در این مقاله سعی کرده ایم اطلاعات جامعی درباره تسمه صنعتی برایتان شرح دهیم. پس با پلارشاپ همراه باشید! تسمه یک جز انعطاف پذیر ماشین است که برای انتقال قدرت بین مجموعه ای از قرقره ها یا قرقره های شیاردار استفاده می شود. آنها به عنوان تسمه هایی با سطح مقطع ذوزنقه ای مشخص می شوند. تسمه های V بلت بیشترین کاربرد را دارند ، زیرا هندسه آنها باعث می شود که با افزایش کشش ، محکم به شیار بچسبند. هنگامی که تسمه به شیار می چسبد ، اصطکاک بین سطح تسمه افزایش می یابد و باعث می شود گشتاورهای زیادی منتقل شوند. افزایش اصطکاک از دست دادن قدرت از طریق لغزش را به حداقل می رساند.
تسمه وی بلت چیست ؟
قبل از شرح جزئیات به تسمه های وی بلت ، مهم است که یک نمای کلی از این تسمه ها بدانید. محرک تسمه ای عناصر ماشینی هستند که برای انتقال قدرت بین دو یا چند محور دوار ، معمولا با محورهای موازی چرخش استفاده می شوند. تسمهها روی قرقره هایی متصل به محور راننده و دنبال کننده حلقه شده اند. این قرقره ها در فاصله معینی قرار می گیرند تا کشش اولیه بر روی تسمه ایجاد شود. هنگام کار ، اصطکاک باعث می شود که تسمه به قرقره چسبیده باشد. چرخش محرک قرقره باعث افزایش کشش در یک طرف تسمه V شکل می شود و یک طرف محکم ایجاد می کند. این طرف تنگ یک نیروی مماسی به قرقره دنبال کننده وارد می کند. سپس گشتاور بر روی محور محرک اعمال می شود. در مقابل سمت تنگ ، قسمت شل وجود دارد که در آن تسمه کشش کمتری را تجربه می کند.
امروزه از محرک های تسمه زیادی استفاده می شود. در اولین نوع تسمه از تسه تخت ساخته شده از چرم یا پارچه استفاده می شد. تسمه های تخت در برنامه های کم مصرف مانند تجهیزات مزرعه ، معدن کاری و چوب کاری به طور رضایت بخشی عمل می کنند. در بارها و سرعتهای بالاتر ، آنها تمایل دارند روی سطح قرقره ها بلغزند و از قرقره خارج شوند. یکی دیگر از انواع محرک تسمه ، طناب کشیدن از پنبه یا کنف است. درایوهای طناب دار روی دو قرقره با شیار V شکل استفاده می شود. این مسئله مشکل بالا رفتن از قرقره را برطرف کرده که باعث می شود محرک تسمه در فواصل زیاد مورد استفاده قرار گیرند. بعدا ، این به تسمه های گرد تبدیل شد که از مواد الاستومری مانند لاستیک ، نایلون یا اورتان ساخته شده است. توسعه این مواد الاستومری همچنین پیشرفت فناوری محرک تسمه را به ارمغان آورد. تسمه هایی مانند تسمه های V شکل ، مدل های دندانه دار ، مدل های چند شیار و تسمه تایم ( تایمینگ ) برای حل مشکلات رانندگی تسمه های قبلی ساخته شده اند.
به طور کلی ، محرک های تسمه ای نسبت به سایر مکانیسم های انتقال قدرت مانند چرخ دنده ها و درایوهای زنجیره ای به دلایل زیر مطلوب هستند :
- قابلیت جذب نوسانات برق ، ضربه و اضافه بار. از آنجایی که محرک های تسمه ای برای حفظ جفت شدن با محرک و قرقره دنبالگر بر اصطکاک متکی هستند ، می توان با اجازه لغزش سطوح تسمه و قرقره از یکدیگر ، ضربه ها و اضافه بار را از بین برد. این مانع از انتقال گشتاورهای بیش از حد زیاد به قطعات رانده شده می شود و از آسیب دیدن دستگاه جلوگیری می کند.
