تسمه دور قرقره یا پولی پیچیده شده و آن را هم جهت با حرکت خود همراه می‌کند. از تسمه پولی برای انتقال نیرو در ربات‌ها استفاده می‌کنند.
تسمه چیست؟
تسمه (Belt) یک حلقه از جنس ماده‌ای انعطاف‌پذیر است که برای اتصال مکانیکی دو شفت چرخان یا بیشتر استفاده می‌شود. از تسمه ممکن است برای انجام موارد زیر استفاده شود:
منبع حرکت بودن
انتقال موثر توان
ردیابی حرکت نسبی
تسمه‌ها دور قرقره یا پولی (Pully) پیچیده می‌شوند. در یک سیستم دو قرقره‌ای، تسمه؛ قرقره‌ها را با جهت حرکت خود همراه می‌کند ( شکل پایین – الف)، یا اینکه تسمه حالت ضربدری داشته و جهت حرکت تسمه و پولی مخالف هم می‌باشد (شکل پایین – ب). یک تسمه انتقال‌دهنده که نقش منبع حرکت را دارد، پیوسته باری را بین دو نقطه حمل می‌کند.
وظیفه تسمه و پولی چیست؟
قرقره‌ها و تسمه‌ها، حرکت چرخشی را از شفتی به شفت دیگر انتقال می‌دهند. مخصوصا، قرقره‌ها دنده‌های بدون زائده هستند که به نیروی‌های اصطکاک بین تسمه‌ها، زنجیرها، طناب‌ها و یا کابل‌ها برای انتقال گشتاور متکی هستند.
قرقره یا پولی کوچکتر نسبت به قرقره بزرگتر سریع‌تر می‌چرخد و همانطور که در شکل الف مشخص است، جهت حرکت هر دو یکسان است.
اگر تسمه همچون شکل ب حالت ضربدری داشته باشد، بازهم پولی کوچکتر سریع‌تر از پولی بزرگتر خواهد چرخید اما جهت حرکت هردو متفاوت می‌باشد.
تسمه و پولی محرک چیست؟
یک مثال آشنا در مورد تسمه و پولی محرک را می‌توان در فن خنک‌کننده اتومبیل‌ها یافت. یک پولی صاف متصل به میل لنگ موتور، گشتاور را به یک پولی صاف دوم متصل به فن خنک‌کننده دارای یک تسمه لاستیکی تقویت‌شده منتقل می‌کند. قبل از توسعه موتورهای الکتریکی صنعتی که مستقیما تحریک می‌شدند، طیف گسترده‌ای از ماشین‌های صنعتی به قرقره‌های صاف با قطرهای مختلف مجهز بودند که توسط تسمه‌های چرمی بی‌پایان از بالای یک شفت محرک به حرکت در می‌آمدند. تغییرات سرعت با تعویض تسمه به پولی‌هایی با قطرهای مختلف در همان دستگاه به دست می‌آمد.
مزایا و معایب تسمه ها
- تسمه محرک ساده و ارزان است و به شفت‌هایی که با محورش هم‌تراز باشند، نیازی ندارد.
- از ماشین‌ها در برابر گیرکردن، تحمل بار اضافی و رطوبت محافظت می‌کند و صدا و لرزه هر دستگاه را ایزوله می‌کند.
- شوک ایجاد‌شده به دلیل نوسانات بار را جذب می‌کند (مثل حالت ارتجاعی بالش)
- به روغن‌کاری نیازی ندارند و تعمیرشان در حداقل مقدار است.
- راندمان بالا (90 تا 98 %، معمولا 95%) و تلرانس بالا برای غیر‌هم‌تراز بودن دارند و در صورت دور بودن شفت‌ها، ارزان هستند.
- با کم کردن کشش سطحی تسمه، عمل کلاچ فعال می‌شود.
- به وسیله قرقره‌های پله‌ای یا مخروطی می‌توان به سرعت‌های مختلف دست یافت.
- به دلیل سرخوردگی یا کشیدگی، نسبت سرعت زاویه‌ای ممکن است ثابت یا مساوی با قطر قرقره‌ها نباشد. اما این مشکل با استفاده از تسمه‌های آجدار حل شده‌است.
- محدوده دمایی بین 31- درجه فارنهایت (35- درجه سانتی‌گراد) تا 185 درجه فارنهایت (85 درجه سانتی‌گراد) دارند.
