تشخیص زمانی که تسمهٔ زمانبندی نیاز به تعویض دارد
آمپر تسمه تایم این تسمه هزاران ساعت بهصورت بیصدا در ماشینآلات صنعتی کار میکند — تا زمانی که دیگر اینگونه نباشد. دندانهای که در شیفت شب از بین میرود، قلب تسمهای که در میانهٔ چرخهٔ تولید پاره میشود، یا ترکی که در طول اجرای حیاتی روی عرض تسمه گسترش مییابد — هیچیک از این خرابیها بدون وجود شواهد پیشین رخ نمیدهند. این شواهد قابل مشاهدهاند؛ تنها کافی است بهدقت بهدنبال آنها گشت.
الگوهای سایشی قابل مشاهده و علل ایجاد آنها
قابلاطمینانترین نشانهٔ تسمه تایم شرایط، بازرسی پروفیل دندانه است. ترکخوردگی ریشه دندانه — ترکهای ریزی که از پایه هر دندانه سرچشمه میگیرند — نشاندهنده خستگی انحنایی است. هر دندانه در هنگام ورود و خروج به و از روی پولی خم میشود؛ و پس از میلیونها چرخه، لاستیک یا پلیاورتان از حد خستگی خود فراتر میرود. وجود ترکهای ریشهای در بیش از ۱۰٪ طول تسمه، نیازمند تعویض فوری آن است. سایش سطح دندانه — صافشدن، صیقلیشدن یا عدم تقارن در سطح محرک دندانه — نشاندهنده عدم همترازی پولی یا کمبود کشش مناسب است. لبه نامنظم سریعتر ساییده میشود و پروفیلی مانند یک «درزگیر» ایجاد میکند که دقت جفتشدن را کاهش میدهد. ترکخوردگی سطح پشتی تسمه نشاندهنده فشار بیش از حد غلتک تنظیمکننده یا قطر کوچکتر از حد لازم پولی است. مشخص شدن رشتههای شلشده کابل کششی — یعنی دیده شدن الیاف — نشاندهنده از دست رفتن یکپارچگی ساختاری تسمه است.
علائم عملکردی پیش از خرابی
همه نه تسمه تایم سایش قابل مشاهده است. انحراف موقعیتی در یک محور محرک سروو — از دست دادن ثبت موقعیت توسط ماشین CNC یا عدم رسیدن واحد جابهجایی و قراردهی به اهداف مورد نظر — اغلب ناشی از تغییر شکل دندانههای نوار تایمینگ است که اگرچه برای چشم غیرقابل مشاهده است، اما خطای تجمعی آن قابل اندازهگیری است. صدای زیر و زمزمهمانند در حین شتابگیری نشاندهندهٔ قفل شدن دندانهها در شیارها تحت بار، به جای درگیری نرم و بدون ضربه است — این پدیده عمدتاً ناشی از تغییر در هندسهٔ گام (pitch) به دلیل سایش دندانهها میباشد.
هزینهٔ بهرهبرداری از یک نوار تایمینگ فرسوده
موردی واقعی در دنیای عمل — یک خط بستهبندی از وقوع فاجعه جلوگیری میکند
یک کارخانهٔ بستهبندی مواد غذایی در آلمان، ماشین تشکیل کارتنی را با نوار تایمینگ با پروفیل HTD به عرض ۲۵ میلیمتر بهکار میبرد. تسمه تایم در طول تعمیر و نگهداری برنامهریزیشده در روزهای تعطیل، یک تکنسین ترکخوردگی در ریشه دندانهها را در ۱۵٪ از محیط نوار انتقال مشاهده کرد و افزایش طول نوار را ۲٪ اندازهگیری نمود. نوار انتقال جایگزین شد — کاری که ۴۵ دقیقه زمان برد و هزینهای معادل ۸۰ یورو داشت. بازرسی میکروسکوپی بعدی شکستهای خستگی در رشتههای کششی نوار را در چندین نقطه آشکار ساخت و عمر باقیماندهٔ نوار را قبل از شکست فاجعهبار در محدودهٔ ۲۰۰ تا ۴۰۰ ساعت کاری برآورد نمود. در صورت شکست نوار در حین تولید، خط تولید متوقف میشد — که هزینهای معادل ۴۲۰۰ یورو در هر ساعت به بار میآورد. کارخانه آستانهٔ ۱۰٪ ترکخوردگی دندانهها را بهعنوان معیاری برای تعویض فوری نوار انتقال تصویب کرد. نوار ساییدهشده علاوه بر لغزش تحت بار، منجر به هدررفت انرژی از طریق اصطکاک شده و گرمایی تولید میکند که از سرعت تخریب نوار و پولی میافزاید. یک سیستم انتقال نامتعادل نسبت به سیستمی که بهدرستی نگهداری شده است، ۳ تا ۵ درصد انرژی بیشتری مصرف میکند.
