Cinghia dentata vs cinghia trapezoidale: come scegliere la cinghia di trasmissione giusta per la tua macchina

Una squadra di manutenzione presso un impianto di imballaggio continuava a sostituire la stessa cinghia trapezoidale avvolta su una trasmissione a rulli ogni dieci-dodici settimane. La puleggia era piccola, la cinghia era calda e il rivestimento in tessuto si incrinò lungo il bordo interno molto prima che le corde mostrassero segni di usura. Il passaggio a una cinghia trapezoidale dentata e dentata della stessa sezione trasversale ha spostato l'intervallo di sostituzione di un anno.

Questo esempio è la risposta breve alla cinghia dentata rispetto alla cinghia trapezoidale. Se la cinghia in questione è una cinghia trapezoidale, la versione dentata rientra nella stessa categoria di trasmissione con una forma che gestisce meglio le curve strette e il calore. Se la cinghia ha denti che cadono in una puleggia scanalata, è una cinghia sincrona e una cinghia trapezoidale non può sostituirla. Le sezioni seguenti spiegano come capire quale situazione stai affrontando e come scegliere con sicurezza.

Cintura dentata è un termine ambiguo e causa la maggior parte degli errori

In Europa e in gran parte dell'Asia, la cinghia dentata di solito significa una cinghia trapezoidale a bordo vivo con tacche modellate nella parte inferiore. Nel Nord America la stessa frase viene spesso usata per una cinghia di distribuzione con denti. Entrambi sono usi legittimi della parola, ma descrivono unità che non hanno quasi nulla in comune. Ordinare l'interpretazione sbagliata allo sportello è una delle cause più comuni di guasto del nastro entro pochi giorni dall'installazione.

Primo caso: una cinghia trapezoidale con tacche

La cinghia si trova ancora in una scanalatura a forma di V e trasmette ancora potenza per attrito. Le tacche cambiano solo il comportamento della cintura quando si piega. Questa è una decisione di sostituzione diretta e il confronto tra "cogged" e "avvolto" è equo.

Caso due: una cintura con denti che ingranano

La cinghia ha un profilo dentato che si innesta nelle scanalature corrispondenti nella puleggia. La potenza viene trasmessa dall'innesto dei denti, non dall'attrito. Qui il vero confronto è la cinghia sincrona rispetto alla cinghia trapezoidale, e le due non sono intercambiabili sulla stessa trasmissione senza cambiare le pulegge.

Cosa cambia quando si intacca una cinghia trapezoidale

Una cinghia trapezoidale avvolta porta una giacca in tessuto su tutta la sua superficie. Quella giacca resiste all'olio, alla sabbia e all'abrasione, ma irrigidisce anche la cintura. Quando la cinghia avvolge una piccola puleggia, la faccia interna deve comprimersi e quella esterna deve allungarsi. Su un diametro piccolo la compressione interna è notevole, motivo per cui le cinghie avvolte sulle trasmissioni compatte si rompono alla base e si surriscaldano.

Le tacche rimuovono il materiale esattamente nel punto in cui avviene la compressione. La cintura si piega più facilmente, la tensione di flessione diminuisce e l'aria si muove attraverso gli spazi vuoti per portare via il calore. I risultati pratici sono un diametro minimo della puleggia più piccolo per la stessa sezione trasversale, una velocità massima consentita del nastro, un migliore comportamento su trasmissioni con tenditore sul lato posteriore e un modesto vantaggio in termini di efficienza che viene comunemente indicato nell'ordine del 2-3% rispetto a un nastro avvolto dello stesso profilo.

Anche i compromessi sono reali. Anche i bordi grezzi che rendono flessibile un nastro dentato sono esposti, quindi la nebbia d'olio, i frammenti metallici e i liquami umidi lo attaccano più velocemente di quanto attaccano un nastro avvolto in tessuto. Le cinghie dentate possono anche essere leggermente più rumorose. Nessuna delle due differenze ha molta importanza in un involucro della macchina pulito e asciutto, ed entrambe sono molto importanti in una fonderia o in un'area di lavaggio.