- تنظیم فاصله مرکزی یا اضافه کردن یک قرقره هرزگرد برای جبران اثرات کشیدگی و افتادگی بسیار حیاتی است.
انواع تسمه
تسمه مسطح چیست؟
تسمه‌های مسطح به صورت گسترده در قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، در خطوط انتقال توان در کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. تسمه‌های مسطح امروزه هم کاربرد دارند اگرچه استفاده آنها در خطوط انتقال به اندازه گذشته نیست. تسمه مسطح یک سیستم ساده انتقال توان است که برای زمان خود بسیار مناسب بود.
تسمه‌های مسطح به صورت گسترده در قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، در خطوط انتقال توان در کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. آنها همچنین کاربردهای بیشمار کشاورزی، معدن‌کاری و الوار همچون اره چوب‌بری، ماشین چوب‌بر، خرمن‌کوب، دمنده سیلو، نوار نقاله برای پر کردن مخازن ذرت یا انبارهای کاه، بسته‌بندی‌کن‌ها، پمپ‌های آب (برای چاه ها، معادن، یا مزارع باتلاقی) و ژنراتورهای الکتریکی دارند. تسمه‌های مسطح امروزه هم کاربرد دارند اگرچه استفاده آنها در خطوط انتقال به اندازه گذشته نیست. تسمه مسطح یک سیستم ساده انتقال توان است که برای زمان خود بسیار مناسب بود.
در شرایط وجود تسمه‌های پهن و قرقره‌های بزرگ، می توانند قدرت بالایی را در سرعت های بالا (500 اسب بخار در 10000 فوت در دقیقه) انتقال دهند. اما این محرک‌ها حجیم هستند، نیاز به کشش زیاد دارند که منجر به بارهای زیاد می شود، و برای برنامه‌های کاربردی با مراکز نزدیک مناسب نیستند، بنابراین تسمه‌های وی‌شکل عمدتا جایگزین تسمه‌های مسطح برای انتقال نیرو در فواصل کوتاه شده‌اند و انتقال نیرو در مسافت‌های طولانی معمولا دیگر با تسمه انجام نمی‌شود. برای مثال، در حال حاضر در ماشین‌های کارخانه‌ای این تمایل وجود دارد که موتورهای الکتریکی جداگانه وجود داشته باشد.
از آنجایی که تسمه‌های مسطح تمایل دارند به سمت بالای پولی حرکت کنند، پولی‌ها با سطح کمی محدب یا «تاج‌دار» (به جای صاف) ساخته شده‌اند تا به تسمه اجازه دهند در حین حرکت، مرکزش را تنظیم‌کند. تسمه‌های مسطح نیز هنگام اعمال بارهای سنگین تمایل دارند روی صفحه قرقره بلغزند. مواد بسیاری برای پوشش سطح تسمه‌ها در دسترس هستند که میتوانند برای افزایش اصطکاک و در پی آن برای افزایش انتقال نیرو مورد استفاده قرار بگیرند.
تسمه‌های مسطح به طور سنتی از چرم یا پارچه ساخته می‌شدند. امروزه برخی از آنها از لاستیک‌ها یا پلیمرها ساخته می‌شوند. اگر تسمه‌های چرمی با قسمت مویی (سمت بیرونی) چرم روی پولی بسته شوند، اغلب بهتر به اجسام می‌چسبند اگرچه در عوض برخی از تسمه‌ها قبل از اتصال به نقاط انتهایی یک نیم‌چرخش می‌زنند (یک نوار موبیوس تشکیل می دهند)، تا آن افتادگی بتواند به طور مساوی در دو طرف کمربند توزیع شود. انتهای تسمه‌ها با چسباندن انتهای آن با بند چرمی، بست‌های شانه‌ای فولادی، یا اتصالات چسبانده شده به هم وصل می‌شوند (که استفاده از بند چرمی قدیمی‌ترین روش‌ها است). تسمه‌های مسطح به طور سنتی به هم متصل می‌شدند و هنوز هم این کار انجام می‌شود، اما می‌توان آنها را با طراحی بی‌پایان نیز ساخت.
تسمه گرد چیست؟
تسمه‌های گرد به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا به صورت ضربدری روی قرقره‌ها، با زاویه 60 درجه با شیار وی‌شکل بسته شوند.