تدوین استراتژی تعویض
تعویض مبتنی بر زمان (ساعت) در مقابل تعویض مبتنی بر شرایط
سازندگان نرخدهی میکنند تسمه تایم طول عمر سرویس در محدوده ۶۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ ساعت بسته به بار، سرعت و پیکربندی پولی متغیر است. جایگزینی بر اساس زمان (ساعت) برای سیستمهای انتقال قدرتی که دسترسی به آنها دشوار است مناسب است، زیرا هزینه بازرسی از هزینه جایگزینی برنامهریزیشده بیشتر است. جایگزینی مبتنی بر شرایط — یعنی بازرسی بصری در فواصل زمانی مشخص و جایگزینی در آستانههای تعیینشده — برای سیستمهای انتقال قدرتی که دسترسی به آنها آسان است و پیامدهای خرابی در آنها متوسط است، مناسب میباشد. عوامل محیطی سایش را تسریع میکنند: اوزون به لاستیک طبیعی در کارگاههای جوشکاری و نزدیک موتورهای دارای جاروبک حمله میکند؛ ذرات روغن در هوا باعث متورمشدن لاستیک میشوند؛ و گرد و غبار ساینده در سطح تسمه نفوذ کرده و سایش پولی را تسریع میکند. برای سیستمهای انتقال قدرت در محیطهای سخت، بازه زمانی توصیهشده توسط سازنده را نصف کنید، مگر اینکه آزمایشها نتیجه دیگری را نشان دهند.
راهنمای عملی جایگزینی
پنج نشانه اینکه زمان جایگزینی فرا رسیده است
اول، ترک خوردن ریشه دندانهها در بیش از ۱۰٪ از محیط نوار. دوم، افزایش طول اندازهگیریشده بیش از ۱٫۵٪ طول اولیه — که نشاندهنده کشیدگی طناب کششی و تغییر در هندسه گام است. سوم، ترک خوردن یا صیقلی شدن سطح پشتی نوار ناشی از فشار بیش از حد غلطک اجباری. چهارم، مشاهدهپذیر بودن طناب کششی در هر نقطهای — که نشاندهنده از بین رفتن تمامی یکپارچگی سازهای است. پنجم، انحراف مکانی قابل تکرار در کاربردهای سروو که از طریق تنظیم کنترلر قابل اصلاح نیست. الف تسمه تایم هر نواری که هر یک از این علائم را نشان دهد، دیگر قابل اعتماد نیست.
سوالات متداول
زمان تعویض نوار زمانبندی صنعتی چه زمانی است؟
آمپر تسمه تایم این نوار باید هنگامی تعویض شود که ترک ریشه دندانهها از ۱۰٪ طول نوار فراتر رود، افزایش طول از ۱٫۵٪ بیشتر شود، طناب کششی آشکار گردد یا انحراف مکانی غیرقابل اصلاح باشد. حتی در صورت عدم وجود نشانههای مرئی نیز، باید در زمانهای تعیینشده توسط سازنده (معمولاً بین ۶۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ ساعت) تعویض شود.
علت ترک ریشه دندانه در نوار زمانبندی چیست؟
ترک ریشه دندانه ناشی از خستگی ناشی از خمش است. هر دندانه نوار در هنگام ورود و خروج از پولی خم میشود. پس از میلیونها چرخه در یک تسمه تایم رانش، ماده در پایه دندانه از حد خستگی خود فراتر میرود. پولیهای کوچکتر از اندازه مناسب و کشش بالا باعث تسریع شکست میشوند.
عدم همترازی پولی چگونه بر عمر نوار زمانبندی تأثیر میگذارد؟
عدم همترازی باعث بارگذاری بیشتر روی یک لبه نوار میشود و سایش نامتقارن دندانهها را ایجاد میکند. نوار به سمت طرف محکمتر حرکت میکند که اصطکاک و گرما را افزایش میدهد. عمر نوار در صورت وجود عدم همترازی زاویهای بیش از ۰٫۲۵ درجه میتواند تا ۵۰٪ یا بیشتر کاهش یابد.
چرا نوارهای موجود در محیطهای گردوغباری یا روغنی زودتر از بین میروند؟
ذرات ساینده در سطح نوار نفوذ کرده و بین دندانهها و شیارهای پولی اصطکاک ایجاد میکنند. افشانه روغن باعث متورمشدن لاستیک شده و استحکام کششی آن را کاهش میدهد. سیستمهای تسمه تایم رانش در این محیطها باید دو برابر بیشتر از سیستمهای موجود در محیطهای تمیز مورد بازرسی قرار گیرند.
تفاوت جایگزینی مبتنی بر ساعت و جایگزینی مبتنی بر شرایط چیست؟
تعویض مبتنی بر ساعت، مطابق با عمر خدماتی مشخصشده توسط سازنده انجام میشود — یعنی در فواصل زمانی ثابت تعویض میگردد. روش مبتنی بر شرایط از بازرسی بصری و اندازهگیری کشیدگی برای فعالسازی تعویض در آستانههای خاصی استفاده میکند. روش مبتنی بر ساعت برای سیستمهای محرک غیرقابلدسترس مناسب است؛ در حالی که روش مبتنی بر شرایط برای سیستمهای محرک قابلدسترس مناسبتر است.
آیا یک نوار تایمینگ فرسوده میتواند باعث آسیب به تجهیزات ثانویه شود؟
بله. یک تسمه تایم پارگی نوار تحت کشش میتواند به سنسورها، سیمکشیها و صفحات محافظ برخورد کند. همچنین اگر نوار روی پولی دندانبهدندان حرکت کند، تجهیزات متصلشده از هماهنگی خارج میشوند و ممکن است قبل از تشخیص عیب، ابزارها یا محصولات آسیب ببینند.