Cintura (meccanica) - Belt (mechanical)

Cintura piatta

Trasmissione a cinghia piatta nell'officina meccanica dell'Hagley Museum

Una cintura è un anello di materiale flessibile utilizzato per collegare meccanicamente due o più alberi rotanti , il più delle volte paralleli. Le cinghie possono essere utilizzate come fonte di movimento, per trasmettere potenza in modo efficiente o per tracciare il movimento relativo. Le cinghie sono avvolte sulle pulegge e possono avere una torsione tra le pulegge e gli alberi non devono essere paralleli.

In un sistema a due pulegge, la cinghia può trascinare le pulegge normalmente in un senso (uguale se su alberi paralleli), oppure la cinghia può essere incrociata, in modo da invertire il senso dell'albero condotto (senso opposto a quello del conduttore se su alberi paralleli). Come fonte di movimento, un nastro trasportatore è un'applicazione in cui il nastro è adattato per trasportare un carico in modo continuo tra due punti. La trasmissione a cinghia può essere utilizzata anche per variare la velocità di rotazione, sia in salita che in discesa, utilizzando pulegge di diverse dimensioni.

Storia

La trasmissione a cinghia meccanica, che utilizza una macchina a puleggia , è stata menzionata per la prima volta nel testo del Dizionario delle espressioni locali dal filosofo, poeta e politico della dinastia Han Yang Xiong (53-18 a.C.) nel 15 a.C., utilizzata per una macchina quilling che avvolse fibre di seta su bobine per navette per tessitori . La trasmissione a cinghia è una componente essenziale dell'invenzione del filatoio . La trasmissione a cinghia non è stata utilizzata solo nelle tecnologie tessili, ma è stata applicata anche a soffietti ad azionamento idraulico risalenti al I secolo d.C.

Potenza di trasmissione

Le cinghie sono l'utilità più economica per la trasmissione di potenza tra alberi che potrebbero non essere allineati assialmente. La trasmissione della potenza è ottenuta mediante cinghie e pulegge appositamente progettate. Le varietà di esigenze di trasmissione di potenza che possono essere soddisfatte da un sistema di trasmissione a cinghia sono numerose, e questo ha portato a numerose variazioni sul tema. Le trasmissioni a cinghia funzionano senza intoppi e con poco rumore e forniscono assorbimento degli urti per motori, carichi e cuscinetti quando la forza e la potenza necessarie cambiano. Uno svantaggio delle trasmissioni a cinghia è che trasmettono meno potenza rispetto agli ingranaggi o alle trasmissioni a catena. Tuttavia, i miglioramenti nell'ingegneria delle cinghie consentono l'uso di cinghie in sistemi che in precedenza consentivano solo trasmissioni o ingranaggi a catena.

La potenza trasmessa tra una cinghia e una puleggia è espressa come il prodotto della differenza di tensione e velocità della cinghia:

${\displaystyle P=(T_{1}-T_{2})v,}$

dove T ₁ e T ₂ sono rispettivamente le tensioni nel lato teso e nel lato allentato della cinghia. Sono correlati come

${\displaystyle {\frac {T_{1}}{T_{2}}}=e^{\mu \alpha },}$

dove, μ è il coefficiente di attrito, e α è l'angolo (in radianti) sotteso dalla superficie di contatto al centro della puleggia.

Pro e contro

Le trasmissioni a cinghia sono semplici, economiche e non richiedono alberi allineati assialmente. Aiutano a proteggere i macchinari da sovraccarico e inceppamento, smorzano e isolano rumori e vibrazioni. Le fluttuazioni del carico sono ammortizzate (ammortizzate). Non necessitano di lubrificazione e manutenzione minima. Hanno un'elevata efficienza (90–98%, solitamente 95%), un'elevata tolleranza per il disallineamento e hanno un costo relativamente basso se gli alberi sono distanti. L'azione della frizione viene attivata rilasciando la tensione della cinghia. Diverse velocità possono essere ottenute mediante pulegge a gradini o coniche.