شیارهای گرد فقط برای قرقره‌های هرزگرد که تسمه را هدایت می‌کنند یا زمانی که از تسمه‌های حلقه‌ای (به شکل O ) نرم استفاده می‌شود، مناسب هستند. تسمه‌ها با شیار وی‌شکل گشتاور را از طریق چسبندگی زیاد با قرقره منتقل می‌کنند و در نتیجه اصطکاک را افزایش می‌دهند. با این وجود، تسمه‌های گرد فقط برای موقعیت‌های گشتاور کم استفاده می شوند و ممکن است در طول‌های مختلف خریداری شوند یا به طول برش داده شوند و سپس توسط یک منگنه، یک اتصال‌دهنده فلزی (در مورد پلاستیک توخالی)، چسب یا جوش (در مورد پلی اورتان) یه یکدیگر متصل شوند.
تسمه وی شکل چیست؟
تسمه V شکل (با نام دیگر طناب گوه‌ای) مشکل سرخوردن و هم‌ترازی را حل کرده‌اند. در حال حاضر، این تسمه‌ها برای انتقال توان نقش تسمه اصلی را دارند. عموما بی‌پایان هستند و شکل معمول ضربدریشان به شکل ذوزنقه است ( به همین خاطر از حرف V بهره می‌برند) شکل V تسمه‌ها، شیار هم‌شکل خود بر روی قرقره را پیدا می‌کند و به همین دلیل از سر خوردن تسمه جلوگیری می‌کند.
همچنین با افزایش بار، تسمه به شیار فرو می‌رود. هر چه بار بیشتر باشد، میزان چسبندگی بیشتر می‌شود که در نتیجه انتقال گشتاور را بهبود می‌بخشد و تسمه V را به یک راه‌حل مؤثر تبدیل می‌کند که به عرض و کشش کمتری نسبت به تسمه‌های مسطح نیاز دارد. تسمه‌های V شکل به دلیل فواصل مرکزی کوچک و نسبت‌های کاهش بالا، بر تسمه‌های مسطح برتری دارند. فاصله مرکز مناسب، بزرگتر از بزرگترین قطر قرقره است، اما کمتر از سه برابر مجموع هر دو قرقره است. محدوده سرعت مطلوب بین 1000 تا 7000 فوت در دقیقه است. تسمه‌های V شکل به دلیل ضخامت بیشتر نسبت به تسمه های مسطح، به قرقره‌های بزرگتری نیاز دارند.
برای نیازهای توان بالا، دو یا چند تسمه V شکل را می‌توان در کنار هم در آرایشی به نام multi-V وصل کرد که روی شیارهای چندگانه شبه‌قرقره‌ها حرکت می‌کند. این به عنوان یک محرک تسمه V شکل چندگانه (یا گاهی اوقات «محرک تسمه V شکل کلاسیک») شناخته می‌شود.
تسمه‌های V شکل ممکن است به طور همگن لاستیکی یا پلیمری باشند یا ممکن است الیاف تعبیه شده در لاستیک یا پلیمر برای استحکام و تقویت باشد. الیاف ممکن است از مواد نساجی مانند پنبه، پلی آمید (مانند نایلون) یا پلی استر یا برای استحکام بیشتر، از فولاد یا آرامید (مانند توارون یا کولار) باشد. هنگامی که یک تسمه بی‌پایان نیاز ما را برآورده نمی‌کند، ممکن است از تسمه های V شکل مفصلی (تکه‌های مختلف به یکدیگر چفت می‌شوند) یا متصل (از تکه‌های جدا تشکیل شده است) استفاده شود. با این حال آنها ضعیفتر هستند و فقط در سرعت های تا 4000 فوت در دقیقه قابل استفاده هستند. تسمه V شکل مفصلی تعدادی پیوند لاستیکی است که توسط بست‌های فلزی به هم متصل می‌شوند. طول آنها در صورت نیاز، با جداسازی و حذف پیوندها قابل تنظیم است.
