به نام خدا
تسمه
مقدمه :
تسمه ها به طور کلی برای انتقال قدرت ,جابجایی مواد(تسمه نقاله)به کار میرود.
انتقال قدرت بین محورها یکی از اساسی ترین نیاز ها در اغلب مکانیزم هاست .روشهای مختلفی از جمله استفاده از چرخدنده ها,زنجیرها وتسمه ها وجود دارد که با توجه به وضعیت و فاصله محورها نسبت به یکدیگر ,میزان توان انتقالی ,هزینه شرایط محیطی ,عمر مورد نیاز و مواردی از این قبیل اقدام به انتخاب بهترین مورد مینماییم.
در بسیاری از موارد انتخاب مناسب استفاده از انواع تسمه های انتقال قدرت میباشد.
مقدمه تسمه:
این اجزاء انعطاف پذیر بوده و معمولاً جایگزین گروهی
ازچرخ دنده ها، محورها، یاتاقان ها و یا وسایل مشابه انتقال قدرت درفواصل زیاد محسوب می شوند، که کابربرد آن ها طرح ماشین را ساده می کند و باعث کاهش قیمت می شود. این اجزاء بر روی پولی ها و این پولی ها بر روی محورهایی نصب می گردند که نیروهای خارجی را تنزل می دهند. (نیروهای خارجی ممکن است بوسیله اصطکاک یا درگیر شدن تسمه ها با پولی ها و بوجود آیند.
مزایا و معایب در مکانیزم هایی که تسمه ها در آن وجود دارند:
مزایا:
1- زمان کمی برای نصب آن ها لازم است.
2- تعمیر و نگهداری آنها کم می باشد.
3- بخش مهمی از بارهای شوکی را جذب و نیروهای ارتعاشی را میرا می کنند.
4- بدون سر و صدا هستند.
5- عدم حساسیت در مقابل افزایش ناگهانی بار
6- بی نیاز از روغنکاری
7- در شرایط کاری ثابت، یکنواختی حرکتی بسیار خوب دارند.
معایب:
1- محدود بودن ظرفیت انتقال توان
2- محدود بودن نسبت انتقال توسط گام و درجه ی پولی
3- در بعضی از مکانیزم ها نیاز به محورهای بلند ونیروهای مداوم می باشد.
4- مناسب برای محدوده ی گرمایی خاص
5- حساسیت به اسید، بنزین، روغن و بخار آب
6-حجم بزرگ ساختمانی
انواع تسمه:
تسمه تخت
تسمه گرد
تسمه ذوزنقه ای
تسمه دندانه دار
چهار نوع تسمه به همراه ویژگی های آنها:
تسمه های تخت, بی سرو صدا و در سرعت های بالا راندمان خوبی دارند و می توانند توان های زیادی را در فواصل بلند انتقال دهند.
تسمه های ذوزنقه ای روی پولی های شیار دار و برای فواصل مرکزین کوتاه تر به کار می رود.
تسمه های دندانه دار نه کش میاید ونه می لغزد , پس توان را با نسبت سرعت ثابتی انتقال می دهد .و نیاز به کشش اغازین نمی باشد طوری که میتوان فاصله مراکز قرقره ها ثابت گرفت. نکته دیگر حذف محدودیت سرعت بالا-پایین است. منتها هزینه تسمه ونیاز به دندانه زنی چرخها ونوسانهای دینامیکی حاصل از بسامد درگیری دندانه ها نیز به ان اضافه میشود.
مشخصات فنی و زمینه کاربرد با درجه تبدیل ثابت برای تسمه ها و زنجیرها:
تسمه تخت:
تسمه تخت: این تسمه ها دارای چهار نوع مختلف می باشند.
1- بصورت طرح مرکب با یک لایه ی میانی (پلی آمید یا نایلون)، یک لایه ی اصطکاکی از چرم و یک لایه ی محافظ (پوششی)، لایه کششی می باشد.
2- بصورت تسمه بافتنی یک لایه ای از الیاف پلی آمید، یک پوشش یک طرفه و یا دو طرفه از جنس لاستیک و یا پلی اورتان
3- بصورت تسمه لاستیکی با یک لایه ی بافتنی وچند لایه از نسوج پلی آمید، نخ.
4- بصورت تسمه چرمی (منسوخ شده).
سیستمهای انتقال قدرت
سیستمهای انتقال قدرت منفی : انتقال قدرت از طریق نیروهای اصطکاکی موثر بین تسمه و پولی صورت میگیرد .که پدیده خزش در تسمه و تغییر نسبت سرعت بین دو محور و ثابت باقی نماندن این تغییر سرعت را ایجاد میکند.
