครองทดสอบวสดเอนกประสงค มหนาทลากชนงานทจะทาการทดสอบซงสามารถปรบคาความเรวในการลากชนงานได ตวแทนยดในแนวนอน จะมหนาทรองรบชนงานและบงคบชนงานใหเคลอนทไปในทศทางทตองการ โดยมลวดเปนตวสงถายแรงในการลากชนงาน และมรอกเปนตวเปลยนแปลงทศทางการเคลอนทจากแนวดงของเครอง

ทดสอบวสดเอนกประสงค มาเปนการเคลอนทในแนวระนาบของชนงานทดสอบ ซงตวแทนยดในแนวนอนนนตองทาจากวสดเหลกหลอชนดเดยวกบทใชผลตชนสวนจานเบรกและมอปกรณทาความรอน(Heater) ทาหนาทสรางอณหภมตดตงทบรเวณดานลางของตวแทนยดในแนวนอน สวนตวชนงานนนจะถกยดกบลวดเพอทาการลากชนงานและมภาระนาหนกกดอยบนชนงาน ซงคาสมประสทธความเสยดทานจะถกคานวณจากนาหนก และแรงทใชลากชนงาน โดยสภาวะและขนตอนการทดสอบจะอางองจากมาตรฐาน ASTM G-99[9] มาประยกตใชในการทดสอบ

ตวแปรทสาคญในการศกษาวจยนกคอปจจยททาใหคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) เปลยนแปลงในสภาวะตางๆ

2.2 วธการวจย 2.2.1 การเตรยมการ 1. ขนตอนการเตรยมชนงาน (Preparation of

Specimen) ชนงานทดสอบจะถกตดใหมขนาด 1"×1"หรอขนอยกบความดนทตองการจะทาการทดสอบ โดยบรเวณผวชนงานดานลางจะตองทาการบาบดผวใหเรยบทสดเทาทจะเปนไปได

2. ขนตอนการสรางแทนยด (Formation of Fixed Horizontal Table Surface) ศกษาและออกแบบแทนยดใหมขนาดเหมาะสมกบชนงานและเครองทดสอบวสดเอนกประสงค โดยกาหนดใหบรเวณผวหนาของแทนยดทาจากวสดชนดเดยวกบจานเบรกและตดตงอปกรณทาความรอนเพอสรางอณหภมบรเวณผวสมผส ซงระดบอณหภมสามารถปรบระดบไดและอยในชวงใกลเคยงกบสภาวะการทางานจรง

3. ขนตอนการเตรยมผวของแทนยด (Preparation of Fixed Horizontal Table Surface) ระนาบของแทนทดสอบจะถกทาความสะอาดและอยในสภาพทแหงปราศจากฝนผงตลอดทกครงกอนทจะเรมทาการทดสอบ

รปท 3 ตวแทนยดในแนวนอน (Fixed Horizontal Table)

รปท 4 เครองทดสอบแบบ Coefficient of Friction Testing

Page 5: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

319

The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555

รปท 5 ลกษณะการจบยดชนงานทดสอบ [1]

4. ขนตอนการประกอบชนงานทดสอบ (Assembly of Friction Coefficient Jig) ชนงานทดสอบทผาน ขนตอนการเตรยมชนงานแลวจะถกประกอบเขากบ ตวจบยดชนงาน (Jig) และแทนยดในแนวนอนเพอทดสอบ ซงอางองจาก ASTM D1894 [11], ISO 8295 [12] และ JIS K7125 [1] ดงแสดงในรปท 5 2.2.2 รายการและสภาวะการทดสอบ 1. รายการทดสอบคอ คาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) ทมความสมพนธตอพารามเตอรตางๆ ทเปลยนแปลง เชน อณหภม ความเรว และแรงดนทำางานในระดบตางๆ ซงถกอางองจาก JIS 4311 [2] และคาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธ

ความเสยดทานจลน (µk) สามารถหาไดจากสมการท 1

และ 2

(1)

(2)

โดย

คอสมประสทธของแรงเสยดทานสถต

คอสมประสทธของแรงเสยดทานจลน

คอแรงกดตงฉากกบผวสมผส

คอแรงสงสดเมอวตถเรมเคลอนทจากจดหยดนง

คอแรงเฉลยเมอวตถผานจดแรงเสยดทาน

สถตเปนระยะทาง 70 มลลเมตร

รปท 5 ลกษณะการจบยดชนงานทดสอบ [1] 4. ขนตอนการประกอบชนงานทดสอบ (Assembly

of Friction Coefficient Jig) ชนงานทดสอบทผานขนตอนการเตรยมชนงานแลวจะถกประกอบเขากบตวจบยดชนงาน (Jig) และแทนยดในแนวนอนเพอทดสอบ ซงอางองจาก ASTM D1894 [11], ISO 8295 [12] และ JIS K7125 [1] ดงแสดงในรปท 5

2.2.2 รายการและสภาวะการทดสอบ

1. รายการทดสอบคอ คาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μ k) ท มค ว ามสมพนธ ต อพา ร าม เ ตอ รต า งๆ ทเปลยนแปลง เชน อณหภม ความเรว และแรงดนทางานในระดบตางๆ ซงถกอางองจาก JIS 4311 [2] และคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธ ความเสยดทานจลน (μk) สามารถหาไดจากสมการท 1 และ 2

sμ = NFs (1)

kμ = NFk (2)

โดย

sμ คอ สมประสทธของแรงเสยดทานสถต

kμ คอ สมประสทธของแรงเสยดทานจลน

N คอ แรงกดตงฉากกบผวสมผส

sF คอ แรงสงสดเมอวตถเรมเคลอนทจากจดหยดนง

kF คอ แรงเฉลยเมอวตถผานจดแรงเสยดทานสถตเปนระยะทาง 70 มลลเมตร

รปท 6 ตาแหนงของคาสมประสทธความเสยดทาน

สถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) [1]