- قابلیت تغییر سرعت و گشتاور. با تغییر قطر قرقره ها می توان سرعت و گشتاور را تغییر داد. مشابه چرخ دنده ها و درایوهای زنجیره ای ، کمربندها مزیت مکانیکی ایجاد می کنند.
جایی که MA مزیت مکانیکی است ، τb و τa گشتاورها ، rb و ra شعاع قرقره ها و ωa و ωb سرعتهای زاویه ای هستند. این معادلات در یک سناریوی ایده آل صادق است که در آن هیچ افت نیرویی بین قرقره ها وجود ندارد.
- سر و صدا و ارتعاش کم. محرک های تسمه وی بلت ، بجز تسمه تایم ، هیچ پس زنی ندارند. سطوح تسمه و قرقره ها در حین کار به طور موثر در تماس هستند. علاوه بر این ، تسمه ها معمولا دارای سطوح لاستیکی هستند که مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند. این امر باعث می شود که ساکت تر از چرخ دنده ها و زنجیرهایی باشد که با تماس فلز به فلز کار می کنند.
- مقرون به صرفه. محرک های تسمه راحت ترین گزینه هنگام انتقال قدرت در مسافت های نسبتا طولانی هستند. تسمه ها ارزان تر از چرخ دنده و زنجیر هستند. هنگام اتصال دو قرقره که با فواصل طولانی از هم جدا می شوند ، هزینه تصاعدی فقط به هزینه طول اضافی تسمه بستگی دارد.
- می تواند شفت های غیر موازی را به کار بگیرد. تسمه ها برخلاف چرخ دنده و زنجیر انعطاف پذیر هستند. بنابراین ، می توان آنها را پیچاند تا با شفت های غیر موازی مطابقت داشته باشند. این امر نیازی به اجزای میانی ندارد که هزینه و پیچیدگی را به سیستم محرک اضافه می کند.
- می تواند چرخشی مخالف ایجاد کند. تسمه ها را می توان به گونه ای متصل کرد که چرخاندن راننده باعث چرخش معکوس به دنبال کننده شود. این امر ساختار را ساده می کند زیرا نیازی به سیستم چرخ دنده اضافی نیست.
- قرقره ها نیازی به قرار گرفتن در یک سطح ندارند. باز هم ، به دلیل انعطاف پذیری تسمه های V بلت ، قرقره ها می توانند جابجایی کمی محوری داشته باشند. این امر به ویژه برای قرار دادن چند قرقره در کنار هم با قطرهای مختلف برای تغییر سرعت دنبال کننده مفید است.
- عدم نیاز به روانکاری. بر خلاف چرخ دنده ها ومحرک های زنجیره ای ، محرک های تسمه ای برای کار نیازی به روانکاری ندارند. این به معنای نگهداری ساده تر و تمیزی بهتر است.
البته در نظر داشته باشید که محرک های تسمه وی بلت معایبی نیز دارند :
- دارای افت توان نسبتا بالایی است. به دلیل تمایل تسمه به لغزش ، محرک های تسمه ای بازده انتقال قدرت کمتری نسبت به سایر محرک های مکانیکی دارند. قدرت از دست رفته به گرما و سر و صدای ناشی از اصطکاک بین سطوح تسمه و قرقره تبدیل می شود. این مورد با استفاده از تسمه های Vبلت حل می شود ، زیرا آنها به گونه ای طراحی شده اند که دستگیره بیشتری در قرقره داشته باشند.
- برای برنامه های همزمان نمی توان استفاده کرد. به دلیل لغزش ، نمی توان از آنها در برنامه هایی استفاده کرد که دنبالگر باید نسبت به چرخش محرک با زاویه خاصی بچرخد. این مشکل با استفاده از تسمه های دندانه دار یا تسمه تایم که به طور یکسان درایوهای زنجیر و چرخ دنده ای عمل می کنند ، حل می شود.
