تسمه برای الواتورها در کارخانه آرد از چه روشی انتخاب شود؟

تسمه برای الواتورها در کارخانه آرد از چه روشی انتخاب شود؟ جهت انتقال مکانیکی مواد در ارتفاع در کارخانه های آرد از دستگاه ساده بالابر قاشفکی یا به اصطلاح الواتور (Elevator) استفاده می شود. مصرف انرژی کم و سادگی کار مقبولیت استفاده از این روش را باعث شده است.

نکته بسیار مهم در دستگاه الواتور انتخاب نوع تسمه‌است. هرچند مبحث نوع قاشقک و نوع پیچ و مهره و نوع بست اتصال دو سر تسمه و سایر مباحث نیز اهمیت خود را دارند.

اغلب کارخانه های آرد برای بالابرها از تسمه‌های به اصطلاح لاستیکی استفاده می کنند. این تسمه‎ها ترکیبی از الیاف پلیمری و لاستیک است که ضمن داشتن استحکام کششی، خاصیت چسبندگی به پولی (فلکه) فلزی محرک نیز دارند تا با استفاده از اصطکاک به وجود آمده حرکت دورانی پولی به حرکت خطی تسمه تبدیل شود. سرعت خطی تسمه‌یعنی مسافت طی شده به متر توسط تسمه یا قاشفک در عرض یک ثانیه.

در کارخانه های آرد برای گندم و آرد این سرعت خطی 2.8 m/s و برای سبوس این سرعت 2.2 m/s در نظر گرفته می شود. با استفاده از رابطه:

که در آن V سرعت خطی‌تسمه بر حسب m/s و D قطر پولی محرک بالابر (فلکه بالایی) بر حسب m می باشد دور الکتروگیربکس یعنی N بر حسب rpm بدست می آید.
برای تعیین تسمه به جز داشتن اطلاعاتی مثل قطر پولی محرک (فلکه بالایی) نیاز دارید. جنس تسمه‌و ترکیباب آن را نیز تا حدی بدانید.‌تسمه بالابر ترکیبی از انواع لاستیک و نیز الیاف پلیمری است که به صورت تار (الیاف طولی) و پود (الیاف عرضی) ساندویچ شده اند.

یعنی معمولاً برای ایجاد چسبندگی، پشت و روی تسمه‌لاستیک و سپس به ترتیب یک لایه الیاف و یک لایه لاستیک است. با توجه به تعداد لایه های الیاف تسمه را نام گذاری می‌کنند. مثلاً می گوییم چهار لایه یا پنج لایه و غیره. بسته به خواسته ایکه داریم می توانیم انواع مختلف تسمه‌را از نظر مواد استفاده شده در آن انتخاب کنیم:

1-تسمه‌بالابر ضد سایش

این نوع تسمه‌ها از لاستیک SBR ساخته می شود (Styrene Butadiene Rubber) که تا 80 °C را تحمل می کنند و برای مواد غیر روغنی و چربی استفاده می شود. برای تارهای الیافی طولی از پلی استر (Polyester) و برای پودها از پلی آمید (Polyamide) استفاده می شود. درصد کش آمدن این تسمه‌ها حدود 1.5 % است یعنی اگر نیرویی در محدوده طراحی به آن وارد نماییم به ازای هر متر حدود 5/1 سانتیمتر افزایش طول خواهیم داشت و باید این موضوع را در طراحی رگلاژ تسمه‌ها در نظر بگیریم. در اغلب کارخانه های آرد از این نوع تسمه‌استفاده می شود.

2- تسمه‌بالابر ضد روغن

این نوع تسمه‌ها از لاستیک (Nitrile Butadiene Rubber) که تا 80 ° C حرارت را تحمل می کنند ساخته می شوند. لازم به ذکر است NBR در صنعت بسیار عام است و اکثر تسمه‌های انتقال قدرت و کاسه نمدها و غیره از این لاستیک ساخته می شوند. الیاف پلیمری همچنان برای تار Polyamid و برای پود Polester است.معمولاً در بالابرهای کارخانه های آرد از این نوع‌تسمه استفاده نمی شود.

3- تسمه‌های ضد جرقه (Anti – Static)

تسمه های کاملاٌ ایمنی هستند که بدلیل خاص بودن و گرانی قیمت استفاده چندانی ندارند.

4- تسمه های ضد حرارت و روغن (Hot oil & Fire Retard ant)

جزو تسمه های خاص هستند و مورد بحث قرار نمی گیرند.

5- تسمه های سفید

از جنس NBR و به رنگ سفید و با لایه های Polyamide و Polyester برای مصرف خاص صنایع غذایی حساس استفاده می شود و به دلیل قیمت بالا در کارخانه های آرد ایران مورد استفاده قرار نمی گیرد. تسمه‌هایی از جنس PVC نیز وجود دارند که در کارخانه های آرد ایران استفاده عام ندارد و معمولاً تسمه های چند لایه با الیاف پلی استر و پلی آمید و لاستیک SBR استفاده عامتری دارند.