2. สภาวะการทดสอบจะทดสอบภายใตปจจยดงตารางท 1 ตารางท 1 สภาวะการทดสอบ

การทดลองเพอเปรยบเทยบผลจากเครองทดสอบ

การทดลอง อณหภม (°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว (m/s)

Pin on Disk* 100-350 1 7**

Friction testing 100-350 1.03 0.0083**

การทดลองเพอเปรยบเทยบปจจยจากความดน

การทดลอง อณหภม (°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว (m/s)

Friction Testing 200*** 0.215 0.316 0.519

0.0083

หมายเหต: * เปนผลการทดลองทไดร บการสนบสนนจากภาคอตสาหกรรม ** ขอจากดดานสภาวะการทดสอบของเครองทดสอบทไมสามารถทาการปรบเปลยนใหใกลเคยงได *** อณหภมการใชงานเฉลยทเกดขนในสภาวะการใชงานจรง 3. ผลการทดลอง

จากการดาเนนการทดลองตามวตถประสงคของการวจยนน ขอมลทไดจากการทดลอง ระหวางเครอง Pin on Disk ซงถกทดลองโดยภาคอตสาหกรรม และเครอง Friction Testing ซงถกทดลองโดยคณะวจยไดถกนามาเปรยบเทยบโดยผลการทดลอง ระหวางเครอง

Pin on Disk (กราฟเสนเตมสฟา) ซงถกทดลองโดยภาคอตสาหกรรม และเครอง Friction Testing (กราฟเสนประสแดง) ซงถกทดลองโดยคณะผจดทาโครงงาน

รปท 5 ลกษณะการจบยดชนงานทดสอบ [1] 4. ขนตอนการประกอบชนงานทดสอบ (Assembly

of Friction Coefficient Jig) ชนงานทดสอบทผานขนตอนการเตรยมชนงานแลวจะถกประกอบเขากบตวจบยดชนงาน (Jig) และแทนยดในแนวนอนเพอทดสอบ ซงอางองจาก ASTM D1894 [11], ISO 8295 [12] และ JIS K7125 [1] ดงแสดงในรปท 5

2.2.2 รายการและสภาวะการทดสอบ

1. รายการทดสอบคอ คาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μ k) ท มค ว ามสมพนธ ต อพา ร าม เ ตอ รต า งๆ ทเปลยนแปลง เชน อณหภม ความเรว และแรงดนทางานในระดบตางๆ ซงถกอางองจาก JIS 4311 [2] และคาสมประสทธความเสยดทานสถต (μs) และคาสมประสทธ ความเสยดทานจลน (μk) สามารถหาไดจากสมการท 1 และ 2

sμ = NFs (1)

kμ = NFk (2)

โดย

sμ คอ สมประสทธของแรงเสยดทานสถต

kμ คอ สมประสทธของแรงเสยดทานจลน

N คอ แรงกดตงฉากกบผวสมผส

sF คอ แรงสงสดเมอวตถเรมเคลอนทจากจดหยดนง

kF คอ แรงเฉลยเมอวตถผานจดแรงเสยดทานสถตเปนระยะทาง 70 มลลเมตร

รปท 6 ตาแหนงของคาสมประสทธความเสยดทาน

สถต (μs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (μk) [1]

2. สภาวะการทดสอบจะทดสอบภายใตปจจยดงตารางท 1 ตารางท 1 สภาวะการทดสอบ

การทดลองเพอเปรยบเทยบผลจากเครองทดสอบ

การทดลอง อณหภม (°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว (m/s)

Pin on Disk* 100-350 1 7**

Friction testing 100-350 1.03 0.0083**

การทดลองเพอเปรยบเทยบปจจยจากความดน

การทดลอง อณหภม (°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว (m/s)

Friction Testing 200*** 0.215 0.316 0.519

0.0083

หมายเหต: * เปนผลการทดลองทไดร บการสนบสนนจากภาคอตสาหกรรม ** ขอจากดดานสภาวะการทดสอบของเครองทดสอบทไมสามารถทาการปรบเปลยนใหใกลเคยงได *** อณหภมการใชงานเฉลยทเกดขนในสภาวะการใชงานจรง 3. ผลการทดลอง

จากการดาเนนการทดลองตามวตถประสงคของการวจยนน ขอมลทไดจากการทดลอง ระหวางเครอง Pin on Disk ซงถกทดลองโดยภาคอตสาหกรรม และเครอง Friction Testing ซงถกทดลองโดยคณะวจยไดถกนามาเปรยบเทยบโดยผลการทดลอง ระหวางเครอง

Pin on Disk (กราฟเสนเตมสฟา) ซงถกทดลองโดยภาคอตสาหกรรม และเครอง Friction Testing (กราฟเสนประสแดง) ซงถกทดลองโดยคณะผจดทาโครงงาน

2. สภาวะการทดสอบจะทดสอบภายใตปจจยดงตารางท 1

ตารางท 1 สภาวะการทดสอบการทดลองเพอเปรยบเทยบผลจากเครองทดสอบ

อณหภม(°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว(m/s)

Pin on Disk* 100-350 1 7**

Friction testing 100-350 1.03 0.0083**

การทดลองเพอเปรยบเทยบผลจากเครองทดสอบ

อณหภม(°C)

แรงดน (MPa)

ความเรว(m/s)

Friction Testing 200***

0.215

0.316

0.519

0.0083

หมายเหต * เปนผลการทดลองทไดรบการสนบสนนจาก ภาคอตสาหกรรม ** ขอจำากดดานสภาวะการทดสอบของเครอง ทดสอบทไมสามารถทำาการปรบเปลยนใหใกล เคยงได *** อณหภมการใชงานเฉลยทเกดขนในสภาวะการ ใชงานจรง

