تسمه وی بلت V belt
تسمه وی بلت V-belt در واقع نوعی از تسمه انتقال نیرو می باشد که بر روی دو یا چند پولی متصل می شود. پروفیل یا برش مقطعی تسمه وی بلت V-belt دارای دو خط موازی با طول بشتر در بالا و طول کمتر در داخل یعنی سطحی که بر روی پولی قرار می گیرد بوده و دو سطح کناری بصورت کونیک و به شکل حرف V انگلیسی هستند. پولی های اتصالی تسمه وی بلت گاهی بصورت شیار دار Grooved بوده و گاهی بدون شیار بصورت مستطح هستند که به تبع آن تسمه وی بلت نیز می تواند شیار دار یا ساده تولید شود.
تسمه های وی بلت V-belt قدیمی ترین و پر کاربرد ترین نوع تسمه انتقال نیرو محسوب می شوند و از این رو گاهی به تسمه های کلاسیک Classic belt نیز شناخته می شوند. تسمه های وی بلت به سبب داشتن trapezium cross-section یا سطح مقطع ذوزنقه ای با افزایش تنش کششی هم نشینی بهتری بر روی سطح پولی پیدا می کنند. با افزایش هم نشینی اصطکاک تماسی افزایش پیدا کرده که امکان انتقال میزان بالاتری از گشتاور را بین پولی مولد و پولی تابع پدید می آورد که از مزایای تسمه انتقال قدرت وی بلت V-belt محسوب می شود. افزایش اصطکاک تماسی بین پولی و تسمه وی بلت هدر رفتن انرژی بر اثر سر خوردن که بعنوان پدیده slippage شناخته می شود را به حداقل می رساند.
ساختار و اجزای تسمه وی بلت
یک تسمه انتقال قدرت از نوع وی بلت V-belt را می توان بصورت یک کامپوزیت مواد متشکل از لایه های مختلفی از لاستیک و افزودنی های استحکام دهنده دانست. در کاربرد معمولی خود، یک تسمه وی بلت تحت تنش های کششی و فشاری ترکیبی قرار می گیرد. قسمت بالایی یک تسمه V تحت یک نیروی کششی قرار می گیرد که به صورت طولی هدایت می شود، در حالی که قسمت پایین به دلیل فشرده شدن در برابر شیارهای پولی و خم شدن به هنگام عبور تسمه وی بلت از روی قرقره فشرده می شود. علاوه بر این، نوع دیگری از مواد نیز در سطح کمربندی و بیرونی مورد نیاز است. مواد ایده آل برای سطح باید دارای ضریب اصطکاک بالا و افزایش مقاومت در برابر سایش باشد. اجزای بدنه یک تسمه وی بلت را می توان همانطور که در شکل مشخص شده در لایه های زیر دسته بندی نمود.

- پوشش پارچه ای بیرونی Fabric Cover: این قسمت از تسمه وی بلت V دارای مقاومت سایشی و آلودگی بالاتری است. پوشش سطحی تسمه V را از اثرات مضر خارجی مانند تماس با مواد شیمیایی، خوردگی و دما محافظت می کند. مواد مورد استفاده برای پوشش های سطحی بکار رفته برای تسمه وی بلت توسط سازندگان مختلف ثبت اختراع شده و متفاوت است. نمونه ای از این مواد، فیبر آرامید یا کولار می باشد.
- مفتول های کششی یا کورد: مفتول های کششی در ترکیب لاستیکی تسمه وی بلت تعبیه شده اند و یک ساختار ترکیبی ایجاد می کنند. سیم کششی جزء اصلی انتقال قدرت است. مفتول ها در قطر گام سطح مقطع تسمه وی بلت قرار می گیرند تا استحکام کششی آن را افزایش دهند. طناب کششی معمولاً از الیاف پلی استر، فولاد یا آرامید ساخته می شود. در برخی از سازه های تسمه V، طناب کششی توسط یک لاستیک چسبنده به هسته متصل می شود.
- هسته الاستومتر تسمه وی بلت V-belt: هسته الاستومری اجزا تسمه انتقال نیرو وی بلت را کنار هم نگه می دارد و سطح مقطع ذوزنقه ای را به تسمه V می دهد. الاستومتر ها معمولا با مقاومت ضربه ای خوب، استحکام خمشی بالا و پایداری دمایی عالی ساخته می شود. الاستومرهای رایج در تولید این نوع تسمه صنعتی مورد استفاده نئوپرن، EPDM و پلی اورتان هستند. در برخی از طرح ها، هسته الاستومری به دو بخش تقسیم می شود که توسط طناب کششی از هم جدا می شوند. در بالای طناب کششی لاستیک بالشتک بالایی قرار دارد در حالی که در زیر لاستیک فشرده سازی قرار دارد. این دو بخش از انواع مختلف لاستیک به دلیل نوع متمایز تنش های تجربه شده در تولید تسمه وی بلت ساخته شده اند.