نامگذاری فنی تسمه های بالابر:

معمولاً مشخصه فنی تسمه بالابر را بعنوان مثال به صورت E P630/4 نشان می دهند. یعنی تار از جنس Polyester و پود از جنس Polyamid می باشد و استحکام کشش 630 kn/m است یعنی اگر عرض تسمه‌یک متر باشد 630 kn یا 63000 kg را تحمل می کند , به عبارت بهتر و ساده تر هر سانتیمتر عرض تسمه 630 kg را تحمل می کند. یعنی اگر عرض تسمه را 20 سانتیمتر بگیریم این استحکام بیست برابر خواهد شد.

عدد بعدی پس از ممیز (Slash) یعنی 4 تعداد لایه های EP می باشد , یعنی چهار لایه پلیمری در این تسمه وجود دارد. برخی موارد این شماره فنی دنباله هم دارد مثل: 2 + 2 NBR یعنی جنس لاستیکهای مورد استفاده در این تسمه NBR و ضخامت لاستیک پشت و روی تسمه 2 mm می باشد.

نحوه محاسبه نیروی کشش‌تسمه:

هنگام کار بالابرها نصف قاشقک ها همواره خالی و نصف دیگر آنها پر است. بنابراین وزن قاشقک های پر و نیز وزن قاشقک های خالی را محاسبه می کنیم. مثلاً اگر کلاً 300 عدد قاشقک داریم 150 عدد آنها در وزن خالی قاشقک ضرب می شود و 150 عدد در وزن قاشقک پر ضرب می شود.

وزن تسمه‌را نیز محاسبه می کنیم. سازنده ها وزن تسمه‌را اعلام می کنند مثلاً 9 kg/m² و با توجه به طول و عرض تسمه وزن کل را محاسبه می کنیم.
وزن تسمه و وزن قاشقک ها در مجموع نیروی گسیختگی تسمه را به وجود می آورند این نیرو را در ضریب اطمینان 12 ضرب می کنیم یعنی نیروی محاسبه شده را 12 برابر در نظر می گیریم. تسمه مورد نظر باید تحمل چنین نیرویی را داشته باشد.

در انتخاب تسمه‌قطر پولی (فلکه) ها بسیار مهم است و اگر قطر پولی کوچک و استحکام و بالطبع ضخامت تسمه‌زیاد باشد چسبندگی بین تسمه و پولی کم شده و تسمه لغزش خواهد داشت.
انتخاب نامناسب تسمه می تواند مشکلات زیادی را به کارخانه های آرد تحمیل کند. در صورت ضعیف انتخاب شدن تسمه‌مشکل کش آمدن و احیاناً پارگی و مصائب بعدی از جمله خواب کارخانه و تعمیرات اجباری و تعویض قاشقک و غیره را به دنبال خواهد داشت.

در صورتیکه تسمه‌قویتر از حد نیاز انتخاب شود به جز تحمیل هزینه خرید بالاتر به صورت دائمی و جاری , هزینه انرژی الکتریکی بیشتری نیز پرداخت خواهد شد. چرا که اجباراً برای حرکت دادن سیستم نیاز به گشتاور و توان بالاتری خواهیم داشت می بایست الکتروگیربکس بزرگتری انتخاب شود و آمپر بالایی صرف کارکرد سیستم خواهد شد.

مثال:

بالابری داریم به ارتفاع کلی 40 m که عرض تسمه آن 20cm می باشد و به ازاء هر متر‌تسمه 8 عدد قاشقک بسته ایم (8/m). وزن قاشقک خالی 0.65 kg و وزن قاشقک پر از گندم 1.85 kg می باشد. چه نوع تسمه ای برای این بالابر انتخاب کنیم ؟

عدد 320 = تعداد قاشقک خالی
kg 208 = 320 * 0.65 = وزن قاشقک خالی
kg592 = 320 * 1.85 = وزن قاشقک های پر
800 kg = وزن کل قاشقک ها
عرض تسمه 20 cm و طول‌تسمه 80 m می باشد از کاتالوگ سازندگان وزن تقریبی‌تسمه 8 kg/m² استخراج می گردد که پس از تعیین قطعی‌تسمه اگر مغایرتی وجود داشت محاسبات را تکرار می کنیم.
سطح تسمه 0.2 * 80 = 16 m ²
وزن تسمه 16 * 8 = 128 kg
نیروی وارد به تسمه = 11,136 kg ضریب اطمینان
(800 kg * 12 128 kg +)
نیروی کشش تسمه 556.8 kg/cm =عرض تسمه 11,136: 20
از جدول تسمه EP 630/4 را انتخاب می کنیم.