انواع تسمه و کاربرد آن

حرکت چرخشی با کمک سیستم‌های خاصی که به سیستم‌های انتقال یا درایوها معروف هستند می‌تواند از یک عنصر مکانیکی به قسمت‌های مختلف یک دستگاه منتقل شود. این سیستم‌ها توسط یک حرکت‌دهنده اصلی هدایت می‌شوند یا حرکت چرخشی را به قسمت‌های مختلف یک دستگاه منتقل می‌کنند. معمولاً برای انتقال حرکت چرخشی از شافت استفاده می‌شود .آنچه که موجب راندن و هدایت مجموعه می‌شود سیستم محرک و آنچه که هدایت و رانده می‎شود سیستم متحرک نامیده می‎شود.

تسمه چیست؟

یک نوار حلقه‌ای از مواد انعطاف‌پذیر است که برای ایجاد پیوند مکانیکی بین دو یا چند شافت دوار (روتاری) که اغلب موازی هستند، استفاده می‌شود. ممکن است به عنوان یک عامل حرکت، برای انتقال مؤثر قدرت یا ردیابی حرکت نسبی نیز مورد استفاده قرار گیرند. یک درایو تسمه، قدرت انتقال نرم بین شافت‌ها را در فاصله قابل توجهی داراست. عموماً به دور قرقره یا پولی‌ها (pulleys) پیچیده می‌شوند و ممکن است بین پولی‌ها چرخش داشته باشند.

تسمه‌ صنعتی چیست؟

به منظور انتقال قدرت بین شافت‌ها و قابلیت حرکت در سرعت بسیار زیاد شافت‌ها، طراحی شده‌اند. صنعت با توجه به نیاز خود از این نوع استفاده‌های متفاوتی دارد. تسمه‌های صنعتی معمولاً از لاستیک تقویت شده و بعضی اوقات از انواع چرم ساخته می‌شوند. تسمه‌های غیر‌چرمی، فقط در کاربردهای سبک قابل استفاده هستند. بیشتر در صنایع غذایی برای انتقال موادغذایی یا محصول خوراکی کاربرد دارند.

کاربرد تسمه

ارزان‌ترین ابزار برای انتقال نیرو، گشتاور و سرعت بین شافت‌هایی هستند که ممکن است به صورت محوری تنظیم یا تراز نشوند. انتقال نیرو توسط تسمه‌ها و پولی‌های مخصوص، حاصل می‌شود. این مجموعه به آرامی، با حداقل سر و صدا کار کرده و همراه با بالشتک موتور و بیرینگ‌ها با تغییرات بار مقابله می‎کند. البته از مقاومت کمتری نسبت به چرخ دنده‌ها یا زنجیر‌ها برخوردار هستند. با این وجود، پیشرفت در مهندسی امکان استفاده از این قطعات را در سیستم‌هایی که قبلاً فقط از زنجیر یا چرخ دنده استفاده می‌نمودند، فراهم کرده است.

در انواع مختلفی از صنایع از جمله صنعت ریسندگی و بافندگی و نساجی، صنعت نفت و گاز و پتروشیمی، صنعت کشاورزی، صنعت خودروسازی، صنعت چاپ و بسته‌بندی، صنعت حمل و نقل، صنایع غذایی و دارویی و … کاربرد دارد. از جمله کاربرد در صنایع مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

محرک غلطک‌های رسم و سایر عناصر غلطک در دستگاه‌های ترسیم
محرک رولرها، غلطک‌ها و درام‌های اصطکاک و غلتک‌های گیرنده الیاف در ماشین‌آلات نساجی
محرک روتور در دستگاه چرخش روتور
محرک اصلی اسپیندل موتورها
و …

