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9.1低速操作
同期ドライブは、低速、高トルクのアプリケーションに特に適しています。 それらの積極的な駆動特性は、Vベルトドライブに関連する潜在的な滑りを防ぎ、さらに大幅に優れたトルク伝達能力を可能にします。 50 フィート/分 (0.25 m/s) 以下の速度で動作するリトル ピッチ同期ドライブは、低速と見なされます。 ストールおよびピークトルクが非常に高くなることがあるため、取得選択プロセスには注意が必要です。 断続的なピークトルクは、多くの場合、固有の要因なしに同期ドライブによって伝達できますが、高い周期的なピークトルク負荷は注意深く検討する必要があります。

適切なベルトの取り付け張力と剛性の高いドライブ ブラケットとフレームワークは、ピーク トルク負荷でベルトの歯が跳ねないようにするために不可欠です。 適切なベルトの歯のせん断力を確保するために、メッシュのベルトの歯を通常の最小 6 歯よりも多くして設計することも有益です。

PowerGrip GT2 や PowerGrip HTD などの新世代の曲線システムは、低速度、高トルクのアプリケーションで使用する必要があります。台形タイミング ベルトは歯飛びしやすく、負荷容量が大幅に少ないためです。

9.2高速操作
同期ベルトドライブは、Vベルトドライブの方が一般的に適していますが、高速アプリケーションでよく見られます。 それらは、ポジティブな生成特性 (クリープやスリップがない) と、最小限のメンテナンスしか必要としない (大幅に伸ばさない) ため、よく使用されます。 高加速同期ドライブの重大な欠点は、通常、ノイズが発生することです。 高速同期ドライブは、ほとんどの場合、Vベルトドライブよりも多くのノイズを生成します。 1300フィート/分(6.6 m / s)を超える速度で動作する小ピッチの同期ドライブは、最終的に高速になると見なされます。

いくつかの要因がベルトの性能に大きく影響する可能性があるため、高速ドライブの設計には特別な配慮が必要です。 コードの消耗とベルトの歯の摩耗は、成功するために確実に制御しなければならない 2 つの最も重要な要素です。 適度なプーリー径を使用して、コードの屈曲による疲労を軽減する必要があります。 小さいピッチのベルトで設計すると、大きいピッチのベルトよりも優れたコードフレックス消耗特性が得られる可能性があります。 PowerGrip GTXNUMXは、ベルトの歯の出入り特性が優れているため、高速ドライブに特に適しています。 ベルトの歯とプーリーの溝の間のスムーズな相互作用により、摩耗と音が最小限に抑えられます。 ベルトの取り付け張力は、高速ドライブでは特に重要です。 ベルトの張力が低いと、ベルトが従動プーリーから外れて、ベルトの歯とプーリーの溝が急速に摩耗します。

9.3スムーズなランニング
一部の超高感度アプリケーションでは、振動がシステム手順や完成品に影響を与えることがあるため、可能な限り少ない振動でベルトドライブを使用する必要があります。 このような場合、最も適切なベルトドライブ製品の特性と特性を確認する必要があります。 最終的なドライブ システムの選択は、最も重要な設計要件に基づいている必要があり、多少の妥協が必要になる場合があります。

振動は、一般的に同期ベルトドライブの問題とは見なされていません。 低度の振動は、通常、歯の噛み合いのプロセスから、および/またはそれらの高い引張弾性率特性の結果として生じる。 歯の噛み合いによって引き起こされる振動は、同期ベルトドライブの標準的な特性である可能性があり、完全に排除することはできません。 小さなプーリーの直径を避け、代わりに適度なサイズを選択することで、最小限に抑えることができます。 プーリーの寸法精度も歯の噛み合い品質に影響します。 さらに、取り付けストレスはメッシュ品質に影響を与えます。 PowerGrip GT2ドライブはメッシュを非常にきれいに駆動するため、実行可能な最もスムーズな操作が可能になります。 高い引張弾性率に起因する振動は、プーリーの品質の関数である可能性があります。 ラジアルアウトは、プーリーが回転するたびにベルト張力の変動を引き起こします。 V ベルト プーリーも、いくらかの半径方向のアウトで製造されていますが、V ベルトの引張弾性率は小さく、ベルトの圧力変動が小さくなっています。 同期ベルト内の高い引張弾性率は、負荷がかかった状態で適切なピッチを維持するために必要です。