Il rapporto velocità angolare può non essere costante o uguale a quello dei diametri delle pulegge, a causa dello scorrimento e dell'allungamento. Tuttavia, questo problema è stato ampiamente risolto con l'uso di cinghie dentate. Le temperature di esercizio variano da - 35°C a 85°C. La regolazione dell'interasse o l'aggiunta di una puleggia folle è fondamentale per compensare l'usura e l'allungamento.

Cinture piatte

La cinghia di trasmissione: utilizzata per trasferire la potenza dal volano del motore. Qui mostrato alla guida di una trebbiatrice .

Una piccola sezione di un'ampia cintura piatta fatta di strati di pelle con la chiusura su un'estremità, mostrata in una mostra al Suffolk Mills a Lowell, nel Massachusetts

Le cinghie piatte furono ampiamente utilizzate nel XIX e all'inizio del XX secolo nelle linee d'asse per trasmettere energia nelle fabbriche. Sono stati anche utilizzati in innumerevoli applicazioni agricole , minerarie e di disboscamento , come seghe a vento , segherie , trebbiatrici , soffiatori per silo , nastri trasportatori per il riempimento di granai o fienili , imballatrici , pompe per l' acqua (per pozzi , miniere o campi agricoli paludosi ) e generatori elettrici . Le cinghie piatte sono ancora utilizzate oggi, anche se non tanto quanto nell'era dell'albero di linea. La cinghia piatta è un semplice sistema di trasmissione della potenza che si adattava bene ai suoi tempi. Può erogare elevate potenze ad alte velocità (373 kW a 51 m/s), in caso di cinghie larghe e pulegge di grandi dimensioni. Ma questi azionamenti a cinghia larga-puleggia larga sono ingombranti, consumano molto spazio mentre richiedono alta tensione, portando a carichi elevati e sono poco adatti alle applicazioni a centri ravvicinati, quindi le cinghie trapezoidali hanno principalmente sostituito le cinghie piatte per l'alimentazione a breve distanza trasmissione; e la trasmissione di potenza su lunghe distanze in genere non viene più eseguita con le cinghie. Ad esempio, le macchine di fabbrica ora tendono ad avere motori elettrici individuali.

Poiché le cinghie piatte tendono a salire verso il lato superiore della puleggia, le pulegge sono state realizzate con una superficie leggermente convessa o "incoronata" (piuttosto che piatta) per consentire alla cinghia di autocentrarsi mentre scorre. Le cinghie piatte tendono anche a scivolare sulla faccia della puleggia quando vengono applicati carichi pesanti ed erano disponibili molte medicazioni per cinghie proprietarie che potevano essere applicate alle cinghie per aumentare l'attrito e quindi la trasmissione di potenza.

Le cinture piatte erano tradizionalmente realizzate in pelle o tessuto. Oggi la maggior parte sono realizzati in gomma o polimeri sintetici. La presa delle cinture in pelle è spesso migliore se sono assemblate con il lato pelo (lato esterno) della pelle contro la puleggia, anche se alcune cinture vengono invece fatte fare una mezza torsione prima di unire le estremità (formando una striscia di Möbius ), in modo che si usurano può essere distribuito uniformemente su entrambi i lati del nastro. Le estremità delle cinture vengono unite allacciando le estremità tra loro con cinghie di cuoio (il più antico dei metodi), pettini di acciaio e/o allacciatura, oppure mediante incollaggio o saldatura (nel caso di poliuretano o poliestere). Le cinghie piatte erano tradizionalmente snodate, e di solito lo sono ancora, ma possono anche essere realizzate con costruzione infinita.