عوامل مؤثر بر دوام و عمر تسمه

جنس و عمر تسمه ها

مواد اصلی که در تولید از آن ها استفاده می شوند عبارت‌اند از: ترموپلاستیک، فلز، لاستیک، پارچه و چرم. پلاستیک‌ها شامل پلی‌استر، پلی وینیل کلرید، سیلیکون و پلی‌اتیلن، فلزات از جنس کربن استیل و استنلس استیل و موادپارچه‌ای برزنت یا کتان هستند. به عنوان یک عامل حرکت، که وظیفه گرداندن و انتقال نیرو به دستگاه‌های مهم صنعتی و غیرصنعتی را بر عهده دارد، دارای یک عمر مفید می‌باشد. مادام العمر نیست و تحت تأثیر میزان کارکرد و قرارگیری در معرض هوا، مواد شیمیایی و روانکارها، دچار آسیب، پوسیدگی، پارگی و یا ترک خواهد شد. با آسیب دیدن هر یک از تسمه‌ها دستگاه مربوط از کار خواهد افتاد و از آنجا که این قطعات قابلیت تعمیر ندارند، باید هر چندوقت یکبار تعویض شوند و به صورت سالیانه و دوره‌ای بازبینی شوند.با تعویض به موقع از هزینه های گزاف جلوگیری خواهد شد.

عوامل مؤثر بر دوام و عمر تسمه

تعداد موجود در یک مجموعه
کشش و تنش
انتخاب درست پولی
اتصالات
استفاده از رولرهای کششی
نحوه نگهداری و پاکسازی
حمل و نقل، بسته‌بندی و ذخیره‌سازی

مزایا تسمه

ارزان قیمت از لحاظ اقتصادی
عدم نیاز به شافت‌های هم تراز از لحاظ محوری
محافظت از ماشین‌آلات در برابر اضافه بار، فشردگی و رطوبت
عایق سر و صدا و لرزش
قابلیت جذب بارهای ضربه‌ای
ارائه دهنده سرعت‌های متغیر
قابلیت ارائه طیف‌ گسترده‌‌ای از نسبت‌های سرعت جهت انتخاب
افزایش عمرمکانیکی ماشین‎آلات به دلیل جذب نوسانات بار
عدم نیاز به روانکاری
برخورداری از کارایی و راندمان بالا (90-98 درصد، معمولاً 95٪)،
تحمل بالا در برابر ناهمترازی
بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه در صورت زیاد بودن فاصله شافت‌ها

معایب تسمه

به دلیل لغزش و کشش، نسبت سرعت زاویه‌ای لزوماً ثابت یا مساوی با نسبت قطر پولی نیست (این مشکل تا حد زیادی با استفاده از تسمه‌های دندانه‌دار قابل حل است).
تولید گرمای بیش از حد
محدود شدن سرعت فقط به 35 متر در ثانیه
محدود شدن انتقال نیرو به 370 کیلووات
محدود بودن دمای کاری از 31- درجه فارنهایت (35- درجه سانتی‌گراد) تا 185 درجه فارنهایت (85 درجه سانتی‌گراد)
ضرورت تنظیم فاصله مرکزی یا اضافه کردن یک پولی هرز‌گرد برای جبران سایش و کشش
نیاز به نگهداری دوره‌ای
غیر قابل تعمیر (بایستی تعویض شود)
احتمال آسیب‌رسی به آن در صورت قرارگیری در معرض روانکارها یا موادشیمیایی

انواع درایو تسمه

انواع درایو تسمه

بسته به جهتی که تسمه، پولی را هدایت می‌کند، به دو نوع تقسیم می شوند.

درایو باز

درایو متقاطع

تسمه درایو باز چیست و کاربرد های آن

از یک تسمه درایو باز برای چرخش یک پولی متحرک در همان جهت پولی محرک استفاده می‌شود.در حرکت درایو تسمه، انتقال نیرو باعث می‌شود که یک طرف پولی نسبت به طرف دیگر محکم‌تر و فشرده‌تر شود. در درایوهای افقی، همیشه ضلع محکم‌شده در قسمت تحتانی دو پولی نگه داشته می‌شود زیرا خمیدگی قسمت فوقانی زاویه تاشو را روی دو قرقره (پولی) کمی افزایش می‌دهد.

تسمه درایو باز

برای چرخش پولی متحرک در جهت مخالف پولی محرک از یک درایو تسمه متقاطع و ضربدری استفاده می‌شود. (یعنی تسمه به صورت متقاطع و ضربدری عبور داده شود که در این حالت جهت حرکت شافت متحرک معکوس می‌شود.)در این نوع، امکان انتقال قدرت بیشتر از نوع باز فراهم است. با این حال، خمیدگی و سایش تسمه در این نوع نگرانی مهمی به شمار می‎رود.درایو تسمه باز دارای شفت‌های موازی است که در یک جهت می‌چرخند، در حالی که درایو تسمه متقاطع دارای شفت‌های موازی است که در جهت مخالف هم می‌چرخند.نوع اول بسیار مرسوم است، اما نوع دوم برای تسمه تایم و V شکل مناسب نیست. زیرا پولی با هر دو سطح داخل و خارجی آن در تماس قرار می‌گیرد. اگر خط میانی تسمه با سطح مرکزی پولی تراز شود، می‌توان شافت‌های غیرقابل اتصال را به هم متصل کرد.

