یکی از مهمترین نوع تسمه های صنعتی تسمه های انتقال نیرو هستند. تسمه های انتقال نیرو در واقع تسمه هایی هستند که بین دو و یا چند فولی (پولی) بسته شده و از یک فولی بصورت محرک به انتقال نیرو روی فولی های دیگر می پردازند. از تسمه انتقال نیرو Power transmission belt در انتقال گشتاور حرکتی از یک الکتروموتور و یا در خروجی موتور های احتراق داخلی به دینام، کولر و حتی پمپ های آب (واتر پمپ) استفاده می شود.
تسمه انتقال نیرو اغلب از ترکیبات پلیمری انعطاف پذیر تولید می شود. در گذشته از لاستیک طبیعی در تولید این تسمه ها استفاده می شده است اما با توجه به خزش و تغییر طول بالای لاستیک تحت تنش کششی امروزه ترکیبات پلی یورتان PU که البته دارای درصدی لاستیک طبیعی نیز در ترکیبات خود هستند استفاده می شود. پلی یورتان علاوه بر داشتن مقاومت مناسب تر در برابر خزش در برابر حرارت ناشی از اصطکاک سطحی و حرارت های اعمالی بر تسمه صنعتی در مجاورت با موتور های احتراق داخلی مقاومت بالاتری دارد. البته کل بدنه تسمه انتقال نیرو از پلی یورتان نبوده و در بخش های مختلف گاهی با پوشش های سطحی الیاف دار و گاهی با افزودنی هایی در بین ساختار محافظت می شود که در ادامه این مقاله به آن خواهیم پرداخت.
انواع تسمه انتقال نیرو
تسمه های انتقال نیرو بر حسب میزان تنش های کششی که به انها وارد می شود و بر حسب کاربری در انواع مختلفی قابل دسته بندی هستند. در حالی که ترکیب غالب در تولید این تسمه ها اغلب پلی یورتان است اما به تناسب کاربری می توانند از درصد متنوعی ترکیبات شیمیایی استفاده کرده و دارای استحکام دهنده های متنوعی باشند. دسته بندی تسمه های انتقال نیرو بر حسب شکل هندسی به قرار زیر است:
تسمه تخت انتقال نیرو: یکی از پر کاربرد ترین نوع تسمه تسمه های تخت می باشند که اغلب بر روی دو فولی مورد استفاده قرار می گیرند. تسمه های تخت گاهی برای داشتن سطح تماس و اصطکاک بیشتر بصورت شیار دار نیز تولید می شوند. عرض و ضخامت تسمه تخت انتقال نیرو به میزان نیرویی که در هر سیکل می بایست برای انتقال گشتاور از یک فولی به فولی دیگر منتقل شود بستگی دارد.
تسمه پلی کرد انتقال نیرو: بن گرد، تسمه گرد و یا تسمه پلی کرد نامی است که به تسمه های صنعتی با سطح مقطع گرد داده شده است. تسمه پلی کرد در سایز های 4 میلیمتر الی 14 میلیمتر مورد استفاده قرار می گیرد و اغلب به رنگ سبز در بازار یافت می شود. تسمه پلی کرد علاوه بر کاربری در انتقال قدرت گاهی بعنوان تسمه نوار نقاله نیز مورد استفاده قرار می گیرد. تسمه پلی کرد می تواند بصورت مسطح و یا با عاج های ریز بوده و در مرکز آن نیز گاهی برای جلوگیری از ایجاد خزش از نخ های پلی استری استفاده می شود.
تسمه وی بلت V-belt: یکی از مهمترین و پر کاربرد ترین نوع تسمه های انتقال نیرو تسمه های وی بلت هستند. تسمه های وی بلت دارای سطح مقطع V شکل هستند که قرار گیری آنها را بر روی شیار فولی ساده تر می کند. علاوه بر این شکل هندسی و زاویه دار بودن اضلاع مورب این تسمه صنعتی که به شکل ذورنقه می باشد کاهش فضا و سایز فولی را سبب شده و با انتقال قدرت بر روی لبه ها حداکثر گشتاور را منتقل می کند.
