تسمه پروانه نوعي از تسمه هاي صنعتي مي باشد كه براي اتصال پولي در ماشين آلات صنعتي از جمله موتور هاي احتراق داخلي مورد استفاده قرار مي گيرد. ساده ترين نوع تسمه پروانه را در خودرو ها براي انتقال قدرت از پولي مولد كه نيروي خود را از ميل لنگ مي گيرد به پولي هاي گرداننده دينام خودرو و سيستم تهويه هوا مي بينيد. در برخي از طراحي ها تسمه هاي پروانه بر روي حتي 4 و 5 پولي مختلف نيز قرار گرفته و حتي واتر پمپ خودرو ها را نيز به حركت در مي آورند. با توجه به اينكه عملكرد چند بخش از سيستم ها در گرو عملكرد مناسب تسمه پروانه مي باشد بررسي عوامل تخريب و پارگي اين قطعه صنعتي مي تواند از اهميت بالايي در بهبود طول عمر اين قطعه داشته باشد.

تسمه هاي پروانه در واقع نوعي تسمه انتقال نيرو Power transmission belt هستند. تسمه هاي انتقال نيرو در ماشين آلات صنعتي در شكل هاي بسيار مختلفي با پروفيل مختلفي توليد مي شوند كه تسمه هاي وي بلت V-belt معروف ترين و شناخته شده ترين نوع آنها هستند. اشكال مختلف ديگي مانند تسمه هاي تخت، تسمه هاي پلي كرد يا بن گرد كه داراي سطح مقطه دايره اي شكل هستند و تسمه هاي كاشي كه داراي سطح مقطه چند ضلعي هستند نمونه هاي ديگري از تسمه هاي انتقال نيرو محسوب مي شوند. با اين وجود در اغلب موارد از تسمه هاي وي بلت بعنوان تسمه پروانه استفاده مي شود.

تسمه هاي انتقال نيرو اغلب با بكارگيري تركيبات پليمري از جمله پلي يورتان كه بصورت PU نمايش داده مي شود مورد استفاده قرار مي گيرند. اين در حالي است كه كاربري پارچه و چرم نيز در گذشته براي انتقال قدرت از يك پولي به پولي ديگر صورت مي گرفته است. مقاومت هاي سايشي بالا، مقاومت حرارتي بالا و مقاومت بالاي پلي يورتان در تماس با خورنده ها مانند روغن در مجاورت موتور سبب كاربري اين تركيبات در توليد تسمه هاي وي بلت انتقال نيرو و در طراحي تسمه پروانه شده است.

تنش هاي وارده بر تسمه پروانه

تنش در علم مكانيك صورتي ديگر از فشار مي باشد و در انواع مختلفي مانند تنش كششي، تنش پيچشي و تنش هاي برشي قابل دسته بندي مي باشد. در كل كليه ناملايماتي كه بر يك قطعه صنعتي از جمله تسمه هاي انتقال نيرو وارد مي شود را مي توان در دسته تنش ها قرار داد. تنش ها خود از مهمترين عوامل تخريب تسمه هاي پروانه محسوب مي شوند و بصورت زير قابل دسته بندي هستند.

