علت پاره شدن تسمه نقاله
در بسیاری از خطوط تولید صنعتی، پارگی ناگهانی در مسیر انتقال می‌تواند نه‌تنها منجر به توقف عملیات، بلکه باعث آسیب به تجهیزات و افزایش هزینه‌های نگهداری شود. یکی از چالش‌های پنهان اما پراهمیت در این مسیر، پاره شدن تسمه نقاله در حین کار است؛ مشکلی که اغلب نادیده گرفته می‌شود تا زمانی که اتفاق بیفتد. این پدیده معمولاً حاصل بی‌توجهی به جزئیاتی است که به‌مرور زمان، فشار مضاعفی را بر سیستم انتقال وارد می‌کنند.
در این مقاله با نگاهی دقیق و فنی، ۵ علت رایج برای پارگی تسمه نقاله‌‌های صنعتی را بررسی می‌کنیم و در ادامه، راه‌حل‌هایی مهندسی و کاربردی برای پیشگیری از تکرار این مشکل در واحدهای تولیدی ارائه خواهیم داد.
آنچه در این مطلب می‌خوانید :
انواع پارگی در تسمه‌های صنعتی انتقال
پیش از آنکه به دلایل فنی پاره شدن تسمه نقاله بپردازیم، ضروری است با انواع حالت‌های پارگی آشنا شویم. نوع پارگی نه‌تنها سرنخی از منشأ آسیب به ما می‌دهد، بلکه در انتخاب روش ترمیم یا تعویض نیز نقش کلیدی دارد. در اینجا چهار الگوی متداول از شکست مکانیکی را بررسی می‌کنیم.
۱. پارگی طولی تسمه
این نوع آسیب معمولاً در راستای حرکت نوار ایجاد می‌شود و اغلب ناشی از ورود اجسام نوک‌تیز یا تیزگوشه به زیر سطح تسمه در حین انتقال است. پارگی‌های طولی در تسمه‌های چندلایه با مغزی EP یا NN معمولاً از ناحیه لایه‌برداری آغاز می‌شوند و در صورت ادامه کار، به جدایی کامل لایه‌ها منجر خواهند شد. در اغلب موارد، این الگو با لرزش‌های غیرعادی و افزایش صدای نوار همراه است.
۲. پارگی عرضی یا نقطه‌ای
اگر فشار بیش‌ازحد یا ضربه‌ای ناگهانی در یک نقطه متمرکز وارد شود، تسمه به‌صورت عرضی یا در قالب شکست نقطه‌ای از بین می‌رود. این حالت بیشتر در محل‌های تغذیه نامناسب یا در مسیرهایی با زاویه سقوط زیاد دیده می‌شود. در صورت تکرار چنین تنش‌هایی، امکان پارگی کامل سطح نوار وجود دارد. تسمه‌هایی که ضخامت پوشش لاستیکی کمی دارند یا دارای پارگی قبلی هستند، بیشتر در معرض این نوع شکست‌اند.
۳. پارگی در محل اسپلایس (Splice)
محل اتصال یا اسپلایس، یکی از حساس‌ترین نواحی تسمه است. اگر آپارات تسمه به‌درستی انجام نشده باشد، یا از چسب‌های غیرمناسب استفاده شده باشد، نقطه اتصال به‌مرور دچار سایش، لایه‌لایه شدن و در نهایت پارگی خواهد شد. به‌ویژه در نوارهایی که در معرض کشش پیوسته یا دمای بالا هستند، عدم کنترل شرایط اسپلیس می‌تواند کل سیستم را متوقف کند.
۴. پارگی ناشی از برخورد اجسام سخت یا مواد زائد
در واحدهایی که سیستم‌های پاک‌سازی (اسکریپر، شوت، گارد حفاظتی) به‌درستی نصب نشده‌اند، ورود اجسام فلزی، سنگ‌ریزه یا حتی پیچ و مهره رهاشده می‌تواند منجر به بریدگی و پارگی شود. این نوع آسیب ممکن است به‌صورت آنی رخ دهد و تسمه را از وسط یا لبه شکاف دهد. نکته مهم اینکه، حتی اجسام کوچک می‌توانند در اثر سرعت بالا، ضربه‌ای معادل چند صد نیوتن وارد کنند.