Cintura trapezoidale avvolta, cinghia trapezoidale dentata e cinghia sincrona affiancate

Utilizzare questa tabella come schermata rapida. Le prime due colonne sono dello stesso tipo di trasmissione con una struttura della cinghia diversa. La terza colonna è un principio di guida completamente diverso.

Dove una cinghia trapezoidale dentata guadagna il suo prezzo

Una cinghia dentata solitamente costa più di una cinghia avvolta della stessa sezione. Lo ripaga in alcune situazioni identificabili.

• Piccoli diametri della puleggia in cui una cinghia avvolta si rompe perché si rompe anziché per usura. Un modello di tacche può consentire all'unità di liberarsi del rivestimento senza che la cinghia si rompa alla base.
• Elevate velocità del nastro, dove il calore è il fattore limitante piuttosto che il carico. Le tacche fungono da passaggi di raffreddamento e consentono alla cinghia di funzionare più fredda in una piccola sezione trasversale.
• Azionamenti con tendicinghia posteriore, dove la cinghia deve piegarsi in entrambe le direzioni. Una cinghia avvolta resiste alla flessione inversa molto più di una cinghia dentata.
• Macchine con interasse fisso e senza spazio per una puleggia più grande. La flessibilità extra di una cinghia dentata può fare la differenza tra una trasmissione funzionante e una riprogettazione.
• Installazioni sensibili al consumo energetico con lunghe ore di funzionamento, in cui un aumento di efficienza del 2-3% si somma in un anno di produzione.

Quando una cinghia trapezoidale fasciata standard è ancora la scelta giusta

La cintura avvolta non è sopravvissuta per caso per un secolo. Rimane la scelta migliore quando la trasmissione deve assorbire gli urti, quando una quantità controllata di slittamento protegge il motore da un inceppamento o quando la macchina funziona in presenza di nebbia d'olio, spruzzi di liquido refrigerante, polvere o acqua di lavaggio. È anche più tollerante nei confronti di piccoli disallineamenti tra i centri delle pulegge e di solito è l'elemento più economico e veloce da sostituire quando una linea non funziona alle tre del mattino.

Le cinghie trapezoidali grandangolari rientrano in questa famiglia come una variante che vale la pena conoscere. Il loro angolo di scanalatura più basso è adatto a trasmissioni compatte con rapporti elevati in cui una normale cinghia trapezoidale scivolerebbe o si surriscalderebbe. Laddove una cinghia trapezoidale standard non può sostenere un carico nello spazio disponibile, un profilo grandangolare è spesso la risposta pratica piuttosto che passare a un diverso tipo di trasmissione.

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Se la cintura dentata ha i denti, le regole cambiano completamente

Una volta che la cinghia è dotata di denti che si innestano su una puleggia scanalata, il confronto non è più dentato rispetto a quello avvolto. È sincrono rispetto all'attrito e le trasmissioni ad attrito perdono sempre sui punti che contano per la tempistica: precisione del rapporto, indicizzazione e ripetibilità. Per progettazione, una cinghia trapezoidale scivola sotto un picco di carico improvviso. Una cinghia sincrona no, ed è proprio per questo che viene utilizzata su sezioni di registro di stampa, indicizzatori di imballaggi e qualsiasi trasmissione in cui un albero deve arrivare con un angolo fisso.

Il costo di tale precisione risulta dai requisiti di installazione. Le trasmissioni sincrone richiedono un corretto allineamento della puleggia, un profilo del dente che corrisponda alla puleggia e una tensione adeguata, poiché una cinghia dentata allentata si incastrerà mentre una cinghia tesa consumerà i denti della puleggia e i cuscinetti. Se si sta sostituendo una cinghia trapezoidale che slitta su una trasmissione temporizzata, la soluzione corretta è ripristinare la trasmissione a cinghia sincrona anziché montare una cinghia trapezoidale con attrito maggiore.

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Una lista di controllo per la selezione che puoi eseguire sulla macchina

Prima di ordinare, esamina questi punti in ordine. La maggior parte delle scelte sbagliate sono il risultato di saltarne una.

