نحوه انتخاب تسمه تایمینگ و پولی تایمینگ

بروز‌رسانی‌شده در فروردین 6, 1401

محرکهای تسمه تایمینگ مانند زنجیر و چرخ دنده عمل می کنند. برخلاف تسمه های V شکل، دندانه های تسمه تایمینگ درگیری مناسبی با شیارهای چرخ دنده ایجاد می کنند.

تسمه تایمینگ مزایای بسیاری نسبت به محرک دنده زنجیر دارد. محرکهای تسمه تایمینگ بدون مشکلاتی از قبیل: سر و صدای زیاد، خوردگی، روغنکاری، تماس آهن با آهن و فشار و کشش بیش ازحد در ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرد.

به دلیل آنکه تسمه تایمینگ های صنعتی ایجاد آلودگی نمی کنند، در صنایع حساس به آلودگی مانند صنایع غذایی بسیار پر کاربرد می باشند. سیستم چرخ دنده دارای مشکلاتی چون وزن زیاد، سر و صدای فراوان، روغنکاری و هزینه گزاف نگهداری می باشد، به دلیل معایب مذکور سیستم چرخ دنده در ماشین آلات جای خود را به تسمه تایمینگ صنعتی داده است.

پولی تایمینگ و تسمه تایمینگ

انتخاب تسمه و پولی مناسب برای بال­اسکرو با توجه به مشخصات فنّی موتور و فضای محدود موجود انجام می­گردد. (کلیه مطالب بیان شده برای طراحی تسمه و پولی یک ربات مورد استفاده قرار گرفته است)

سری­ های قابل استفاده تسمه تایم، عبارتند از HTD، HPL، STD. در مورد توزیع تنش روی انواع این تسمه­ ها، شکل زیر به وضوح، توزیع معقول­ تر از سوی سری HTD را نشان می­دهد. تمرکز تنش روی سری­ های دیگر به شدت کاهش عمر را در پی خواهد داشت.

تفاوت توزیع تنش در تسمه­ های سری HTD

نکته دیگر که از دلایل استفاده از این سری است، کاربرد این سری­ ها در CNC ها است. ضمناً پس از تحقیقات و اطمینان از موجود بودن در بازار، سری HTD برای بررسی انتخاب میشود.

به دلیل توضیحات صریح در کاتالوگ شرکت CONTITECH، از کاتالوگ محصولات این شرکت جهت انتخاب تسمه و پولی استفاده شد.

براساس معیار طراحی ربات برای تأمین سرعت از موتور AMP-SE16D  با سرعت نامی rpm 2000 و ماکزیمم rpm 3000 استفاده می­شود . با توجه به محدودی در طراحی و فضای کاری سرعت دوران  نیاز به تغییر نسبت تبدیل بین موتور و بال اسکرو توسط پولی­ ها می­باشد، لذا خواهیم داشت:

سرعت دوران بال اسکرو : 3210

کاتالوگ تسمه تایم و پولی تایمینگ

·       ضریب کاری تسمه تایم

با مراجعه  به جدول 27 صفحه 36 کاتالوگ CONTITECH ضریب کاری را با توجه به نوع ماشین و کاربرد مورد نظر انتخاب می کنیم.

C2 = 1.8

ضریب کاری کاتالوگ CONTITECH

·       ضریب شتاب تسمه تایم

ضریب شتاب C3 در صورتی مورد استفاده قرار می گیرد که نسبت انتقال بزرگتر از 1.24 باشد؛ در حال حاضر با توجه به معلومات موجود نسبت انتقال 1.07 می باشد، در نتیجه نیازی به این ضریب نیست.

Transmission ratio = nrequired /nmotor =3210/3000=1.07

C3 = 0

ضریب شتاب جهت انتخاب تسمه تایم و پولی تایم

·       ضریب خستگی

خستگی با توجه به میزان کارکرد روزانه دستگاه مورد بررسی قرار می گیرد.  که با توجه به کارکرد 10 ساعت در روز، از جدول 29 مقدار مورد نظر انتخاب می شود.

C4 = + 0.2

ضریب خستگی

·       مجموع ضرایب

C0 = C2 + C3 + C4
C0 = 1.8 + 0 + 0.2 = 2

·       انتخاب گام تسمه

با توجه به دیاگرام شکل 3 با در نظر گرفتن توان و مجموع ضرایب  بر روی محور افقی و دوران پولی کوچک می توان گام تسمه را انتخاب نمود.