سیستمهای انتقال قدرت مثبت: در تسمه های دندانه دار با توجه به وجود درگیری مثبت بین دندانه های تسمه و شیارهای پولی رخ میدهد .
در بعضی از مکانیزم های انتقال قدرت (تسمه ای) نیروهای خارجی بوسیله اصطکاک بین تسمه و پولی انجام می گیرد و گشتاور زمانی اتفاق می افتد که ضریب اصطکاک بین تسمه و پولی از فشار سطح بر روی محیط پولی بیشتر باشد.
نیروی فشاری لازم باید توسط پیش تنیدگی تسمه به میزان کافی ایجاد شود در بعضی دیگر از این مکانیزم های انتقال قدرت نیروهای خارجی (تسمه ای) بوسیله درگیری تسمه با پولی (بصورت دندانه) انجام می گیرد. که در این حالت نیاز به فشار سطحی کمی می باشد. در تسمه های دندانه دار، پولی متناسب با شکل تسمه ی دندانه دار است.
شکل مقابل یک گرداننده ی تسمه ای باز معمولی را نشان می دهد. در مورد تسمه های تخت مطابق شکل سمت شل آشکار است. در مورد انواع تخت بهتر است سمت شل در بالا باشد ولی برای گونه های دیگر به دلیل بیشتر بودن نیروی کششی اولیه تفاوتی نمی کند.
در شکل مقابل
نوع متقاطع برای تغییر جهت دوران را نشان می دهد از آنجائیکه لزوماً سر دو سمت تسمه در تماس است نوع دندانه دار قابل استفاده نمی باشد.
V
محرک های تسمه های تخت و گرد Flat and round-belt drives
محرک های تسمه تخت پیشرفته از رشته های خمش پذیر قوی که دور آنها مواد لاستیکی گرفته شده، ساخته شده است که مزیت های زیادی در برابر محرک های چرخ دنده ای و نوع دارند. بازده آنها مشابه نوع چرخ دنده ای حدود 98 درصد است درحالیکه نوع حدود 70 تا 96 درصد است. صدای این نوع در مقایسه با نوع چرخ دنده ای کم و در مقایسه با نوع لرزش های بیشتری را جذب می کند.
V
V
V
شکل های زیر انواع محرک های تسمه با سطوح مختلف را نشان داده است.
در این نوع مکانیزم ها (تسمه ای) بر خلاف گیربکس های چرخ دنده ای، پولی های محرک و متحرک در یک جهت می چرخند و در حالاتی خاص نظیر گیربکس های تسمه ای متقاطع، پولی ها در خلاف جهت هم می چرخند.
طبق تئوری فیربنک اختلاف کشش در تسمه ها، ایجاد افزایش طول و یا جمع شدن حرکت نسبی تسمه نسبت به سطح قرقره می گردد. این حرکت خزش کشسان نامیده می شود. حرکت تسمه در بخش انتقال توان آهسته تر از سرعت قرقره است. که ناشی از خزش کشسان است.
بدون استفاده از تئوری فوق و بر اساس توزیع یکنواخت نیروی اصطکاک روی سرتاسر کمان تماس و با صر ف نظر کردن از نیروهای گریز از مرکز، مشابه تحلیل ترمز، در آستانه ی سرُ خوردن داریم
jghvu
jhbjk
تسمه های تخت فلزی
ساخت تسمه های فلزی با ضخامت0.002 و پهنای 0.026پس از پیدایش فناوری جوش کاری لیزری و نورد قطعات نازک امکان پذیر شد.
ایجاد سوراخهای ریز بر روی سطح این نوع تسمه ها حرکت بدون لغزش انها را امکان پذیر میسازد.
غ
Jnj
ویژگی های تسمه تخت فلزی
نسبت استحکام بالا
پایداری اندازه ها
همزمانی دقیق دو چرخ تسمه
امکان بکارگیری در دما های تا (f 1700)
خواص رسانایی و حرارتی خوب
تسمه های از جنس آلیاژهای فولاد ضد زنگ خواص خنثی و ضد خورندگی از خود نشان میدهندکه به علت امکان استریل میتوان در صنایع مواد غذایی و دارویی استفاده کرد
انواع تسمه های فلزی نازک
تسمه های اصطکاکی تسمه های فلزی با روکش ساده تسمه های فلزی سوراخ دار
تسمه های همزمان کننده
تسمه های نوار چاخان
زاویه شیار یک چرخ تسمه . کوچکتر از زاویه مقطع تسمه ساخته میشود.
