مکانیک ساخت و تولید

این وبلاگ سعی در نمایش مطالب و مقالات و معرفي وبلاگها و سايتها در زمینه مهندسی مکانیک ساخت و تولید را دارد .

تسمه ها و انتقال قدرت
ساعت ۱:۳۳ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ۱ شهریور ۱۳٩٠  کلمات کلیدی:

انواع تسمه ها ، هندسه تسمه و پولی ، کشش در نقاط مختلف تسمه ، عناصرانتقال قدرت انعطاف پذیر ،  تسمه ها و مزایا و معایب ، زنجیرها ، طناب های سیمی و محورهای انعطاف پذیر ،   مودهای ناکارآیی تسمه ها ،  ضریب کاربری


عناصر انتقال قدرت انعطاف پذیر

  • استفاده از عناصر مکانیکی زیر برای انتقال قدرت بین محورهایی که

از هم فاصله نسبتاً زیادی دارند :

  • تسمه ها (belts)
  • زنجیرها (chain drives)
  • طناب های سیمی (wire ropes) : مثل کابل های کششی، سیم بکسل
  • محورهای انعطاف پذیر (flexible shafts) : مثل سیم کیلومتر
  • انتقال قدرت با این عناصر، نسبت به انتقال قدرت با چرخ دنده :
  • ارزانتر است
  • از بازده پایین تری برخوردار است
  • نیاز به بازرسی بیشتر و تعویض دوره ای دارد

      

 

 

 

 

 تسمه ها

  • انتقال قدرت بین دو پولی استاندارد توسط تسمه ای که با کشش اولیه نصب می شود .

مزایا :

  • به علت کشسان بودن، مقداری از ضربه ها و ارتعاشات پولی ها را به پولی دیگر منتقل نمی کند .
  • به راحتی قابل نصب و تعویض هستند .
  • سر و صدای کمی ایجاد می کنند .
  • نیاز به نگه داری زیادی ندارند .
  • معایب :
  • به علت وجود لغزش بین تسمه و پولی ها، حرکت دو پولی همزمان (synchronous) نیست .( انتقال حرکت مثبت (positive transmission) ندارند. )
  • مقداری اتلاف توان دارند(بیشتر از چرخ دنده ها)
  • برای انتقال گشتاور، نیاز به کشش اولیه دارند (باعث ایجاد نیروهای زیاد روی یاتاقان می شود )

 

 

زنجیرها

  • انتقال حرکت بین محورهایی با فاصله نسبتاً زیاد بدون  نیاز به کشش اولیه

 

  • مزایا :
  • انتقال حرکت مثبت (positive transmission) و بدون لغزش .
  • عدم نیاز به کشش اولیه (نیروهای کمتر روی محورها) .
  • به علت استحکام بالاتر، زنجیر توان بالاتری را در فضای کمتری منتقل می کند (نسبت به تسمه)
  • با یک زنجیر می توان تعداد زیادی چرخ زنجیر را به حرکت در آورد
  • (در تسمه به علت لزوم وجود کشش اولیه، این تعداد محدود است )

 

  • معایب :
  • لزوم رعایت دقت ابعادی بیشتر و موازی بودن دقیق محورهای چرخ زنجیرها
  • لزوم روغن کاری برای داشتن عمر بیشتر و اصطکاک کمتر
  • هزینه های بیشتر نسبت به تسمه ها
  • ایجاد سر و صدای بیشتر نسبت به تسمه ها

 

 

 

طناب های سیمی و محورهای انعطاف پذیر

  • طناب های سیمی برای انتقال حرکت و نیرو در فواصل طولانی تر استفاده می شوند :
  • نمونه های کاربرد: بالابرها، آسانسورها، سیستم های انتقال مواد و نقاله ها
  • برای ایجادانعطاف پذیری، تعدادی سیم به هم تابیده می شوند که می توانند کمی روی هم بلغزند .
  • گاهی از الیاف انعطاف پذیر پلیمری در مرکز طناب استفاده می شود .

 

محورهای انعطاف پذیر :

  • نمونه کاربرد: سیم کیلومتر، نمایشگرهای مکانیکی
  • برای انتقال حرکت در فواصل و زوایای مختلف استفاده می شوند
  • بیشتر برای انتقال حرکت استفاده می شوند تا انتقال قدرت

 

 

 

 

 

 

 

انواع تسمه ها :

  • تسمه های صاف یا تخت (Flat) :
  • انتقال حرکت در سرعت های بالا (حدود ft/min 20m/s 4000 ) با بازده بالا
  • پولی های نسبتاً بزرگ(فضای نسبتاً زیاد)

 

  • تسمه های چند:(Poly-V or V-ribbed) V
  • به علت شکلV لبه داخلی، گشتاور اصطکاک بیشتری بین پولی و تسمه ایجاد می شود.
  • حرکت تسمه در جهت محور پولی توسط شیارها گرفته می شود و ارتعاشات کمتری ایجاد می شود.

 

  • تسمه های دندانه دار (سنکرون ) :(Timing or synchronous belt)
  • انتقال حرکت مثبت )بدون لغزش(  بین دو پولی

 

 

 

 

 

 

 تسمه های V شکل (V-belts) :

  • انتقال قدرت در فضای کم و پولی های کوچکتر(نسبت به تسمه های صاف(

 

  • تسمه های V شکل ظرفیت بالا (تسمه های V شکل باریک )
  • انتقال قدرت بیشتر

 

 

 

   

هندسه تسمه و پولی

  • معمولاً تسمه ها سرعت دورانی را به کمک پولی های دارای قطرهای متفاوت، کاهش می دهند .
  • با توجه به قطرهای متفاوت دو پولی، زاویه تماس تسمه با هر یک از پولی های متفاوت است .
  • طول کل تسمه به قطر پولی ها و فاصله مراکز آنها بستگی دارد .

 

 

 

کشش در نقاط مختلف تسمه

  • قبل از راه اندازی تسمه، یک نیروی کشش اولیه یکنواخت در کل طول تسمه وجود دارد .
  • پس از راه اندازی و با اعمال گشتاور توسط پولی محرک، یک طرف تسمه به صورت کشیده (tight) و طرف دیگر به صورت شل (slack) در می آید.
  • هنگام کارکرد تسمه، همواره باید همه نقاط تسمه تحت کشش باشند (0<( Ts وگرنه تسمه افت می کند و ممکنست از روی پولی خارج شود.
  • هنگام رسیدن تسمه به پولی، تنش کششی به علت خمش تسمه افزایش می یابد  (نقاط B و E )

 

 

 

 

 مودهای ناکارآیی تسمه ها

  • خستگی تحت تنش کششی متغیر
  • خستگی خمشی
  • اجزاء تسمه هنگام رسیدن به پولی ها، باید خم شوند که این باعث ایجاد تنش خمشی در آنها می شود.
  • تسمه ها از مواد ترکیبی ساخته می شوند :
  • ماده زمینه (matrix) : الاستومر
  • الیاف (cord): فلز یا مواد آلی
  • تنش های فوق می تواند باعث ناکارآیی های زیر شود:
  • ایجاد ترک در ماده زمینه
  • پاره شدن الیاف
  • جدا شدن الیاف از ماده زمینه

 

جداول طراحی تسمه های صاف

  • کشش مجاز تسمه و حداقل قطر پولی :

 

 ضریب کاربری

 ضریب کاربری بستگی به ماهیت گشتاورهای محرک و متحرک دارد :