Azionamenti a fune

A metà del 19° secolo, gli artigiani britannici scoprirono che le pulegge a più scanalature collegate da funi superavano le pulegge piatte collegate da cinghie di cuoio. Le funi metalliche venivano usate occasionalmente, ma il cotone , la canapa , la canapa manila e la corda di lino vedevano l'uso più ampio. In genere, la fune che collega due pulegge con più scanalature a V è stata giuntata in un unico anello che ha viaggiato lungo un percorso elicoidale prima di essere riportata nella posizione di partenza da una puleggia folle che serviva anche a mantenere la tensione sulla fune. A volte, una singola fune veniva utilizzata per trasferire la potenza da una puleggia motrice a più gole a più pulegge condotte a una o più gole in questo modo.

In generale, come per le cinghie piatte, gli azionamenti a fune venivano utilizzati per i collegamenti dai motori stazionari agli alberi di sollevamento e agli alberi di linea dei mulini, e talvolta dagli alberi di linea ai macchinari condotti. A differenza delle cinture di cuoio, tuttavia, le trasmissioni a fune venivano talvolta utilizzate per trasmettere potenza su distanze relativamente lunghe. Sulle lunghe distanze, venivano utilizzati pulegge intermedi per sostenere la "corda volante", e alla fine del XIX secolo questo era considerato abbastanza efficiente.

Cinture tonde

Le cinghie tonde sono cinghie a sezione circolare progettate per scorrere in una puleggia con una scanalatura a V di 60 gradi. Le scanalature rotonde sono adatte solo per pulegge di rinvio che guidano la cinghia o quando vengono utilizzate cinghie di tipo O-ring (morbide). La scanalatura a V trasmette la coppia attraverso un'azione di incuneamento, aumentando così l'attrito. Tuttavia, le cinghie tonde sono utilizzabili solo in situazioni di coppia relativamente bassa e possono essere acquistate in varie lunghezze o tagliate a misura e unite, sia mediante un punto metallico, un connettore metallico (nel caso di plastica cava), incollando o saldando (nella caso di poliuretano ). Le prime macchine da cucire utilizzavano una cintura di pelle, unita da un punto metallico o incollata, con grande effetto.

Cinture a molla

Una trasmissione a due stadi con cinghie elastiche su un veicolo giocattolo

Le cinghie a molla sono simili alle funi o alle cinghie tonde ma sono costituite da una lunga molla elicoidale in acciaio. Si trovano comunemente su motori giocattolo o piccoli modelli, in genere motori a vapore che guidano altri giocattoli o modelli o forniscono una trasmissione tra l'albero motore e altre parti di un veicolo. Il vantaggio principale rispetto alle cinghie in gomma o altri elastici è che durano molto più a lungo in condizioni operative poco controllate. Anche la distanza tra le pulegge è meno critica. Il loro principale svantaggio è che lo slittamento è più probabile a causa del minor coefficiente di attrito. Le estremità di una cinghia elastica possono essere unite piegando l'ultimo giro dell'elica a ciascuna estremità di 90 gradi per formare ganci, o riducendo il diametro delle ultime spire ad un'estremità in modo che si "avviti" nell'altro fine.

cinghie trapezoidali

Cinghie su un motore diesel marino Yanmar 2GM20

Una trasmissione a cinghia trapezoidale multipla su un compressore d'aria

Le cinghie trapezoidali (anche tipo cinghie trapezoidali, cinghie a V o, meno comunemente, funi a cuneo) hanno risolto il problema dello slittamento e dell'allineamento. Ora è la cinghia di base per la trasmissione di potenza. Forniscono la migliore combinazione di trazione, velocità di movimento, carico dei cuscinetti e lunga durata. Sono generalmente infinite e la loro forma generale della sezione trasversale è approssimativamente trapezoidale (da cui il nome "V"). La forma a "V" della cinghia scorre in una scanalatura di accoppiamento nella puleggia (o puleggia), con il risultato che la cinghia non può sfilarsi. La cinghia tende anche a incunearsi nella scanalatura all'aumentare del carico, maggiore è il carico, maggiore è l'azione di incuneamento, migliorando la trasmissione della coppia e rendendo la cinghia trapezoidale una soluzione efficace, che richiede una larghezza e una tensione inferiori rispetto alle cinghie piatte. Le cinghie trapezoidali prevalgono sulle cinghie piatte con i loro piccoli interassi e gli alti rapporti di riduzione. L'interasse preferito è maggiore del diametro maggiore della puleggia, ma inferiore a tre volte la somma di entrambe le pulegge. L'intervallo di velocità ottimale è 1.000–7000 piedi/min (300–2.130 m/min). Le cinghie trapezoidali necessitano di pulegge più grandi per la loro sezione trasversale più spessa rispetto alle cinghie piatte.