این امر باعث که تسمه در یک مانند یک گوه در شیار چرخ فرو رود و اصطکاک بین سطوح را افزایش دهد.
اگر زاویه شیار بسیار کوچکتر از زاویه تسمه ساخته شود ..نیروی مورد نیاز برای کشیدن و جدا کردن ان از چرخ تسمه بسیار زیاد خواهد بود.
مقدار زاویه به سطح مقطع تسمه _ قطر چرخ تسمه_ زاویه تماس دارد. مقادیر بهینه این زاویه را میتوان در مراجع مربوطه پیدا کرد.
تسمه v شکل
برای دست یابی به بهترین نتیجه , سرعت تسمه بایستی کافی باشد .
سرعت ft/min) (20 m/s) 4000(بسیار مطلوب است و سرعت های بالای (ft/min) 5000 (25 m/s ) زیر (ft/min) 1000 (5 m/s ) توصیه نمیشود.
در تسمه های گوه ای برعکس تسمه های تخت اتصال از طریق نیرو تقویت می شود.
در تسمه هایv شکل سطح تماس اصطکاکی بیشتر است.
الیاف بافته شده از جنس پلی استر، ریون سخت و در حالاتی خاص مفتول های فولادی بوده است.
فاصله مراکز در محورهای تخت نامحدود است ولی در تسمه های v شکل به دلیل ارتعاشات بیش از حد در سمت شل محدود است.
استاندارد تسمه v شکل
: iso 255 پولی برای تسمه های v
:Iso 3140مصارف تسمه v شکل در ماشینهای کشاورزی و پولی های مربوطه
Iso2790: مصارف تسمه v شکل در صنایع اتومبیل
:Iso 1064تسمه های v شکل برای مبدّل های سرعت صنعتی
V_ribbed
یکی از انواع تسمه های v شکل تسمه هایv_ribbed میباشد که به نام تسمه تخت هدایت شده هم خوانده میشود. این تسمه در حقیقت یک تسمه تخت است که در قسمت پایین ان چند برجستگی در شیارهای v شکل پولی قرار میگیرد.
چند مورد مصرف:
در وسایل نقلیه عمومی که مو تورهای انها با دور بالا کار می کند و از جهت کنترل سرعت خطی تسمه , به پولی با قطر کوچکتر نیاز دارد.
V_ribbed
یکی دیگر از موارد مصرف در ماشین هایی است که از چند تسمه v شکل مجزا استفاده میشود.به دلیل لرزش دستگاه ها احتمال تداخل تسمه ها یکدیگر وجود دارد که باعث خارج شدن تسمه ها از شیار گشته و باعث اختلال در کار دستگاه میشود .
با استفاده از این تسمه ها این احتمال منتفی میگردد.زیرا حرکت جانبی این تسمه به دلیل صلبیت جانبی ان , به شدت کاهش می یابد و در نتیجه امکان پیچش و یا نا محوری تسمه, که باعث خروج تسمه از پولی میشود وجود نخواهد داشت.
استاندارد v_ribbed
Iso 8491: طول تسمه
Iso 9982: مصارف صنعتی تسمه
y
تسمه های دندانه دار
تسمه های دندانه دار (سنکرون):
تسمه های تخت دندانه ای اند که بر پولی های دندانه دار قرار می گیرند و بدین ترتیب انتقال حرکت و نیرو بین دو یا چند محور از طریق اتصال فرعی صورت می گیرد.
به منظور تحمل بارهای کششی معمولا از الیاف لاستیکی به همراه سیمهای فولادی ساخته میشوند.
درگیری مثبت دندانه ها وقتی تسمه با پولی شیار دار درگیر میشود قدرت از طریق درگیری مثبت دندانه ها با شیار پولی منتقل میشود در نتیجه عمل خزش بین تسمه و پولی وجود ندارد. بنابراین توان را در یک سرعت زاویهای ثابت منتقل میکند.
i
د
با توجه به مثبت بودن درگیری بین تسمه پولی امکان استفاده از سطح تماس کمتری به وجود میاید.در نتیجه سبک تر شدن دستگاه را مقدور می سازد.
این تسمه ها نیازی به روغن کاری ندارند .
. راند مان این تسمه ها ( 97% تا 99% )
میباشد
V
تسمه های دندانه دار عموما 2دسته اند:
تسمه هایی از جنس پلی کرو بین
که میتوان از ان ها در دماهای( 25- تا 93+) استفاده کرد.