5 علت اصلی پاره شدن تسمه نقاله
در ظاهر، پارگی تسمه یک رخداد ناگهانی و پیش‌بینی‌نشده به نظر می‌رسد؛ اما در اغلب موارد، این آسیب نتیجه زنجیره‌ای از خطاهای طراحی، نصب، یا نگهداری ناصحیح است که به‌مرور زمان روی هم انباشته می‌شوند. برای کنترل این مشکل، نخست باید ریشه‌های آن را در سطح سیستماتیک بررسی کنیم. در این بخش به پنج دلیل رایج و کلیدی در پارگی تسمه‌های صنعتی می‌پردازیم؛ دلایلی که اگر به‌موقع شناسایی و مهندسی شوند، می‌توانند عمر مفید سیستم انتقال را تا چند برابر افزایش دهند. برای هر مورد، علاوه‌بر تحلیل فنی، راهکار مشخصی نیز ارائه می‌شود که قابل اجرا در واحدهای صنعتی است.
۱. کشش بیش از حد یا تنظیم نادرست تنش تسمه
یکی از شایع‌ترین دلایل پاره شدن تسمه نقاله، اعمال نیروی کششی بیش از حد در مراحل نصب یا بهره‌برداری است. در بسیاری از واحدهای صنعتی، تنش اولیه تسمه به‌درستی محاسبه نمی‌شود یا در طول زمان بدون تنظیم مجدد باقی می‌ماند. این وضعیت، به‌ویژه در مسیرهای طولانی یا با تغییرات دمایی بالا، منجر به تنش‌های غیرمتعادل در طول و عرض نوار می‌شود.
کشش اضافی باعث تمرکز تنش در نقاط ضعف، به‌ویژه لبه‌ها یا محل‌های اتصال می‌شود و در نهایت زمینه‌ساز پارگی تدریجی یا ناگهانی تسمه در حین عملیات خواهد بود. این مشکل معمولاً با علائمی مثل صدای غیرعادی، انحراف از مسیر یا کشیدگی بیش‌ازحد قابل شناسایی است.
✅ راهکار مهندسی:
برای جلوگیری از آسیب ناشی از کشش نادرست، باید از سیستم‌های کشش دقیق، اعم از اتوماتیک (مانند رول‌های وزنه‌ای یا پنوماتیکی) یا دستی با پیچ تنظیم استفاده شود. ابزارهایی نظیر تنسومتر مکانیکی یا دیجیتال نیز کمک می‌کنند تا تنش واردشده به تسمه در محدوده استاندارد طراحی باقی بماند. بررسی دوره‌ای کشش نیز بخشی ضروری از برنامه نگهداری پیشگیرانه خواهد بود.
۲. سایش شدید به‌علت طراحی غلط رولیک‌ها یا انحراف تسمه
در بسیاری از موارد، پاره شدن تسمه نقاله نه از پارگی ناگهانی، بلکه از سایش پیوسته و تدریجی ناشی می‌شود که در اثر خطا در طراحی مسیر حرکت تسمه اتفاق می‌افتد. اگر چینش رولیک‌ها از لحاظ زاویه، ارتفاع یا فشار تماس با نوار به‌درستی انجام نشود، نیروهای غیرمتقارن روی سطح تسمه ایجاد می‌شود و این عدم تعادل، نوار را به سمت یک‌طرف هدایت می‌کند.
انحراف تسمه از مسیر مرکزی، باعث تماس مداوم لبه آن با شاسی، پایه رولیک یا دیواره سیستم می‌شود. این سایش نقطه‌ای که گاهی حتی در بازرسی چشمی هم نادیده گرفته می‌شود، یکی از دلایل خاموش اما جدی برای پارگی در نوارهای لاستیکی، پارچه‌ای و حتی سیمی است.
✅ راهکار مهندسی:
برای جلوگیری از این آسیب، نخست باید چینش رولیک‌ها با استانداردهای طراحی هم‌راستا شود و زاویه قرارگیری آن‌ها با بارگذاری واقعی تست گردد. همچنین، استفاده از گاید مرکزی یا نوارهای هدایت‌کننده باعث می‌شود که تسمه همواره در محور تعریف‌شده باقی بماند. توصیه می‌شود در مسیرهایی با بارگذاری متغیر، از رولیک‌های تنظیم‌پذیر یا خودمرکزشونده نیز استفاده شود تا سیستم به‌صورت خودکار انحراف‌ها را اصلاح کند.