3. ผลการทดลอง

จากการดำาเนนการทดลองตามวตถประสงคของ

การวจยนน ขอมลทไดจากการทดลอง ระหวางเครอง

Pin on Disk ซงถกทดลองโดยภาคอตสาหกรรมและ

เครอง Friction Testing ซงถกทดลองโดยคณะวจยได

การทดลอง

การทดลอง

รปท 6 ตำาแหนงของคาสมประสทธความเสยดทานสถต (µs) และคาสมประสทธความเสยดทานจลน (µk) [1]

Page 6: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

320

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012

ถกนำามาเปรยบเทยบโดยผลการทดลองระหวางเครอง

Pin on Disk (กราฟเสนเตมสฟา) ซงถกทดลองโดยภาค

อตสาหกรรมและเครอง Friction Testing (กราฟเสน

ประสแดง) ซงถกทดลองโดยคณะผจดทำาโครงงาน ดงรปท 7 ถง 11 นอกจากน กราฟเสนดงกลาวยงแสดงความสมพนธระหวางอณหภม 100°C ถง 350°C ทมผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทานจลน โดยมคาระดบสมประสทธความเสยดทานจลนเปนตวชวด

3.1 ผลการทดลองผาเบรกชนด A การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A ถกแสดงในรปท 7 จะเหนไดวาผลจากเครอง Pin on Disk มคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตำาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.229 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) ในขณะทคาสมประสทธความเสยดทานจลนตำาสดของเครอง Friction Testing มคาเทากบ 0.214 ทอณหภม 300°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง Pin on Disk มคา 0.368 ทอณหภม 350°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง Friction Testing มคาเทากบ 0.349 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) หลงจากนนคาจะคอยๆ ลดลงเชนเดยวกน ซงลกษณะการเปลยนแปลงของคาสมประสทธความเสยดทานจลนดงกลาวจะแปรผนตามอณหภมนอกจากน ขอมลจากการทดลองดงกลาวยงแสดงใหเหนวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 18.9%

3.2 ผลการทดลองผาเบรกชนด B รปท 8 เปนการเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B จะเหนวาผลจากเครอง Pin on Disk กจะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง

Friction Testing เชนเดยวกนกบชนด A แตกยงมความสอดคลองตามเครอง Pin on Disk อย โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตำาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.285 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) สวนคาตำาสดของเครอง Friction Testingคอ 0.257 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) เชนเดยวกน คาสงสดของการทดลองชนดนของเครอง Pin on Disk อยท 0.475 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) และคาจากเครอง Friction Testing คอ 0.347 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และจากผลการทดลองนจะเหนวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 21.96%

ดงรปท 7 ถง 11 นอกจากน กราฟเสนดงกลาวยงแสดงความสมพนธระหวางอณหภม 100°C ถง 350°C ทมผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทานจลน โดยมคาระดบสมประสทธความเสยดทานจลนเปนตวชวด

3.1 ผลการทดลองผาเบรกชนด A

การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A ถกแสดงในรปท 7 จะเหนไดวาผลจากเครอง Pin on Disk มคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.229 ทอณหภม100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) ในขณะทคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดของเครอง Friction Testing มคาเทากบ 0.214 ทอณหภม 300°C ในการทดลองชวง เพม อณหภม (Climb up) และคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง Pin on Disk มคา 0.368 ทอณหภม 350°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง

Friction Testing มคาเทากบ 0.349 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) หลงจากนนคาจะคอยๆ ลดลงเชนเดยวกน ซงลกษณะการเปลยนแปลงของคาสมประสทธความเสยดทานจลนดงกลาวจะแปรผนตามอณหภมนอกจากน ขอมลจากการทดลองดงกลาวยงแสดงใหเหนวาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 18.9%

3.2 ผลการทดลองผาเบรกชนด B

รปท 8 เปนการเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B จะเหนวาผลจากเครอง Pin on Disk กจะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง Friction Testing เชนเดยวกนกบชนด A แตกยงมความสอดคลองตามเครอง Pin on Disk อย โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on

Disk คอ 0.285 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลด

รปท 7 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A

รปท 8 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B

อณหภม (Climb down) สวนคาตาสดของเครองFriction Testing คอ 0.257 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) เชนเดยวกน คาสงสดของการทดลองชนดนของเครอง Pin on Disk อยท 0.475 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) และคาจากเครอง Friction

Testing คอ 0.347 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และจากผลการทดลองนจะเหนวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testingเทากบ 21.96%

3.3 ผลการทดลองผาเบรกชนด C

การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C ดงแสดงไวในรปท 9 ซงผลทเกดขนยงเปนไปตามลกษณะ

0

0.

0.

0.3

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00

Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°C

pin on disk friction testingClimb up Climb down

0

0.

0.

0.3

0.

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°Cpin on disk friction testing

Climb up Climb down

ดงรปท 7 ถง 11 นอกจากน กราฟเสนดงกลาวยงแสดงความสมพนธระหวางอณหภม 100°C ถง 350°C ทมผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทานจลน โดยมคาระดบสมประสทธความเสยดทานจลนเปนตวชวด

3.1 ผลการทดลองผาเบรกชนด A

การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A ถกแสดงในรปท 7 จะเหนไดวาผลจากเครอง Pin on Disk มคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.229 ทอณหภม100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) ในขณะทคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดของเครอง Friction Testing มคาเทากบ 0.214 ทอณหภม 300°C ในการทดลองชวง เพม อณหภม (Climb up) และคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง Pin on Disk มคา 0.368 ทอณหภม 350°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงสดของเครอง

Friction Testing มคาเทากบ 0.349 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) หลงจากนนคาจะคอยๆ ลดลงเชนเดยวกน ซงลกษณะการเปลยนแปลงของคาสมประสทธความเสยดทานจลนดงกลาวจะแปรผนตามอณหภมนอกจากน ขอมลจากการทดลองดงกลาวยงแสดงใหเหนวาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 18.9%

