In questo post, imparerete cosa è la trasmissione a cinghia e come funziona? Diversi tipi di trasmissioni a cinghia, cos’è lo slittamento e lo scorrimento della cinghia e i vantaggi &svantaggi delle trasmissioni a cinghia.
Le trasmissioni a cinghia
Il moto rotatorio è il mezzo ideale e più semplice di trasmissione della potenza meccanica con perdite trascurabili. Il moto rotatorio può essere trasmesso da un elemento meccanico all’altro con l’aiuto di certi sistemi noti come sistemi di trasmissione o azionamenti.
Questi sistemi sono azionati da un motore principale o trasmettono il moto rotatorio alle varie parti di una macchina al suo interno. Di solito, gli alberi sono impiegati per trasmettere il moto rotatorio.
- Quello che guida è chiamato sistema di guida e
- L’altro che è guidato è chiamato sistema guidato.
Azionamenti a cinghia
Gli azionamenti a cinghia sono un tipo di azionamenti a frizione usati per trasmettere le potenze da un albero all’altro per mezzo di pulegge che ruotano alla stessa velocità o a velocità diverse.
Un azionamento a cinghia è mostrato nella figura. Consiste di due pulegge su cui passa una cinghia senza fine. La potenza meccanica o il movimento rotatorio è trasmesso dalla puleggia motrice alla puleggia condotta a causa della presa per attrito che esiste tra la cinghia e la superficie della puleggia.
La parte della cinghia che ha meno tensione è chiamata lato allentato e quella che ha più tensione è chiamata lato teso. La forza di trazione effettiva della cinghia che causa la rotazione della puleggia motrice è la differenza di tensione sul lato allentato e sul lato teso.
Le tensioni del lato teso e di quello teso della cinghia dipendono dall’angolo di contatto, le trasmissioni a cinghia devono essere disposte in modo tale che il lato teso venga sopra e il lato teso venga sotto le pulegge.
Questa disposizione aumenta l’angolo di contatto della cinghia sul lato condotto. A volte, in una trasmissione a cinghia, c’è sempre la possibilità che si verifichi uno slittamento tra la cinghia e le pulegge che fa ruotare la puleggia condotta a una velocità inferiore, riducendo di conseguenza la trasmissione di potenza. Quindi si dice che le trasmissioni a cinghia non sono un tipo positivo di sistema di trasmissione di potenza
Tipi di cinghie
Ci sono quattro tipi di cinghie comunemente usati:
- cintura piana
- cintura a V
- circolare
cintura piana: Questa cinghia ha una sezione rettangolare. Queste cinghie sono in grado di trasmettere la potenza su lunghe distanze tra i centri delle pulegge. L’efficienza di questa trasmissione è intorno al 98% e produce poco rumore.
Cinghie V: le cinghie V sono usate anche con pulegge scanalate, le cinghie V sono di sezione trapezoidale. Queste cinghie permettono una grande razione di velocità e possono trasmettere una maggiore potenza. Sono possibili azionamenti multipli.
Circolare: Questo tipo di cinghia ha una sezione trasversale circolare ed è usata con le pulegge scanalate.
Tipi di trasmissione a cinghia
Questi sono i 5 tipi principali di trasmissione a cinghia:
- Azionamento a cinghia aperta.
- Azionamento a cinghia incrociata.
- Puleggia a cono in acciaio o cono di velocità.
- Pulegge veloci e sciolte.
- Azionamento con puleggia Jockey.
Azionamento a cinghia aperta
- In questi tipi di trasmissione a cinghia, la cinghia viene impiegata quando i due alberi paralleli devono ruotare nella stessa direzione.
- Quando gli alberi sono distanti, il lato inferiore della cinghia deve essere il lato teso e il lato superiore deve essere il lato allentato.
- Questo perché, quando il lato superiore diventa il lato allentato, si abbasserà a causa del suo stesso peso e quindi aumenterà l’arco di contatto.