۳. نفوذ مواد زائد یا اجسام خارجی به داخل مسیر تسمه
یکی از دلایل پنهان اما مخرب در پاره شدن تسمه نقاله، ورود تدریجی مواد زائد یا اجسام سخت به زیر یا روی مسیر انتقال است. در محیط‌های صنعتی مانند معادن، خطوط شست‌وشو یا کوره‌های ذوب، ذراتی مانند سنگ‌ریزه، گل خشک‌شده، خرده فلزات یا پیچ و مهره‌های رهاشده می‌توانند به‌سادگی در سیستم باقی بمانند و وارد ناحیه تماس نوار با رولیک یا درام شوند.
این آلودگی‌ها در صورت تکرار و عدم تخلیه، موجب ایجاد خراش، فرورفتگی یا پارگی نقطه‌ای در سطح نوار انتقال می‌شوند. به‌ویژه در نوارهایی با پوشش لاستیکی نرم‌تر یا در خطوطی با شیب زیاد، اثر تخریبی این ذرات چندبرابر می‌شود. گاهی تسمه دچار پارگی‌های ریز پیوسته می‌شود که به‌مرور به شکست کامل می‌انجامند.
✅ راهکار مهندسی:
برای کنترل این عامل، استفاده از تمیزکننده‌های مکانیکی یا پنوماتیکی (اسکریپر) در محل خروجی مواد توصیه می‌شود. این اسکریپرها باید متناسب با عرض، نوع ماده و سرعت نوار انتخاب و تنظیم شوند. همچنین، نصب شوت‌های کنترل با طراحی جریان مواد باعث کاهش ریخت‌وپاش و جلوگیری از ورود ذرات ناخواسته به زیر نوار می‌شود. پایش منظم این سیستم‌ها بخشی جدایی‌ناپذیر از تعمیرات پیشگیرانه خواهد بود.
۴. استفاده از تسمه نامرغوب یا ناسازگار با محیط عملیاتی
در بسیاری از واحدهای صنعتی، استفاده از تسمه‌هایی با قیمت پایین و کیفیت نامشخص، به امید صرفه‌جویی در هزینه اولیه، یکی از اشتباهات رایج و پرهزینه است. متریال‌های ضعیف، مغزی‌های پارچه‌ای بی‌کیفیت یا روکش‌هایی که با شرایط محیطی (دما، رطوبت، مواد شیمیایی یا بار دینامیک) تطابق ندارند، مستعد پاره شدن تسمه نقاله در کوتاه‌مدت هستند.
تسمه‌هایی که در محیط‌های گرم یا خورنده به‌کار می‌روند، اگر فاقد مقاومت حرارتی، شیمیایی یا مکانیکی کافی باشند، دچار سختی بیش‌ازحد، ترک‌خوردگی سطحی یا لایه‌لایه شدن می‌شوند. از سوی دیگر، انتخاب نادرست نوع مغزی (مثلاً EP به‌جای NN یا برعکس) نیز می‌تواند مقاومت در برابر کشش یا خمش را کاهش دهد.
✅ راهکار مهندسی:
انتخاب تسمه باید بر اساس تحلیل دقیق نوع ماده منتقل‌شونده، سرعت خط، شرایط محیطی و تنش کاری انجام شود. استفاده از تسمه‌های دارای مغزی بافته‌شده از الیاف پلی‌استر-نایلون (EP)، نایلون-نایلون (NN) یا تسمه‌های سیمی (Steel Cord) در محیط‌های خاص می‌تواند عمر مفید را چند برابر کند. همچنین، توجه به ضخامت مناسب روکش، نوع لاستیک پوششی (NR، SBR، NBR) و گواهی استانداردهای کیفی از جمله عوامل حیاتی در جلوگیری از پارگی زودهنگام است.