انواع تسمه بر اساس شکل ظاهری و نوع کاربرد

انواع تسمه

شامل تسمه‌های گرد ، v شکل ، تخت ، تایم ، نقاله ، چند شیار ، آجدار یا شیاردار ، سنکرون شیاردار و فیلم می شوند.

تسمه تخت (Flat belts)

این نوع می‌توانند در سرعت‌های بالا (500 اسب بخار با 10،000 فوت در دقیقه یا 373 کیلو وات با سرعت 51 متر بر ثانیه) جایی که به تسمه‌های عریض و پولی‌های بزرگ است، قدرت را انتقال دهند.

جنس تسمه های تخت

تسمه تخت‌ های قدیمی از جنس پلیمر، چرم، پارچه یا لاستیک بودند اما تسمه تخت‌های مدرن، با پارچه‌های تقویت شده و لاستیکی یا پلیمرهای مصنوعی ساخته ‌می‌شوند که قدرت و سطح اصطکاک زیادی را با پولی ایجاد می‌کند. همین امر نیاز به تنش و کشش زیاد، پایین آوردن شافت و تحمل بار را از بین می‌برد.

تسمه‌های تخت‌ می‌توانند حداکثر 150 اسب بخار در ساعت را با سرعت بیش از 20،000 fpm انتقال دهند.

مزیت

یک مزیت قابل توجه تسمه‌های تخت، راندمان تقریباً 99٪ وتقریباً 5/3٪ بهتر از تسمه‌های V شکل است که این راندمان خوب به دلیل کاهش تلفات خمشی از سطح مقطع نازک، خزش کم به دلیل پوشش‌دهی اصطکاک و مدول بالای لایه‌های کشش الاستیکی و عدم انجام عمل گوه‌گذاری در پولی‌ها است.

دلیل اهمیت تراز پولی

تراز پولی برای این نوع اهمیت دارد چرا که تراز مناسب باعث افزایش عمر آن می‌شود. این نوع در بسیاری از برنامه‌های انتقال نیرو کاربرد دارد و در آن از پولی محدب استفاده می‌گردد.

دلیل اهمیت تراز پولی

تسمه گرد (Circular belt or Round belt)

این دسته دارای مقطع دایره‌ای هستند که برای اجرا در پولی‌های شیاردار با شیارهای 60 درجه و V شکل طراحی شده‌اند. شیارهای گرد فقط برای پولی‌های هرزگردی که به سمت آن هدایت شده باشند یا در صورت استفاده از تسمه‌ اورینگ مناسب هستند.

تفاوت عملکرد تسمه گرد و V شکل

شیارهای V شکل نیز گشتاور را از طریق عمل گوه‌گذاری انتقال داده و بنابراین اصطکاک را افزایش می‌دهند. با این وجود، تسمه‌های گرد فقط برای شرایطی که گشتاور نسبتاً پایین است، استفاده می‌گردند و ممکن است در طول های مختلف خریداری شده یا به طول‌های مختلف برش داده شوند و یا به وسیله یک منگنه، یک کانکتور فلزی، چسب یا جوش به هم متصل شوند.

تسمه V شکل (v-belts)

تسمه V شکل که تحت عناوین ذوزنقه‌ای یا پروانه هم شناخته می‌شود، به دلیل کم بودن قیمت نسبی، سهولت در نصب و قابل ارائه در طیف گسترده‌ای از اندازه‌ها، معمولاً در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. این نوع باعث می‌شود نگهداری تسمه‌های انتقال سریع در شیارهای چرخ قرقره راحت‌تر از نگه داشتن تسمه‌های تخت بر روی پولی باشد.

بزرگترین مزیت عملیاتی تسمه V شکل، عمل گوه‌گذاری در شیارهای چرخ قرقره است. سطح مقطع ذوزنقه‌ای شکل است که این هندسه برای افزایش نیروی اصطکاک وارده بر دیواره‌های جانبی پولی، نیروی کششی را تا حدودی افزایش می‌دهد. تسمه‌های V شکل در درایوهایی با سرعت متغیر استفاده می‌شوند و بهترین ترکیبات کششی، سرعت، تحمل بار و طول عمر را ارائه می‌دهند.