Per requisiti di potenza elevata, due o più cinghie trapezoidali possono essere unite fianco a fianco in una disposizione chiamata multi-V, che scorre su pulegge a più scanalature corrispondenti. Questo è noto come trasmissione a cinghia trapezoidale multipla (o talvolta "trasmissione a cinghia trapezoidale classica").

Le cinghie trapezoidali possono essere interamente in gomma o polimero in modo omogeneo, oppure possono esserci fibre incorporate nella gomma o nel polimero per resistenza e rinforzo. Le fibre possono essere di materiali tessili come cotone, poliammide (come Nylon ) o poliestere oppure, per la massima resistenza, di acciaio o aramide (come Technora , Twaron o Kevlar ).

Quando una cinghia senza fine non si adatta alla necessità, possono essere impiegate cinghie trapezoidali snodate e collegate. La maggior parte dei modelli offre la stessa potenza e velocità di cinghie senza fine di dimensioni equivalenti e non richiede pulegge speciali per funzionare. Una cinghia a V di collegamento è un numero di collegamenti compositi in poliuretano/poliestere tenuti insieme, da soli, come PowerTwist di Fenner Drives o Nu-T-Link (con borchie metalliche). Questi forniscono una facile installazione e una resistenza ambientale superiore rispetto ai nastri in gomma e sono regolabili in lunghezza smontando e rimuovendo i collegamenti quando necessario.

Storia della cinghia trapezoidale

La copertura delle riviste specializzate sulle cinghie trapezoidali nelle automobili dal 1916 menzionava la pelle come materiale della cintura e menzionava che l'angolo V non era ancora ben standardizzato. La cinghia trapezoidale in gomma senza fine è stata sviluppata nel 1917 da Charles C. Gates della Gates Rubber Company . La trasmissione a cinghia trapezoidale multipla è stata predisposta per la prima volta alcuni anni dopo da Walter Geist della società Allis-Chalmers , che è stato ispirato a sostituire la fune singola delle trasmissioni a fune con pulegge a più scanalature con cinghie trapezoidali multiple parallele. Geist ha depositato un brevetto nel 1925 e Allis-Chalmers ha iniziato a commercializzare l'unità con il marchio "Texrope"; il brevetto fu concesso nel 1928 ( brevetto USA 1,662,511 ). Il marchio "Texrope" esiste ancora, sebbene abbia cambiato proprietà e non si riferisca più alla sola trasmissione a cinghia trapezoidale multipla.

Cinghie a più scanalature

Una cinghia a più scanalature, nervata a V o poligonale è composta generalmente da 3 a 24 sezioni a forma di "V" affiancate. Ciò fornisce una cinghia più sottile per la stessa superficie di trasmissione, quindi è più flessibile, sebbene spesso più ampia. La maggiore flessibilità offre una maggiore efficienza, poiché viene sprecata meno energia nell'attrito interno dovuto alla flessione continua del nastro. In pratica questo guadagno di efficienza provoca un ridotto effetto di riscaldamento sul nastro, e un nastro più freddo dura più a lungo in servizio. Le cinghie sono disponibili in commercio in diverse dimensioni, di solito con una "P" (a volte omessa) e una singola lettera che identifica il passo tra le scanalature. La sezione 'PK' con un passo di 3,56 mm è comunemente usata per applicazioni automobilistiche.