۵. اسپلایس ضعیف یا اشتباه در فرآیند آپارات تسمه
یکی از مهم‌ترین عوامل ساختاری در پاره شدن تسمه نقاله، اجرای نادرست اتصال یا همان اسپلایس است. اسپلایس، نقطه‌ای حیاتی در هر سیستم انتقال است که اگر با مواد نامناسب یا به روش غیرمهندسی انجام شود، به‌مرور زمان دچار ضعف مکانیکی و شکست می‌شود. این بخش در برابر تنش‌های کششی، ضربه‌های دوره‌ای و انحنای مداوم بیش از هر قسمت دیگری تحت فشار قرار دارد.
عدم استفاده از چسب‌های با کیفیت، اجرای سطحی یا اتصال نامتقارن، معمولاً باعث بروز پارگی تسمه در محل آپارات می‌شود. این موضوع به‌ویژه در نوارهایی با طول زیاد یا در خطوطی که با نوسانات بارگذاری مواجه‌اند، بسیار شایع است. در بسیاری از گزارش‌های خرابی، اسپلایس‌های غیراستاندارد منشأ اصلی پارگی و توقف ناگهانی خط بوده‌اند.
✅ راهکار مهندسی:
برای پیشگیری از چنین آسیبی، انتخاب روش اسپلایس باید متناسب با نوع تسمه و شرایط کاری باشد. در تسمه‌های با روکش لاستیکی، معمولاً روش گرمایی (وی‌ولکانیزه) بهترین گزینه است، اما در محیط‌هایی با محدودیت زمان یا دمای بالا، از روش‌های سرد نیز می‌توان استفاده کرد؛ مشروط به اینکه از چسب‌های صنعتی با مقاومت کششی بالا استفاده شود. همچنین، اجرای تخصصی با تجهیزات مناسب و نظارت دقیق بر آماده‌سازی سطوح، بخش حیاتی فرآیند آپارات است که نباید به پیمانکاران بی‌تجربه سپرده شود.
چگونه از پارگی تسمه نقاله پیشگیری کنیم؟
هرچند پاره شدن تسمه نقاله می‌تواند ناگهانی به نظر برسد، اما در اغلب موارد قابل پیش‌بینی و قابل پیشگیری است؛ مشروط بر اینکه سیستم نگهداری با رویکردی مهندسی و منظم پیاده‌سازی شود. سازمان‌هایی که از مدل‌های نگهداری پیشگیرانه (PM) بهره می‌برند، نه‌تنها عمر نوار انتقال خود را افزایش می‌دهند، بلکه از توقف‌های ناگهانی و خسارت‌های بزرگ جلوگیری می‌کنند. در این بخش، به سه اقدام کلیدی می‌پردازیم که در کنار هم، احتمال پارگی تسمه را به حداقل می‌رسانند.
۱. پیاده‌سازی برنامه نگهداری پیشگیرانه (PM)
برنامه‌های PM با هدف شناسایی و رفع مشکلات پیش از وقوع خرابی طراحی می‌شوند. در مورد سیستم‌های انتقال، این برنامه‌ها باید شامل بازدید دوره‌ای از وضعیت کشش، تراز بودن مسیر، سلامت رولیک‌ها و سطح تسمه باشند. تهیه جدول زمانی منظم برای این بازدیدها و مستندسازی آن‌ها، شناسایی زودهنگام عوامل منجر به پاره شدن تسمه نقاله را ممکن می‌سازد.
۲. استفاده از چک‌لیست‌های مهندسی برای پایش دوره‌ای
یکی از ابزارهای مؤثر در پایش وضعیت نوار انتقال، چک‌لیست‌های استاندارد فنی است که به اپراتور یا تکنسین کمک می‌کند بدون خطای ذهنی، تمام نقاط بحرانی را بررسی کند. این چک‌لیست‌ها باید شامل مواردی نظیر وضعیت اتصال اسپلایس، علائم ساییدگی، صدای غیرعادی، تنظیم کشش و آلودگی‌های سطحی باشند. ثبت نتایج در دفاتر PM امکان تحلیل بلندمدت و تصمیم‌گیری بر مبنای داده را فراهم می‌کند.