تسمه وی بلت زرد رنگ باندو BANDO آسانسور

تسمه وی بلت ژاپنی قرمز باندو آسانسور
مزایای کاربری تسمه وی بلت در انتقال نیرو
تسمه وی بلت V-belt پرمصرف ترین نوع تسمه در انتقال نیرو محسوب می شود. این تسمه صنعتی با اعمال تنش کششی برابر بیشترین میزان قدرت و گشتاور را در مقایسه با تسمه های تخت، پلی کرد و دیگر نمونه های تسمه انتقال قدرت انتقال می دهد. استفاده از تسمه وی بلت بر روی درایو هایی با سرعت متغیر بالاترین میزان از تحمل تنش کششی را با طول عمر مفید کاری ارائه می دهد. بر خلاف تسمه های تخت که برای ایجاد اصطکاک مورد نیاز با پولی می بایست تنش کششی بسیار بالایی را به تسمه وارد کنیم سطح مقطع گوه ای شکل تسمه وی بلت به دلیل "اثر گوه" منجر به نیروهای اصطکاک بالایی در پهلوها می شود و امکان ایجاد اصطکاک مورد نیاز برای انتقال نیرو حتی با اعمال تنش های کششی محدودتر را نیز فراهم می کند. برخی مزایای کاربری تسمه های وی بلت به قرار زیر هستند.

- بخش V شکل تسمه وی بلت از شیاری در پولی پیروی می کند که از سر خوردن تسمه جلوگیری می کند و انتقال گشتاور را بهبود می بخشد.
- تسمه وی بلت نسبت به دیگر تسمه های انتقال نیرو عرض کمتری داشته و از این رو در طراحی اجزا و پولی نیاز به فضای محدود تری است.
- تسمه وی بلت برای جلوگیری از سر خوردن و انتقال بهتر گشتاور نیاز به کشیدگی بسیار بالا و اعمال تنش کششی اولیه چندانی در قیاس با دیگر انواع تسمه در انتقال قدرت نیست.
- محدوده سرعت مطلوب تسمه وی بلت بین 300 تا 2130 متر در دقیقه است.
- در صورت نیاز به انتقال نیروی بالاتر می توان چند تسمه وی بلت را بصورت موازی با یکدیگر در پولی های دو یا چند شیار مورد استفاده قرار داد.
تسمه های وی بلت که به آنها تسمه ذوزنقه ای نیز می گویند، می توانند از لاستیک یا پلیمر بدون تقویت کننده ساخته شوند، یا می توانند دارای الیافی باشند که برای افزایش استحکام در لاستیک یا پلیمر گنجانده شده است. این الیاف را می توان از مواد نساجی (مانند پنبه)، پلی آمید (مانند نایلون)، پلی استر یا برای استحکام بیشتر، فولاد یا آرامید (مانند کولار) استفاده نمود.
روش افزایش طول عمر تسمه های وی بلت
هر چند تسمه های وی بلت بگونه ای طراحی می شوند که قابلیت تحمل حداکثر میزان تنش ها را داشته باشند و در میان تمامی انواع تسمه های انتقال نیرو اغلب مقاوم ترین آنها محسوب می شوند. با این وجود بروز برخی از مشکلات در اتصال یا در سیستم می تواند به شدت به تخریب این نوع تسمه صنعتی بیانجامد. در زیر به بررسی مهمترین فاکتور های تخریب تسمه وی بلت می پردازیم که با رفع این مشکلات می توان به طول عمر مناسب کاری این قطعه مصرفی صنعتی رسید.
- تنظیم دقیق فاصله پولی ها: در انتقال قدرت از یک پولی به پولی دیگر فاصله دو پولی نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. در صورتیکه فاصله دو پولی به درستی رریگلاژ نشده باشد مشکلات جدی در این فرایند پیش می آید. کم بودن بیش از حد فاصله پولی ها سبب می شود که اصطکاک بین تسمه وی بلت و پولی هم بوده و تسمه سر خورده و راندمان کاهش یابد. به همین ترتیب افزایش فاصله اتصال پولی ها سبب افزایش تنش کششی وارده بر تسمه وی بلت و پارگی آن می شود. دقت داشته باشید که تسمه در یک رفت و برگشت دو بار از روی پولی عبوذ می کند و هر اندازه فاصله دو پولی از هم فاصله بیشتری داشته باشد دو برابر آن میزان افزایش طول برای تسمه منظور می شود.
- راستای اتصال پولی ها: تسمه وی بلت با وجود داشتن مقاومت بالا در برابر تنش کششی مقاومت محدودی در برابر تنش های برشی و پیچشی بالاخص در سرعت زاویه ای بالا دارد. قرارگیری پولی ها در اتصال بصورت کاملا موازی اصل اساسی در افزایش طول عمر کاری تسمه وی بلت محسوب می شود. هر گونه انحراف یا عدم اتصال موازی تنش های غیر منتظره و مخربی را در اتصال تسمه پدید می آورد.
- رفع نشتی روغن در سیستم: تسمه وی بلت در یک مجموعه از ماشین آلات و موتور در مجاورت با اجزای دیگری قرار دارد. انواع زوغن های موتور، روغن هیدرولیک و غیره در صورتیکه نشتی داشته باشند و یا در حین تعویض در صورتیکه با سطح تسمه تماس داشته باشند سبب ایجاد خوردگی و آسیب به ترکیبات شیمیایی پلی یورتان تسمه وی بلت شده و به کاهش طول عمر کاری آن می انجامند. بررسی نشتی های موتور و سیستم های هیدرولیک و دقت در عدم تماس روغن با تسمه در زمان تعویض روغن از روش های دیگر افزایش طول عمر تسمه وی بلت محسوب می شود.
کنترل حرارت محیطی در مجاورت با تسمه های صنعتی انتقال نیرو و بررسی مواردی از حرکت که سبب ضربه Impact و یا شوک در اتصال تسمه می شوند نیز می تواند تاثیر بسیار زیادی در افزایش طول عمر تسمه های صنعتی داشته باشد.