تسمه‌های چند شیار (Multi-groove belts)

معمولاً از 5 یا 6 تسمه V شکل در کنار یکدیگر ساخته شده که همین موضوع، باعث نازک‌تر شدن و بالا رفتن انعطاف‌پذیری آن می‌شود. انعطاف‌پذیری بیشتر به معنای بهبود بهره‌وری است، به طوری که به دنبال خمش تسمه، انرژی کمتری در اصطکاک داخلی هدر می‌رود. در عمل این افزایش بهره وری حتی باعث کاهش اثرات حرارت بر روی آن می‌شود و به مدت زمان طولانی‌تر و به صورت خنک‌تر در سرویس عمل می‌کند.

تسمه آجدار یا شیاردار (ribbed belt)

همانطور که از نام آن پیداست، یک نوع تسمه طولی باریک و آجدار می‌باشد. همین امر باعث افزایش سطح تماس بین پولی و تسمه می‌گردد و با چسباندن قسمت لبه تسمه به پولی کار می‌کند. ساختار یک قطعه‌ای این تسمه، امکان توزیع همگن و یکنواخت تنش را در سطح تماس بین پولی و تسمه فراهم می‌کند.

ترکیبی از انعطاف پذیری تسمه‌های ‌تخت و عملکرد فوق العاده V شکل است که از پلیمرهای لاستیکی CRو یا PU (پلی یورتان) تؤام با نخ‌های محکم ساخته شده است و عموماً به عنوان محرک خودرو استفاده می‌شود. اما در وسایل برقی بزرگ (یعنی ماشین‌های شستشو و خشک‌کن) میکسرهای بتونی، کمپرسورها، ماشین‌آلات چمن‌زنی و کشاورزی و … نیز کاربرد دارد. محدوده قدرت (از 0 تا 600 کیلو وات) است و از مزیت‌های عمر طولانی، انتقال آرام، تنش پایدار و قابلیت کاهش ارتعاش برخوردارند.

تسمه سنکرون شیاردار (synchronous slotted belt)

از این نوع برای هدایت میل بادامک یا انتقال ثانویه برخی موتورسیکلت‌ها استفاده می‌شود. همچنین در بسیاری از ماشین‌های صنعتی یا کشاورزی نیز کاربرد دارند.

وجود این نوع برای جلوگیری از هرگونه تغییر فاز ضروری است. تسمه‌ای که چاک یا شیار ندارد، حتی اگر بسیار محکم باشد، همیشه به دلیل خاصیت ارتجاعی آن، تغییر مکان یا جهت می‌دهد.

تسمه‌های سنکرون شیاردار یا چاکدار، هماهنگ‌سازی سیستم و انتقال بدون لغزش حرکت را تضمین می‌کنند. از آنجا که انتقال نیرو طریق چرخ‌دنده‌های درگیر انجام می‌شود، برخلاف سایر آن ها، قادر به تحمل سرعت کم هستند و به تنش و کشش اولیه کمتری احتیاج دارند.

تسمه فیلم (Film belt)

اگرچه این نوع از تسمه‌ها اغلب از نوع تخت گروه‌بندی می‌شوند اما در واقع خود نوعی مجزا به حساب می‌آیند. آن‌ها عموماً از یک نوار بسیار نازک (0.5 تا 15 میلیمتر یا 100-4000 میکرومتر) پلاستیکی و گاهی اوقات لاستیکی تشکیل شده‌اند و عموماً برای کاربردهای کم مصرف (کمتر از 10 وات) و سرعت بالا در نظر گرفته شده‌اند و باعث می‌شوند راندمان بالا (حداکثر 98٪) و عمر طولانی داشته باشند.

تسمه فیلم در دستگاه‌های تجاری، چاپگرها، ضبط صوت و سایر کارهای سبک مشاهده می‌شود.

تسمه تایم (Timing belt)

این نوع تسمه که با نام‌هایی دیگری از جمله تسمه همزمان (سنکرون)، تایمینگ و دندانه‎دار نیز شناخته می‌شود. یکی از انواع پرکاربرد در صنعت می‌باشد که انتقال حرکت و قدرت کاملاً همزمان و مستقیم را تضمین می‌کند و به واسطه داشتن دندانه، یک اتصال متناسب – مثبت بین پولی و تسمه ایجاد می‌نماید تا بعد از این، در سرعت ثابت عمل نموده و هیچ لغزشی نداشته باشد.