با ملاحظه محل تقاطع شکل 3 باید از تسمهHTD  با گام 8M استفاده کنیم.

P * C0 = 1.6 * 2 = 3.2 Kw
n2 = 3210 min–1

انتخاب گام تسمه

·       نسبت سرعت

با تقسیم کردن دوران متحرک به محرک نسبت سرعت بدست خواهد آمد.

i = n1/n2 = z2/z1 = 3210/3000 = 1.07

·       تعداد دندانه و دایره گام پولی

با در نظر گرفتن فضای محدود کاری و طراحی و شرایط ذکر شده در ایتدا داریم:

Diameter of large toothed pulley  dwg < 89 mm

باید عددی را انتخاب کنیم که از 89 کمتر باشد، پس به Z₂= 34  می رسیم

Z2=Zg
Z1=Zk=Zg/i

برای بدست آوردن Z₁ طبق فرمول بالا عمل می کنیم

Z₁= 34 / 1.07 = 31.77  چون دندانه پولی عددی رند نشد؛ باید به گونه ای دانه های کمتر مورد سنجش قرار بگیرند.

با روش آزمون و خطا تعداد دندانه پولی Z2= 30 انتخاب می شود تا با تقسیم بر نست (i)، Z₁ را به ما بدهد.

Z₁= 30 / 1.07 = 28  همان طور که ملاحظه می شود با دندانه های 30 و 28 نسبت انتقال ما مورد ارزیابی مجدد قرار می گیرد.

i = Z2/Z1 = 30/28 = 1.07 Zg= 30
 dwg= 76.39
 Zk = 28
 dwk = 71.30

تعداد دندانه و دایره گام پولی تایمینگ

·       طول گام

برای محاسبه طول تقریبی تسمه از فرمول ذیل استفاده می شود.

2*130+8/2(30+28)+[1]8/3.14(30-28^2)/4*130 ~ 492

با مراجعه به جدول 3 طول استاندارد 480-8m با 60 دندانه انتخاب می شود.

محاسبه طول تقریبی تسمه

·       فاصله مرکز تا مرکز

با توجه به جدول 48

Z - Zk = 60 – 28 = 32
Zg - Zk = 30 – 28 = 2
   از جدول ←    15.497
a= center distance factor*t      a=15.497*8 = 123.976  mm

فاصله مرکز تا مرکز

·       سرعت تسمه

V=t*Zk*nK/60*103

= 8*28*3210/60*1000 = 11.984 m/s

·     زاویه تماس پولی کوچک

β=2*arccos [t*(Zg-Zk)/2Πa]

= 2*arcos[2]8*(30-28/2*3.14*123.976 = 177.64

·    ضریب درگیری دندانه

Ze=Zk*β/360

= 28*(177.64/360) = 13.81

C1 از جدول زیر تعیین می شود.

C1 = 1

·         ضریب طول

از جدول 30 داریم

 C5 = 0.8

·   تعیین پهنای تسمه

RequirementP*c ≤ PR*c1*c5P*cPR*c1*c5

P_R  از جدول 39 تقریبا با میان یابی برابر است با 10.53

و باید شرط روبرو برقرار باشد تا پهنای تسمه 30mm انتخاب شود.

1.6*2  ≤  10.53*1*0.8
3.2 Kw ≤ 8 Kw

و در نهایت جدول سفارش به شرح زیر است:

با توجه به سایش آلومینیوم در طولانی مدت، جنس پولی ها Ck انتخاب شد.

·       نرم افزار ContiTech Suite

در نهایت کلیه محاسبات توسط نرم افزار ContiTech Suite 7.2 مورد بررسی قرار گرفت و نتایج مشابه بود.

نرم افزار ContiTech Suite

نرم افزار ContiTech Suite

منابع:

[1] Catalogue Polyurethane Timing Belts by GATES , page 6 and 7
[2] ContiTech Power Transmission Systems , page 5
[3] http://www.contitech.de

دانلود کتالوگ CONTITECH  
رمز: proeng.ir 
منبع: وب سایت مهندس حرفه ای