벨트 장력 설정

1. 장착 장력 측정법 (HOW TO MEASURE INSTALLATION TENSION)

일반적으로 벨트 장력 측정에는 작업자의 직관에 따라 여러 가지 변수가 있다.
그리고 그 결과도 사람에 따라 다르게 나타나기도 한다.
부적절한 장력은 벨트의 수명 단축을 초래 한다.

1.1 텐션 게이지(TENSION GAUGE)

1.1.1 텐션 측정 위치
벨트와 벨트 풀리와의 접점 A 및 B를 잇는 길이 t 의 중앙부분을 하중 Td로 눌렀을 때
벨트의 휨이 δ가 될 수 있게 한다.
Td = 벨트에 휨을 부여한 하중 (kg)
t = 벨트바퀴의 접점간의 거리 (mm)
δ = 벨트의 휨량 (mm)

1.1.2 텐션 게이지 사용법.
① 텐션 게이지의 아래 부분에 벨되는 눈금에 O-Ring 위치시킨다.
텐션 게이지의 윗 부분에 중 Td = 0 눈금에 O-Ring 위치시킨다.
② 텐션 게이지를 벨트와 잇는 아래 O-Ring이 원래의 상태의 벨트 선과 일치하도록 누릅니다.
이때 원래의 위치를 확인하기 쉽도록 철자를 올려놓고 측정하면 편리한다.
③ 텐션 게이지의 윗 부분의 O-Ring이 밀려 내려간 값이 현재의 Td 값이므로
목표하는 Td 값과 비교하여 Td 값이 작으면 긴장을 시키고,
Td 값이 크면 이완시켜 목표하는 Td 값에 맞추면 된다.

1.2 음파 게이지(SOUND WAVE GAUGE)

벨트 제조사에서 판매하는 음파 게이지(SOUND WAVE GAUGE)는 센서(SENSOR)로 벨트에서 발생한 음파(주파수)를 감지하여, 컴퓨터를 통해 정확한 장력을 디지털로 표시해 줍니다.
장착 장력의 측정은 음파 텐션 게이지로 측정 하는 것이 바람직한다.

1.2.1 음파 게이지

1.2.2 벨트 장력 측정의 원리
두 풀리에 걸려있는 벨트에 충격을 주면, 다음 그림과 같이 벨트에서 고주파 성분과
충격 성분 (IMPACT COMPONENT)이 포함된 불규칙적인 파장을 발생 하면서 진동하다가
점차적으로 자기 고유의 파장으로 진동 하게 된다.
그러나 이 파장은 곧 감소 하고, 고차수 성분 (HIGH ORDER COMPONENT) 진동이 발생 하며
이것이 기초 파동 사이클 (BASIC WAVE CYCLE)을 잡기가 더욱 어렵게 한다.
그러나 데이터 프로세싱 방법으로 이것을 쉽게 처리 할 수 있다. 이 방법으로 진동하는
주파수를 마이크로 컴퓨터의 도움으로 잡아, 미리 입력된 공식으로 벨트의 장력을 계산 한다.

2. Timing Belt 장착 장력(INSTALLATION TENSION)

벨트 표면의 마찰에 의해 전동 되는 V 벨트나 평 벨트와 달리 타이밍 벨트는 이(Tooth,齒)이
서로맞물려 전동하기 때문에 그렇게 큰 장력은 불필요한다.
그러나 타이밍 벨트도 성능 을 다 발휘 하기 위해서는 적정의 장력을 주어야 한다.
과도한 장력은 벨트 수명 단축, 소음 발생, 축 파손을 초래하고, 과소한 장력은 기동 시나
쇼크 부하 시 벨트가 점핑(Jumping) 하는 경향이 있다.

2.1.1 장착 장력 설명
힘(Td)을 두 풀리 스판(Span , t)의 중심이 되는 곳의 벨트 상면에 누르는 하중(Td)로 눌립니다. 벨트의 휨량이 δ ( t x 0.016mm ) 만큼 되도록 한다.
그리고 운전 중에도 일정하도록 모터와 베어링 스탠드를 고정 한다.

1. 기본 수식.
t : Belt Span 길이 (mm)
t = √ { C² - (Dp - dp)² / 4.0}
δ : 벨트의 휨량 (mm)
δ = 1.6 t / 100

Td : 누르는 하중 (kgf)
Td = { To + ( t x Y) / t } / 16.0
(MXL Type Td = To / 16.0)

To : 초기 장력 (Kgf) -- 표 참조
Y : 정수 -- 표 참조
Dp : 큰 벨트 풀리의 피치경 (mm)
dp : 작은 벨트 풀리의 피치경 (mm)

2.1.2 누름 하중 (Td) 값의 결정.

벨트의 초기장력은 제조사에 지정하는 최소치 이상 최대치 이하에 있어야 하며, 일반적으로
부하용량이 작은 경우나 부드러운 작동의 경우는 장력범위의 아래쪽으로 설정하며
Brake 부착 Motor 또는 Servo Motor를 이용하여 급제동 및 급 가속을 하는 경우 및 충격이
심한 경우는 장력범위의 위쪽으로 설정하는 것이 바람직한다.