Un ulteriore vantaggio della cinghia poligonale che le rende popolari è che possono scorrere su pulegge sul retro non scanalato della cinghia. Anche se a volte questo viene fatto con cinghie trapezoidali con una singola puleggia folle per il tensionamento, una cinghia poligonale può essere avvolta attorno a una puleggia sul retro abbastanza strettamente da cambiare la sua direzione o anche per fornire una forza motrice leggera.

La capacità di qualsiasi cinghia trapezoidale di azionare le pulegge dipende dall'avvolgimento della cinghia attorno a un angolo sufficiente della puleggia per fornire presa. Laddove una cinghia a V singola è limitata a una semplice forma convessa, può avvolgere adeguatamente al massimo tre o forse quattro pulegge, quindi può guidare al massimo tre accessori. Dove è necessario guidare di più, come per le auto moderne con servosterzo e aria condizionata, sono necessarie più cinghie. Poiché la cinghia poligonale può essere piegata in percorsi concavi da rulli esterni, può avvolgere un numero qualsiasi di pulegge condotte, limitata solo dalla capacità di potenza della cinghia.

Questa capacità di piegare la cintura a piacimento del designer le consente di intraprendere un percorso complesso o " serpeggiante ". Questo può aiutare la progettazione di un layout motore compatto, in cui gli accessori sono montati più vicino al blocco motore e senza la necessità di fornire regolazioni di tensionamento mobili. L'intera cinghia può essere tesa da una singola puleggia folle.

La nonclematura utilizzata per le dimensioni della cintura varia in base alla regione e al commercio. Una cintura automobilistica con il numero "740K6" o "6K740" indica una cintura lunga 74 pollici (187,96 cm), larga 6 nervature, con un passo delle nervature di 9/64 di pollice (3,57 mm) (uno spessore standard per un La cintura automobilistica della serie K sarebbe di 4,5 mm). Un equivalente metrico sarebbe solitamente indicato da "6PK1880", dove 6 si riferisce al numero di nervature, PK si riferisce allo spessore metrico PK e al passo standard e 1880 è la lunghezza della cinghia in millimetri.

Cintura a costine

Una cinghia a coste è una cinghia di trasmissione di potenza con scanalature longitudinali. Funziona dal contatto tra le nervature della cinghia e le scanalature della puleggia. Si dice che la sua struttura monoblocco offra una distribuzione uniforme della tensione su tutta la larghezza della puleggia dove la cinghia è a contatto, una gamma di potenza fino a 600 kW, un elevato rapporto di velocità, azionamenti a serpentina (possibilità di scacciare la parte posteriore del cinghia), lunga durata, stabilità e omogeneità della tensione di trasmissione e vibrazioni ridotte. La cinghia a coste può essere montata su diverse applicazioni: compressori, fitness bike, macchine agricole, frullatori, lavatrici, tosaerba, ecc.

Cinghie di pellicola

Sebbene spesso raggruppati con cinture piatte, sono in realtà di un tipo diverso. Sono costituiti da una striscia molto sottile (0,5-15 millimetri o 100-4000 micrometri) di plastica e occasionalmente di gomma. Sono generalmente destinati a usi a bassa potenza (meno di 10 watt), ad alta velocità, consentendo un'elevata efficienza (fino al 98%) e una lunga durata. Questi sono visti in macchine commerciali, stampanti, registratori a nastro e altre operazioni leggere.

Cinghie dentate

Cinghia di distribuzione

Ingranaggio della trasmissione a cinghia su una bicicletta a cinghia

Le cinghie dentate (noto anche come dentata , tacca , dente , o sincroni cinghie) sono un positivo nastro di trasferimento e possono seguire movimento relativo. Queste cinghie hanno denti che si inseriscono in una puleggia dentata abbinata. Se correttamente tese, non hanno slittamento, funzionano a velocità costante e sono spesso utilizzate per trasferire il movimento diretto per scopi di indicizzazione o temporizzazione (da cui il loro nome). Sono spesso usati al posto di catene o ingranaggi, quindi c'è meno rumore e non è necessario un bagno di lubrificazione. Alberi a camme di automobili, sistemi di distribuzione in miniatura e motori passo-passo utilizzano spesso queste cinghie. Le cinghie dentate richiedono la minor tensione di tutte le cinghie e sono tra le più efficienti. Possono sopportare fino a 200 CV (150 kW) a velocità di 16.000 piedi/min (4.900 m/min).

