Dây đai thời gian là gì?

Dây đai thời gian, còn được gọi là đai cam hoặc xích cam (mặc dù về mặt kỹ thuật, xích cam là một loại hệ thống khác), là những thiết bị thường được lắp vào cơ cấu quay của hệ thống truyền lực.

Chúng thường đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc vận hành trơn tru của động cơ đốt trong, nơi chúng kết nối trục khuỷu với trục cam để duy trì sự liên kết chính xác (thời gian) giữa hai bộ phận chính này khi chúng quay khác nhau nhưng nhất quán, có quan hệ tốc độ với nhau.

Trong hầu hết tất cả các động cơ được sản xuất trước hơn 20 năm trở lại đây, dây đai định thời sẽ được sản xuất thống nhất từ dây đai dày bằng cao su dẻo dai, đàn hồi. Cho đến ngày nay, vật liệu cao su cứng vẫn là một giải pháp chức năng lý tưởng cho mục đích duy trì lực căng giữa các bộ phận chuyển động quan trọng trong thời gian ngắn đến trung hạn.

Tuy nhiên, trong thời gian dài hơn, các hợp chất cao su dễ bị phân hủy do tiếp xúc thường xuyên với nhiệt độ quá cao từ động cơ và tiếp xúc với các chất ăn mòn như dầu động cơ. Kết quả của việc tiếp xúc kéo dài này thường là mất đi độ căng tối ưu, từ đó tác động tiêu cực đến thời gian đóng và mở chính xác của các van động cơ. Điều này cho thấy sự cần thiết phải thay thế dây đai để khôi phục hiệu suất động cơ đang bị suy giảm trở lại mức cao nhất trước đó.

Các loại dây đai thời gian

Lưu ý rằng xích cam là một xích được liên kết vật lý, rất giống xích xe đạp - trái ngược với vòng lặp bằng vật liệu cao su thường thấy trong thiết lập dây đai tiêu chuẩn. Có những ưu và nhược điểm đối với mỗi cấu hình.

Tất nhiên, lợi ích chính của xích cam là cấu trúc kim loại làm cho nó bền hơn nhiều và ít phải thay thế định kỳ hơn nhiều so với dây đai. Hạn chế của xích cam là chúng cần được bôi trơn liên tục để hoạt động bình thường, chúng hoạt động kêu to hơn nhiều so với dây đai cao su hoặc dây đai loại vải và chúng có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng và lan rộng hơn rất nhiều trong những trường hợp hiếm hoi mà chúng bị hỏng nghiêm trọng.

Hơn nữa, bộ căng trên xích định thời được điều khiển bởi áp suất dầu của động cơ, có nghĩa là việc duy trì bộ căng này ở mức thanh chính xác vào mọi thời điểm càng trở nên quan trọng hơn. Ngược lại, áp suất máy bơm nước thường là yếu tố quyết định hoạt động bình thường của bộ căng đai cam, đó là lý do tại sao bạn thường nhận được khuyến nghị thay thế máy bơm nước của mình cùng lúc với việc lắp đai cam mới.

Xích cam và đai định thời cung cấp một loạt các chức năng liên quan trong nhiều loại hệ thống truyền lực khác ngoài động cơ đốt trong. Các ví dụ phổ biến được thấy trong quy trình sản xuất và công nghiệp hàng ngày bao gồm băng tải và đai định vị tuyến tính.

Các cấu hình khác nhau của dây đai định thời được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm và quy trình. Chúng có thể bao gồm:

Máy móc văn phòng
Thiết bị xử lý dữ liệu điện tử (EDP)
Máy dệt
Máy chế biến gỗ
Công cụ máy móc
Máy nén
Máy in
Bơm bánh răng thủy lực
Máy móc xây dựng

2GT MXL Dây Đai Rộng 6mm Bước 2mm

Sử dụng dây đai thời gian

Chúng ta biết rằng dây đai là một thành phần quan trọng trong động cơ đốt trong, nhưng chính xác thì dây đai có tác dụng gì và làm thế nào để các loại dây đai khác nhau đóng vai trò quan trọng tương tự trong nhiều hệ thống và cơ chế khác?

Các dây đai thời gian thường có chu vi tương ứng với các 'răng' cao su nhô ra, trong động cơ những chiếc răng này cho phép vòng quay của dây đai kéo theo trục cam qua trục khuỷu và các bộ phận khác nhau xoay theo một tỷ lệ tốc độ phù hợp. Cùng nhau, các thành phần này chịu trách nhiệm mở và đóng các van nạp và xả trong động cơ.

