گیربکس تسمه ای یکی از رایج ترین انواع سیستم های انتقال قدرت مکانیکی است که با استفاده از تسمه و پولی (pulleys) نیرو و حرکت را از یک شفت به شفت دیگر منتقل می کند. این نوع گیربکس، به ویژه در کاربرد هایی با نیاز به تنظیم سرعت و گشتاور متغیر، نقش موثری ایفا می کند و معمولاً در صنایع سبک تا نیمه سنگین کاربرد دارد. در ادامه به معرفی گیربکس تسمه ای و مقایسه آن با انواع گیربکس صنعتی + کاربرد آنها می پردازیم.
فهرست مطالب
اجزای اصلی گیربکس تسمه ای
1) تسمه (Belt):
عنصر کلیدی انتقال قدرت، تسمه است که معمولاً از موادی همچون لاستیک تقویت شده، پلی اورتان یا ترکیبات الیافی ساخته می شود تا انعطاف پذیر و مقاوم در برابر فشار و سایش باشد. انواع رایج تسمه:
- تسمه V شکل که دارای سطح مقطع ذوزنقه ای و چسبندگی بالا با پولی می باشد.
- تسمه تخت برای کاربرد هایی با فاصله زیاد بین شفت ها و سرعت های بالا استفاده می شود.
- تسمه تایمینگ (دندانه دار) برای انتقال دقیق و بدون لغزش در ماشین آلات حساس به کار می رود.
2) پولی (Pulley):
پولی ها قطعاتی به شکل دایره و با جنس فولاد، آلومینیوم یا چدن هستند که تسمه روی آن ها می چرخد. سطح پولی ها می تواند صاف، شیاردار یا دندانه دار باشد. با تغییر قطر پولی ها، سرعت و گشتاور خروجی تغییر می کند و به همین دلیل انتخاب اندازه پولی ها نسبت مستقیمی با نسبت انتقال دارد.
3) شفت (Shaft):
شفت ها نقش انتقال دهنده نیرو بین موتور، گیربکس و سایر اجزای سیستم را ایفا می نمایند. آن ها معمولاً از جنس فولاد سخت کاری شده هستند و توسط یاتاقان ها در جای خود ثابت نگه داشته می شوند تا اصطکاک و لرزش کاهش یابد.
3) سیستم کشش (Tensioning System):
برای حفظ کشش مناسب تسمه و جلوگیری از لغزش و فرسایش زودهنگام تسمه، از یک یا چند ابزار تنظیم استفاده می شود که می تواند شامل پیچ های تنظیم موقعیت پولی ها، قرقره های متحرک یا فنری و بازو های کشش دهنده باشد.
4) قاب یا بدنه (Housing):
قاب یا شاسی معمولاً از فلزات مقاوم یا ترکیبات آلیاژی ساخته شده و تمام اجزای گیربکس را در جای خود نگه می دارد. در موارد صنعتی، پوشش ضد گرد و غبار و رطوبت نیز برای افزایش عمر اجزا به آن اضافه می شود.
نحوه عملکرد گیربکس تسمه ای
عملکرد این نوع گیربکس بر پایه انتقال نیرو و گشتاور بین دو یا چند شفت به کمک تسمه و پولی است. در ابتدا، موتور، نیروی چرخشی را به پولی اولیه منتقل می نماید. تسمه که روی پولی سوار است، این نیرو را به پولی دوم متصل به شفت خروجی، منتقل می کند. تغییر قطر پولی ها سبب تغییر در سرعت و گشتاور خروجی می شود. اگر پولی محرک بزرگ تر از پولی متحرک باشد، خروجی سرعت بیشتری دارد و بالعکس. تسمه نقش انتقال نرم و بدون ضربه نیرو را ایفا می کند.
انواع گیربکس تسمه ای
- گیربکس تسمه ای V شکل به دلیل داشتن سطح مقطع ذوزنقه ای، درون شیار قرقره قرار گرفته و اصطکاک بیشتری ایجاد می کند. معمولاً در ماشین آلات صنعتی سبک تا متوسط استفاده می شود.
- گیربکس تسمه تخت که بیشتر در خطوط انتقال قدرت با فاصله زیاد بین شفت ها کاربرد دارند و از انعطاف پذیری و کارکرد روان تری برخوردار اند.
- گیربکس تسمه تایمینگ (دندانه دار) که دارای دندانه هایی است که با دنده های پولی جفت می شوند. این نوع برای انتقال دقیق حرکت، مثلاً در تجهیزات CNC و چاپگر ها، بسیار مناسب است.
مزایای گیربکس تسمه ای
- هزینه پایین: تولید و نگهداری تسمه ها و پولی ها نسبت به سایر گیربکس ها اقتصادی تر است.
- نصب آسان: به دلیل وزن کم و ساختار ساده، نصب این گیربکس ها آسان است.
- کاهش لرزش و صدا: به ویژه در تسمه های تخت، انتقال نیرو با حداقل لرزش و نویز انجام می گیرد.