3.2 ผลการทดลองผาเบรกชนด B

รปท 8 เปนการเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B จะเหนวาผลจากเครอง Pin on Disk กจะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนสงกวาผลจากเครอง Friction Testing เชนเดยวกนกบชนด A แตกยงมความสอดคลองตามเครอง Pin on Disk อย โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on

Disk คอ 0.285 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลด

รปท 7 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A

รปท 8 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B

อณหภม (Climb down) สวนคาตาสดของเครองFriction Testing คอ 0.257 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) เชนเดยวกน คาสงสดของการทดลองชนดนของเครอง Pin on Disk อยท 0.475 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) และคาจากเครอง Friction

Testing คอ 0.347 ทอณหภม 250°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และจากผลการทดลองนจะเหนวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testingเทากบ 21.96%

3.3 ผลการทดลองผาเบรกชนด C

การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C ดงแสดงไวในรปท 9 ซงผลทเกดขนยงเปนไปตามลกษณะ

0

0.

0.

0.3

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00

Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°C

pin on disk friction testingClimb up Climb down

0

0.

0.

0.3

0.

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°Cpin on disk friction testing

Climb up Climb down

รปท 7 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด A

รปท 8 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด B

Page 7: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

321

The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555

รปท 9 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C

3.3 ผลการทดลองผาเบรกชนด C

การเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C ดง

แสดงไวในรปท 9 ซงผลทเกดขนยงเปนไปตามลกษณะ

ของชนด A และชนด B คอคาสมประสทธความ

เสยดทานจลนของเครอง Pin on Disk จะยงมคาสงกวา

ผลของชนด A และชนด B คอคาสมประสทธความเสยด

ทานจลนของเครอง Pin on Disk จะยงมคาสงกวาผลจาก

เครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยด

ทานจลนตำาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.380 ท

อณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb

down) สวนคาตำาสดของเครอง Friction Testing คอ

0.278 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม

(Climb up) คาสมประสทธความเสยดทานจลนสดสงของ

เครอง Pin on Disk และเครอง Friction Testing เกดขน

ทอณหภมเดยวกนคอทอณหภม 300°C โดยคาของ

เครอง Pin on Disk เทากบ 0.481 สวนคาของเครอง

Friction Testing เทากบ 0.422 และจากผลการทดลอง

นจะเหนวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนทไดจาก

เครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing

เทากบ 17.82%

จากผลการทดลองสามารถสงเกตเหนไดวาใน

การทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลด

อณหภม (Climb down) ณ จดทอณหภมทเทากน จะ

รปท 9 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C

ของชนด A และชนด B คอคาสมประสทธความเสยดทานจลนของเครอง Pin on Disk จะยงมคาสงกวาผลจากเครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.380 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb Down) สวนคาตาสดของเครอง Friction Testing คอ 0.278 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) คาสมประสทธความเสยดทานจลนสดสงของเครอง Pin on Disk และเครอง Friction Testing เกดขนทอณหภมเดยวกนคอทอณหภม 300°Cโดยคาของเครอง Pin on Disk เทากบ 0.481 สวนคาของเครอง Friction Testing เทากบ 0.422 และจากผลการทดลองนจะเหนวาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 17.82%

จากผลการทดลองสามารถสงเกตเหนไดวาในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม(Climb down) ณ จดทอณหภมทเทากน จะมคาสมประสทธความเสยดทานทแตกตางกน อนเปนผลมาจากการคอยๆ เลอน หรอเสอมตวของคาสมประสทธ ความเสยดทานของผาเบรก (Fade in /Fade out) ซงเปนพฤตกรรมโดยปกตของผาเบรกทเปลยนแปลงไปหลงจากไดรบปรมาณความรอน

นอกจากน ผลการทดลองทเกดขนยงพบวาผลจากเครอง Friction Testing มคาความแตกตางจากผลของ Pin on Disk ตามสภาวะตางๆแตกตางกนไป ซงอาจม

รปท 10 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Pin on disk

ผลมาจากตวแปรทใชในการทดลอง เนองจากความเรวทใชในการทดลองของทง 2 แบบนนตางกนอยมาก นอกจากนการควบคมตวแปรขณะทาการทดลองทาไดคอนขางยาก เชนอณหภมทเกดขนแตละจดบนแผนระนาบทดสอบมคาแตกตางกนในบางชวงการทดลอง

3.4 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Pin on Disk จากรปท 10 เมอนาพฤตกรรมของคาสมประสทธ

ความเสยดทานจลนทอณหภมตางๆ ของผาเบรกทง ชนด มาเปรยบเทยบกนแลว โดยรวมจะพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตาทสด และผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม (Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 36.36% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด C มากกวาชนด B เทากบ 63.64%

3.5 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Friction Testing

จากรปท 11 เปนการนาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกทง 3 ชนด ททาการทดลองจาก

0

0.

0.

0.6

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00

Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°Cpin on disk friction testing

Climb up Climb down

0

0.

0.