Khi dây đai hoạt động tốt và hoạt động chính xác, việc mở và đóng các van này được duy trì ở nhịp điệu tối ưu để phù hợp với chuyển động lên xuống của pít-tông trong xi-lanh của động cơ, cho phép toàn bộ hoạt động trơn tru và hiệu quả. bộ máy khi động cơ quay vòng qua từng 'hành trình' khác nhau của nó (thường là nạp, nén, công suất và xả).

Bởi vì dây đai thời gian vòng quanh một loạt ròng rọc để kết nối tất cả các bộ phận động cơ có liên quan theo trình tự, nên chúng có xu hướng dựa vào một số bộ căng được gắn vào để giữ lực căng lý tưởng trên dây đai dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Những thứ này thường sẽ cần được thay thế cùng với dây đai mới, vì chúng hầu như luôn có cùng độ tuổi với dây đai chính và nhìn chung sẽ có tuổi thọ dự kiến tương tự.

Dây đai thời gian cao su

Dây đai cao su là tiêu chuẩn truyền thống, được sử dụng rộng rãi trong nhiều môi trường và ứng dụng. Hầu hết các dây đai của động cơ đốt trong, chẳng hạn như dây đai được sử dụng trên phần lớn ô tô (và chắc chắn là bất kỳ loại nào được sản xuất cách đây hơn một thập kỷ) sẽ sử dụng dây đai làm từ cao su.

Nó vẫn là một giải pháp rất phổ biến ngày nay, mặc dù các biến thể hiện đại hơn có xu hướng bao gồm nhiều loại hợp chất cao su chịu nhiệt độ để có tuổi thọ và khả năng chống biến dạng tốt hơn. Các tính năng khác mà bạn có thể bắt gặp ở dây đai định thời cao su hiệu suất cao hơn có thể bao gồm các hợp chất có độ bền cao để bảo vệ răng khỏi bị mài mòn và các sợi gia cố để cải thiện độ bền kéo và lực kéo.

220XL Dây Đai 110 Răng Bước 5.08 Rộng 10mm

Dây đai thời gian Polyurethane

Đai định thời polyurethane cung cấp giải pháp lâu dài và tiết kiệm năng lượng cao cho nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực và ngành công nghiệp như một phương tiện truyền tải điện năng. Chúng có độ đàn hồi cao hơn cao su và được đánh giá ở các cài đặt nhiệt độ và khả năng chống xăng dầu khác nhau.

Đai định thời làm từ polyurethane cũng có xu hướng chịu tải cao, cùng với độ bền kéo cao. Chúng có khả năng chống dầu, hóa chất và mài mòn, đồng thời dễ lau chùi và bảo trì, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều loại hệ thống truyền lực và băng tải con lăn, chẳng hạn như băng tải trục đường.

Dây đai thời gian vải

Đai định thời bằng vải có xu hướng được ưu tiên sử dụng cho các ứng dụng và cài đặt hiệu suất cao, nơi cần áp dụng các bộ truyền động có lực gia tốc rất cao, cũng như để truyền mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp.

Đai định giờ làm từ vải thường kết hợp nhiều vật liệu khác nhau, được sử dụng trong một số kết hợp nhất định, có thể mang lại độ bền kéo vượt trội và khả năng chống rách cao để ứng dụng trong các môi trường khắc nghiệt hơn. Các hợp chất vải có hệ số ma sát đặc biệt thấp và khả năng chịu nhiệt độ rất cao/thấp ngày càng phổ biến trên thị trường ngày nay.

Kích thước vành đai thời gian

Do các đai định thời có vai trò đặc biệt trong việc đồng bộ hóa tốc độ quay của hai trục có kích thước khác nhau, nên có rất nhiều yếu tố cần được xem xét khi đánh giá kích thước đai chính xác cho ứng dụng và hệ thống mà bạn cần nó để phù hợp.

Các yếu tố chính cần tính đến bao gồm chiều rộng, vật liệu và số răng của đai cam hoặc 'bước răng', xếp hạng bước răng của dây đai thông thường bao gồm 3 mm, 5 mm và 8 mm, nhưng lựa chọn chính xác sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào các chi tiết cụ thể của hệ thống hoặc dự án của bạn, cũng như các yêu cầu truyền lực tổng thể và các tốc độ trục khác nhau trong cơ chế mà nó được lắp vào.

Cả môi trường mà dây đai được lắp để hoạt động và sự phù hợp tiếp theo của các lựa chọn vật liệu cũng sẽ có tác động sâu sắc đến kích thước và cấu hình chính xác của đai cam tốt nhất cho nhu cầu của bạn.

