شاخص سایش تسمه نقاله

سایش یکی از مهم‌ترین شاخص‌های کیفی در ارزیابی عملکرد پوشش‌های لاستیکی صنعتی محسوب می‌شود. هنگامی‌که از شاخص سایش تسمه نقاله صحبت می‌شود، منظور مقدار ماده‌ای است که بر اثر تماس مداوم با بار، اصطکاک با تجهیزات و تکرار چرخه‌های حرکتی از سطح تسمه جدا می‌شود. این شاخص، نشان‌دهنده‌ی مقاومت پوشش بیرونی تسمه در برابر تخریب فیزیکی ناشی از عوامل ساینده است.

میزان سایش، مستقیماً بر طول عمر کاری و قابلیت اطمینان تسمه تأثیر می‌گذارد. کاهش ضخامت کاور در اثر سایش نه‌تنها منجر به کاهش سطح ایمنی می‌شود، بلکه باعث افزایش احتمال پارگی، اختلال در انتقال بار و نیاز به تعمیرات مکرر خواهد شد. در محیط‌هایی با مواد ساینده مانند صنایع معدنی، سیمان یا فولاد، انتخاب تسمه‌ای با شاخص سایش مناسب یک الزام فنی است، نه صرفاً یک ویژگی اختیاری.

هدف از این مقاله، بررسی دقیق و فنی شاخص سایش تسمه نقاله، معرفی استاندارد DIN 22102 به‌عنوان مرجع بین‌المللی در تست سایش، و تحلیل روش‌های آزمایشگاهی سنجش مقاومت سایشی پوشش تسمه است. در ادامه، ضمن معرفی انواع گریدهای مقاوم در برابر سایش، به عوامل مؤثر بر این شاخص و راهکارهایی برای تحلیل بهتر آن در هنگام انتخاب یا طراحی تسمه پرداخته خواهد شد.

آنچه در این مطلب می‌خوانید :

سایش در تسمه نقاله به چه معناست؟

وقتی صحبت از سایش تسمه نقاله می‌شود، منظور از آن کاهش تدریجی سطح بیرونی تسمه در اثر تماس و اصطکاک مداوم است. این پدیده عمدتاً زمانی رخ می‌دهد که مواد سخت یا دارای لبه‌های تیز روی تسمه حرکت می‌کنند، یا سطح تسمه به‌صورت پیوسته با اجزای فلزی نظیر درام یا رولیک در تماس است.

سایش تسمه نقاله معمولاً در دو شکل دیده می‌شود:

  • سایش سطحی که شامل خراش‌ها و زبری‌هایی است که به‌مرور زمان روی کاور تسمه ظاهر می‌شوند و منجر به کاهش ضخامت لایه‌ی محافظ می‌گردند.
  • سایش حجمی است که محدود به سطح باقی نمی‌ماند و به‌تدریج به لایه‌های زیرین آسیب وارد می‌کند. این نوع سایش بیشتر در شرایط کاری سنگین یا در تماس با مواد ساینده‌ی شدید مشاهده می‌شود.

بسته به علت، سایش به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. در برخی موارد، کاملاً مکانیکی است؛ یعنی ناشی از اصطکاک و فشار مداوم بین تسمه و اجزای خط انتقال. در سایر موارد، منشأ آن شیمیایی است؛ مانند زمانی‌که مواد خورنده یا رطوبت منجر به واکنش با سطح تسمه می‌شوند. در بسیاری از کاربردهای صنعتی، این دو نوع سایش هم‌زمان دیده می‌شوند.

با شروع فرایند سایش تسمه نقاله، ابتدا ضخامت کاور کاهش می‌یابد، سپس مقاومت تسمه افت می‌کند و در ادامه، خطر پارگی تسمه نقاله یا اختلال در عملکرد سیستم افزایش می‌یابد. در صورت بی‌توجهی به این موضوع، هزینه‌های تعمیر و تعویض بالا خواهد رفت و احتمال توقف در فرآیند تولید بیشتر می‌شود.

شاخص سایش تسمه نقاله چیست؟

شاخص سایش تسمه نقاله یکی از مهم‌ترین معیارها برای ارزیابی دوام و مقاومت کاور بیرونی تسمه در برابر فرسایش مکانیکی است. این شاخص مشخص می‌کند که در شرایط استاندارد آزمایشگاهی، چه میزان از سطح تسمه در برابر ساییدگی مقاومت دارد یا در واقع، چه مقدار ماده در معرض از بین رفتن قرار می‌گیرد.