Sono disponibili cinghie dentate con un design a denti sfalsati elicoidali. Il design del dente sfalsato elicoidale forma un motivo a chevron e fa sì che i denti si innestino progressivamente. Il design del modello chevron è autoallineante e non fa il rumore che fanno alcune cinghie di distribuzione a determinate velocità ed è più efficiente nel trasferire la potenza (fino al 98%).

Gli svantaggi includono un costo di acquisto relativamente elevato, la necessità di pulegge dentate appositamente fabbricate, una minore protezione da sovraccarico, inceppamento e vibrazioni a causa dei loro cavi di tensione continua, la mancanza di azione della frizione (possibile solo con cinghie di trasmissione a frizione) e lunghezze, che non consentono la regolazione della lunghezza (a differenza delle cinghie trapezoidali o delle catene a maglie).

Cinture speciali

Le cinghie normalmente trasmettono potenza sul lato di tensione del ciclo. Tuttavia, esistono progetti per trasmissioni a variazione continua che utilizzano cinghie che sono una serie di blocchi di metallo solido, collegati tra loro come in una catena, che trasmettono potenza sul lato di compressione dell'anello.

Strade di rotolamento

I nastri utilizzati per le strade di rotolamento per le gallerie del vento possono raggiungere una velocità di 250 km/h (160 mph).

Norme per l'uso

La trasmissione a cinghia aperta ha alberi paralleli che ruotano nello stesso senso, mentre la trasmissione a cinghia incrociata ha anche alberi paralleli ma ruotano in senso opposto. Il primo è molto più comune e il secondo non è appropriato per la distribuzione e le cinghie trapezoidali standard a meno che non vi sia una torsione tra ciascuna puleggia in modo che le pulegge tocchino solo la stessa superficie della cinghia. È possibile collegare alberi non paralleli se la linea centrale della cinghia è allineata con il piano centrale della puleggia. Le cinture industriali sono solitamente in gomma rinforzata, ma a volte in pelle. Le cinture non in pelle e non rinforzate possono essere utilizzate solo in applicazioni leggere.

La linea primitiva è la linea tra le superfici interna ed esterna che non è né soggetta a tensione (come la superficie esterna) né a compressione (come quella interna). È a metà strada tra le superfici in film e cinghie piatte e dipende dalla forma e dalle dimensioni della sezione trasversale nelle cinghie dentate e trapezoidali. Il diametro primitivo di riferimento standard può essere stimato prendendo la media del diametro delle punte dei denti degli ingranaggi e del diametro della base dei denti degli ingranaggi. La velocità angolare è inversamente proporzionale alla dimensione, quindi più grande è una ruota, minore è la velocità angolare e viceversa. Le velocità effettive delle pulegge tendono ad essere dello 0,5-1% inferiori a quelle generalmente calcolate a causa dello slittamento e dell'allungamento della cinghia. Nelle cinghie dentate, i denti a rapporto inverso della cinghia contribuiscono alla misurazione esatta. La velocità del nastro è:

Velocità = Circonferenza basata sul diametro primitivo × velocità angolare in giri/min

Criteri di selezione

Le trasmissioni a cinghia sono costruite nelle seguenti condizioni richieste: velocità e potenza trasmessa tra trasmissione e unità condotta; adeguata distanza tra gli alberi; e condizioni operative adeguate. L'equazione della potenza è

potenza [kW] = ( coppia [ N·m ]) × ( velocità di rotazione [giri/ min ]) × (2π radianti) / (60 s × 1000 W).