9.4ドライブノイズ
ベルト駆動システムの駆動騒音評価には注意が必要です。 関連部品、ベアリングからの振動、フレームワークとパネルを介した共振と増幅など、何かに含まれる潜在的な音のリソースは多数あります。

同期ベルト ドライブは、通常、V ベルト ドライブよりもさらに多くのノイズを発生させます。 ノイズは、ベルトの歯の噛み合いとプーリーとの物理的な接続のプロセスから発生します。 音圧レベルは、一般に、動作加速度とベルト幅が増加し、プーリーの直径が減少するにつれて上昇します。 極端な容量のない中程度のプーリーサイズで設計されたドライブ (過剰設計) は、通常、最も静かです。 PowerGrip GT2 ドライブは、噛み合い特性が改善されているため、他のさまざまなシステムよりも大幅に静かであることがすでにわかっています。図 9 を参照してください。ポリウレタン ベルトは、通常、ネオプレン ベルトよりも音が大きくなります。 走行時の騒音を最小限に抑えるには、ベルトの適切な張り具合も非常に重要です。 ベルトは、可能な限り少量の噛み合い干渉で動作できる速度で張力をかける必要があります。

アライメントの取得は、ドライブノイズにも大きな影響を及ぼします。 角度のミスアライメント (シャフトの平行度) を減らすために特別な注意を払う必要があります。 これにより、ベルトの歯に均一に負荷がかかり、フランジに対するパーツの監視力が最小限に抑えられます。 ベルトが反対側のフランジの間に挟まれたり挟まれたりしない限り、平行ミスアライメント(プーリーオフセット)はそれほど重要ではありません(ドライブアライメントに関する特定のセクションを参照)。 プーリーの材質と寸法精度も音の取得に影響します。 一部のユーザーは、スチール製のプーリーが最も静かで、次に軽量のアルミニウムが続くことを発見しました。 ポリカーボネートは、金属部品よりもノイズが多いことがすでにわかっています。 機械加工されたプーリーは通常、成形されたプーリーよりも静かです。 このため、材料の密度と共振特性、および寸法精度が中心になっている理由。

9.5静的導電率
小さな同期ゴムまたはウレタンベルトは、ドライブでの動作中に電荷を生成する可能性があります。 湿度や作業速度などの要素は、電荷の可能性に影響を与えます。 問題であると判断された場合、導電性の建物でゴムベルトを製造して、電荷を滑車や床に放散させることができます。 これにより、マテリアルハンドリング手順や機密性の高い電子機器に害を及ぼす可能性のある電荷の蓄積が防止されます。 さらに、可燃性環境でアークやスパークが発生する可能性を大幅に減らします。 ウレタンベルトは導電構造では製作できません。

RMAは、会報IP-3-3で導電性ベルトの規格を概説しています。 ゴムベルト用帯電防止建材は、特にご指定のない限り受注生産で承ります。 通常指定されていない限り、導電性ベルトは、新品の場合、300,000オーム以下のレベルの抵抗を生成するように構築されます。

非導電性ベルト構造は、ゴムベルトにも使用できます。 これらのベルトは通常、クライアントの導電率要件に合わせて特別に製造されています。 これらは通常、XNUMXつのシャフトを他のさまざまなシャフトから電気的に絶縁する必要があるアプリケーションで使用されます。 静電気伝導性ベルトは、プラスチック材料のプーリーを介して電荷を放散できないことに注意する必要があります。 電荷を床に放散させるには、ドライブに少なくともXNUMXつの金属製プーリーが必要です。 接地ブラシまたは非常に類似したデバイスを使用して、電荷を放散することもできます。

ウレタンタイミングベルトは静的導電性ではなく、特定の導電性構造で構築することはできません。 通常、電荷の存在が懸念される場合は、独自の導電性ゴムベルトを使用する必要があります。