در صنعت، برای تعیین این شاخص از مفهومی به نام Abrasion Index استفاده می‌شود. این عدد نشان‌دهنده‌ی حجم یا وزن ماده‌ای است که طی یک آزمون مشخص از سطح تسمه جدا می‌شود. هرچه این عدد کمتر باشد، مقاومت سایشی تسمه بیشتر است و در نتیجه طول عمر مفید آن در شرایط کاری سخت‌تر خواهد بود.

فرمول استاندارد برای محاسبه شاخص Abrasion به‌صورت زیر تعریف می‌شود:

Abrasion Index = (Δm / N) × K

که در آن:

  • Δm: وزن از دست رفته در طول آزمون (میلی‌گرم)،
  • N: تعداد دورهای سایش (یا زمان تماس)،
  • K: ضریب تبدیل استاندارد که بسته به نوع دستگاه و شرایط تست تعریف می‌شود.

در بسیاری از تست‌های استاندارد مانند DIN 53516 یا DIN 22102، مقدار Abrasion به‌صورت مستقیم با وزن از دست رفته بر حسب mm³ مشخص می‌شود. در این روش، حجم ماده‌ی از بین رفته طی سایش اندازه‌گیری شده و بر اساس چگالی تسمه به عدد معنادار تبدیل می‌گردد. برای مثال، اگر تسمه‌ای دارای مقاومت سایشی 120 mm³ باشد، یعنی در شرایط آزمون مشخص، 120 میلی‌متر مکعب از ماده‌ی کاور آن ساییده شده است.

مقدار شاخص سایش تسمه نقاله معمولاً در بازه‌ی 70 تا 200 mm³ قرار می‌گیرد. عدد پایین‌تر نشان‌دهنده‌ی کیفیت بالاتر است. دانستن این شاخص در هنگام انتخاب تسمه، به‌ویژه در محیط‌های پر از ذرات ساینده، اهمیت زیادی دارد.

عوامل تأثیرگذار بر سایش تسمه

شدت سایش تسمه نقاله به ترکیبی از ویژگی‌های فنی تسمه، شرایط محیطی و نوع بار بستگی دارد. در ادامه، مهم‌ترین عوامل مؤثر در این فرآیند بررسی می‌شوند:

۱. جنس لایه‌ی کاور

مواد به‌کاررفته در لایه‌ی بیرونی تسمه نقش تعیین‌کننده‌ای در مقاومت سایشی دارند.

  • تسمه‌های با روکش EP یا ST در برابر فشار و کشش مقاوم‌اند، اما در محیط‌های ساینده معمولاً عملکرد متفاوتی دارند.
  • پوشش‌های PU (پلی‌یورتان) یا PVC در برابر ذرات تیز و سایش موضعی عملکرد بهتری نشان می‌دهند.
  • درصد لاستیک طبیعی و کیفیت فرمولاسیون نیز در افزایش مقاومت مؤثرند.

۲. سرعت حرکت تسمه و طراحی مسیر انتقال

  • افزایش سرعت خط انتقال باعث افزایش اصطکاک لحظه‌ای با بار می‌شود.
  • طراحی نامناسب در نقاط انتقال (مثلاً سقوط آزاد یا تغییر زاویه‌ی ناگهانی) موجب افزایش تماس ساینده با سطح تسمه خواهد شد.
  • کنترل یکنواختی بارگذاری نقش مهمی در کاهش سایش دارد.

۳. نوع مواد حمل‌شده

  • ذرات تیز، گوشه‌دار یا ساینده مانند سنگ‌آهن، سرباره یا زغال سنگ خام نرخ سایش را بالا می‌برند.
  • بارهای با رطوبت بالا ممکن است اصطکاک بین بار و تسمه را افزایش دهند.
  • ترکیب بار (ریز، درشت، نرم یا خشن) به‌صورت مستقیم بر الگوی سایش اثر می‌گذارد.

۴. شرایط محیطی

  • دمای بالا باعث نرم‌شدن نسبی سطح تسمه و در نتیجه افزایش احتمال سایش می‌شود.
  • محیط‌های مرطوب یا شیمیایی نیز می‌توانند موجب سایش ترکیبی (مکانیکی/شیمیایی) شوند.
  • تماس مکرر با روغن، اسید یا قلیا ساختار سطحی تسمه را دچار تخریب می‌کند.

۵. کیفیت آپارات و اسپلایس

  • درزهای اتصال ضعیف یا غیراستاندارد مستعد تمرکز فشار، پارگی موضعی و سایش شدید هستند.
  • استفاده از روش‌های مناسب آپارات (سرد یا گرم) با رعایت هم‌ترازی و تنش‌زدایی می‌تواند طول عمر تسمه را افزایش دهد.