۳. آموزش کاربردی به اپراتورها و تکنسین‌ها
هیچ برنامه‌ای بدون نیروی انسانی آگاه موفق نخواهد بود. اپراتورها باید علائم اولیه پارگی تسمه را بشناسند و در زمان مناسب واکنش نشان دهند. همچنین، آشنایی با اصول نگهداری، نحوه تنظیم کشش، پاک‌سازی مسیر، و تشخیص صداها یا لرزش‌های غیرمعمول می‌تواند نقش حیاتی در جلوگیری از پارگی یا ازکارافتادگی کل سیستم ایفا کند. سرمایه‌گذاری روی آموزش نیروی انسانی، بازدهی بالایی در کاهش خرابی تسمه‌ها خواهد داشت.
چه زمانی تسمه نقاله نیاز به تعویض دارد؟
همه‌ی پارگی‌ها الزاماً به معنای پایان عمر مفید نوار نیستند؛ اما گاهی شدت یا گستره‌ی آسیب به‌حدی می‌رسد که ترمیم‌های موضعی دیگر پاسخ‌گو نیستند. شناخت دقیق زمان تعویض تسمه نقاله، چه از نظر مکانیکی و چه اقتصادی، یک تصمیم کلیدی در مدیریت نگهداری تجهیزات محسوب می‌شود. در این بخش، سه معیار کاربردی برای تشخیص پایان عمر مفید تسمه را بررسی می‌کنیم.
۱. بررسی درصد پارگی یا ترک‌های سطحی و داخلی
وقتی میزان پارگی تسمه از یک آستانه مشخص عبور کند؛ چه به‌صورت ترک‌های سطحی متعدد و چه بریدگی‌های عمیق در لایه‌های داخلی، ریسک شکست ناگهانی به‌شدت افزایش می‌یابد. بررسی درصد آسیب‌دیدگی نسبت به طول کل نوار، یکی از شاخص‌های اصلی برای تصمیم به تعویض است. به‌طور معمول، اگر بیش از ۲۰٪ از طول تسمه دچار ترک، شکست یا لایه‌لایه‌شدگی شده باشد، ترمیم اقتصادی نیست.
۲. تست خستگی و ارزیابی دوام تسمه
تسمه‌هایی که به‌صورت پیوسته تحت کشش یا خمش قرار دارند، به‌مرور دچار خستگی مکانیکی می‌شوند. این خستگی اغلب با کاهش الاستیسیته، افت عملکرد در نقاط اتصال، یا شکست ناگهانی در وسط مسیر همراه است. اجرای تست‌های استاندارد خستگی (مثل تست خمش تکرارشونده یا کشش چرخه‌ای) در بازه‌های زمانی مشخص، وضعیت واقعی تسمه را از نظر دوام فنی مشخص می‌کند. در بسیاری از موارد، قبل از پاره شدن تسمه نقاله، این تست‌ها هشدار لازم را ارائه می‌دهند.
۳. معیارهای فرسودگی واقعی و اقتصادی
تعویض تسمه همیشه فقط به دلیل آسیب نیست؛ گاهی هزینه‌های تکرارشونده‌ی نگهداری، افت راندمان یا افزایش مصرف انرژی به‌علت کشش‌های غیرمتعادل، تعویض کامل را توجیه‌پذیر می‌کند. این نوع فرسودگی اقتصادی در تسمه‌هایی با عمر بیش از ۵ سال یا بیش از ۲۰ هزار ساعت کارکرد بیشتر دیده می‌شود. تحلیل داده‌های تعمیرات گذشته، هزینه توقف خط و نرخ خرابی، در تصمیم‌گیری نهایی نقش تعیین‌کننده دارد.
اشتباهات رایج اپراتورها و تکنسین‌ها
در بسیاری از گزارش‌های صنعتی، عامل اصلی پاره شدن تسمه نقاله نه طراحی نادرست یا فرسودگی طبیعی، بلکه اشتباهات انسانی در زمان بهره‌برداری یا تعمیرات بوده است. تکنسین‌ها و اپراتورها، به‌عنوان نزدیک‌ترین افراد به تجهیزات، نقش مستقیم در افزایش یا کاهش عمر مفید نوار انتقال دارند. در این بخش، به سه خطای رایج اشاره می‌کنیم که هرکدام به‌تنهایی می‌تواند زمینه‌ساز پارگی تسمه در کوتاه‌ترین زمان ممکن شود.