تسمه چندگانه چیست؟
یک تسمه چندگانه معمولا از 5 یا 6 تسمه V شکل که روی هم سوار شده‌اند تشکیل شده‌است. با این طراحی یک تسمه باریک‌تر برای همان صفحه تحریک قبلی خواهیم داشت که اغلب با وجود عرض بیشتر، انعطاف بیشتری نیز دارد. این افزایش انعطاف موجب بالا رفتن راندمان می‌شود زیرا به هنگام خم‌شدن‌های متوالی تسمه، انرژی کمتری به هدر می‌رود. بالا رفتن راندمان در عمل با کاهش دمای تسمه همراه خواهد بود و یک تسمه در حال حرکت خنک‌تر می‌تواند عمر بیشتری برای خدمات‌رسانی داشته باشد.
اجزای تسمه چندگانه
1- لایه کششی
لایه پلی‌استر تقویت‌شده یک عضو کششی کم‌کشش با استحکام بالا است که قادر به تحمل بارهای ضربه‌ای بر روی محرکهای دارای مراکز ثابت است.
2- دنده‌های لاستیکی
لاستیک نئوپرن با عمر طولانی و الیاف مقاوم در برابر روغن، در دنده‌ها برای پشتیبانی از عضو کششی و انتقال بارها به قرقره استفاده می شود.
3- ماده پشتیبانی
این ماده از نوعی بافت با الگوی متقاطع تشکیل شده و در برابر ترک‌خوردگی مقاوم است و مقاومت در برابر خراش و سایش ایجاد می‌کند.
4- ماده عایق
از لاستیک مقاوم در برابر روغن و دما استفاده شده تا لایه کششی را به بقیه تسمه متصل کند.
مزیت دیگر تسمه با شیار چندگانه که باعث محبوبیت آن می‌شود این است که تسمه از طرف بدون شیار نیز می‌تواند از روی پولی یا قرقره‌ها عبور کند. اگرچه گاهی اوقات این کار با تسمه‌های V با یک پولی هرزگرد برای کشش انجام می‌شود، یک تسمه با شیار چندگانه ممکن است به اندازه کافی به دور یک قرقره در پشت آن پیچیده شود تا جهت آن را تغییر دهد یا حتی نیروی محرکهای سبک ایجاد کند.
توانایی هر تسمه V شکل در چرخاندن قرقره‌ها، به پیچاندن تسمه با یک زاویه مناسب به دور قرقره برای ایجاد چسبندگی بستگی دارد. در جایی که یک تسمه تک V شکل، به شکل ساده محدب محدود می شود، می‌تواند به اندازه کافی حداکثر سه یا احتمالا چهار پولی را حرکت دهد، بنابراین می‌تواند حداکثر سه وسیله جانبی را حرکت دهد. در جاهایی که به نیروی رانش بیشتری نیاز داریم، مانند خودروهای مدرن با فرمان برقی و تهویه مطبوع، تسمه‌های متعدد مورد نیاز است. از آنجایی که تسمه با شیار چندگانه را می‌توان به کمک قرقره‌های هرزگرد خارجی در مسیرهای مقعر خم کرد، می‌تواند از هر تعداد قرقره عبور کند که تعداد قرقره‌ها فقط با ظرفیت توان تسمه محدود می‌شود.
این توانایی برای خم کردن تسمه به میل طراح به او اجازه می‌دهد تا مسیری پیچیده یا «مارپیچ» را طی کند. این امر می‌تواند به طراحی یک موتور فشرده کمک کند، جایی که لوازم جانبی نزدیک‌تر به بلوک موتور و بدون نیاز به تنظیم کشش متحرک نصب می‌شوند. کل تسمه ممکن است توسط یک پولی هرزگرد کشیده شود.
تسمه آجدار چیست؟
یک تسمه آجدار، تسمه انتقال توان دارای شیارهای طولی است. این تسمه به دلیل تماس بین آج‌های روی تسمه و شیارهای روی پولی می‌تواند عمل کند. گزارش شده است که ساختار یک‌تکه آن مواردی چون توزیع یکسان کشش در عرض پولی در محل تماس با تسمه، محدوده توان تا 600 کیلووات، نسبت سرعت بالا، تحریک مارپیچی (امکان رانش از طریق پشت تسمه)، عمر طولانی، پایداری، تحریک کششی همگن و کاهش لرزه‌ها را در اختیار ما قرار می‌دهد. تسمه آجدار ممکن است در کاربردهای مختلفی استفاده شود: کمپرسورها، ربات‌ها، دوچرخه‌های تناسب اندام، ماشین‌آلات کشاورزی، مخلوط‌کن مواد غذایی، ماشین لباسشویی، ماشین چمن‌زنی و غیره.