I fattori di regolazione della potenza includono il rapporto di velocità; distanza dell'albero (lunga o corta); tipo di unità di azionamento (motore elettrico, motore a combustione interna); ambiente di servizio (oleoso, umido, polveroso); carichi dell'unità condotta (a scatti, a scosse, invertiti); e disposizione puleggia-cinghia (aperta, incrociata, girata). Questi si trovano nei manuali di ingegneria e nella letteratura del produttore. Una volta corretta, la potenza viene confrontata con le potenze nominali delle sezioni trasversali del nastro standard a determinate velocità del nastro per trovare un numero di array che offrono le prestazioni migliori. Ora vengono scelti i diametri delle pulegge. Generalmente vengono scelti diametri o sezioni trasversali grandi, poiché, come affermato in precedenza, i nastri più grandi trasmettono la stessa potenza a basse velocità del nastro come i nastri più piccoli ad alte velocità. Per mantenere la parte motrice al minimo, sono necessarie pulegge di diametro minimo. I diametri minimi delle pulegge sono limitati dall'allungamento delle fibre esterne della cinghia quando la cinghia si avvolge intorno alle pulegge. Le pulegge piccole aumentano questo allungamento, riducendo notevolmente la durata della cinghia. I diametri minimi delle pulegge sono spesso elencati con ciascuna sezione trasversale e velocità, o elencati separatamente per sezione trasversale della cinghia. Dopo aver scelto i diametri e la sezione del nastro più economici, viene calcolata la lunghezza del nastro. Se vengono utilizzate cinghie senza fine, potrebbe essere necessario regolare la distanza tra gli alberi desiderata per adattarsi alle cinghie di lunghezza standard. Spesso è più economico utilizzare due o più cinghie trapezoidali giustapposte, piuttosto che una cinghia più grande.

In grandi rapporti di velocità o piccoli interassi, l'angolo di contatto tra cinghia e puleggia può essere inferiore a 180°. In tal caso occorre aumentare ulteriormente la potenza di azionamento, secondo le tabelle del costruttore, e ripetere il processo di selezione. Questo perché le capacità di potenza si basano sullo standard di un angolo di contatto di 180°. Angoli di contatto più piccoli significano meno area per la cinghia per ottenere trazione e quindi la cinghia trasporta meno potenza.

Attrito della cinghia

Le trasmissioni a cinghia dipendono dall'attrito per funzionare, ma un attrito eccessivo spreca energia e consuma rapidamente la cinghia. I fattori che influenzano l'attrito della cinghia includono la tensione della cinghia, l'angolo di contatto e i materiali utilizzati per realizzare la cinghia e le pulegge.

Tensione della cinghia

La trasmissione di potenza è una funzione della tensione della cinghia. Tuttavia, con la tensione aumenta anche la sollecitazione (carico) sulla cinghia e sui cuscinetti. La cinghia ideale è quella della tensione più bassa che non scivola in carichi elevati. Anche le tensioni della cinghia devono essere regolate in base al tipo, alle dimensioni, alla velocità e ai diametri della puleggia della cinghia. La tensione della cinghia è determinata misurando la forza per deviare la cinghia a una determinata distanza per pollice (o mm) di puleggia. Le cinghie dentate necessitano solo di una tensione adeguata per mantenere la cinghia in contatto con la puleggia.

Usura della cintura

La fatica, più dell'abrasione, è il colpevole della maggior parte dei problemi della cinghia. Questa usura è causata dallo stress dovuto al rotolamento attorno alle pulegge. Alta tensione della cinghia; slittamento eccessivo; condizioni ambientali avverse; e i sovraccarichi della cinghia causati da urti, vibrazioni o urti della cinghia contribuiscono tutti all'affaticamento della cinghia.