9.6動作環境
同期ドライブは、さまざまな環境での使用に適しています。 ただし、アプリケーションによっては、特別な考慮が必要になる場合があります。

ほこり:ほこりの多い環境では、粒子が大きく乾燥している限り、通常、同期ドライブに深刻な問題は発生しません。 ただし、粒子状物質は研磨剤になり、ベルトとプーリーの摩耗レベルが高くなります。 プーリーの溝に堆積して詰め込まれた湿ったまたは粘着性の粒子状物質は、ベルトの張力を大幅に増加させる可能性があります。 この増加した張力は、シャフト、ベアリング、およびフレームワークに影響を与える可能性があります。 駆動システム内の電気代は、粒子状物質の注意を引くことがよくあります。

破片:破片が同期ベルトドライブに落ちるのを防ぐ必要があります。 ドライブに巻き込まれた粒子は、通常、ベルトを介して圧力を受けるか、システムの失速につながります。 いずれにせよ、ベルトおよび関連する入手ハードウェアに重大な損傷が発生します。

水:飲料水との軽くて時折の接触(時折のクリーンダウン)は、同期ベルトに深刻な影響を与えるべきではありません。 長時間の接触(一定のスプレーまたは水没)により、グラスファイバーベルトの引張強度が大幅に低下し、アラミドベルトの長さが変動する可能性があります。 水との長時間の接続もゴム物質を膨潤させますが、油との接触は少なくなります。 内部ベルト接着システムも、水の存在によって徐々に破壊されます。 潤滑剤、塩素、防食剤などの飲料水への添加剤は、純水よりもはるかに有害な影響をベルトに与える可能性があります。 ウレタン製のタイミングベルトも水質汚濁が問題です。 ポリエステル製の引っ張りコードは、水の存在下で著しく収縮し、引っ張り力が失われます。 アラミド引張コードはその力をかなりよく維持しますが、長さの変動に遭遇します。 水の存在下では、ウレタンはネオプレンよりも膨張します。 この腫れはベルトの張力を大幅に増加させ、ベルトおよび関連機器の問題を引き起こす可能性があります。

オイル: 時折オイルに軽く触れても、一般にシンクロベルトに害はありません。 オイルまたは潤滑剤との長時間の接触は、直線的または空気中のいずれかで、ベルトの耐用年数を大幅に短縮します。 潤滑剤はゴムコンパウンドを膨張させ、内部の接着システムを破壊し、ベルトの引張強度を低下させます。 代替ゴムコンパウンドを使用すると耐久性がわずかに向上する場合がありますが、オイルが同期ベルトに接触しないようにすることをお勧めします。

オゾン:オゾンの存在は、ゴム製同期ベルトに使用されている化合物に悪影響を与える可能性があります。 オゾンは、過度の環境温度とまったく同じ方法でベルト材料を劣化させます。 シンクロベルトに見られるゴム成分はオゾンの影響に耐えるように配合されていますが、最終的には化学的分解が起こり、硬くもろくなり、ひび割れが始まります。 劣化の量は、オゾンの焦点と宣伝の期間に依存します。 ゴムベルトの全体的なパフォーマンスを向上させるには、次の濃度レベルを超えないようにする必要があります:( XNUMX億分のXNUMX)
標準構造:100 pphm
ノンマーキング構造:20 pphm
導電性構造:75 pphm
低温構造:20 pphm

放射線:ガンマ線との接触は、ゴムおよびウレタン同期ベルトに含まれる物質に悪影響を与える可能性があります。 放射線は、極端な環境温度範囲とほぼ同じ方法でベルト材料を劣化させます。 劣化の量は、放射線の強さと曝露時間に依存します。 良好なベルト性能のために、次の露出レベルを超えてはなりません。
標準構造:108ラド
非マーキング構造:104ラド
導電性構造:106ラド
低温ビル:104ラド

ほこりの発生:ゴム製の同期ベルトは、その手順のすべての自然な結果として、少量の良好なほこりを発生させることが認識されています。 ほこりの量は、通常、新品のベルトでは動作するため、より多くなります。直接衝突する時間は、ベルトとプーリーのサイズ、負荷、および速度によって異なります。 たとえば、プーリーの表面仕上げ、動作速度、セットアップ張力、アライメントなどの要因は、発生する粉塵の量に影響を与えます。