تسمه هایی از جنس پلی اورتان که در مقابل اب روغن مقاوم است و در دماهای سرد خوب کار می کنند.
تسمه های قدیمی دارای دندانه های ذوزنقه ای بوده که به منظور کاهش تمرکز تنش در دنده ها افزایش انواع دیگری از پروفیلهای دندانه ابداع و مورد استفاده قار می گیرد.
یکی از مواردی که در هنگام استفاده از تسمه های دندانه دار باید توجه کرد پدیده پرش تسمه است. درصورت ادامه یافتن پدیده پرش عمر تسمه به شدت کم خواهد شد.
استانداردها :
Iso 588 :اصطلاحات
: iso 5294پولی ها
: iso 55296تسمه های دندانه دار
:iso 5296lمحاسبات مربوط به حد توان و فاصله مراکز پولی
:iso 9010 تسمه های دندانه دار و مصرفی در اتومبیل
نمونه هایی از گیربکس های تسمه ای دندانه دار:
پر مصرف ترین وسیله جابجایی مواد در کارخانه ها تسمه نقاله ها می باشند که آنها را می توان به سه نوع اصلی زیر طبقه بندی کرد :
1)تسمه نقاله های نواری
2)تسمه نقاله های غلتکی
3)تسمه نقاله های پیچی
هرکدام از این سه نوع طبقه ی مذکور دارای اشکال مختلفی است اما لازم است اصول ایمنی مشترکی را در خصوص همه ی آنها رعایت کرد .
نقاله های غلتکی
انواع اصلی نقاله های غلتکی که برای شرایط کاری مختلف مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از :
نقاله هایی که کلیه ی غلتک های آن متحرک باشد .
تعدادی از غلتک ها متحرک و تعدادی هرزگرد باشد .
هیچ کدام از غلتک ها متحرک نباشد .
تسمه نقاله های لاستیکی برای مصارف عام
روکش و زیره این تسمه نقاله صاف و هموار است .
تسمه نقاله های لاستیکی با آج گریپ(GRIP )
روکش رویه این تسمه نقاله دارای فرورفتگی و برجستگی است که از لغزش بار در شیب های با زاویه نسبتا تند جلوگیری می کند.این تسمه حداکثر به عرض 140 سانتیمتر تولید می شود
تسمه نقاله های لاستیکی برای مصارف عام
تسمه نقاله های لاستیکی با آج گریپ(GRIP )
تسمه نقاله های لاستیکی مقاوم در مقابل سایش
روکش این نوع تسمه نقاله ها از جنس لاستیک مقاوم در مقابل سایش طراحی شده است.استفاده از این تسمه ها برای بارهای که سایش بالایی دارند و روکش تسمه نقاله های معمولی قادر به مقاومت در مقابل این نوع سایش نیستند، توصیه می شود.
تسمه نقاله های لاستیکی مقاوم در مقابل حرارت
روکش و رویه و زیره این نوع تسمه نقاله ها از لاستیک هایی ساخته شده که تا حرارت 150 درجه سانتیگراد مقاوم می باشد و قادر است انواع بار با دمای تا 150 درجه سانتیگراد را تا مسافت نسبتا طولانی تحمل کند
تسمه نقاله های لاستیکی مقاوم در مقابل حرارت
تسمه نقاله های لاستیکی مقاوم در مقابل روغن ها
روکش و زیره این نوع تسمه نقاله در مقابل انواع روغن ها مقاوم است.این نوع تسمه نقاله ها برای حمل و نقل بارهای آغشته به روغن مورد استفاده قرار می گیرند.باید توجه داشت استفاده تسمه نقاله های لاستیکی با روکش معمولی در محیط های روغنی به هیچ وجه صحیح نیست زیرا روغن باعث تورم و جدا شدن لاستیک از پارچه و یا استخوان بندی تسمه و پارگی آن می شود
مشخصات استاندارد تسمه نقاله های لاستیکی
تسمه نقاله های لاستیکی با مشخصات استاندارد زیر معرفی می شوند.
عرض تسمه بر حسب میلیمتر
جنس پارچه تسمه نقاله مثلا از پلی استر(تار) وپلی آمید(پود)
استحکام تسمه در جهت طول بر حسب کیلوگرم بر سانتیمتر
تعداد لایه های پارچه
ضخامت روکش رویه وزیره بر حسب میلیمتر
نوع آمیزه لاستیک رویه و زیره
Hjvhb v
Hcvhgv
تجهیزات نقاله ها
:
امروزه تجهیزات مختلفی برای استفاده از سیستم نقاله ای وجود دارد . مانند ، واحد الحاقی به صورت لولا شده ( واحدی که در آن مواد به صورت اتوماتیک بر روی نقاله ها منتقل یا از روی آنها برداشته می شوند ) . این واحدها می توانند تحت زاویه ای نسبت به راستای حرکت نقاله ها مواد را به نقاط دیگر شارژ و یا از روی آن بر دارد .