Cross Belt Drive
- Questo tipo di trasmissione a cinghia, la cinghia viene impiegata quando due alberi paralleli devono ruotare in direzione opposta. Nella giunzione dove le cinghie si incrociano, sfregano contro se stesse e si consumano.
- Per evitare un’usura eccessiva, gli alberi devono essere posti ad una distanza massima l’uno dall’altro ed essere azionati a velocità molto basse.
3.Puleggia a cono a gradini o trasmissione a cono di velocità
Una puleggia a cono a gradini conosciuta anche per un cono di velocità è mostrata nella fig.
- Questo tipo di trasmissione a cinghia è usato quando la velocità dell’albero condotto deve essere cambiata molto frequentemente, come nel caso di macchine utensili come il tornio, il trapano, ecc.
- Una puleggia conica a gradini è una fusione integrale con tre o più pulegge di diverse dimensioni, una adiacente all’altra, come mostrato in fig.
- Una serie di pulegge coniche a gradini è montata al contrario sull’albero condotto. Una cinghia senza fine sarà avvolta intorno a una coppia di pulegge.
- Sposando la cinghia da una coppia di pulegge all’altra, la velocità dell’albero condotto può essere variata.
- Il diametro delle pulegge motrice e condotta è tale che la stessa cinghia funzionerà quando viene spostata su diverse coppie di pulegge.
Azionamento a puleggia rapida e lasca
Un azionamento a puleggia rapida e lasca è mostrato in fig.
- Questo tipo di trasmissione a cinghia è usato quando l’albero condotto o macchina deve essere avviato o fermato ogni volta che lo si desidera senza interferire con l’albero motore.
- Una puleggia che è calettata sull’albero macchina è chiamata puleggia veloce e funziona alla stessa velocità dell’albero macchina.
- Una puleggia libera scorre liberamente sull’albero della macchina e non è in grado di trasmettere alcuna potenza.
- Quando l’albero motore deve essere fermato, la cinghia viene spinta sulla puleggia libera per mezzo di una barra scorrevole con forcelle per la cinghia.
Motore a puleggia motrice
- In un sistema di trasmissione a cinghia aperta, se l’interasse è piccolo, o se le pulegge condotte sono molto piccole, allora l’arco di contatto della cinghia con la puleggia condotta sarà molto piccolo, il che riduce le tensioni della cinghia, o se la tensione richiesta della cinghia non può essere ottenuta con altri mezzi, una puleggia folle, chiamata puleggia di rinvio, è posta sul lato allentato della cinghia come mostrato in fig.
- Che aumenta l’arco di contatto e quindi la tensione che si traduce in una maggiore trasmissione di potenza.
Slip And Creep In Belt Drive
Slip in Belts
Consideriamo una trasmissione a cinghia aperta che ruota in senso orario, questa rotazione della cinghia sulle pulegge si suppone sia dovuta ad una solida presa per attrito tra la cinghia e le pulegge.
Quando questa presa d’attrito diventa insufficiente, c’è la possibilità di inoltrare il moto del conducente senza puleggia con esso, questo è noto come lo slittamento in una cinghia.
Quindi lo slittamento può essere definito come il moto relativo tra la puleggia e la cinghia in essa. Questo riduce il rapporto di velocità e di solito è espresso in % e viene indicato con S.
Scivolamento nelle cinghie
Consideriamo come una trasmissione a cinghia aperta che ruota in senso orario. La porzione di cinghia che lascia il condotto ed entra nel conducente è conosciuta come il lato teso e una porzione di cinghia che lascia il conducente ed entra nel è conosciuta come il lato allentato.
Durante la rotazione, c’è un’espansione di una cinghia sul lato teso e una contrazione della cinghia sul lato allentato.
A causa di questa espansione e contrazione irregolare della cinghia sulle pulegge, ci sarà un movimento relativo (movimento) della cinghia sulle pulegge, questo fenomeno è noto come Creep in una cinghia.
Svantaggi e svantaggi delle cinghie piatte
I seguenti sono i vantaggi e gli svantaggi della trasmissione a cinghia.
