プーリーとベルトについて知っておくべきこと
機械装置では、あるエネルギー源から別のエネルギー源に動力を伝達する必要があります。最も一般的で安価な方法は、ベルトとプーリーを使用することです。この電力は、電気または機械の発電機から得られ、回転運動をアプリケーションに伝達します。
プーリーは常にエネルギー源の回転部分に取り付けられているため、ベルトを介してデバイスに動力を伝達できます。したがって、そのデバイスへの電源として機能します。
上記の説明とは別に、いくつかの特定のタイプのプーリーは、レバーに似た設計で、荷物を持ち上げます。これらのプーリーは、コードが溝の中に収まるように溝が付いた車輪の形をしています。これはさらに説明します。
動力伝達に関して言えば、ベルトは最も安価な形式です。これは、2 つ以上の回転シャフトを機械的にリンクするために使用される柔軟な素材のループで、多くの場合、平行な形になっています。これらのベルトは、より効率的に動力を伝達するため、動力源として使用できます。
今日は、ベルトとプーリの定義、機能、用途、選択の考慮事項、種類、仕様、働き、長所と短所について説明します.
プーリーとベルトの定義
滑車は、産業界でさまざまな目的を果たすため、複数の形で見ることができます。まず第一に、プーリーは、動きをサポートし、ベルトまたはピンと張ったケーブルの方向を変えるように設計された車軸またはシャフト上のホイールです。このデバイスは、ケーブルまたはベルトを使用して動力伝達を支援します。
ベルトとプーリーのシステムでは、ベルトがプーリーの溝に沿って走り、あるプーリーから別のプーリーに、またはプーリーから直接、動力を必要とするアプリケーションに動力を伝達できます。
滑車はケーブルをガイドしたり力を加えたりするためにも使用され、力の方向を変えるため、持ち上げるよりも引き下げるのが容易になります。この種の滑車は「シーブ」と呼ばれることがあります。プーリー システムの駆動要素は、ロープ、ケーブル、ベルト、またはチェーンです。
ベルト ドライブは、1 つの回転プーリーから別のプーリーに動きを伝達する柔軟な素材のループです。それぞれがシャフトに保持されています。
ベルトとプーリーの機能
以下は、さまざまな用途におけるベルト ドライブとプーリーの機能です。
ベルトの主な機能は、あるソースから別のソースに動力 (回転エネルギー) を伝達することです。一方、円周に溝があるプーリーは、回転運動を伝達する際にベルトをスムーズに通すことができます。
力の適用速度を増減するために使用されるため、さまざまな直径の機能を達成するためのプーリー設計。
力の方向を変えるために、特定のタイプの滑車が使用されます。このプーリーはより重いアプリケーションでよく見られ、回転運動の伝達には使用されません。
最後に、ベルトの機能は、エネルギー源の位置と適用される位置に応じて、一方向から垂直方向または水平方向に力を加えることです.
回転運動の伝達に使用されないプーリは、重い荷物を持ち上げるために使用されるため機能します。滑車は、荷物を持ち上げるのに必要な力を軽減するのに役立ちます。
ベルトとプーリーの用途
以下は、ベルトとプーリーの用途です:
ベルトがプーリーを駆動する用途では、乗用車、トラック、バス、固定発電機、船舶エンジン、航空エンジンなどの自動車エンジンで使用されます。
ベルトとプーリーは、空気圧縮機エンジン、農業機械、コンベアなどにも使用されています。
実際、ベルトとプーリーは、別のソースからの回転運動を必要とする用途向けに意図的に設計されています。ウインチ、トレッドミル、洗濯機など、大きなものから小さなものまで、たくさんの機械や設備があります。
力の方向を変える単一の滑車は、クレーンで使用され、バケットを持ち上げたり、旗を上げたり、窓のブラインドを調整したりします.