اجزای تشکیل دهنده تسمه وی بلت
تسمه های وی بلت دارای شرایط کاری دشواری بوده و اغلب بیشترین میزان تنش به انها وارد می شود. تنش کششی و سایشی در عملکرد با سرعت زاویه ای بالای فولی ها، تنش های حرارتی در مجاورت با موتور های احتراق داخلی از جمله مهمترین تنش های وارده بر تسمه وی بلت انتقال نیرو محسوب می شوند. علاوه بر این با توجه به شرایط کاربری تسمه های وی بلت V-belt می توانند در معرض تماس با انواع مواد شیمیایی خورنده از جمله روغن های روان کننده و روغن های هیدرولیکی قرار گیرند.
بخش عمده ای از بدنه تسمه های وی بلت را ترکیبات پلی یورتان تشکیل می دهند که هم خواص حرارتی و هم خواص سایشی مناسبی دارند. با این وجود، پلی یورتان نیز مانند انواع دیگر پلیمر ها انعطاف پذیر بوده و تحت تنش های کششی با افزایش طول و پدیده خزش روبرو می شود. با توجه به اینکه مبنای عملکرد تسمه وی بلت تنش اصطکاکی بین سطح داخلی تسمه و بدنه فولی است افزایش طول تسمه وی بلت عملا سبب سر خوردن تسمه بر روی فولی و کاهش راندمان در عملکرد این تسمه صنعتی می شود. از این رو در اغلب موارد در بخش داخلی تسمه وی بلت و در لا به لای ترکیبات پلی یورتان اغلب از چند رشته سیم یا کورد (وایر) که اغلب از جنس فلزی است برای جلوگیری از پدیده خزش تسمه استفاده می شود.
برخی برند های تولید کننده تسمه وی بلت بر روی سطح بیرونی تسمه از یک پارچه پلی استری به منظور افزایش مقاومت سایشی و افزایش اصطکاک تماسی تسمه با فولی ها استفاده می کنند. یکی از نمونه های پر کاربرد از تسمه وی بلت در ماشین آلات صنعتی کاربری بعنوان تسمه پروانه می باشد. در واقع تسمه پروانه تسمه انتقال قدرت می باشد که برای به حرکت در آوردن پروانه جهت خنک کاری موتور و در اتصال خروجی میل لنگ مورد استفاده قرار می گیرد. تسمه های پروانه یا بصورت وی بلت و یا بصورت تخت چند شیار مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای کاربری تسمه وی بلت انتقال نیرو
تسمه های تخت انتقال نیرو بر خلاف تسمه های وی بلت دارای عرض بیشتر و ضخامت کمتری هستند. عرض بیشتر تسمه نیاز به عرض بیشتر فولی داشته و از این رو در کاربری تسمه تخت نیاز به فولی هایی با حجم بالاتر از تسمه وی بلت می باشد. در واقع تسمه وی بلت بر روی لبه های زاویه دار ذوزنقه نیز به انتقال قدرت می پردازند حال آنکه تسمه تخت فقط در بخش تخت به انتقال قدرت می پردازد.
ضخامت کمتر تسمه های تخت نسبت به تسمه های وی بلت سبب می شود که اصطکاک و تنش های کششی بالاخص در قسمت لبه های بیرونی آسیب، سایش و یا چین خوردگی را در این سری تسمه های صنعتی سبب گردد که عامل تخریب و کاهش طول عمر کاری تسمه های تخت محسوب می شود. علاوه بر این با توجه به عرض زیاد، قرار دادن و جا انداختن تسمه تخت انتقال نیرو بر روی فولی ها چالش های بسیاری دارد حال انکه تسمه های وی بلت با دارا بودن لبه های زاویه دار به سادگی بر روی فولی ها اتصال پیدا می کنند.
منبع: فردا نیوز