Svantaggi
- Flessibile, semplice nella costruzione, operazioni regolari.
- Efficiente alle alte velocità e protegge dal sovraccarico.
- I costi di funzionamento e manutenzione sono bassi.
- Vita relativamente lunga e facile da lavorare.
Svantaggi
- Perdita di potenza dovuta allo slittamento e allo scorrimento che a sua volta si traduce in bassa efficienza.
- Non è preferibile per brevi distanze centrali.
- A causa dell’infinità della cinghia, i giunti riducono la vita della cinghia.
- Non è una trasmissione positiva.
Materiali usati per le cinghie
I materiali usati per le cinghie devono essere forti, flessibili e durevoli. Deve avere un alto coefficiente di attrito. I vari materiali usati sono:
- Pelle
- Tessuto
- Gomma
- Balata
Pelle: La pelle può essere conciata in quercia o in sali minerali, ad esempio conciata al cromo. Quando lo spessore della cintura richiesta è superiore, due o più strisce sono cementate insieme. Le cinture di pelle richiedono una pulizia periodica.
Tessuto: Le cinture di tessuto sono fatte piegando tela o cotone anatre è uno strato (a seconda dello spessore richiesto) e cucendo insieme.
Gomma: Le cinture sono fatte di tessuto con uno strato di gomma. Questi sono utilizzati in segherie, cartiere, ecc.
Balata: Le cinghie sono fatte di questi materiali sono simili alle cinghie di gomma si aspettano che la palestra balata è usata al posto della gomma. Le cinghie di questi materiali sono acide e impermeabili ma non possono essere usate dove la temperatura è superiore a 45°.
Cinghie a V
Le cinghie a V o i tipi “V” di trasmissione sono ampiamente usati nella trasmissione di alta potenza. Le cinghie a V sono di sezione trapezoidale come mostrato in figura. Sono stampate come anelli senza fine in gomma rinforzata con materiale fibroso. Scorrono nelle scanalature a V delle pulegge.
L’azione di incastro delle cinghie nelle scanalature a V permette loro di trasmettere coppie più elevate. La potenza trasmessa da una trasmissione a cinghia trapezoidale e può essere aumentata operando con più cinghie disposte lateralmente.
Questa forma di trasmissione è ampiamente utilizzata in tutte le classi di macchinari che trasmettono potenza da 0,5 kW fino a 150kW.
Svantaggi e svantaggi della trasmissione a cinghia trapezoidale rispetto a una trasmissione a cinghia piana
Seguono i vantaggi e gli svantaggi della trasmissione a cinghia trapezoidale rispetto a quella a cinghia piatta.
- La trasmissione a cinghia trapezoidale dà compattezza a causa della piccola distanza tra i centri delle pulegge.
- La trasmissione è positiva perché lo slittamento tra la cinghia e la scanalatura della puleggia è trascurabile.
- Poiché le cinghie trapezoidali sono fatte senza fine e non ci sono problemi, quindi la trasmissione è regolare.
- Dà una vita più lunga, da 3 a 5 anni.
- Il funzionamento della cinghia e della puleggia è tranquillo.
- Può essere installata e rimossa facilmente.
- La cinghia ha la capacità di ammortizzare lo shock quando le macchine vengono avviate.
- Può essere ottenuto un rapporto ad alta velocità (massimo 10).
- La cinghia a V può essere azionata in entrambe le direzioni con il lato stretto della cinghia in alto o in basso.
- Quindi la potenza trasmessa dalle cinghie a V è maggiore delle cinghie piatte.
- La linea centrale può essere orizzontale, verticale o inclinata.
Selezione della trasmissione a cinghia
I seguenti fattori sono considerati nella selezione delle trasmissioni a cinghia.
- La velocità delle pulegge motrice e condotta
- Rapporto di riduzione della velocità
- Potenza da trasmettere
- Distanza centrale dell’albero
- Disposizione dell’albero
- Requisiti positivi della trasmissione