以下は、ベルトとプーリーの使用例です:
- ブルドーザーでは、持ち上げるために使用されます
- 伸びたはしご
- 建設現場でのクレーンの使用
- 上り下りするエスカレーターの働き
- ガレージのドアの開閉
- 車のベルトとプーリー
- エレベーションは複数の滑車を使用して動作します
- さまざまなフィットネスや運動器具が滑車を使用しています
- 劇場ホールのカーテンは滑車を使用しているため、簡単に引き離すことができます。
- 掲揚された旗竿または取り外された旗竿
選択の考慮事項
以下は、デバイスのドライブとプーリーを選択する際の考慮事項です:
- エネルギーの伝達におけるエネルギー使用の源。
- シャフトとプーリーの間の中心距離
- ドライバーとドリブン プーリーの速度
- システム間で伝達される電力
- シャフトのレイアウト
- ベルトの柔軟性
- ベルトの信頼性と耐久性
- どれだけの高い引張応力に耐えられるか
- 単位長さあたりの重量が軽い
- 耐摩耗性と疲労性
- ベルトとプーリーの間の高い摩擦係数
- 耐えられる温度。
ベルトとプーリーの素材
以下は、ベルトの作成によく使用される素材です:
- 革ベルト
- 綿または布製のベルト
- バラタベルト
- プラスチックベルト
- ラバーベルト
プーリーは、多くの場合、鋳鉄、アルミニウム合金などの金属材料でできています。使用される材料は、プーリーが使用される場所によって異なります。
ベルトとプーリー システムの図:
滑車の種類
以下は、プーリーのさまざまなタイプとその機能です:
オープン ベルト ドライブ (プーリー)
これらのタイプのプーリーでは、シャフトは同じ方向に回転します。つまり、回転方向は従動プーリと同じです。シャフトは平行方向に配置されています。
プーリーとドライバーの距離で上側が緩み側、打撃側がきつくなるかが決まります。
クロスベルトドライブ (プーリー)
交差タイプの滑車では、伝達される動力は多くなりますが、速く走ることはできません。ベルトの磨耗の原因となります。シャフトはプーリーと逆に回転します。これらのプーリー タイプの磨耗をなくすには、プーリー間の距離を長くし、低速で実行する必要があります。
高速でルーズなコーン プーリー
これらのタイプの滑車には 2 つの滑車があり、最初の滑車は他の滑車よりも高速です。ファスト プーリーはキー付きジョイントでシャフトに取り付けられますが、ルーズ プーリーはシャフト上を自由に動きます。このゆるい滑車は動力を伝達しません。
これらのタイプの滑車は、単一の電源から動力を得る複数の機械に適しています。
段付きコーンプーリー
段付きコーン プーリーは、スピード コーンとも呼ばれます。直径の異なる複数のプーリを隣接させて取り付けたタイプのプーリです。段付き円錐プーリは、ギアの変更が必要な用途や、機械のように被駆動軸の速度が頻繁に変化する用途に使用されます。同じベルトが異なる速度に使用されます。
ジョッキー プーリー
システムのステアリング部にはジョッキープーリーが使われています。ワンベルトドライブで接触角を大きくするために使用されるアイドルプーリーに似ています。ジョッキープーリーの機能は、ベルトの接触角を大きくすることです。これにより、ベルトの張力が増し、ドライブの速度比が高くなります。
上で説明したプーリーはすべて、何らかの方法で回転運動を伝達するために使用されます。他のタイプのプーリーには次のものがあります:
複雑なプーリー システム:
複雑な滑車システムには、2 つ以上の個別のドラムを含むブロックとタックル システムがあります。これらの各ドラムには、同じ車軸で回転する 2 つ以上の車輪があります。ドラムとプーリーの間にロープが前後にループされ、操作を完了するためにドラムが倍増するのを助けます。複雑な滑車システムは、非常に重い荷物を動かすために使用されます。
複合プーリー:
複合滑車は、固定滑車と可動滑車の両方を備えているため、負荷が軽く感じられます。これにより、力の方向を簡単に変えることができ、重い荷物を動かすのに適したシステムになります。作業を適切に行うには、より多くの動きが必要になる場合があります。
このシステムはコンビネーションプーリーシステムとも呼ばれます。重い荷物を少ない力で持ち上げられるように設計されています。建設現場で、コンクリートや鋼鉄などの重い物体を持ち上げるためによく使用されます。
可動プーリー:
動くタイプの滑車は、物体を動かしながら動くドラムで構成されています。力の方向に変化はありませんが、オブジェクトは想定よりもずっと軽く感じます。可動プーリーはより自由に動きます。エレベーターでよく見かけます。
ベルトの種類
以下は、さまざまな用途で使用されるさまざまなタイプのベルトです:
平ベルト:
平形ベルトは、低出力で高速が必要な場合に使用されます。それらは長方形の断面タイプで、シャフトの距離は 5 ～ 10 メートルでなければなりません。ベルトとプーリーの摩擦力を利用して動力を伝達するベルトです。最後に、平ベルトのプーリーの回転は同じ方向であり、ベルトの効率は約 98% です。ただし、ベルトの音はほとんどしません。
V ベルト:
V ベルト タイプは、シャフトの距離が 2 メートル未満の場合に使用されます。平ベルトとは異なり、適度な速度と高出力を提供します。 V ベルトの断面は台形です。これらのタイプのベルトでは、複数の駆動が可能です。
サーキュラーベルト:
シャフト距離が 5 メートルを超える場合は、円形ベルトが使用されます。それは円形の断面であり、高出力を送信するために使用されます。初張力が小さく、振動や騒音が発生しない用途には、丸型ベルトが使用されます。
タイミングベルト:
タイミング ベルトは、代替目的を果たす一般的なタイプのベルトです。それらは主に内燃機関で動力を伝達するために使用されます。信頼性と精度が高いため、ポジティブ ドライブとして知られています。
他のタイプのベルトには次のものがあります:
- スプリングベルト
- 多溝ベルト
- リブベルト
- フィルムベルト
- 特殊ベルト（ループの張り側の力を伝えるベルト）
- ローリング ロード (風洞用のローリング ロードで使用されるベルト)
動作原理
ベルトとプーリーの働きはそれほど複雑ではなく、簡単に理解できます。以上の説明で、ベルトの基本とさまざまな種類のプーリの用途を理解できたと思います。下のビデオでは、ベルト駆動プーリーの仕組みに関する実践的な知識を得ることができます。また、より重い荷物を運ぶために使用される滑車の働きにもさらされます。
以下の動画をご覧ください:
ベルトとプーリーの長所と短所
利点:
以下は、さまざまな用途におけるベルトとプーリーの利点です:
- 低消費電力
- 低い維持費
- 取り付けと取り外しが簡単
- シンプルな構造
- 注油不要
- 低コストのため、簡単に交換できます。
- 動力は、垂直、水平、または傾斜で伝達できます。
短所:
ベルトとプーリーのシステムには優れた利点がありますが、それでもいくつかの制限があります。以下は、ベルトとプーリー システムの欠点です。
- スリップやクリープにより電力損失が発生する可能性があります。
- 近距離では使えない
- 速度はある程度制限されています
- とても静かです
- 動作温度は 35～85 度に制限されています。
- 長続きしない
- 壊れる可能性はよくあります。
- 滑りのため、角速度比はプーリーの直径の比と必ずしも一定または等しいとは限りません。
結論
ベルトとプーリーは、今日のほぼすべてのアプリケーションで見られる優れたコンポーネントです。それらは回転運動を伝達するのに役立ち、プーリーだけでより重い負荷を簡単に運ぶために使用されるため、非常に重要です。この記事では、ベルトとプーリー システムの定義、機能、図、種類、および動作について説明しました。また、それらの長所と短所も確認しました。
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