Vibrazione della cinghia

Le firme di vibrazione sono ampiamente utilizzate per lo studio dei malfunzionamenti della trasmissione a cinghia. Alcuni dei più comuni malfunzionamenti o guasti includono gli effetti della tensione della cinghia , della velocità, dell'eccentricità della puleggia e delle condizioni di disallineamento. L'effetto dell'eccentricità della puleggia sulle impronte delle vibrazioni della trasmissione a cinghia è piuttosto significativo. Sebbene, l'ampiezza della vibrazione non sia necessariamente aumentata da ciò, creerà una forte modulazione di ampiezza. Quando la parte superiore di una cinghia è in risonanza , le vibrazioni della macchina aumentano. Tuttavia, un aumento della vibrazione della macchina non è significativo quando solo la parte inferiore della cinghia è in risonanza. Lo spettro delle vibrazioni tende a spostarsi verso frequenze più elevate all'aumentare della forza di tensione della cinghia.

Vestizione cintura

Lo slittamento della cinghia può essere affrontato in diversi modi. La sostituzione della cintura è una soluzione ovvia, e alla fine quella obbligatoria (perché nessuna cintura dura per sempre). Spesso, tuttavia, prima che venga eseguita l'opzione di sostituzione, il ritensionamento (mediante la regolazione della linea centrale della puleggia) o la ravvivatura (con uno qualsiasi dei vari rivestimenti) possono avere successo per prolungare la durata della cinghia e posticipare la sostituzione. Le medicazioni per nastri sono in genere liquidi che vengono versati, spazzolati, gocciolati o spruzzati sulla superficie del nastro e lasciati diffondere; hanno lo scopo di ricondizionare le superfici di guida della cinghia e aumentare l'attrito tra la cinghia e le pulegge. Alcune medicazioni per cinture sono scure e appiccicose, somigliano a catrame o sciroppo ; alcuni sono sottili e chiari, somiglianti all'acquaragia . Alcuni sono venduti al pubblico in bombolette spray nei negozi di ricambi auto; altri sono venduti in fusti solo ad utilizzatori industriali.

Specifiche

Per specificare completamente una cinghia, sono richiesti il ​​materiale, la lunghezza e la dimensione e la forma della sezione trasversale. Le cinghie dentate, inoltre, richiedono che sia indicata la dimensione dei denti. La lunghezza della cinghia è la somma della lunghezza centrale del sistema su entrambi i lati, metà della circonferenza di entrambe le pulegge, e il quadrato della somma (se incrociata) o della differenza (se aperta) dei raggi. Quindi, quando si divide per la distanza al centro, si può visualizzare come la distanza al centro per l'altezza che dà lo stesso valore al quadrato della differenza di raggio su, ovviamente, entrambi i lati. Quando si aggiunge alla lunghezza di entrambi i lati, la lunghezza della cintura aumenta, in modo simile al teorema di Pitagora. Un concetto importante da ricordare è che man mano che D ₁ si avvicina a D ₂ c'è meno distanza (e quindi meno aggiunta di lunghezza) fino a quando non si avvicina a zero.

D'altra parte, in una trasmissione a cinghia incrociata la somma piuttosto che la differenza dei raggi è la base per il calcolo della lunghezza. Quindi più ampia è la piccola trasmissione, maggiore è la lunghezza della cinghia.

Profili delle cinghie trapezoidali

angolo della cinghia trapezoidale, profilo XPZ e SPZ

Profili metrici delle cinghie trapezoidali (notare che gli angoli delle pulegge sono ridotti per le pulegge a raggio ridotto):

* Il design comune della puleggia prevede un angolo maggiore della prima parte dell'apertura, al di sopra della cosiddetta "linea del passo".

Ad esempio, la linea del passo per SPZ potrebbe essere di 8,5 mm dalla parte inferiore della "V". In altre parole, 0-8,5 mm è 34 ° e 38 ° da 8,5 e oltre

Guarda anche

• Giradischi con trasmissione a cinghia
• Bicicletta a cinghia
• Traccia della cintura
• Nastro trasportatore
• Cintura Gilmer
• Lariat chain - una mostra scientifica che mostra gli effetti quando una cintura viene corsa "troppo veloce"
• catena a rulli
• Cinghia di distribuzione (albero a camme)

Riferimenti

link esterno

• Calcolatore di vibrazioni della frequenza di passaggio della cinghia | RITEC | Libreria e strumenti