تسمه تایم چیست؟
این تسمه‌ها (مشهورند به تسمه‌های دندانه‌دار، بریده‌بریده، دنده‌ای یا سنکرون) یک تسمه انتقال مثبت (بدون سرخوردن) هستند و میتوانند حرکت نسبی را دنبال کنند. این تسمه‌ها دارای دندانه هستند که در داخل دندانه‌های مشابه پولی‌ها چفت می‌شوند. زمانی‌که به درستی کشیده شوند، با سرعت ثابت و بدون سرخوردگی حرکت می‌کنند و معمولا وظیفه انتقال مستقیم حرکت برای اهداف زمانی یا طی کردن فواصل مشخص بین دو ماشین را بر عهده دارند.
معمولا به جای زنجیرها و دنده‌ها استفاده می‌شوند و در نتیجه نویز کمتری دارند و به حمام روغن نیازی ندارند. تسمه تایم‌ها در بین تمامی تسمه‌ها به کشش کمتری نیاز دارند و جز تسمه‌ها با بیشترین راندمان می‌باشند. آنها میتوانند 200 اسب بخار ( 150 کیلووات) را در سرعت 16000 فوت بر ثانیه تحمل کنند.
مواردی چون هزینه بالای خرید، نیاز به بودن قرقره‌های دندانه‌دار ویژه، در معرض خطر بودن بیشتر در برابر باراضافی و گیرکردگی و نبود عمل کلاچ از معایب این تسمه‌هاست.
این تسمه‌ها (مشهورند به تسمه‌های دندانه‌دار، بریده‌بریده، دنده‌ای یا سنکرون) یک تسمه انتقال مثبت (بدون سرخوردن) هستند و میتوانند حرکت نسبی را دنبال کنند. این تسمه‌ها دارای دندانه هستند که در داخل دندانه‌های مشابه قرقره‌ها چفت می‌شوند. زمانی‌که به درستی کشیده شوند، با سرعت ثابت و بدون سرخوردگی حرکت می‌کنند و معمولا وظیفه انتقال مستقیم حرکت برای اهداف زمانی یا طی فواصل مشخص بین دو ماشین را بر عهده دارند (علت نامگذاریشان همین است). معمولا به جای زنجیرها و دنده‌ها استفاده می‌شوند و در نتیجه نویز کمتری دارند و به حمام روغن نیازی ندارند. میل بادامک خودروها، سیستم‌های زمان‌بندی مینیاتوری و استپ موتورها اغلب از این تسمه‌ها استفاده می‌کنند. تسمه تایم‌ها در بین تمامی تسمه‌ها به کشش کمتری نیاز دارند و جز تسمه‌ها با بیشترین راندمان می‌باشند. آنها میتوانند 200 اسب بخار ( 150 کیلووات) را در سرعت 16000 فوت بر ثانیه تحمل کنند.
تسمه تایم‌ها با طراحی دندانه آفست مارپیچی موجود هستند. طراحی دندانه آفست مارپیچی یک الگوی شورون (الگوی V شکل معکوس) را تشکیل می‌دهد و باعث می‌شود دندانه‌ها به تدریج درگیر شوند. طراحی الگوی شورون خود‌تراز است. طراحی الگوی شورون مانع تولید صدا در برخی تسمه‌های تایم در سرعت‌های خاص می‌شود و در انتقال نیرو (تا 98٪) کارآمدتر است.
مواردی چون هزینه بالای خرید، نیاز به بودن قرقره‌های دندانه‌دار ویژه، در معرض خطر بودن بیشتر در برابر باراضافی و گیرکردگی و نبود عمل کلاچ از معایب این تسمه‌هاست.
انواع تسمه و پولی و کاربردشان
1 دیدگاه در “تسمه و پولی چیست؟”
علی رقم زحمت زیاد برای تدوین اصل این مقاله کشیدم شده ولی متاسفانه مطلب مورد نیاز من را نداست شایسته است اصافه کنید و اگر ممکن باشه برای بنده هم ارسال کنید ممنون میشم 🙏
تسنه های v شکل بطور خاص B چه اندازه (چند کیلوات) توان را میتوانند انتقال دهند ؟
در ذهن خودم 2 kw یا ۲/۵ است