1. Conferma il tipo di unità. Controllare se la puleggia ha una scanalatura a V o un profilo dentato. Questo singolo controllo risolve la questione della cinghia dentata rispetto alla cinghia trapezoidale.
2. Misurare il diametro esterno della puleggia e la larghezza della scanalatura. I diametri piccoli indicano una cinghia dentata o dentata o un cambiamento del tipo di trasmissione.
3. Registra la velocità del nastro e le ore di funzionamento. Lunghe ore ad alta velocità rendono il calore e l'efficienza i fattori decisivi.
4. Ispezionare l'ambiente. Olio, refrigerante, acqua, polvere e detriti favoriscono la costruzione avvolta o un materiale completamente diverso.
5. Caratterizzare il carico. Avviamenti frequenti, inceppamenti e carichi d'urto favoriscono una trasmissione a frizione in grado di assorbirli.
6. Verificare il requisito guidato. Se la macchina necessita di fasatura, indicizzazione o rapporto esatto, la trasmissione deve essere sincrona e la puleggia deve corrispondere al profilo del dente, il che significa anche verificare lo stato dell'accoppiamento pulegge sincrone .

Abbinamento dello stile della cintura all'applicazione

Le macchine per la stampa e l'imballaggio premiano le trasmissioni sincrone perché la lunghezza di registro e di taglio deve ripetersi esattamente, e le linee di imballaggio ad alta velocità spesso utilizzano nastri continui per evitare giunzioni. Le attrezzature tessili sono più miste, con azionamenti sia frizionali che sincroni presenti sulla stessa macchina. La lavorazione degli alimenti aggiunge vincoli di lavaggio e igiene che spingono la scelta verso materiali e costruzioni che tollerano l’umidità e i prodotti chimici detergenti.

I sistemi logistici e di smistamento utilizzano spesso nastri scanalati o multi-V perché combinano un'ampia area di contatto con la capacità di azionare più rulli o accessori da un unico nastro. Su questi dischi la scelta non è tanto dentata rispetto a V quanto piuttosto scanalata rispetto a V semplice, e il profilo scanalato solitamente vince in termini di capacità di carico per unità di larghezza e di dissipazione del calore.

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Realtà di manutenzione e sostituzione

Il tipo di cinghia cambia ciò che controlli durante la manutenzione ordinaria. Su una trasmissione con scanalatura a V, cercare eventuali crepe alla base, vetri sulle pareti laterali e una scanalatura della puleggia usurata in un gradino, perché una scanalatura usurata fa sì che anche una nuova cinghia tocchi il fondo e scivoli. Su una trasmissione sincrona, controllare l'usura dei denti, l'esposizione della corda e la tensione, poiché un profilo dei denti della puleggia usurato distruggerà una nuova cinghia in breve tempo, indipendentemente dalla qualità della cinghia.

Qualunque sia il percorso intrapreso, la tensione e l'allineamento sono le due variabili che decidono se una cinghia raggiunge la durata prevista. Una guida pratica sui cicli di tensionamento, sugli intervalli di stoccaggio e di ispezione è trattata in questa nota sul manutenzione ed utilizzo di cinghie sincrone industriali , e la stessa disciplina si applica alle trasmissioni ad attrito.

Effettuare la chiamata

Se la tua trasmissione ha una scanalatura a V e la cinghia attuale continua a rompersi su una piccola puleggia, si surriscalda o deve piegarsi su un tenditore, passa a una cinghia a V dentata della stessa sezione e aspettati una durata di servizio più lunga e più fresca. Se la trasmissione è sporca, bagnata, sottoposta a carichi d'urto o lasciata scivolare deliberatamente, utilizzare una cinghia trapezoidale avvolta e accettare l'intervallo più breve sulle pulegge compatte.

Se la cintura ha i denti, non si applica nulla di quanto sopra. Si tratta di una trasmissione sincrona e il confronto avviene tra la struttura della cinghia dentata e i profili dei denti, non tra una cinghia dentata e una cinghia trapezoidale. Identificare prima il tipo di trasmissione, poi il materiale della cinghia e infine l'ambiente. In quest'ordine, la decisione di solito viene presa da sola.