- دارای محدوده سرعت عملکرد خاصی است. در سرعت های بالا ، بازده انتقال قدرت محرک های تسمه وی بلت به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این به دلیل ضربه زدن آهسته به تسمه ، کشش و افزایش ارتعاش با افزایش سرعت است. کشش همچنین سرعت تسمه را نامنظم می کند. در سرعت های پایین به دلیل نیروی کششی نسبتا کم ، لغزش به راحتی رخ می دهد.
- طول عمر کوتاه تری دارد. تسمه ها در حین کار دائما در حال کشش و سایش هستند. ساییدگی و پارگی برای درایوهای تسمه که زودتر از چرخ دنده ها و زنجیرهای فلزی ساخته می شوند ، اجتناب ناپذیر است. از آنجا که از مواد الاستومری ساخته شده اند ، به راحتی تحت تاثیر درجه حرارت بالا قرار می گیرند. آنها معمولا ضعیف ترین اجزای سیستم محرک هستند.
بارهای شعاعی زیادی را روی شفت ها و بیرینگ ها اعمال می کند. تسمه ها باید دارای کشش کافی باشند تا لغزش به حداقل برسد. این افزایش کشش به یاتاقان ها و شفت منتقل می شود که باعث ایجاد بارهای اضافی می شود. کشش زیاد می تواند عمر بلبرینگ ها را کوتاه کند. شفت ها همچنین می توانند خم شوند که می تواند ارتعاشات زیادی ایجاد کند.
ساختار تسمه V بلت
یک تسمه کامل V را می توان به عنوان یک ماده ترکیبی متشکل از انواع مختلف لاستیک و تقویت کننده در نظر گرفت. در کاربردهای معمول ، تسمه های وی بلت تحت تنش های کششی و فشاری ترکیبی قرار می گیرد. قسمت بالایی تسمه V بلت تحت نیروی کششی قرار می گیرد که به صورت طولی هدایت می شود ، در حالی که قسمت پایینی به دلیل فشرده سازی در برابر شیارها و خم شدن با عبور قطعه تسمه از قرقره ، فشرده می شود. علاوه بر این ، نوع دیگری از مواد نیز در سطح تسمه مورد نیاز است. مواد ایده آل برای سطح باید دارای ضریب اصطکاک بالا و افزایش مقاومت در برابر سایش باشند.
تسمه های وی بلت عمدتا از قسمت های زیر تشکیل شده اند :
روکش پارچه ای : این قسمت از تسمه v مقاومت بالایی در برابر سایش و آلودگی دارد. این پوشش داخلی تسمه وی بلت را در برابر اثرات خارجی مضر مانند مواد شیمیایی ، خوردگی و دما محافظت می کند. مواد مورد استفاده برای روکش ها توسط تولید کنندگان مختلف ثبت شده است. نمونه ای از این مواد الیاف آرامید یا کولار است.
غشا یا طناب کششی : طناب های کششی در ترکیب لاستیک تعبیه شده و ساختار کامپوزیتی ایجاد می کنند. در واقع آن ها انتقال دهنده قدرت است. طناب ها در قطر پیچ سطح مقطع تسمه قرار گرفته اند تا استحکام کششی آن افزایش یابد. طناب کششی معمولا از الیاف پلی استر ، فولاد یا آرامید ساخته می شود. در برخی از سازه های تسمه V ، طناب کششی توسط یک لاستیک چسبنده به هسته متصل می شود.
هسته الاستومر : هسته الاستومر اجزاء را در کنار هم نگه داشته و به تسمه وی سطح مقطع ذوزنقه ای خود را می دهد. این معمولا از یک الاستومر با مقاومت در برابر ضربه خوب ، استحکام خمشی بالا و ثبات درجه حرارت عالی ساخته می شود. الاستومرهای رایج مورد استفاده عبارتند از نئوپرن ، EPDM و پلی اورتان. در برخی از طرح ها ، هسته الاستومر به دو قسمت تقسیم می شود که توسط طناب کششی از هم جدا می شوند. بالای طناب کششی لاستیک بالشتک بالا و در قسمت پایینی ، لاستیک فشاری قرار دارد. این دو بخش از انواع مختلف لاستیک به دلیل نوع متمایز تنش های ایجاد شده ساخته شده اند.