بیشتر در خودروها و در موتورهای احتراق داخلی از این نوع تسمه برای هدایت میل بادامک، پمپ‌های تزریق سوخت، شافت‌های بالانسر (تعدیل‌کننده) و پمپ‎‌های آب استفاده می‌شود.

نحوه انتخاب و خرید تسمه

برای اینکه یک انتخاب مناسب داشته باشید، باید از مشخصات و خصوصیات درایوهای تسمه و پولی که در کنار هم یک مکانیسم انتقال قدرت را تشکیل می‌دهند مطلع شوید. البته ناگفته نماند که نوع تسمه و پولی انتخابی شما بستگی به نوع کاربرد آن دارد و باید در هنگام انتخاب این مراحل طی شود:

مرحله اول

بررسی میزان بودجه و پولی که بابت خرید تسمه و پولی می‌خواهید هزینه کنید

مرحله دوم

بررسی برندهای ارائه دهنده تسمه و قیمت تسمه‌ها

مرحله سوم

بررسی خصوصیات و مشخصات ظاهری و فیزیکی

گشتاور قابل انتقال
سرعت چرخش
فاصله مرکزی (فاصله بین مراکز دو پولی)
قطر گام (قطر درایو پولی)
زاویه پیچش
طول
جنس
نرخ کاهش
دمای کاری

در مورد تسمه تایم

تعداد دندانه‌ها
گام دندانه
زاویه دندانه
جنس و طول تسمه

مرحله چهارم

بررسی گارانتی و خدمات پس از فروش قیمت تسمه و عوامل مؤثر بر آن قیمت ارائه شده برای انواع به عوامل مختلفی از جمله: نام برند، متریال کاربردی در ساخت ؛ ساختار فیزیکی ، هزینه‌های اتصال، دوام و طول عمر و اتصالات آن‌ها، نوع اتصال، زمان و هزینه تعویض تسمه‌های برنامه‌ریزی شده و کیفیت بستگی دارد.

فروش تسمه

خرید و فروش تسمه در بازار اقتصادی و در صنعت توسط تولیدکنندگان و فروشگاه‌های معتبر که تأمین‌کننده انواع تسمه‌های صنعتی، تسمه تایم، تسمه تخت، تسمه گرد، تسمه V شکل و … هستند، صورت می‌گیرد که عوامل زیر می‌تواند بر قیمت، خرید و فروش تسمه‌ها تأثیر بگذارد.

عوامل اقتصادی

شرایط اقتصادی بازار تعیین می کند که یک صنعت تولید چقدر می‌تواند خرید و فروش تسمه داشته باشد.

عوامل طبیعی

زمین لرزه‌ها، بارندگی و سیلاب، خشکسالی و … تأثیر مستقیمی بر صنایع دارد و بازاریابان صنعتی باید در هنگام مصیبت‌هایی که قابلیت پیش‌بینی دارند، یک استراتژی متناوب یا یک برنامه اضطراری در نظر بگیرند.

عوامل فنی

تغییر و تحولات فناوری بر سودآوری و پذیرش بازار یک شرکت خرید و فروش بدون شک تأثیر خواهد گذاشت.

عوامل اجتماعی/فرهنگی

آداب و رسوم فرهنگی، عادات و هنجارها تا حد زیادی بر ساختار و عملکرد یک شرکت و همچنین روابط بین فردی اعضای شرکت جهت ارائه و فروش یک محصول ایده‌آل تأثیر می‌گذارد.

عوامل سیاسی/حقوقی

دولت بر محیط بازاریابی صنعتی و خرید و فروش تسمه تأثیر می‌گذارد، در امور واردات و صادرات به عنوان یک سازمان تنظیم‌کننده عمل می‌کند. مالیات و نرخ بهره را کنترل می‌کند. از طریق کنترل تورم، ثبات اقتصادی را فراهم می‌کند و هرزگاهی قوانین و مقرراتی را تصویب می‌کند تا اطمینان حاصل کند که منافع عمومی به خطر نمی‌افتد.

برندهای تولید انواع تسمه