- ایمنی بیشتر: در صورت بار اضافه، تسمه ها به جای انتقال شوک به اجزای مکانیکی، لیز خورده و از آسیب جلوگیری به عمل می آوردند.
- امکان تنظیم سرعت: با تغییر قطر پولی ها یا انتخاب تسمه مناسب، می توان سرعت را به راحتی کنترل کرد.
معایب گیربکس تسمه ای
- لغزش: در سیستم تسمه ای برخلاف گیربکس های چرخ دنده ای، احتمال لغزش و کاهش راندمان وجود دارد.
- فرسودگی تسمه: تسمه ها با گذر زمان دچار کشیدگی یا شکستگی شده و نیازمند تعویض خواهند بود.
- محدودیت در انتقال بار سنگین: گیربکس تسمه ای برای انتقال بار های بسیار بالا یا گشتاور زیاد، مناسب نیست.
- نیاز به نگهداری دوره ای: باید در فواصل زمانی منظم کشش تسمه بررسی و تنظیم شود.
کاربرد های رایج گیربکس تسمه ای
- صنایع کشاورزی: برای انتقال نیرو به اجزای متحرک ماشین هایی مثل کمباین و خرمن کوب استفاده می شود.
- صنایع نساجی: جهت تنظیم سرعت دقیق دستگاه های بافندگی و دوخت به کار می رود.
- تهویه و سرمایش: به منظور کنترل سرعت چرخش فن ها در سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شود.
- صنایع چوب و مبلمان: نیرو را به اره ها و دستگاه های برش چوب منتقل می نماید.
- کارگاه های تولیدی: در ماشین آلات سبک برای انتقال آسان و کم هزینه نیرو کاربرد دارد.
تفاوت گیربکس تسمه ای با سایر انواع گیربکس ها
1) نوع انتقال نیرو:
گیربکس تسمه ای از طریق اصطکاک بین تسمه و پولی به انتقال نیرو می پردازد، در حالی که گیربکس های چرخ دنده ای از درگیری مستقیم دنده ها بهره می گیرند.
2) نرمی عملکرد:
عملکرد گیربکس تسمه ای کم صدا تر است، اما دقت پایین تری نسبت به گیربکس های دنده ای دارد.
3) قابلیت تنظیم دور:
در گیربکس تسمه ای، با تغییر قطر پولی ها می توان سرعت را تنظیم کرد؛ در مقابل، بسیاری از گیربکس های دنده ای به نسبت ثابتی محدود اند.
4) تحمل بار:
گیربکس های دنده ای معمولاً برای بار های سنگین تر مناسب تر اند، در حالی که گیربکس های تسمه ای برای بار های سبک تا متوسط کاربرد دارند.
5) هزینه و نگهداری:
گیربکس های تسمه ای اقتصادی و نگهداری از آن ها کم هزینه تر است، اما نسبت به گیربکس های صنعتی سنگین عمر کمتری دارند.
نکات مهم انتخاب گیربکس تسمه ای
- بسته به میزان بار، سرعت مورد نیاز و دقت، نوع تسمه و پولی مناسب را انتخاب کنید.
- گیربکس انتخابی باید مطابق با نیاز به افزایش یا کاهش سرعت باشد.
- متناسب با شرایط محیطی از جمله رطوبت، دما و گرد و غبار انتخاب شود. در محیط های با گرد و غبار یا رطوبت بالا، باید از پوشش محافظ برای تسمه استفاده شود.
- گیربکس باید از نظر تحمل بار مکانیکی و گشتاور خروجی مورد بررسی قرار گیرد.
- گیربکسی را انتخاب کنید که تعمیر و تأمین قطعات آن آسان باشد.
- توازن بین هزینه اولیه و راندمان عملکرد را در نظر داشته باشید.
- گیربکس های تسمه ای برای فاصله های زیاد بین شفت ها مناسب تر هستند.
گیربکس تسمه ای، انتقال قدرت ساده اما موثر
گیربکس تسمه ای با ساختار ساده، هزینه پایین و عملکرد قابل قبول، یکی از پر کاربرد ترین سیستم های انتقال قدرت در صنایع سبک تا نیمه سنگین می باشد. اگرچه محدودیت هایی همچون لغزش و نیاز به تعویض دوره ای تسمه دارد، اما در بسیاری از کاربرد های صنعتی به دلیل تنظیم راحت سرعت، سهولت در تعمیر و نگهداری و هزینه اقتصادی، گزینه ای قابل اعتماد محسوب می شود.
سوالات متداول شما
1. چه عواملی باعث خرابی زودهنگام گیربکس تسمه ای می شود؟
نصب نادرست، استفاده از تسمه بی کیفیت، کشش بیش از حد یا خیلی کم، و قرار گرفتن در معرض رطوبت یا حرارت زیاد می تواند عمر گیربکس را کاهش دهد.
2. نحوه سرویس و نگهداری منظم گیربکس تسمه ای چگونه است؟
بازرسی منظم تسمه از نظر سایش و ترک، تنظیم کشش، روان کاری صحیح بلبرینگ ها و تمیز نگه داشتن محیط اطراف گیربکس از موارد مهم نگهداری هستند.