0.6

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°CType A Type B Type C

Climb up Climb down

รปท 9 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองผาเบรกชนด C

ของชนด A และชนด B คอคาสมประสทธความเสยดทานจลนของเครอง Pin on Disk จะยงมคาสงกวาผลจากเครอง Friction Testing โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนตาสดจากเครอง Pin on Disk คอ 0.380 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb Down) สวนคาตาสดของเครอง Friction Testing คอ 0.278 ทอณหภม 100°C ในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) คาสมประสทธความเสยดทานจลนสดสงของเครอง Pin on Disk และเครอง Friction Testing เกดขนทอณหภมเดยวกนคอทอณหภม 300°Cโดยคาของเครอง Pin on Disk เทากบ 0.481 สวนคาของเครอง Friction Testing เทากบ 0.422 และจากผลการทดลองนจะเหนวาคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนทไดจากเครอง Pin on Disk มคาสงกวาเครอง Friction Testing เทากบ 17.82%

จากผลการทดลองสามารถสงเกตเหนไดวาในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม(Climb down) ณ จดทอณหภมทเทากน จะมคาสมประสทธความเสยดทานทแตกตางกน อนเปนผลมาจากการคอยๆ เลอน หรอเสอมตวของคาสมประสทธ ความเสยดทานของผาเบรก (Fade in /Fade out) ซงเปนพฤตกรรมโดยปกตของผาเบรกทเปลยนแปลงไปหลงจากไดรบปรมาณความรอน

นอกจากน ผลการทดลองทเกดขนยงพบวาผลจากเครอง Friction Testing มคาความแตกตางจากผลของ Pin on Disk ตามสภาวะตางๆแตกตางกนไป ซงอาจม

รปท 10 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Pin on disk

ผลมาจากตวแปรทใชในการทดลอง เนองจากความเรวทใชในการทดลองของทง 2 แบบนนตางกนอยมาก นอกจากนการควบคมตวแปรขณะทาการทดลองทาไดคอนขางยาก เชนอณหภมทเกดขนแตละจดบนแผนระนาบทดสอบมคาแตกตางกนในบางชวงการทดลอง

3.4 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Pin on Disk จากรปท 10 เมอนาพฤตกรรมของคาสมประสทธ

ความเสยดทานจลนทอณหภมตางๆ ของผาเบรกทง ชนด มาเปรยบเทยบกนแลว โดยรวมจะพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตาทสด และผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม (Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 36.36% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด C มากกวาชนด B เทากบ 63.64%

3.5 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Friction Testing

จากรปท 11 เปนการนาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกทง 3 ชนด ททาการทดลองจาก

0

0.

0.

0.6

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00

Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°Cpin on disk friction testing

Climb up Climb down

0

0.

0.

0.6

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°CType A Type B Type C

Climb up Climb down

มคาสมประสทธความเสยดทานทแตกตางกน อนเปนผล

มาจากการคอยๆ เลอน หรอเสอมตวของคาสมประสทธ

ความเสยดทานของผาเบรก (Fade in /Fade out) ซง

เปนของผาเบรกทเปลยนแปลงไปหลงจากไดรบปรมาณ

ความรอน

นอกจากน ผลการทดลองทเกดขนยงพบวาผลจาก

เครอง Friction Testing มคาความแตกตางจากผล รปของ

เครอง Pin on Disk ตามสภาวะตางๆ แตกตางกนไป

ซงอาจมผลมาจากตวแปรทใชในการทดลอง เนองจาก

ความเรวทใชในการทดลองของทง 2 แบบนนตางกนอย

มาก นอกจากนการควบคมตวแปรขณะทำาการทดลอง

ทำาไดคอนขางยาก เชนอณหภมทเกดขนแตละจดบน

แผนระนาบทดสอบมคาแตกตางกนในบางชวงการทดลอง

3.4 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Pin on Disk

จากรปท 10 เมอนำาพฤตกรรมของคาสมประสทธ

ความเสยดทานจลนทอณหภมตางๆ ของผาเบรก

ทง 3 ชนด มาเปรยบเทยบกนแลว โดยรวมจะพบวา

คาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด

A จะมคาตำาทสด และผาเบรกชนด B และ C จะม

คาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลำาดบ

อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวา

รปท 10 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Pin on Disk พฤตกรรมโดยปกต

Page 8: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

322

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012

ผาเบรกชนด B และชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม (Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของ ผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 36.36% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด C มากกวาชนด B เทากบ 63.64%

3.5 แนวโนมผลการทดลองจากเครอง Friction Testing จากรปท 11 เปนการนำาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกทง 3 ชนด ททำาการทดลองจาก เครอง Friction Testing มาทำาการเปรยบเทยบผลเชนเดยวกนกบรปท 10 จะเหนวาผลทเกดขนจากการทดลองโดยรวมพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตำาทสดแตจะมความแปรปรวนเกดขนทจดอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) ผาเบรกชนด A มคามากกวาผาเบรกชนด B อนอาจจะเกดจากปจจยดงทกลาวไวขางตน สวนผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลำาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และ ชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม (Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 27.27% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด C มากกวาชนด B เทากบ 72.73%

รปท 11 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Friction Testing

เครอง Friction Testing มาทาการเปรยบเทยบผลเชนเดยวกนกบรปท 10 จะเหนวาผลทเกดขนจากการทดลองโดยรวมพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตาทสดแตจะมความแปรปรวนเกดขนทจดอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) ผาเบรกชนด A มคามากกวาผาเบรกชนด B อนอาจจะเกดจากปจจยดงทกลาวไวขางตน สวนผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และ ชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม(Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 27.27% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด

C มากกวาชนด B เทากบ 72.73%

3.6 ปจจยทสงผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทาน

จากรปท 12, 1 และ 14 เปนกราฟแสดงใหเหนถงพฤตกรรมของสมประสทธความเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลน ของผาเบรกชนด A, B และ C ตามลาดบโดยการทดลองดงกลาวจะทาการปรบเปลยนความดนสวนผลกระทบทเกดขนจาก

รปท 12 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด A ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

รปท 13 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด B ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

อณหภมน น จากการการทดลองพบว าการค าสมประสทธความเสยดทานจะแปรเปลยนไปตามความมงหมายของการออกแบบสวนผสมของผาเบรกใหสามารถใชงานไดในยานอณหภมใดๆ ซงขนอยกบบรษทผผลต ดงนนการวจยครงนจงขอสงวนสทธการนาเสนอผลกระทบจากปจจยดงกลาว เนองจากเปนความลบทางการคาของบรษทผผลต

ผลจากการทดลอง พบวาโดยรวมคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตจะมคามากกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลน โดยเฉพาะอยางยงทสภาวะความดนสงจะสงทาใหมองเหนความแตกตางระหวางคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนไดงายขน ดงขอมลในตารางท 2 และสามารถเหน

0

0.