• تنش كششي: يكي از اصلي ترين تنش هاي وارده بر هر نوع تسمه صنعتي تنش كششي است. وجود تنش كششي در عملكرد تسمه پروانه امري حياتي است چرا كه در صورت عدم وجود كشش مناسب تسمه بر روي سطح پولي سر خورده و عملا كاربري خود را از دست مي دهد. با اين وجود در صورتيكه فواصل اتصال پولي ها به درستي انتخاب نشده باشد تنش كششي مضاعفي بر پيكر تسمه انتقال قدرت وارد شده كه از مهمترين عوامل تخريب اين تسمه هاي صنعتي است.
• تنش هاي پيچشي: در صورتيكه زواياي اتصال و راستاي اتصال پولي ها بصورت دقيقي صورت نگرفته باشد تنش هاي پيچشي در تسمه پروانه پديد مي آيند كه از مخرب ترين نوع تنش ها محسوب مي شوند. تنش هاي پيچشي نيروهايي را بر پيكر تسمه تحمل مي كنند كه تسمه پروانه براي تحمل آن نيرو ها در راستاهاي اعمالي طراحي نشده است و به سرعت سبب تخريب تسمه مي شوند.
• تنش هاي حرارتي: از تسمه پروانه اغلب در مجاورت موتور هاي احتراق داخلي استفاده مي شود. از اين رو اغلب نمونه هاي اين تسمه صنعتي براي تحمل حد مشخصي از تنش هاي حرارتي توليد شده اند. حرارت بالا سبب كاهش مقاومت تركيبات پليمري در تسمه و پديده خزي يا افزايش طول شده كه عملا كاربري تسمه پروانه را از بين مي برد.
• تنش هاي سايشي: هر چند اصطكاك براي عملكرد تسمه پروانه بر روي پولي امري حياتي است اما اعمال تنش هاي سايشي و اصطكاك بيش از اندازه و يا بر روي لبه هاي تسمه كه تمركز تنش را بالا مي برد سبب تخريب سريع تسمه هاي صنعتي مي شود.

البته تنش ها تنها دلايل تخريب تسمه هاي پروانه انتقال نيرو نيستند. نحوه قرارگيري، شكل و فواصل پولي ها نيز در طول عمر تسمه پروانه نقشي بسيار مهم دارند. در صورتيكه قطر پولي از ميزاني مشخص كمتر شود در نقطه اي اط تسمه كه بر روي پولي قرار مي گيرد خمش بالايي پديد آمده كه سبب فشردگي در ساختار پليمري مي شود. اين فشردگي در بلند مدت و سيكل هاي كاري بالا سبب ايجاد ترك هاي ريز در داخل ساختار پليمر مي شود كه اين ترك ها به تدريج گسترش پيدا كرده و سبب پارگي تسمه پروانه مي شوند.

تماس با مواد شيميايي در مجاورت موتور نيز از ديگر دلايل تخريب تسمه پروانه محسوب مي شود. آب و روغن از مهمترين موادي هستند كه مي توانند بر روي سطح تسمه تماس داشته باشند كه اين تماس منجر به تركيبات شيميايي و تغيير در ساختمان تسمه بالاخص تخت تاثير دماهاي بالا مي شود. آب و روغن هم مي توانند بر اثر نشتي هاي شلنگ و اجزاي موتور با تسمه برخورد داشته باشند و هم مي توانند در زمان سرويس، تعويض روغن و يا پر كردن تانك ها و مخازن ذخيره با تسمه تماس پيدا كنند.

مزاياي كاربري تسمه وي بلت بعنوان تسمه پروانه

تسمه هاي وي بلت V-belt داراي يك پروفيل به شكل ذوزنقه هستند كه دو سطح تخت با عرض كمتر بر روي سطح پولي و لبه هاي زاويه دار در دو طرف لبه هاي پلي قرار مي گيرد. تسمه هاي وي بلت بگونه اي طراحي شده اند كه اولا جايگذاري آنها بر روي پولي ساده تر انجام مي گيرد و ثانيا حتي بر روي لبه هاي زاويه دار نيز در تماس با پولي با اصطكاك روبرو بوده و به انتقال نيرو مي پردازند. از اين رو طراحي تسمه وي بلت پروانه نياز به فضاي كمتري در طراحي داد.

تسمه هاي انتقال نيرو وي بلت از جنس پلي يورتان توليد مي شوند كه انعطاف مورد نياز را داشته باشند اما در داخل به سيم يا كورد هايي از جنس فلزي و يا پلي استر مسلح شده اند تا در برابر اعمال تنش هاي كششي دچار خزش و يا افزايش طول نشوند. بر روي سطح بيروني تسمه هاي وي بلت اغلب از يك پارچه پلي استري استفاده شده است تا در تماس با روغن و آب حداكثر مقاومت را داشته باشد. تسمه هاي وي بلت نسبت به تسمه هاي تخت انتقال نيرو مقاومت بيشتري نسبت به انحراف از محور پولي ها به سبب طراحي و شكل هندسي دارند كه از ديگر مزاياي كاربري آنها بعنوان تسمه پروانه محسوب مي شود.

منبع: شما نيوز