クリーンルーム:ゴム製同期ベルトは、すべての潜在的な汚染を最小限に抑えるか排除する必要があるクリーンルーム環境での使用には理想的ではない場合があります。 ウレタン タイミング ベルトは、通常、ゴム タイミング ベルトよりもはるかに少ない破片を生成します。 それにもかかわらず、それらは軽い作業負荷に限定することをお勧めします。 また、静電気を逃がすために、静電気を帯びた建物で製造することはできません。

静電気に敏感:アプリケーションは、静電気の蓄積に敏感な場合があります。 電気料金は、マテリアル ハンドリング機能 (紙やプラスチック フィルムの輸送など) や繊細な電子機器に影響を与える可能性があります。 このようなアプリケーションでは、ベルトによって生成された静電荷がプーリーや接地に確実に分散されるように、静電気伝導性ベルトが必要です。 通常のゴム製同期ベルトは通常、この要件を満たしていませんが、静的な導電性の建物でオーダーメイドで製造できます。 長期間の手順または環境汚染による定期的なベルトの摩耗は、ベルトの導電特性に影響を与える可能性があります。

デリケートな用途では、ウレタンベルトは導電性構造では表現できないため、ウレタンベルトよりもゴム製の同期ベルトが好まれます。

9.7ベルト追跡
同期ベルトの横方向のトラッキング品質は、よく検討される領域です。 走行中にベルトがプーリーの XNUMX つの側面を支持するのは正常ですが、ベルトがフランジに大きな圧力を加え、ベルトのエッジが使用され、フランジが破損する可能性があるのは異常です。 ベルトの追跡は通常、いくつかの要因の影響を受けます。 重要な順に、これらの要素に関する議論は次のとおりです。

引張コードツイスト:引張コードは、製造時に単一のツイスト構成に形成されます。 単独のツイスト引張コードのみで作られた同期ベルトは、実質的な駆動力で横方向に追跡します。 この監視力を中和するために、引張コードは正しいねじれと左ねじれ(または「S」と「Z」のねじれ)構成で示されます。 「S」ツイスト引張コードで作られたベルトは、「Z」ツイストコードで作られたベルトとは逆方向に監視します。 「S」と「Z」を交互に使用したツイスト引張コードで作られたベルトは、XNUMXつのコードのトラッキング特性が互いに相殺されるため、横方向の力を最小限に抑えて監視します。 「S」および「Z」ツイスト引張コードのこの含有量は、製造されるすべてのベルトによってわずかに異なります。 このため、すべてのベルトは、XNUMXつのパスまたは他のさまざまなパスのいずれかで追跡する前例のない傾向があります。 アプリケーションでベルトが特定のXNUMXつの方向だけを監視する必要がある場合は、XNUMX回ひねるだけです。 構造が使用できます。 図16および図17を参照してください。

角度ミスアライメント: 角度ミスアライメント、またはシャフトの非平行性により、同期ベルトが横方向に追従します。 ミスアライメントの角度は、トラッキング力の大きさと方向に影響します。 同期ベルトは、「下り坂」をより低い圧力またはより短い中心距離の状態まで追跡する傾向があります。

ベルト幅:ベルト監視力の潜在的な大きさは、ベルト幅に直接関連しています。 幅の広いベルトは、幅の狭いベルトよりも力の増加に伴って追跡する傾向があります。

プーリーの直径:プーリーの直径が小さい場合に動作するベルトは、直径が大きい場合よりも高い監視力を生成する傾向があります。 ベルト幅がプーリーサイズを測定するため、これは特に正確です。 ベルトのトラッキング力が過剰になる可能性があるため、プーリーの直径がベルト幅よりも小さいドライブは一般的に推奨されません。

ベルトの長さ:ベルトの型に引張コードを適用する方法により、短いベルトは長いベルトよりも高いトラッキング力を示す傾向があります。 引張コードのねじれ角は、ベルトの長さが長くなるにつれて小さくなります。

重力: 垂直シャフトを使用するドライブ アプリケーションでは、重力によってベルトが下に引っ張られます。 力の大きさは、ピッチの小さい同期ベルトでは通常最小です。 長いベルトスパンでのたるみは、適切なベルト取り付け張力を適用することによって回避する必要があります。