0.

0.3

0.

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°CType A Type B Type C

Climb up Climb down

0

0.0

0.

0.

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

0

0.

0.

0.3

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

รปท 11 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Friction Testing

เครอง Friction Testing มาทาการเปรยบเทยบผลเชนเดยวกนกบรปท 10 จะเหนวาผลทเกดขนจากการทดลองโดยรวมพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตาทสดแตจะมความแปรปรวนเกดขนทจดอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) ผาเบรกชนด A มคามากกวาผาเบรกชนด B อนอาจจะเกดจากปจจยดงทกลาวไวขางตน สวนผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และ ชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม(Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 27.27% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด

C มากกวาชนด B เทากบ 72.73%

3.6 ปจจยทสงผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทาน

จากรปท 12, 1 และ 14 เปนกราฟแสดงใหเหนถงพฤตกรรมของสมประสทธความเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลน ของผาเบรกชนด A, B และ C ตามลาดบโดยการทดลองดงกลาวจะทาการปรบเปลยนความดนสวนผลกระทบทเกดขนจาก

รปท 12 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด A ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

รปท 13 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด B ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

อณหภมน น จากการการทดลองพบว าการค าสมประสทธความเสยดทานจะแปรเปลยนไปตามความมงหมายของการออกแบบสวนผสมของผาเบรกใหสามารถใชงานไดในยานอณหภมใดๆ ซงขนอยกบบรษทผผลต ดงนนการวจยครงนจงขอสงวนสทธการนาเสนอผลกระทบจากปจจยดงกลาว เนองจากเปนความลบทางการคาของบรษทผผลต

ผลจากการทดลอง พบวาโดยรวมคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตจะมคามากกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลน โดยเฉพาะอยางยงทสภาวะความดนสงจะสงทาใหมองเหนความแตกตางระหวางคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนไดงายขน ดงขอมลในตารางท 2 และสามารถเหน

0

0.

0.

0.3

0.

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°CType A Type B Type C

Climb up Climb down

0

0.0

0.

0.

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

0

0.

0.

0.3

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

รปท 11 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด

ของเครอง Friction Testing

เครอง Friction Testing มาทาการเปรยบเทยบผลเชนเดยวกนกบรปท 10 จะเหนวาผลทเกดขนจากการทดลองโดยรวมพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด A จะมคาตาทสดแตจะมความแปรปรวนเกดขนทจดอณหภม 250°C ในการทดลองชวงลดอณหภม (Climb down) ผาเบรกชนด A มคามากกวาผาเบรกชนด B อนอาจจะเกดจากปจจยดงทกลาวไวขางตน สวนผาเบรกชนด B และ C จะมคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขนตามลาดบ อยางไรกตาม ในบางชวงอณหภมของการทดลองพบวาผาเบรกชนด B และ ชนด C จะมคามากกวาชนด A ซงมพฤตกรรมการเปลยนแปลงทไมคงททงในการทดลองชวงเพมอณหภม (Climb up) และชวงลดอณหภม(Climb down) โดยคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด B มากกวาชนด C เทากบ 27.27% สวนคาสมประสทธความเสยดทานจลนของผาเบรกชนด

C มากกวาชนด B เทากบ 72.73%

3.6 ปจจยทสงผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทาน

จากรปท 12, 1 และ 14 เปนกราฟแสดงใหเหนถงพฤตกรรมของสมประสทธความเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลน ของผาเบรกชนด A, B และ C ตามลาดบโดยการทดลองดงกลาวจะทาการปรบเปลยนความดนสวนผลกระทบทเกดขนจาก

รปท 12 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด A ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

รปท 13 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด B ทความดนตางๆ จากเครอง Friction Testing

อณหภมน น จากการการทดลองพบว าการค าสมประสทธความเสยดทานจะแปรเปลยนไปตามความมงหมายของการออกแบบสวนผสมของผาเบรกใหสามารถใชงานไดในยานอณหภมใดๆ ซงขนอยกบบรษทผผลต ดงนนการวจยครงนจงขอสงวนสทธการนาเสนอผลกระทบจากปจจยดงกลาว เนองจากเปนความลบทางการคาของบรษทผผลต

ผลจากการทดลอง พบวาโดยรวมคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตจะมคามากกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลน โดยเฉพาะอยางยงทสภาวะความดนสงจะสงทาใหมองเหนความแตกตางระหวางคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนไดงายขน ดงขอมลในตารางท 2 และสามารถเหน

0

0.

0.

0.3

0.

0.

00 0 00 0 300 30 300 0 00 0 00Kineti

c fric

tion c

oeffic

ient ,μ

k

Tempurature°CType A Type B Type C

Climb up Climb down

0

0.0

0.

0.

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

0

0.

0.

0.3

0.