۱. نگهداری بدون مستندات فنی
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در واحدهای فاقد سیستم نگهداری مدون، انجام فعالیت‌های سرویس و تنظیم به‌صورت شفاهی یا تجربی است. عدم ثبت تنش اعمال‌شده، تاریخچه‌ی آپارات، یا بازدید از رولیک‌ها موجب می‌شود که در صورت بروز مشکل، امکان ردیابی علت پاره شدن تسمه نقاله وجود نداشته باشد. همچنین، نگهداری تجربی نمی‌تواند با دقت کافی روند فرسودگی را کنترل کند.
۲. تعویض نادرست تسمه یا اجرای ناهماهنگ با مشخصات فنی
در بسیاری از خطوط، هنگام تعویض نوار، از تسمه‌ای با مشخصات نامتناسب با سیستم قبلی استفاده می‌شود. گاهی مغزی، ضخامت یا نوع روکش تغییر می‌کند؛ اما تنظیمات کشش، زاویه رولیک‌ها یا سرعت خط به همان حالت قبلی باقی می‌ماند. این عدم تطابق باعث ایجاد فشارهای غیرمتقارن، لرزش یا انحراف تسمه شده و در نهایت، پارگی تسمه در نقاط اتصال یا لبه‌ها را در پی دارد.
۳. رهاسازی تنش پس از توقف دستگاه
برخی اپراتورها پس از توقف طولانی‌مدت دستگاه (مثلاً در تعطیلات یا تعمیرات اساسی) بدون تنظیم مجدد کشش، نوار را به حال خود رها می‌کنند. این کار باعث می‌شود تسمه در طول مدت خاموشی دچار تغییر شکل دائمی، چروک یا شل‌شدگی موضعی شود. راه‌اندازی مجدد سیستم بدون اصلاح تنش، احتمال پاره شدن تسمه نقاله در لحظات ابتدایی روشن شدن دستگاه را به‌شدت افزایش می‌دهد.
نتیجه گیری
در تحلیل نهایی، می‌توان گفت پاره شدن تسمه نقاله نه یک رخداد ناگهانی، بلکه نتیجه مجموعه‌ای از تصمیمات نادرست یا ناآگاهی از رفتار مکانیکی نوار در شرایط واقعی است. با رعایت اصول نگهداری پیشگیرانه، طراحی دقیق، استفاده از متریال استاندارد و آموزش مداوم نیروها، می‌توان درصد بالایی از پارگی تسمه‌ها را به‌سادگی پیشگیری کرد. استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری، بازبینی‌های دوره‌ای و ثبت مستندات فنی، نقش اساسی در کاهش هزینه‌های توقف و افزایش پایداری سیستم انتقال دارد.
در جدول زیر، جمع‌بندی پنج دلیل اصلی خرابی به‌همراه پیامد و راهکار مهندسی هر مورد آورده شده است.
دلایل رایج پاره شدن تسمه نقاله و راهکارهای مهندسی پیشنهادی
| دلیل | پیامد فنی | راهکار مهندسی |
|---|---|---|
| کشش بیش از حد یا تنظیم نادرست تنش | افزایش تنش موضعی، شکست لبه‌ها | تنظیم با تنسومتر؛ استفاده از سیستم کشش اتوماتیک یا دستی دقیق |
| طراحی غلط رولیک یا انحراف تسمه | سایش لبه و پارگی تدریجی | کالیبراسیون دقیق رولیک‌ها؛ نصب گاید مرکزی |
| نفوذ اجسام خارجی یا مواد زائد | بریدگی، خراش، پارگی نقطه‌ای | نصب اسکریپر؛ طراحی شوت کنترل مواد |
| استفاده از تسمه نامرغوب یا ناسازگار | ترک‌خوردگی، سختی سطح، پارگی لایه‌ای | انتخاب تسمه با مغزی و روکش متناسب با محیط |
| اسپلایس ضعیف یا اجرای غیراستاندارد | پارگی در محل اتصال، توقف سیستم | آپارات تخصصی؛ چسب باکیفیت؛ روش اتصال مناسب |
اشتراک گذاری