トルク負荷:機能しているときに、同期ベルトが一定の位置で動作するのではなく、プーリー上で横方向に横方向に移動する場合があります。 一般的に重要な懸念事項とは見なされていませんが、これの XNUMX つの説明は、取得内のトルク負荷が確実に変化することです。 同期ベルトは、負荷の変化に応じて異なる方法で追跡する場合があります。 これには多くの潜在的な既知の理由があります。 主な原因は、プーリーに圧力がかかっているときの引っ張りコードの歪みに関連しています。 ベルトの引張荷重の変動により、フレームワークのたわみやシャフトの角度調整が調整され、ベルトが動く可能性があります。

ベルト取り付け張力:ベルトトラッキングは、ベルト取り付け圧力の量によって影響を受ける場合があります。 この理由は、さまざまなトルク負荷がベルトトラッキングに与える結果と同様です。 ベルトトラッキングの問題が発生した場合、これらの潜在的な要因のそれぞれを、概説されている順序で調査する必要があります。 一般に、主要な問題は、リストを完全に移動する前に認識される可能性があります。

9.8プーリーフランジ
プーリーで動作する同期ベルトを維持するには、プーリー情報フランジが必要です。 ベルトのトラッキングに関するセクション 9.7 で前述したように、同期ベルトは通常、動作時にプーリーの一部を優先します。 適切なフランジスタイルは、ベルトのエッジの装着を停止し、ノイズを最小限に抑え、ベルトがプーリーから上昇するのを防ぐために不可欠です。 カスタムメイドまたは成形フランジの寸法に関する推奨事項は、これらの問題に対処する表に含まれています。 ベルトが通常、オペレーティング システム内で適切に拘束されるようにするには、適切なフランジの配置が重要です。 小さな同期ドライブのスタイルとレイアウトは実際にさまざまであるため、発生する可能性のあるさまざまなフランジング状況を、例外を取得せずに簡単なルールセットで簡単にカバーすることはできません。 それにもかかわらず、以下の幅広い推奨事項は、設計者に一般的に役立つはずです。

XNUMX つのプーリー ドライブ: 単純な XNUMX つのプーリー ドライブでは、XNUMX つのプーリーの両側にフランジを付けるか、各プーリーの反対側にフランジを付ける必要があります。

複数のプーリー ドライブ: 複数のプーリー (またはサーペンタイン) ドライブでは、ほぼすべての他のプーリーの両側にフランジを付けるか、すべての単一のプーリーを機械の周りに交互にフランジを付ける必要があります。 垂直シャフトドライブ:垂直シャフトドライブでは、少なくともXNUMXつのプーリーの両側にフランジを付け、残りのプーリーの少なくとも底面にフランジを付ける必要があります。

長い周期の長さ:ベルトのトラッキング特性に影響を与える可能性のある多くの要因のため、ベルトスパンの長さが長い小さな同期ドライブのフランジの推奨事項を簡単に定義することはできません。 長いスパン(通常、小さいプーリーの直径の12倍以上)のドライブのベルトは、短いスパンの場合よりもさらに多くの横方向の拘束を必要とすることがよくあります。 このため、一般的には両側のプーリーにフランジを付けるのが賢明です。

巨大なプーリー: 大きなプーリーのフランジ加工にはコストがかかる可能性があります。 設計者は、価格とスペースを削減するために、大きな滑車をフランジなしのままにしたいと考えることがよくあります。 ベルトは一般に、大きなプーリーでは小さなプーリーよりも横方向の拘束が少ない傾向があり、フランジがなくても確実に機能することがよくあります。 フランジを付けるかどうかを決定する際は、事前のガイドラインを考慮してください。 フランジなしプーリーの溝面幅も、フランジ付きプーリーよりも大きくする必要があります。 推奨事項については、表 27 を参照してください。

アイドラー: アイドラーのフランジ加工は通常必要ありません。 ベルトのトラッキング力から横方向の負荷を受けるように設計されたアイドラーは、必要に応じて、横方向のベルト拘束を提供するためにフランジを付けることができます。 この機能に使用されるアイドラーは、ベルトの内側または裏側で使用できます。 以前のガイドラインも考慮する必要があります。