0.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

3.6 ปจจยทสงผลกระทบตอสมประสทธความเสยดทาน จากรปท 12, 13 และ 14 เปนกราฟแสดงใหเหนถงพฤตกรรมของสมประสทธความเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลน ของผาเบรกชนด A, B และ C ตามลำาดบโดยการทดลองดงกลาวจะทำาการปรบเปลยนความดนสวนผลกระทบทเกดขนจากอณหภมนน จากการการทดลองพบวาการคาสมประสทธความเสยดทานจะแปรเปลยนไปตามความมงหมายของการออกแบบสวนผสมของผาเบรกใหสามารถใชงานไดในยานอณหภมใดๆ ซงขนอยกบบรษทผผลต ดงนนการวจยครงนจงขอสงวนสทธการนำาเสนอผลกระทบจากปจจยดงกลาว เนองจากเปนความลบทางการคาของบรษทผผลต

รปท 12 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด A ทความดน ตางๆ จากเครอง Friction Testing

รปท 13 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด B ทความดน ตางๆ จากเครอง Friction Testing

รปท 11 กราฟเปรยบเทยบผลการทดลองทง 3 ชนด ของเครอง Friction Testing

Page 9: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

323

The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555

ผลจากการทดลอง พบวาโดยรวมคาสมประสทธความเสยดทานสถตจะมคามากกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลน โดยเฉพาะอยางยงทสภาวะความดนสงจะสงทำาใหมองเหนความแตกตางระหวางคาสมประสทธความเสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนไดงายขน ดงขอมลในตารางท 2 และสามารถเหน ไดอยางชดเจนจากผลการทดลองผาเบรกชนด A และ C ดงแสดงในรปท 12 และ 14 ซงแตกตางกบผาเบรกชนด B ดงแสดงในรปท 13 ทมคาความยดหยนตำากวาชนดอน อนเปนผลมาจากการออกแบบของบรษทผผลต นอกจากนยงพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนโดยเฉลยจะลดลงเมอใชความดนสงขนในขณะทำาการทดลอง อยางไรกตามพฤตกรรมของคาสมประสทธความเสยดทานทมความออนไหวจะนนขนอยกบสตรของ ผาเบรกแตละชนดดวย

ตารางท 2 ผลการทดสอบทสภาวะความดนตางๆ Pressure

(MPa)

Type A Type B Type C

µs µk µs µk µs µk

0.215 0.206 0.189 NA 0.408 0.353 0.326

0.316 0.200 0.178 NA 0.343 0.292 0.284

0.519 0.200 0.177 NA 0.355 0.282 0.277

4. อภปรายผลและสรป การศกษาแนวทางการทดสอบสมประสทธความ

เสยดทานสำาหรบผาเบรกแบบใหมนจดทำาขนเพอใชเปนทางเลอกสำาหรบการทดสอบในภาคอตสาหกรรม อกทงเพอศกษาปจจยทสงผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทาน โดยอาศยแนวทางการสรางตามรปแบบมาตรฐาน JIS K7125 [1] และอาศยสภาวะการทดสอบตามมาตรฐาน JIS D4311 [2] ซงเปนมาตรฐานการทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานของผาคลตชมาประยกตใชกบการทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานของผาเบรก นอกจากนยงมงเนนไปทการศกษาพฤตกรรมสมประสทธความเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลนอกดวย จากวตถประสงคของการวจยทตองการสรางทางเลอกใหมสำาหรบการทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานนนพบวา ผลการทดสอบทไดจากเครองทดสอบมคาความแตกตางระหวางเครองทดสอบทง 2 แบบ อยในชวง 17-22% ซงเปนผลมาจากปจจยดานความเรวทใชในการทดสอบแตกตางกนมาก และเปนขอจำากดของเครองทดสอบทงสอง นอกจากนองคความรทไดจากการศกษาผลกระทบของอณหภม และความดนทมผลตอคาสมประสทธความเสยดทานพบวาอณหภมเปนปจจยสำาคญทมอทธพลตอการเปลยนแปลงคาสมประสทธความเสยดทานจลนอยางยงซงสามารถกลาวโดยรวมไดวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนมแนวโนมจะแปรผนตาม นอกจากนความดนกเปนอกปจจยหนงทสงผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทานซงพบวาโดยปกตคาสมประสทธความเสยดทานสถตจะสงกวาคา

สมประสทธความเสยดทานจลน และเมอความดนเพมขน

จะสงผลใหผลตางระหวางคาสมประสทธความเสยดทาน

สถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนเพมขน และ

ทำาใหคาสมประสทธความเสยดทานจลนโดยเฉลยลดลง

อยางไรกตามผลกระทบทเกดขนจากทงอณหภมและ

ความความดน ทสงผลตอพฤตกรรมคาสมประสทธความ

เสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนนน

ยงขนอยกบสตรของผาเบรกแตละชนดทมสวนการผสม

ของสารตงตนทแตกตางกนและหลากหลายซงขนอยกบ

จดประสงคการใชงานททางผผลตกำาหนดอกดวย

รปท 14 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด C ทความ

ดนตางๆ จากเครอง Friction Testing ไดอยางชดเจนจากผลการทดลองผาเบรกชนด A และ C ดงแสดงในรปท 12 และ 14 ซงแตกตางกบผาเบรกชนด B ดงแสดงในรปท 13 ทมคาความยดหยนตากวาชนดอน อนเปนผลมาจากการออกแบบของบรษทผผลต นอกจากนยงพบวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนโดยเฉลยจะลดลงเมอใชความดนสงขนในขณะทาการทดลอง อยางไรกตามพฤตกรรมของคาสมประสทธ ความเสยดทานทมความออนไหวจะนนขนอยกบสตรของผาเบรกแตละชนดดวย

ตารางท 2 ผลการทดสอบทสภาวะความดนตางๆ Pressure (MPa)

Type A Type B Type C

µs µk µs µk µs µk

0.215 0.206 0.189 0.365 0.408 0.353 0.326

0.316 0.200 0.178 0.322 0.343 0.292 0.284

0.519 0.200 0.177 0.330 0.355 0.282 0.277 4. อภปรายผลและสรป

การศกษาแนวทางการทดสอบสมประสทธความเสยดทานสาหรบผาเบรกแบบใหมนจดทาขนเพอใชเปนทางเลอกสาหรบการทดสอบในภาคอตสาหกรรม อกทงเพอศกษาปจจยทสงผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทาน โดยอาศยแนวทางการสรางตามรปแบบมาตรฐาน JIS K7125 [1] และอาศยสภาวะการทดสอบตามมาตรฐาน JIS D4311 [2] ซงเปนมาตรฐานการ

ทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานของผาคลตชมาประยกตใชกบการทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานของผาเบรก นอกจากนยงมงเนนไปทการศกษาพฤตกรรมสมประสทธค วามเสยดทานสถตและสมประสทธความเสยดทานจลนอกดวย

จากวตถประสงคของการวจยทตองการสรางทางเลอกใหมสาหรบการทดสอบคาสมประสทธความเสยดทานนนพบวา ผลการทดสอบทไดจากเครองทดสอบมคาความแตกตางระหวางเครองทดสอบทง 2 แบบ อยในชวง 17-22% ซงเปนผลมาจากปจจยดานความเรวทใชในการทดสอบแตกตางกนมาก และเปนขอจากดของเครองทดสอบทงสอง นอกจากนองคความรทไดจากการศกษาผลกระทบของอณหภม และความดนทมผลตอคาสมประสทธความเสยดทานพบวาอณหภมเปนปจจยสาคญทมอทธพลตอการเปลยนแปลงคาสมประสทธความเสยดทานจลนอยางยงซงสามารถกลาวโดยรวมไดวาคาสมประสทธความเสยดทานจลนมแนวโนมจะแปรผนตาม นอกจากนความดนกเปนอกปจจยหนงทสงผลกระทบตอคาสมประสทธความเสยดทานซงพบวาโดยปกตคาสมประสทธความเสยดทานสถตจะสงกวาคาสมประสทธความเสยดทานจลน และเมอความดนเพมขนจะสงผลใหผลตางระหวางคาสมประสทธความเสยดทานสถตและคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนเพมขน และทาใหคาสมประสทธ ความเสยดทานจลนโดยเฉลยลดลง

อยางไรกตามผลกระทบทเกดขนจากทงอณหภมและความความดน ทสงผลตอพฤตกรรมคาสมประสทธ ความเสยดทานสถตและคาสมประสทธความเสยดทานจลนนน ยงขนอยกบสตรของผาเบรกแตละชนดทมสวนการผสมของสารตงตนทแตกตางกนและหลากหลายซงขนอยกบจดประสงคการใชงานททางผผลตกาหนดอกดวย 5. กตตกรรมประกาศ

คณะผวจยมความยนดทจะกลาวขอบคณตอ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระ

00.00.

0.0.

0.0.3

0.30.

0 0 0 60 0 00 0 0 60 0 00

Fricti

on co

effici

ent ,μ

Distance,mmP=0.MPa P=0.36MPaP=0.MPa

รปท 14 กราฟผลการทดลองผาเบรกชนด C ทความดน ตางๆ จากเครอง Friction Testing

Page 10: การศึกษาสัมประสิทธิ์ความ ...315 The Journal of KMUTNB., Vol. 22, No. 2, May. - Aug. 2012 วารสารว ชาการพระจอมเกล

324

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 22 ฉบบท 2 พ.ค. - ส.ค. 2555The Journal of KMUTNB., Vol . 22, No. 2 , May. - Aug. 2012

5. กตตกรรมประกาศ คณะผวจยมความยนดทจะกลาวขอบคณตอคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร ทไดใหการสนบสนนทนวจยในครงน อกทง ผาเบรกทใชเปนวสดในการทดสอบรวมทงขอมลจำาเพาะของผาเบรกทไดรบการสนบสนนจาก บรษท คอมแพค อนเตอรเนชนแนล (1994) จำากด สำาหรบการวจยในครงน

เอกสารอางอง

[1] The special test jigs for friction measurements, JIS K7125, 1995.[2] Clutch facings for automobiles, JIS D4311, 1995.[3] RIP Test programs, catalog number RQR-11, 1996. [4] Brake Lining Quality Control Test Procedure, SAE, 1987.[5] J.P. Davim. (2003, Apr.) An experimental study of tribological behaviour of the brass/steel pair. Journal of Materials Processing Technology [Online]. 100(1-3), pp. 273–277. Available: http://www.sciencedirect. com/sci ence/article/pii/S0924013699004914[6] J.P. Davim and R. Cardoso. (2005) Thermo- mechanical model to predict the tribological behaviour of the composite PEEK-CF30/steel pair in dry sliding using multiple regression analysis. Industrial Lubrication and Tribology [Online]. 57(5), pp.181 – 186. Available: http://www.emeraldinsight.com/journals.

htm?articleid=1513218[7] J.P. Davim and R. Cardoso. (2006, Dec.)

Tribological behaviour of the composite PEEK- CF30 at dry sliding against steel using statistical techniques. Materials & Design [Online]. 27(4), pp. 338-342. Available: http://www.sciencedi rect.com/science/article/pii/ S0261306904002936

[8] A. Chaikittiratana, S. Koetniyom, and S. Lakkam. (2012). Static/kinetic Friction behaviour of a Clutch Facting Material : Effects of Temperature and Pressure. world Academy of Science, Engineering and Technology. [Online]. 66 2012 pp. 1-9 Available: http://www.waset.org/journals/waset/v66.php

[9] Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus, ASTM G99-05, 2010.

[10] N. B. Dhokey and K. K. Rane.(2011, Aug.). Wear Behavior and Its Correlation with Me chanical Properties of TiB2 Reinforced Alumin ium-Based Composites. Hindawi Publishing Corporation. Advances in Tribology [Online]. 2011 (2011), pp. 1-8. Available: http://www. hindawi.com/journals/at/2011/837469

[11] Standard test method for static and kinetic coef ficient of friction of plastic film and sheeting,

ASTM D1894-11e1, 2003.[12] ISO 8295: Plastic film and sheeting determina

tion of the coefficient of friction, 1995.