علت شکست و سایش تسمه های صنعتی

علت شکست و سایش تسمه های صنعتی در کارخانجات مختلف

عوامل مختلفی در فرسودگی یا ترک و شکستگی تسمه ها موثر است که در زیر آن ها را بررسی می کنیم:

سایش ناشی از خستگی:  تفاوت در تمرکز تنش در تسمه‌های V (در کناره‌ها) در مقابل تسمه‌های دنده‌ای (در نوک دندانه‌ها)

 تأثیر محیطی: مقاومت نسبی هر کدام در برابر روغن، مواد شیمیایی و دما.

اثر تنظیم کشش: چگونه تنش اشتباه بر خرابی هر نوع تأثیر می‌گذارد (V-Beltها حساس به کم‌تنشی، دنده‌ای‌ها حساس به بیش‌تنشی . درگیری از طریق اصطکاک در شیارها.

مکانیزم‌های اصلی شکست: خستگی ناشی از خمش متناوب، سایش سطحی، و شکست کششی بدنه (در اثر تنش بیش از حد یا حرارت).

اثر لغزش : چگونه لغزش انرژی را هدر می‌دهد و سایش را تشدید می‌کند

درگیری مثبت دنده‌ها با پولی.

مکانیزم‌های اصلی شکست: خستگی دنده‌ها گسیختگی بدنه تسمه (به خصوص در ناحیه ریشه دنده‌ها)، و شکست کششی ناشی از کشش بیش از حد

نکته کلیدی در فرسایش تسمه های صنعتی عدم لغزش و انتقال موقعیت دقیق است

مقایسه مکانیزم‌های سایش تسمه‌های V شکل و دنده‌ای

مبانی تئوریک تسمه‌های V شکل (اصطکاکی)

تسمه‌های V شکل (Wedge Belts) به دلیل طراحی خاص خود، هنگام درگیری با پولی، نیروی شعاعی بیشتری ایجاد می‌کنند که باعث افزایش ضریب اصطکاک می‌شود.

مکانیزم‌های اصلی شکست

• خستگی ناشی از خمش: تنش‌های چرخشی بالا هنگام عبور از روی پولی (به ویژه پولی‌های با قطر کم) منجر به خستگی و ترک‌خوردگی در لایه‌های کششی (Tension Cords) می‌شود.
• سایش کناری (Edge Wear): سایش ناشی از اصطکاک مداوم بین دیواره‌های کناری تسمه و دیواره‌های شیار پولی. این امر به ویژه در سیستم‌های با بارگذاری غیریکنواخت یا عدم هم‌راستایی (Misalignment) تشدید می‌شود.
• گسیختگی کششی (Tension Failure): در اثر تنش پیش‌بارگذاری بیش از حد، که باعث افزایش حرارت داخلی و تسریع در تخریب الاستومر بدنه می‌شود.
• اثر لغزش (Slip): لغزش کوچک و دائمی در تسمه‌های V شکل، هرچند ناچیز، منجر به تولید حرارت و فرسایش سریع‌تر سطح تماس می‌شود.

مبانی تئوریک تسمه‌های دنده‌ای

تسمه‌های دنده‌ای (مانند تسمه‌های تایمینگ) بر اساس درگیری مکانیکی بین دندانه‌ها و شیارهای پولی کار می‌کنند و لغزش را حذف می‌کنند، که آن‌ها را برای کاربردهای نیازمند زمان‌بندی دقیق ایده‌آل می‌سازد.

مکانیزم‌های اصلی شکست

• خستگی دنده‌ها (Tooth Root Fatigue): تمرکز تنش در ناحیه ریشه دندانه‌ها (Fillet Area) هنگام اعمال گشتاور، منجر به آغاز ترک‌ها و شکست ناگهانی دنده‌ها می‌شود.
• سایش تاج دندانه (Tooth Crest Wear): سایش روی سطح بالایی دندانه که اغلب ناشی از تماس نامناسب با شیار پولی (اغلب به دلیل تنش نامناسب یا فرسایش پولی) است و منجر به کاهش عمق دندانه و در نهایت درگیری ناقص می‌شود.
• شکست کششی: شکست در ناحیه ناحیه کششی (محل قرارگیری سیم‌های تقویت‌کننده)، که می‌تواند به دلیل تنش بیش از حد یا برش‌های طولی ناشی از اشیاء خارجی باشد.

مقایسه تطبیقی مکانیزم‌های سایش و طول عمر

ویژگیتسمه V شکل (اصطکاکی)تسمه دنده‌ای (Synchronous)حامل اصلی شکستخستگی خمشی بدنه و سایش کناریخستگی خمش دنده‌ها و سایش تاج دندانهتأثیر لغزشوجود لغزش جزئی، تولید حرارت و سایش سطحی بالاعدم لغزش، انتقال دقیق موقعیتحساسیت به هم‌راستاییبسیار حساس (باعث سایش شدید دیواره کناری)کمتر حساس، اما هم‌راستایی ضعیف منجر به سایش نامتقارن دنده‌ها می‌شود.حداکثر ظرفیت توانتوان انتقال بالا، اما با کاهش ظرفیت در سرعت‌های بالا به دلیل اثر مرکزگرا و لغزشتوان انتقال بسیار بالا، به ویژه در سرعت‌های متوسط تا بالا به دلیل درگیری مثبتحساسیت به تنشبسیار حساس به تنش کم (لغزش) و تنش زیاد (حرارت)حساس به تنش زیاد (فشار بیش از حد بر دنده‌ها)

مطالعات موردی کاربردی

• صنعت نساجی (V-Belt): در ماشین‌آلات با سرعت متغیر، خستگی خمشی به دلیل تغییرات مداوم بار و تنش، عامل اصلی خرابی است.
• ماشین‌آلات CNC و رباتیک (Synchronous Belt): در این کاربردها، شکست دنده‌ها به دلیل بارگذاری گشتاوری ناگهانی (Surge Loading) رایج‌تر از سایش است، زیرا لغزش غیرقابل قبول می‌باشد.

نتیجه‌گیری

انتخاب میان تسمه V و دنده‌ای تابعی از اولویت طراحی است: اگر انتقال توان حجیم و کم‌هزینه مورد نیاز باشد، V-Belt مناسب است، اما اگر دقت زمان‌بندی حیاتی باشد، تسمه دنده‌ای برتری دارد. تحقیقات آتی بر روی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با گرافن برای کاهش خستگی و سایش در هر دو نوع تسمه متمرکز خواهد بود.

جهت استعلام قیمت انواع تسمه صنعتی در واتساپ پیام دهید و یا با شماره های موجود در سایت و همچنین شماره همراه 09101645918 تماس حاصل نمایید.

در اینستاگرام ما را دنبال کنید.

در صورت در دسترس نبودن واتساپ یا تلگرام لطفا به شماره 09101645918 در نرم افزارهای بله، ایتا یا روبیکا پیام دهید.