انتقال نیرو و حرکت دورانی یکی از نیازهای اساسی در اکثر صنایع و ماشین آلات است. بدون آن، تولید و عملیات در کارخانه ها و تأسیسات صنعتی متوقف خواهد شد. یکی از روش های قدیمی اما هنوز هم بسیار پرکاربرد برای این منظور، استفاده از سیستم تسمه و پولی است.
تسمه و پولی چیست؟
تسمه و پولی در واقع دو قطعه مجزا هستند که با همکاری یکدیگر، انتقال نیرو و حرکت چرخشی را ممکن می سازند. تسمه یک نوار باریک و انعطاف پذیر است که به دور پولی می پیچد. پولی نیز شبیه یک چرخ دنده استوانه ای شکل است که روی محور قرار می گیرد. زمانی که یکی از پولی ها توسط یک نیروی محرک مانند الکتروموتور یا موتور احتراقی به گردش درمی آید، از طریق تسمه ای که به دور آن پیچیده شده، پولی دیگر نیز به حرکت در می آید. این مکانیزم باعث انتقال گشتاور و قدرت از محور محرک به محور متحرک می شود.
مزایای تسمه و پولی
استفاده از تسمه و پولی برای انتقال قدرت، مزایای قابل توجهی دارد که باعث شده این روش همچنان در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای داشته باشد. طراحی بسیار ساده و در عین حال کارآمد آن یکی از این مزایاست. قطعات این سیستم تعداد کمی دارند و به همین دلیل قیمت تمام شده آن نیز مقرون به صرفه است.
از مزایای دیگر می توان به راحتی در نصب و تعمیرات اشاره کرد. در مقایسه با روش های دیگر مانند استفاده از زنجیر، تسمه و پولی فرآیند بسیار آسان تری برای نصب، تنظیم و تعویض قطعات دارد. این سیستم کارایی و بازدهی بالایی در انتقال قدرت دارد و این انتقال را به شیوه ای ایمن تر و با حداقل اصطکاک و گرما انجام می دهد. تسمه نیز نقش خوبی در جذب ارتعاشات و ضربات ناگهانی دارد.
کاربردهای تسمه و پولی در صنعت
با توجه به مزایای یاد شده، امروزه تسمه و پولی در صنایع بسیار متنوعی به کار گرفته می شوند. در صنعت خودروسازی برای انتقال نیرو از موتور به چرخ ها، سیستم تهویه، پمپ روغن و سایر تجهیزات کاربرد دارد. در ماشین آلات کشاورزی مانند تراکتورها و کمباین ها نیز برای انتقال قدرت از محرک به دستگاه های برداشت محصول استفاده می شود.
در صنایع سنگین تولید فلزات، سیمان و مواد معدنی هم تسمه و پولی برای به حرکت درآوردن قطعات و ماشین آلات بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. سیستم های نیروگاهی نیز از آنها برای انتقال قدرت از توربین ها به ژنراتورها بهره می برند. در صنایع چوب و نساجی نیز برای راه اندازی دستگاه ها و ماشین آلات از تسمه و پولی استفاده می شود. کاربردهای آن در آسانسورها، سیستم های حمل و نقل ریلی، دستگاه های اداری مانند پرینتر و فتوکپی، و حتی وسایل نقلیه صنعتی نظیر لیفتراک ها نیز گسترده است.
انواع مختلف پولی و انتخاب بهینه
پولی های مختلفی برای استفاده در کاربردهای متنوع طراحی شده اند:
- ساده ترین نوع آن پولی ساده است که دارای ساختاری بسیار بدیهی و شبیه به یک رینگ یا حلقه شیاردار است که وظیفه اصلی آن فقط نگهداشتن تسمه و جلوگیری از خارج شدن آن از مسیر می باشد. این نوع طراحی پولی ها بسیار مقرون به صرفه است.
