تسمه تایمینگ متری یا باز که تحت نام Metric timing belt و یا Open-end timing belt شناخته می شوند برای کاربری بر روی پولی یا قرقره هایی که بصورت همگام و دارای زمان بندی حرکتی دقیق هستند مورد استفاده قرار می گیرند. استاندارد های طراحی تسمه تایمینگ متری به لحاظ دقت در فواصل و گام ها مانند تسمه های تایمینگ حلقه بسته می باشد با این تفاوت که بصورت کلاف باز عرضه می شوند تا بنا به نیاز به متراژ مورد نظر برای دستگاه های خاص برش خورده و به روش حرارتی جوش خورده اتصال یابند. تسمه تایمینگ متری انتقال نیرو رو از یک پولی توسط دنده هایی که بر روی سطح بیرونی پولی و سطح داخلی تسمه تایمینگ وجود دارد با زمان بندی کاملا دقیق به یک پولی و یا قطعه دوار ثانویه منتقل می کند.
سطح داخلی تسمه تایمینگ متری با دندانه هایی پوشانیده شده است. همین شیارها و دندانه ها از لغزش تسمه بر روی پولی جلوگیری می کنند. هر یک از این دندانه ها دارای سطح مقطعی ذوزنقه ای شکل بوده که در امتداد تسمه تایمینگ بصورت برامدگی و فرورفتگی تکرار می شوند و طول گام دندانه های تسمه که حد فاصل مرکز یک دندانه تا مرکز دندانه دیگر می باشد در معادلات مربوط به سرعت و انتقال قدرت مربوط به اتصال تسمه تایمینگ متری و پولی بکار گرفته می شود. علاوه بر دنده های سطحی ذوزنقه ای trapezoidal tooth گاهی از دنده های منحنی curvilinear tooth نیز در برخی موارد در طراحی تسمه تایمینگ متری استفاده می شود
اجزای تشکیل دهنده تسمه تایمینگ متری
تسمه های تایمینگ گاهی بصورت یکطرفه و گاهی بصورت دوبل تولید می شوند. بدین معنا کع گاهی تنها سمت داخلی تسمه تایمینگ در تماس با دندانه های پولی قرار می گیرد و گاهی در مواردی که بیش از دو پولی درگیری می شوند هر دو سمت تسمه تایمینگ نیز دارای دنده بوده و با پولی درگیر می شود. از این رو اجزای تشکیل دهنده تمه تایمینگ متری نیز می تواند بر حسب یکطرفه یا دوبل بودن تغییراتی داشته باشد.
تسمه تایمینگ متری یکطرفه در بیرونی ترین لایه دارای یک لایه از لاستیک با انعطاف، مقاومت کششی و حرارتی بالا تشکیل شده است. در لایه زیرین این لاستیک از یک لایه فایبر گلاس استفاده شده است که نقش استحکام دهنده را در برابر تنش های کششی برای تسمه تایمینگ متری ایفا می کند. در واقع این لایه فایبر گلاس است که از تغییر طول تسمه تایمینگ تحت کشش بر روی پولی ممانعت می کند. لایه زیرین فایبر گلاس مجدد به جنس لاستیکی مصنوعی بوده که به شکل دنده های منحنی یا ذوزنقه ای تسمه تایمینگ متری در آمده و بر روی سطح بیرونی خود از دو لایه استحکام دهنده استفاده می کند. لایه اول شامل یک نایلون مخصوص و در بیرونی ترین لایه اغلب از پلی آمید برای افزایش مقاومت سایشی استفاده شده است.
نحوه برش و اتصال تسمه تایمینگ متری
با توجه به حساسیت های کاربری نحوه برش، انتخاب موقعیت مکانی صحیح در ایجاد برش و اتصال بخش های برش خورده بر کیفیت عملکرد تسمه تایمینگ متری تاثیر بسیاری دارد. در ایجاد برش علاوه بر دقت در انتخاب طول دقیق تسمه متری که پس از ایجاد حلقه بسته طول اتصال ایده آل را پدید آورد باید توجه داشت که برش می بایست در وسطح دنده های سطحی تسمه تایمینگ متری ایجاد شود. در واقع ایجاد جوش حرارتی می بایست به اتصال دو نیم دنده برش خورده در دو سمت و ایجاد یک دنده نهایی با طول گام دقیقا برابر دنده های بدون برش را ایجاد کند. روش ایجاد برش اریب که چند گام و دنده از تسمه تایمینگ متری را نیز درگیر می کند یکی دیگر از روش های ایده آل برای برش و اتصال این تسمه های صنعتی می باشد.