Dây Đai 140 Răng Bước 2.0 Rộng 6mm

Ứng dụng dây đai thời gian

Băng tải: Đai định thời trên các hệ thống băng tải cũng thường có răng hoặc có gờ, và khi được sử dụng kết hợp với puli băng chuyền có răng sẽ cho phép kiểm soát chuyển động của đai và lực kéo chính xác và nhạy bén. Đối với một loạt các ngành công nghiệp bao gồm đóng gói, sản xuất ô tô, phân phối và nhiều ngành khác bên cạnh đó, khả năng điều động và định vị chính xác các sản phẩm và bộ phận là chìa khóa để vận hành trơn tru toàn bộ hoạt động.

Đai truyền lực: Tất cả các đai thời gian về cơ bản là đai truyền lực, trong chừng mực chúng truyền năng lượng thông qua chuyển động quay của một hoặc nhiều bộ phận từ bộ phận này sang bộ phận khác của máy. Đai truyền lực chuyên dụng có thể được sản xuất ở mức hiệu suất rất cao để lắp đặt trong nhiều ứng dụng đặc biệt đòi hỏi khắt khe, chẳng hạn như chế biến công nghiệp luôn hoạt động và máy móc nông nghiệp hạng nặng.

Đai định vị tuyến tính: Đai định vị tuyến tính được tìm thấy trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao để điều động và định vị các bộ phận hoặc bộ phận. Đai định thời polyurethane thường được ưa chuộng trong loại ứng dụng này vì chúng có xu hướng co giãn tương đối ít so với đai loại cao su tổng hợp. Điều này có nghĩa là ít có khả năng bị trượt hoặc lệch răng, điều này rất quan trọng trong các vai trò truyền tải và định vị tuyến tính, trong đó các dây đai chịu các dạng tải trọng rất khác so với các kiểu tải trọng thông thường được đặt trên các dây đai định thời truyền động và chuyển động quay.

Thông số kỹ thuật

Như đã lưu ý ở trên, có rất nhiều thông số về kích thước, bao gồm chiều rộng, tốc độ quay, cao độ và hơn thế nữa sẽ quy định chung loại dòng sản phẩm nào sẽ cung cấp lựa chọn đai cam tốt nhất hoặc phù hợp nhất cho bất kỳ ứng dụng cụ thể nào. Một yếu tố quan trọng khác luôn quan trọng cần xem xét là biên dạng răng đai định thời.

Các răng của đai định thời có thể được sắp xếp theo nhiều cấu hình khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng dự định và môi trường mà đai sẽ được triển khai. Các loại phổ biến nhất như sau:

Đai hình thang: kiểu sắp xếp răng này có một loạt các đường gờ vuông vắn trên đỉnh. Đây có lẽ là loại đai định thời thường thấy nhất trong nhiều ứng dụng và thường là lựa chọn hàng đầu cho đai định vị tuyến tính và các vai trò vận chuyển chính xác khác. Răng hình thang có hiệu quả cao khi truyền lực, nhưng ở mômen xoắn hoặc tốc độ cao hơn, chúng có thể có xu hướng mài mòn nhanh hơn do sự tập trung lực ứng suất lên răng có hình dạng này tăng lên.
Đai cong: những đặc điểm này có hình dạng răng tròn và mịn hơn, thường có các đường gờ giữa các răng sâu hơn so với thường thấy trên đai hình thang. Đặc điểm thứ hai làm giảm nguy cơ mất lực căng (lăn đai), trong khi hình dạng hơi cong của răng giúp giảm bớt sự tập trung cao hơn của lực ứng suất mà răng hình thang phải chịu khi tốc độ và mô-men xoắn tăng lên. Nhược điểm của cấu hình đai cong là mức độ phản ứng dữ dội lớn hơn một chút, mức độ 'xung chuyển' giữa răng đai và rãnh ròng rọc, thường dẫn đến định vị kém chính xác hơn.
Đai có đường cong được sửa đổi: như bạn có thể mong đợi, đây là một cải tiến hơn nữa của loại đai ở trên nhằm cố gắng mang lại sự dung hòa giữa các điểm mạnh của cả dạng răng cong và hình thang. Độ sâu của răng nông hơn được bù đắp bằng các răng có mặt dốc hơn (góc sườn), nghĩa là nó có thể truyền lực hiệu quả dưới tốc độ và mô-men xoắn cao hơn đáng kể so với hai loại biên dạng còn lại đồng thời tránh nguy cơ kẹt bánh cóc ở mức độ lớn hơn. Điều này làm cho dây đai có đường cong được sửa đổi trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.