تسمه v شکل

مشخصات فنی و ساختاری تسمه V شکل (V-Belt)

تسمه های V شکل با طراحی مقطع ذوزنقه ای (Trapezoidal Cross-Section) ساخته می شوند که با ایجاد اثر گوه ای (Wedge Effect) در شیارهای پولی، اصطکاک و انتقال گشتاور را بهینه می کنند. هسته کششی (Tensile Cord) این تسمه ها معمولاً از پلی استر هایپو (High-Modulus Polyester) یا نخ های آرامید (Aramid) تشکیل شده که استحکام کششی بالا (معمولاً 1000 تا 4000 MPa) و مقاومت در برابر کشش طولانی مدت را تضمین می کنند. این هسته در ماتریس لاستیکی اشباع شده از لاستیک مصنوعی (اغلب EPDM یا SBR) محصور می گردد که مقاومت حرارتی (تا 120°C)، انعطاف پذیری دینامیکی و مقاومت در برابر سایش، روغن و ازون را فراهم می کند. سطح بیرونی تسمه با لایه ای از پارچه نسوز (مثل نایلون یا کتان با روکش PVC) پوشانده می شود که اصطکاک را کنترل کرده و از تخریب زودرس در برابر حرارت و آلاینده ها جلوگیری می کند. کلاس های مختلف تسمه V (Classic, Narrow, Cogged) بر اساس استانداردهای RMA/ISO (مانند ISO 4184) دسته بندی می شوند.

مشخصات عملکردی تسمه V شکل توسط سه پارامتر اصلی تعریف می گردد: طول موثر (Effective Length), زاویه شیار (Groove Angle ≈ 40°), و ارتفاع/عرض مقطع (Section Height/Width). استانداردهای رایج شامل: کلاسیک (Classic Sections): با کدهای A, B, C, D, E (بر اساس عرض 13 تا 38 میلی متر) برای انتقال قدرت متوسط. بارکش باریک (Narrow/Wedge Sections): با کدهای SPZ, SPA, SPB, SPC (عرض 9.7 تا 22 میلی متر) که با افزایش 30% ظرفیت انتقال قدرت نسبت به کلاسیک، امکان استفاده در درایوهای فشرده را فراهم می کنند. تسمه های دندانه دار (Cogged/Notched Belts): با شیارهای عرضی روی سطح داخلی که انعطاف پذیری را افزایش داده و حرارت زدگی را کاهش می دهند (مناسب پولی های کوچک قطر). حداکثر سرعت مجاز معمولاً تا 30 m/s و بازده انتقال قدرت 92-98% است. ظرفیت گشتاور (kW/mm) مستقیماً به اصطکاک دینامیکی، کشش اولیه (Proper Tensioning) و هم ترازی پولی ها وابسته است. تسمه های مدرن از افزودنی های ضد استاتیک و ترکیبات مقاوم در برابر هیدرولیز (Hydrolysis-Resistant Compounds) برای محیط های مرطوب استفاده می کنند. رعایت الزامات ISO 1813 برای هدایت الکتریسیته ساکن (Conductive Belts) در محیط های انفجاری ضروری است.

انتخاب تسمه وی شکل مناسب

انتخاب تسمه V شکل مناسب با محاسبه دقیق نیازهای انتقال قدرت آغاز می‌شود. ابتدا باید توان مورد انتقال (کیلووات), سرعت چرخش شفت (RPM) و نسبت کاهش (Reduction Ratio) تعیین گردد. محاسبه اشتباه این پارامترها منجر به انتخاب تسمه با ظرفیت ناکافی (عامل لغزش و فرسایش زودرس) یا ظرفیت بیش‌ازحد (هزینه غیرضروری و بار دینامیکی اضافی) می‌شود. استاندارد ISO 4184 و جداول RMA ظرفیت انتقال هر سایز تسمه (مثلاً SPA برای ۰.۵-۷.۵ kW یا SPB برای ۲-۲۰ kW) را بر اساس قطر پولی و سرعت ارائه می‌دهند. هماهنگی دقیق پروفیل تسمه با شیار پولی شرط حیاتی است: زاویه شیار استاندارد ۴۰° (±۰.۵°) باید کاملاً با زاویه جانبی تسمه تطابق داشته باشد. عدم انطباق حتی ۲ درجه باعث کاهش ۳۰% ظرفیت انتقال، افزایش حرارت و سایش جانبی می‌گردد. برای پولی‌های با قطر کوچک (کمتر از ۶۳ mm)، تسمه‌های دندانه‌دار (Cogged) با انعطاف‌پذیری بالاتر توصیه می‌شوند تا خمش بیش‌ازحد و تخریب زودرس رخ ندهد. استفاده از پولی‌های آلومینیومی با دقت ماشینکاری بالا (تلورانس ±۰.۱ mm) و پرداخت سطحی (Ra ≤ ۳.۲ μm) اصطکاک بهینه و توزیع یکنواخت فشار را تضمین می‌کند.