2.1.3 초기 장력(To) 값을 알 수 없는 경우 누름 하중 (Td) 값의 결정.
Td (최대) =P x 50/ V : 단위 N (9.8 N = 1.0 Kgf)
Td (최소) =&P x 25&/ V&: 단위 N&n9.8 N = 1.0 Kgf)
(주의 δ : 벨트의 휨량(mm)은pt / 50 으로 할 것.)
P : 사용 Motor 용량 (Kw) V : 벨트 속도 (m/s) , V = Belt Pitch x N x rpm
N : 최소 풀리 이수 (개), rpm : 최소 풀리 회전수 (rpm)

2.1.4 4. 초기 장력(To) 및 정수(Y) 값. (S type)

G Type (MXL Type은 벨트 폭과 호칭 폭이 같음)

3. V 벨트의 긴장방법.

V 벨트 전동에 필요한 초기 장력
Ti = 0.9 [ 37.5 · { (2.5 - Kφ) / Kφ } · Pd / NV + (w · V²) / g]
Kφ = 접촉각도에 의한 보정계수
V = V 벨트의 속도 (m/s)
Pd = 설계마력(PS) w = V 벨트의 단위질량 (kg/m)
N = V 벨트의 개수(개) ,g = 9.8 m/sec² (중력가속도 )

이에 필요한 Td는 새로운 V 벨트를 설치 했을 때, 긴장조정 시 다음 식에 의해 산출한다.

δ = 0.016 t

여러 개 겹칠 때= ( 1.5 Ti + Y) / 16, 한 개 겹칠 때= { 1.5 Ti + ( t ) · Y } / 16

누르는 하중은 긴장 조정한 뒤에 V 벨트의 신장을 고려해서 다음 식에 의한다.
여러 개 겹칠 때 Td = ( 1.3 Ti + Y) / 16, 한 개 겹칠 때 Td = { 1.3 Ti + ( t / L ) · Y } / 16

표. 벨트의 적정 장력 및 정축하중

4. V 벨트의 긴장방법.

V 벨트 전동에 필요한 초기 장력
Ti = 0.9 [ 37.5 · { (2.5 - Kφ) / Kφ } · Pd / NV + (w · V²) / g]
Kφ = 접촉각도에 의한 보정계수 , V = V 벨트의 속도 (m/s)
Pd = 설계마력(PS) , w = V 벨트의 단위질량 (kg/m)
N = V 벨트의 개수(개) , g = 9.8 m/sec² (중력가속도 )

이에 필요한 Td는 새로운 V 벨트를 설치 했을 때, 긴장조정 시 다음 식에 의해 산출한다.
δ = 0.016 t

여러 개 겹칠 때= ( 1.5 Ti + Y) / 16, 한 개 겹칠 때= { 1.5 Ti + ( t ) · Y } / 16

누르는 하중은 긴장 조정한 뒤에 V 벨트의 신장을 고려해서 다음 식에 의한다.

여러 개 겹칠 때= ( 1.3 Ti + Y) / 16, 한 개 겹칠 때= { 1.3 Ti + ( t ) · Y } / 16

5.축 하중

5.1 세폭 V벨트의 축하중

5.1.1 정축하중
Fs = 1.5 + {2 · N · Ti · sin (φ / 2.0)}
V 벨트의 신장여유를 고려해서 V 벨트를 설치 했을 때의 베어링 부의 강도계산에는
이 값 이상의 값을 사용해야 한다.

5.1.2 동축하중
Fd = (75 · Pd / V) · { (2.5 - Kφ) / Kφ} · sin (φ / 2.0)
Fs = 정축하중 (kg) , Fd = 동축하중 (kg)
Ti = 앞의 식에서 구한 초기장력 (kg),   φ = 작은 V 벨트 풀리에서의 접촉각도 (도)
Kφ = 접촉각도에 의한 보정계수(PS)
V = V 벨트의 속도 (m/s)

5.2 V 벨트의 축하중

5.2.1 정축하중
Fs = 1.5 + {2 · N · Ti · sin (φ / 2.0)}
V 벨트의 신장여유를 고려해서 V 벨트를 설치 했을 때의 베어링 부의 강도계산에는
이 값 이상의 값을 사용해야 한다.

5.2.2 동축하중
Fd = (75 · Pd / V) · { (2.5 - Kφ) / Kφ} · sin (φ / 2.0)
Fs = 정축하중 (kg) ,Fd = 동축하중 (kg)
Ti = 앞의 식에서 구한 초기장력 (kg),   φ = 작은 V 벨트 풀리에서의 접촉각도 (도)
Kφ = 접촉각도에 의한 보정계수 , Pd=설계마력(PS)
V = V 벨트의 속도 (m/s)