- برای کاربردهایی که نیاز به دقت و کنترل بیشتری در انتقال حرکت وجود دارد، از پولی تایمینگ یا همزمان (سنکرون) استفاده می شود. این پولی ها ساختاری شبیه به یک زنجیر دندانه دار دارند و باید با تسمه هایی با دندانه های مشابه و متناسب همراه شوند. دندانه های تسمه و پولی در هم قفل می شوند که باعث می شود احتمال سرخوردگی یا لغزش تسمه از روی پولی به حداقل برسد. بنابراین انتقال حرکت دقیق تر و همزمان بین محورها صورت می گیرد.
انتخاب صحیح تسمه و پولی مناسب
برای انتخاب بهینه تسمه و پولی باید به چند نکته مهم توجه کرد. اول، جنس پولی که معمولاً از آلومینیوم، چدن یا آهن ساخته می شود باید متناسب با کاربرد و نیروهای وارده انتخاب گردد. دوم، تعداد دندانه های پولی که هرچه بیشتر باشد، دقت انتقال حرکت نیز بیشتر خواهد بود. سوم، عرض تسمه باید با عرض پولی کاملاً هماهنگ باشد تا انتقال قدرت به بهترین شکل صورت گیرد. هرچه عرض تسمه بیشتر باشد، ظرفیت انتقال نیرو نیز افزایش می یابد.
سایر نکات مهم در انتخاب سیستم تسمه و پولی شامل تناسب کامل از نظر اندازه و ابعاد برای اتصال درست قطعات، استفاده از پولی با گام (فاصله بین دندانه ها) کوچک تر برای دقت بالاتر، انتخاب پولی با قطر بزرگ تر برای به دست آوردن گشتاور و قدرت بیشتر، استفاده از پولی با قطر کوچک تر برای رسیدن به سرعت دورانی بالاتر، و در نظر گرفتن نسبت تبدیل گشتاور و سرعت بین پولی ها با توجه به تعداد دندانه های آنهاست.
معرفی نرم افزار محاسبات پولی و تسمه
برای طراحی دقیق و انجام محاسبات پیچیده در زمینه سیستم های پولی و تسمه، می توان از نرم افزارهای تخصصی و حرفه ای کمک گرفت. چند نمونه از نرم افزارهای محبوب و پرکاربرد در این زمینه عبارتند از:
- Belt Genius که توسط شرکت آمریکایی گیتس تولید می شود، دارای امکانات کاملی برای طراحی و محاسبات پولی و تسمه است.
- Drive Analyst محصول شرکت Designatronics می باشد که ابزارهای لازم را برای طراحی سیستم های مختلف انتقال قدرت مکانیکی ارائه می کند.
- PT Modeler از شرکت آلمانی Klingelnberg، با داشتن قابلیت های CAD پیشرفته، کمک شایانی به طراحی این سیستم ها می نماید.
- Optibelt CAP برای انتخاب و محاسبات مربوط به انواع مختلف تسمه های صنعتی کاربرد دارد.
- DESIGNflex ساخت شرکت آلمانی Siegling نیز از جمله نرم افزارهای قدرتمند برای طراحی سیستم های تسمه محسوب می گردد.
استفاده از چنین ابزارهای نرم افزاری حرفه ای با قابلیت های گسترده و رابط کاربری مناسب، امکان انتخاب بهینه تسمه و پولی متناسب با نیازهای خاص یک سیستم را فراهم می آورد.
نتیجه گیری
در نهایت باید گفت انتخاب صحیح و بهینه سیستم تسمه و پولی متناسب با نیاز و کاربرد مورد نظر، نقش بسیار حیاتی و تعیین کننده ای در بهبود کارایی، افزایش طول عمر مفید و کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات سیستم های مکانیکی انتقال قدرت خواهد داشت.
آشنایی کامل با انواع پولی و تسمه، ویژگی ها و خصوصیات فنی آنها، و همچنین بهره گیری از نرم افزارهای پیشرفته طراحی می تواند به انتخاب بهترین گزینه کمک شایانی نماید. علاوه بر این، رعایت دقیق استانداردها و دستورالعمل های مربوط به نصب، راه اندازی و نگهداری صحیح تسمه و پولی نیز برای دستیابی به عملکرد مطلوب و افزایش طول عمر این سیستم های انتقال قدرت بسیار حائز اهمیت است.