از نظر ساختار ، تسمه های وی بلت را می توان به عنوان تسمه های پیچیده و تسمه های لبه خام طبقه بندی کرد. تسمه های V پیچیده به عنوان تسمه های استاندارد V در نظر گرفته می شوند که همه طرف آنها در پوشش پارچه ای پیچیده شده اند. تسمه های پیچیده دارای مقاومت بیشتری در برابر عناصر خارجی و عملکرد آرام تر هستند. با این حال ، جنبه منفی ضریب اصطکاک کمتر است که منجر به از دست دادن قدرت می شود. تسمه های پیچیده V در مواردی استفاده می شود که بدون آسیب به کمربند نیاز به لغزش دارد. بر خلاف تسمه های v پیچیده ، تسمه های لبه خام در قسمت کناری خود پوشش ندارند. این بدین معناست که هسته الاستومر در معرض تماس با سطح قرقره قرار دارد. هسته الاستومر ضریب اصطکاک بالاتری نسبت به روکش پارچه ای دارد که باعث می شود چسبندگی بهتری داشته باشد. هسته الاستومر تسمه های لبه خام مقاومت بیشتری در برابر سایش نسبت به هسته موجود در تسمه های پیچیده دارد.
تسمه های لبه خام به سه نوع تقسیم می شوند :
- تسمه لبه خام ساده ( REP ) = در این نوع ، سطح بالایی با یک یا چند لایه از پارچه پوشانده شده است. پوشش در قسمت پایین ممکن است در برخی طرح ها وجود داشته باشد یا وجود نداشته باشد.
- تسمه لبه خام لمینیت شده ( REL ) = نوع تسمه های لمینت لبه خام شبیه REP هستند ، با این تفاوت که دارای لایه های اضافی پارچه لمینت در هسته الاستومر می باشند. افزودن پارچه های چند لایه به کاهش سر و صدا کمک می کند.
- تسمه لبه خام دندانه دار ( REC ) = همچنین به عنوان تسمه وی بلت سوراخ دار لبه خام شناخته می شوند. این دسته از تسمه ها با دندانه یا بریدگی در قسمت پایین تسمه تولید می شوند. این دندانه ها انعطاف پذیری تسمه را افزایش می دهند و از آنها برای قرقره هایی با قطر کوچک استفاده می شود. همچنین ، به دلیل افزایش سطح در پایین ، اتلاف گرما بهتری حاصل می شود و آنها را برای کاربردهای درجه حرارت بالا مناسب می کند.
اصطلاحات هندسی تسمه وی بلت
سطح مقطع تسمه وی بلت عموما به صورت ذوزنقه با دو طرف بالا و پایین به صورت موازی تعریف می شود. نوع تسمه V را می توان با ابعاد این ذوزنقه تعریف کرد. این ابعاد برای تطبیق آن با قرقره مناسب ضروری است. علاوه بر این ، تسمه های V نیز با هندسه های دیگر مانند موقعیت خط پیچ ، طول داخل و خارج و غیره تعریف می شوند. همه این موارد هنگام انتخاب و سفارش تسمه v ضروری است. در زیر خلاصه ای از اصطلاحات و تعاریف مهم هندسه این مدل تسمه ها آمده است :
- عرض بالا : این ضلع بزرگتر ذوزنقه به موازات ضلع کوتاهتر است.
- خط سرازیری و یا ناحیه سرازیری : هنگام خم شدن ، تسمه وی بلت بدون بار ، تنش های کششی و فشاری را تجربه می کند. قسمت بیرونی تحت فشار قرار می گیرد ، در حالی که قسمت داخلی تحت فشار است. خطی که تنش در آن صفر است به عنوان خط سرازیری و یا ناحیه سرازیری شناخته می شود.
- از بالا به زمین : این طول بین سمت بالا و ناحیه سرازیری است.