شرایط محیطی نقش تعیین‌کننده‌ای در انتخاب جنس و پوشش تسمه V شکل دارد. در محیط‌های با دمای بالا (بیش از ۸۰°C)، تسمه‌های با ترکیب EPDM (مقاوم تا ۱۲۰°C) جایگزین برتری نسبت به SBR (مقاوم تا ۸۵°C) هستند. در معرض روغن‌ها یا حلال‌های شیمیایی، پوشش‌های مقاوم‌سازی‌شده با افزودنی‌های ضد تورم (Anti-Swell Compounds) الزامی است. برای فضاهای مرطوب یا دارای بخار، ترکیبات ضد هیدرولیز (Hydrolysis-Resistant) از تخریب ساختار پلی‌استر هسته جلوگیری می‌کنند. کشش اولیه (Initial Tension) عامل کلیدی دیگر است: کشش ناکافی موجب لغزش و کاهش بازده (گاهی تا ۳۰%) می‌شود، درحالی‌که کشش بیش‌ازحد بارگذاری یاتاقان‌ها را افزایش داده و عمر تسمه را کوتاه می‌کند. استفاده از ابزارهای دقیق مثل تنسومتر (Tension Meter) بر اساس فرکانس ارتعاش تسمه (طبق فرمول *T = (4 × M × W × f²) × ۱۰⁻⁶*) ضروری است. در سیستم‌های چندتسمه‌ای، تطابق دقیق طول تسمه‌ها (حتی اختلاف ۰.۵% غیرمجاز است) از توزیع نابرابر بار جلوگیری می‌کند. بازرسی دورهیی شامل بررسی ترک‌های سطحی (Cracks per inch ≤ ۱۰) و عمق فرسایش شیارها (Groove Wear ≤ ۱ mm) طبق استاندارد RMA IP-۲۰ برای تعویض به‌موقع حیاتی است.

فرآیند نصب صحیح بر اساس پروتکل‌های مهندسی، طول عمر تسمه V شکل را تا ۴۰% افزایش می‌دهد. هم‌ترازی محوری پولی‌ها (Shaft Alignment) باید با دقت ±۰.۵ mm/m کنترل شود؛ عدم هم‌ترازی زاویه‌ای یا موازی موجب سایش یک‌طرفه، گرمایش موضعی و کاهش بازده می‌گردد. ابزارهای لیزری مدرن (دقت ±۰.۱°) جایگزین بهتری برای شاقول‌های سنتی هستند. هنگام نصب، هرگز از ابزارهای فلزی برای فشار دادن تسمه به داخل شیار استفاده نشود – این عمل به بافت کششی (Cords) آسیب زده و تمرکز تنش ایجاد می‌کند. به‌جای آن، با کاهش کشش شفت (مثلاً با کاهش فاصله مراکز) تسمه باید آزادانه روی پولی قرار گیرد. فاصله بهینه مراکز (Optimal Center Distance) معمولاً بین ۰.۷ تا ۱.۵ برابر قطر پولی بزرگ‌تر است. پس از ۲۴-۴۸ ساعت کارکرد اولیه، بازکشیدگی (Re-Tensioning) الزامی است زیرا تسمه‌های جدید تا ۱۰% کشش اولیه را از دست می‌دهند. برای محیط‌های پرگردوغبار، نصب محافظ (Belt Guard) از ورود ذرات ساینده به شیارها جلوگیری می‌کند. در نگهداری دوره‌ای، پاک‌سازی پولی‌ها با برس نرم (بدون حلال‌های خورنده) و بازرسی ترک‌های ریشه‌ای (Root Cracks) با نور UV طبق استاندارد ISO ۱۵۵۴۸ انجام می‌شود.