دلیل برش زدن تسمه تایمینگ متری در وسط دنده در این است که قسمت برامده دنده که جوش می خورد در هر سیکل کاری و حرکت هر گام دنده بر روی پولی قرار میگیرد و از آنجایی که بیشترین میزان سطح مقطع را نسبت به قسمت های فرو رفته تسمه تایمینگ متری دارد حداقل تنش کششی و تمرکز تنش را نیز در پی خواهد داشت. علاوه بر این قرار گرفتن دنده بر روی پولی اعمال تنش کششی یکباره ای را بر روی اولین فرورفتگی در پشت دنده تسمه تایمینگ متری به همراه خواهد داشت که این تمرکز تنش مضرف بر سطح مقطع اتصال کوچکتر می تواند سبب ایجاد پارگی در اتصال نماید.
اتصال سطح مقطع برش در تسمه تایمینگ متری به روش های مختلفی صورت می پذیرد که روش حرارتی مهندسی ترین این روش ها می باشد. در این روش از اتوهایی مخصوص برای گرم کردن و ذوب کردن لبه های برش خورده استفاده می شود. این اتو ها دارای سطوحی مسطح اغلب پوشیده شده از جنس تفلون هستند که در زمان اعمال حرارتی و فرایند جوش از چسبیدن بخش های ذوب شده سطحی تسمه تایمینگ متری بر روی اتو جلوگیری به عمل آید. دو سطح جوش حرارت دیده پس از ذوب شدن تحت فشار به هم اتصال پیدا می کنند. در برخی روش های ساده تر برای اتصالات تسمه های تایمینگ ساده تر که با تنش های کششی محدودتری روبرو هستند بکارگیری چسب در اتصال سطوح مقطع و یا اتصال با بکارگیری یک لایه پلیمری که بر روی سطح بیرونی دو قسمت برش خورده تسمه متری صورت می پذیرد.
فاکتور های کیفی تسمه متری
حساسیت در عملکرد سبب می شود که فاکتور های کیفی تسمه تایمینگ متری دارای اهمیت بالایی در انتخاب و اتصال این قطعه صنعتی داشته باشند. در صورتیکه با کمیت های مکانیکی مانند سختی، تنسایل، چقرمگی، مقاومت های محیطی و حرارتی آشنایی کامل دارید می توانید با رجوع با بروشور های تولید کننده از مشخصات فنی تسمه تایمینگ متری مد نظز خود مطلع شوید. با این وجود هم تا زمانیکه معیاری برای مقایسه بین چند برند مختلف نداشته باشید انتخاب اندکی دشوار خواهد بود. برای کاربرانی که آشنایی با این مشخصات مکانیکی ندارند بهترین و قابل اعتماد ترین روش انتخاب بر حسب اعتبار برند های تولید کننده می باشد. برخی از مهمترین فاکتور های کیفی تسمه تایمینگ متری به قرار زیر هستند.
- مقاومت سایشی: سایش تسمه تایمینگ متری بالاخص بر روی دنده ها و لبه های دنده که حداکثر میزان تمرکز تنش را تحمل می کنند می تواند هم در جهت کاهش طول عمر کاری این قطعه صنعتی و هم در جهت کاهش دقت که از مهمترین شاخص های کاری تسمه تایمینگ است تاثیر منفی داشته باشد. مقاومت سایشی تسمه تایمینگ متری بیش از هر چیز به انتخاب ترکیبات پلیمری مناسب و مقاوم سازی سطحی بستگی دارد. در بسیاری از موارد تولید کنندگان و برند های بنام تسمه تایمینگ متری از روکش هایی از جنس پلی آمید تنها بر روی سطح دنده ها بصورت لایه ای نازک استفاده می کنند که به افزایش مقاومت سایشی آن می انجامد.
- مقاومت کششی تسمه تایمینگ: از فاکتور های کیفی دیگر تسمه تایمینگ متری مقاومت در برابر تنش های کششی و ممانعت از افزایش طول و پدیده خزش می باشد. این فاکتور مهم هم تحت تاثیر متریال و ترکیبات پلیمری بهبود می یابد و هم می توان با بکارگیری کورد ها و رشته های پلی استر در داخل سطح مقطع این تسمه ها بصورت طولی به افزایش مقاومت کششی دست یافت.
- چقرمگی تسمه تایمینگ متری: چقرمگی تحت تاثیر انتخاب ترکیبات پلیمری و فانوری تولید قرار داشته و یکی از مهمترین فاکتور های کیفی تسمه تایمینگ متری محسوب می شود. هر اندازه چقرمگی بالاتر رود احتمال ایجاد ترک های ریز سطحی تحت سیکل های مکرر کاری که به تدریج گسترش یافته و سبب پارگی کامل تسمه می شوند کاهش می یابد.
علاوه بر موارد یاد شده مقاومت در برابر اعمال حرارت و مقاومت شیمیایی در تماس با مواد خورنده و روغن ها نیز از دیگر فاکتور های کیفی تسمه تایمینگ متری هستند. هر چند که این دو فاکتور در مورد تسمه های تایمینگ با شدت کمتری نسبت به تسمه های انتقال نیرو اعمال می شوند.