9.9登録
ベルト ドライブの位置合わせ (または位置決め) エラーの原因となる XNUMX つの主な要因は、ベルトの伸び、バックラッシュ、歯のたわみです。 同期ベルトドライブの潜在的な登録機能を分析するときは、最初に、登録機能と要件の観点から、システムが静的または強力になるように決定する必要があります。

静的登録:静的登録システムは、最初の静的位置からXNUMX番目の静的位置に移動します。 プロセスを通じて、設計者は、ドライブがどの程度正確かつ一貫してその XNUMX 次配置を見つけるかだけに関心があります。 彼/彼女は、輸送中に発生する可能性のあるサインアップ エラーには関心がありません。 したがって、静的登録システムでの登録ミスに追加される主な要因は、間違いなくバックラッシュです。 ベルトの伸びと歯のたわみの結果は、この種のシステムのサインアップ精度に影響を与えません。

動的レジストレーション:システムの動作に応じて異なるトルク負荷で動作しているときにレジストレーション機能を実行するには、強力なレジストレーションシステムが必要です。 このような場合、設計者は、すべての時点での取得プーリーの相互の回転位置に関心があります。 したがって、ベルトの伸び、バックラッシュ、歯のたわみはすべて、位置合わせの不正確さの一因となります。

登録エラーの原因となる各要因の主題に関する詳細な説明は次のとおりです。

ベルトの伸び: ベルトの伸び、または伸びは、ベルトに張力がかかった状態で自然に発生します。 ベルト内にかかる総応力は、取り付けおよび作業負荷に起因します。 ベルトの伸び量は通常、ベルトの引張弾性率の関数であり、通常、引張コードのタイプとベルトの構造に影響されます。 ゴム製同期ベルトで使用される典型的な引張コードはグラスファイバーです。 ガラス繊維は、高い引張弾性率を含み、寸法的に安定しており、並外れた屈曲疲労特性を備えています。 より高い引張弾性率が必要な場合、アラミド引張コードは、通常、激しい衝撃および衝撃荷重に対する耐性を提供するために使用されますが、と見なすことができます。 小さな同期ベルトで使用されるアラミド引張コードは、一般にグラスファイバーと比較してわずかに高い引張弾性率しかありません。 必要に応じて、当社のアプリケーション エンジニアリング部門からベルトの引張弾性率データを入手できます。

バックラッシュ:同期ベルトドライブのバックラッシュは、ベルトの歯とプーリーの溝の間のクリアランスに起因します。 このクリアランス ベルトの歯が最小限の干渉で溝に簡単に出入りできるようにするために必要です。 必要なクリアランス量は、ベルトの歯形によって異なります。 台形タイミングベルトドライブは、バックラッシュがかなり少ないことで知られています。 PowerGrip HTD ドライブは、トルク保持能力が向上し、ラチェットに抵抗しますが、かなりの量のバックラッシュがあります。 PowerGrip GT2ドライブは、トルク伝達能力がさらに向上しており、台形のタイミングベルトドライブと同等またはそれ以下のバックラッシュもあります。 特別な場合には、移動システムに変更を加えて、バックラッシュの減少を拡大することができます。 これらの変更により、通常、ベルトの摩耗が増加し、騒音が増加し、ドライブの寿命が短くなります。 詳細については、ソフトウェアエンジニアリング部門にお問い合わせください。

歯のたわみ:同期ベルトドライブの歯の変形は、機械にトルク負荷がかかり、個々のベルトの歯に負荷がかかると発生します。 ベルトの歯の変形量は、トルク負荷の量、プーリーのサイズ、取り付け応力、およびベルトの種類によって異なります。 登録エラーのXNUMXつの主な原因のうち、歯のたわみを定量化するのが最も困難です。 プロトタイプのgetシステムを使った実験は、ベルトの歯のたわみの現実的な推定値を取得するための最良の手段です。

追加のガイドライン 登録に役立つ可能性のある重要なドライブシステムは次のとおりです。
PowerGripGT2または台形のタイミングベルトを選択します。
メッシュの歯数が多い大きなプーリーを使用して設計します。
ベルトを制限し、圧力を厳密に制御します。
負荷がかかった状態で最終的に剛性になるようにフレームワーク/シャフトを設計します。
最高品質の機械加工されたプーリーを使用して、半径方向の振れと横方向のぐらつきを最小限に抑えます。