واحدهای الحاقی برای جابجایی مواد از روی نقاله ها در ارتفاع :
این تجهیزات بیشتر در سیستم های اتوماسیون و کنترل از راه دور مورد استفاده قرار می گیرند و به واسطه ی آن که دارای اجزای متحرک اند ، می بایست به کمک شبکه های توری شکل کاملاً گاردبندی شوند تا از امکان دسترسی غیر مجاز به آن جلوگیری شود .
برای سرویس ،نگهداری وتنظیم این سیستم ها لازم است از یک دستورالعمل ایمنی تبعیت کرد وقبل از هر کاری از خاموش بودن و قطع برق آنها اطمینان حاصل شود .
یکی از اصول حفاظ گذاری تسمه نقاله ها این است که حفاظ باید ایمنی را بطور کامل تامین کند .شکل حفاظ تسمه نقاله ها در زیر نشان داده شده است . اندازه ، قطر و جنس توری مهم است و بطور کلی باید کوچکتر از قطرانگشتان دست انسان باشد . از طرفی
بهتر است پوشش ها بصورت اینترلاک باشد یعنی بابرداشتن پوشش ماشین خاموش
تعیین متراژ تسمه نقاله
با توجه به شکل و به کارگیری روابط زیر می توان در هر زمان متراژ نقاله خود را محاسبه کرد.
: R شعاع کل حلقه
r:شعاع استوانه وسط حلقه
M:ضخامت تسمه
L:متراژ تسمه نقاله
L = n (n+1) лM + 2лnr
n = (R-r) / M
نکات مهم در مورد ایمنی نوار نقاله ها
:
متصدی کار با نقاله باید آموزش لازم را دیده باشد .
دکمه راه اندازی دستگاه با فرامین دستگاه باید بنحوی قرار داشته باشد که اپراتور دستگاه دید کافی از قسمت های مختلف را داشته باشد .
وسایل توقف اضطراری دستگاه : وسایل ترمز اضطراری دستگاه نقاله باید بنحوی در دسترس اپراتور باشد که بتوان در مواقع ضروری به سرعت از آن استفاده کرد .
سنسورهای حساس در قسمت های مختلف نوار نقاله قرار داده شود تا از اختلال در نحوه ی تولید و خط تولید جلوگیری گردد .
به علت وجود اصطکاک در نوار نقاله و احتمال ایجاد آتش سوزی در اثر بارهای ساکن ،باید از سیستم ارت استفاده شود .
کارگری که در محل نقاله ها کار می کند باید مجهز به وسایل و تجهیزات حفاظت فردی مناسب باشد .
در نقاله های متحرک باید کلیدهای فرمان به گونه ای باشد که سطح نوار نقاله در محل مناسبی برای تخلیه ی بار قرار دهند .(مانند نوار نقاله های موجود در قسمت بارگیرخانه) .
اگر مواد از یک نقاله ی نواری بر روی یک نقاله ی غلتکی منتقل می شود ، می توان دید که نقاط خطرناکی بین تسمه ی مربوط به نقاله ی نواری و اولین غلتک مربوط به نقاله ی غلتکی بوجود می آید . برای فایق آمدن بر این مشکل و رفع خطر می توان محور غلتک را در یک شیار U شکل غیر مفید قرار داد .
تسمه نقاله ی نواری :
خطرات اصلی که در کاربرد تسمه نقاله های نواری وجود دارد ـ اعم از آنکه برای جابجایی افقی یا تحت شیب مورد استفاده قرار گیرند ـ در محل هایی وجود دارند که پولی ها قرار گرفته اند . لازم است آنها را با وسایل ایمنی (گاردها) پوشاند یا آنکه تا فاصله ی حداقل 42 اینچ (1070میلیمتر ) از آنها پوشش های حفاظتی نصب شود .
نقاله های پیچی :
به خاطر خطرات بالقوه ی این نقاله ها لازم است با تعبیه ی گاردهای محافظ ، امکان هرگونه نزدیکی به آنها کاملاً مرتفع ساخت . تعمیر و نگهداری این نقاله ها تنها زمانی مجاز است که موتور محرک آنها را کاملاً قطع کنیم .
پایان