- عرض سرازیری : این عرض ذوزنقه است که در سرازیری اندازه گیری می شود.
- ارتفاع : این فاصله بین دو طرف بالا و پایین ذوزنقه است.
- ارتفاع نسبی : ارتفاع نسبی یک ویژگی غیر بعدی است که به عنوان نسبت ارتفاع به عرض سرازیری تعریف می شود.
- طول خارجی : این اندازه تسمه است که در امتداد قسمت بالا اندازه گیری می شود.
- طول داخلی : این طول تسمه است که در امتداد قسمت پایین اندازه گیری می شود.
- طول سرازیری : این طول تسمه در امتداد خط سرازیری است.
- زاویه شامل شده : این زاویه ای است که توسط پهلوها در صورت امتداد ایجاد می شود. زاویه شامل شده ی اکثر بخش های تسمه 40 درجه است.
آشنایی با انواع تسمه های وی بلت
تسمه های V در انواع مختلف موجود است. در این قسما بر طبقه بندی تسمه های V با توجه به ابعاد سطح مقطع آنها تمرکز می کند. متداول ترین سطح مقطع استاندارد ، گوه ای ، باریک ، کسر اسب نیرو ، نواری ، دندانه دار و دوتایی است. این مقاطع توسط سازمان های مختلف مانند ISO ، BS و DIN استاندارد شده است.
تسمه وی بلت استاندارد
تسمه استاندارد V بلت که به عنوان تسمه وی کلاسیک یا معمولی نیز شناخته می شود ، اولین شکل تسمه های وی هستند و به طور گسترده ای در انتقال نیرو مورد استفاده قرار می گیرند. تسمه های استاندارد V دارای ابعاد مختلفی هستند که به عنوان Y ، Z ، A ، B ، C ، D و E. تعیین شده اند. هنگام استفاده از استانداردهای DIN ، تعیین آنها با اعدادی برابر با عرض بالای تسمه بر حسب میلی متر مشخص می شود. همه اندازه ها دارای زاویه 40 درجه و نسبت عرض به ارتفاع 1.6: 1 هستند.
تسمه V گوه ای
این دسته تسمه هایی هستند که عمدتا برای انتقال قدرت بالا و کاهش نیاز به فضا استفاده می شوند. آنها می توانند با 1.5 تا 2 برابر بار تسمه های وی کلاسیک با عرض بالای یکسان کار کنند. به دلیل قدرت بیشتر ، تسمه های گوه کمتری برای انتقال بار مورد نیاز است. مانند تسمه های V کلاسیک ، زاویه تسمه گوه نیز 40 درجه است ، اما نسبت عرض بالا به ارتفاع آنها 1.2: 1 است. آنها ساختار و محل قرارگیری طناب بهتری دارند که بالاترین استحکام را هنگام حرکت فراهم می کند. تسمه های گوه به عنوان SPZ ، SPA ، SPB و SPC تعیین می شوند.
تسمه وی بلت باریک
این مدل تسمه ها شبیه تسمه های گوه ای هستند. آنها همچنین برای انتقال بارهای بزرگتر به شکل کوچکتر استفاده می شوند. نامهای مورد استفاده برای تسمه های باریک 3 ولت ، 5 و 8 ولت است. اعداد نشان دهنده عرض بالای تسمه ضرب شده بر حسب 1/8 اینچ است. مانند سایر قسمت های تسمه ، زاویه شامل 40 درجه است. بخش های تسمه باریک استاندارد شده و بیشتر در منطقه آمریکای شمالی استفاده می شود. آنها تا حدی با مشخصات تسمه گوه مطابقت دارند. بخش 3V مربوط به SPZ و 5V مربوط به SPB است. برای قرقره های SPZ و SPB به ترتیب می توان از تسمه های 3 و 5 ولت استفاده کرد. با این حال ، استفاده از قرقره های SPZ و SPB در قرقره های استاندارد آمریکایی توصیه نمی شود.
تسمه های دو یا شش ضلعی
اینها شبیه به تسمه وی بلت دو آینه ای هستند که قسمت بالایی آنها به عنوان طرف مجاور است. طناب کششی بین دو بخش V شکل قرار می گیرد. تسمه وی بلت دوگانه برای محرکی با یک یا چند خمیدگی معکوس استفاده می شود ، زیرا دو هسته فشاری اجازه می دهد تسمه از هر دو طرف خم شود. این ویژگی باعث می شود که این مدل برای محرک هایی با چند قرقره مناسب باشد که باید در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت کنند. دو قسمت تسمه دوگانه به عنوان AA ، BB و CC تعیین شده است.
تسمه نواری
تسمه نواری چند تسمه v است که به طور موازی توسط یک پارچه یا نوار پارچه ای در سمت بالا به هم متصل می شوند. هر بخش V می تواند ابعاد تسمه های کلاسیک ، گوه ای یا باریک را داشته باشد. این مدل بیشتر در کاربردهای پرقدرت استفاده می شوند. آنها با H و به دنبال آن شماره بخش تسمه v تعیین می شوند. نمونه هایی از تسمه های v باند دار HA ، HB ، HSPA ، HSPB ، H3V و H5V هستند.
تسمه دندانه دار
همانطور که قبلا نیز گفته شد ، این دسته از تسمه ها دارای دندانه یا بریدگی در قسمت پایین هستند که به آنها اجازه می دهد در شعاع کوچکتر خم شوند. بر خلاف انواع قبلی ، آنها کاملا با پوشش فیبر پیچیده نشده اند. تسمه های وی بلت دندانه دار می توانند از سطح مقطع تسمه های V کلاسیک ، گوه ای ، باریک ، نواری و کسری اسب بخار استفاده کنند. تسمه های دندانه دار پس از شماره بخش کمربند v ، به جز تسمه های گوه ، با X مشخص می شوند. نامهای نمونه عبارتند از ZX ، AX ، 3VX ، 5VX ، HAX ، H3VX ، و غیره.
تسمه دندانه دار دوگانه
این طرح دارای ترکیبی از اصول پشت یک تسمه V دوتایی و یک تسمه V دندانه دار است. آنها در کاربردهایی استفاده می شوند که برای شعاع کوچک قرقره به انعطاف پذیری تسمه بالا نیاز دارند. ساختار دندانه دار در قسمت بالای تسمه اجازه می دهد تا در مسیری شبیه به مار خم شود. این برای محرک های چند قرقره استفاده می شود. ابعاد تسمه های دو سر بسته به استانداردهای سازنده بستگی دارد.
تسمه V بلت کشاورزی
این تسمه های بسته شده برای سایش شدیدتر از گرد و غبار ، ماسه ، دانه ها و موارد دیگر طراحی شده اند. همچنین ، آنها در معرض باران و نور خورشید هستند که به راحتی می توانند ترکیبات لاستیکی معمولی را خراب کنند. به همین دلیل ، تسمه های وی بلت کشاورزی از مخلوط های پلی اورتان با دوام برای هسته الاستومر و الیاف کولار برای بندهای کششی ساخته شده اند. برخی از تولیدکنندگان مشخصات خود را با تسمه های V کلاسیک ، باریک ، دوبل و نواری مخلوط می کنند. هنگام مراجعه به استانداردهای ISO ، این مدل تسمه ها به عنوان HI ، HJ ، HK ، HL و HM تعیین می شوند.
تسمه وی با سرعت متغیر
این تسمه وی دارای لبه خام است که سطح مقطع وسیع تری نسبت به تسمه های کلاسیک دارد. آنها طوری طراحی شده اند که با قرقره های با سرعت متغیر استفاده شوند. بخش آنها را می توان به اندازه های استاندارد یا غیر استاندارد تبدیل کرد. نامگذاری این مدل تسمه ها در هر سازنده متفاوت است. آنها معمولا از لاستیک کلروپرن (نئوپرن) یا EPDM ساخته می شوند.
جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه تسمه و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.
بلبرینگ