آشنایی با تست DIN برای سنجش سایش تسمه نقاله

یکی از معتبرترین روش‌ها برای ارزیابی شاخص سایش تسمه نقاله، آزمون استاندارد DIN 22102 است. این تست، مقاومت سایشی کاور تسمه را در شرایط کنترل‌شده اندازه‌گیری کرده و معیاری عددی برای مقایسه‌ی کیفیت تسمه‌های مختلف ارائه می‌دهد. عدد حاصل از این آزمون در بسیاری از دیتاشیت‌ها و کاتالوگ‌های فنی به‌عنوان Abrasion Loss (برحسب mm³) گزارش می‌شود.

معرفی استاندارد DIN 22102

استاندارد DIN 22102 مربوط به تسمه‌های نقاله با روکش لاستیکی است که در آن، الزامات فیزیکی مانند مقاومت سایشی، کشش، چسبندگی و رفتار حرارتی تعیین می‌شود. بخش مربوط به سایش در این استاندارد، آزمون DIN ISO 4649 را ملاک قرار می‌دهد که روش اندازه‌گیری حجم ماده‌ی ساییده‌شده از سطح تسمه را به‌طور دقیق تعریف می‌کند.

مراحل انجام تست DIN Abrasion

  1. آماده‌سازی نمونه: قطعه‌ای از کاور تسمه به شکل استوانه یا مکعب، با ابعاد استاندارد بریده می‌شود.
  2. نصب روی نگهدارنده: نمونه روی نگهدارنده‌ی چرخان دستگاه قرار می‌گیرد.
  3. اعمال بار ثابت: یک وزنه مشخص، نیروی یکنواختی را به نمونه وارد می‌کند.
  4. تماس با سطح ساینده: نمونه با زاویه‌ی مشخص روی صفحه‌ی ساینده (معمولاً کاغذ سمباده استاندارد) حرکت می‌کند.
  5. زمان یا مسافت کنترل‌شده: تست برای یک مسافت مشخص (معمولاً 40 متر) انجام می‌شود.
  6. محاسبه‌ی حجم از دست رفته: وزن از دست رفته اندازه‌گیری شده و با استفاده از چگالی ماده، به حجم ساییده‌شده بر حسب mm³ تبدیل می‌شود.

روش‌های آزمون: سایش خشک و مرطوب

در حالت عمومی، تست DIN به‌صورت سایش خشک انجام می‌شود، یعنی بدون استفاده از روان‌کننده یا رطوبت. اما در برخی کاربردهای خاص، مانند محیط‌های دارای بخار یا مواد خیس، آزمون سایش مرطوب نیز انجام می‌گیرد تا مقاومت واقعی تسمه در شرایط عملیاتی شبیه‌سازی شود. در این حالت، نمونه پیش از تماس با سطح ساینده مرطوب می‌شود یا مواد ساینده مرطوب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دستگاه تست DIN و نحوه‌ی عملکرد

دستگاه تست Abrasion طبق DIN از یک دیسک چرخان پوشیده‌شده با ورق ساینده تشکیل شده که به‌صورت یکنواخت نمونه‌ی تسمه را سایش می‌دهد. یک بازوی فنری با وزن کنترل‌شده، نمونه را با زاویه مشخص (معمولاً 45 درجه) روی سطح در حال دوران فشار می‌دهد. پس از پایان تست، تفاوت وزن قبل و بعد از سایش، به‌عنوان مبنای محاسبه در نظر گرفته می‌شود.

مقداردهی و تفسیر نتایج تست DIN

نتیجه‌ی آزمون DIN معمولاً به‌صورت حجم ساییده‌شده‌ی ماده گزارش می‌شود (mm³). هرچه این عدد کمتر باشد، مقاومت سایشی تسمه بیشتر است. برخی گریدهای رایج طبق این استاندارد:

نوع کاورمقاومت سایشی (DIN abrasion loss)سطح عملکرد
X≤ 120 mm³مقاوم در برابر سایش و ضربه
Y≤ 150 mm³عمومی، مناسب برای بارهای معمولی
W≤ 90 mm³بسیار مقاوم در برابر سایش

ارزیابی این مقادیر در هنگام خرید یا طراحی خط انتقال، به انتخاب صحیح تسمه کمک می‌کند؛ به‌ویژه در صنایعی که با بارهای ساینده سروکار دارند.

انواع گرید تسمه بر اساس مقاومت سایشی

در استاندارد DIN، روکش‌های تسمه نقاله بر اساس مقاومت در برابر سایش به چند گرید اصلی تقسیم می‌شوند. این گریدها به کاربر کمک می‌کنند تا بر اساس شرایط کاری، نوع بار و محیط عملیاتی، تسمه‌ای با شاخص سایش تسمه نقاله مناسب انتخاب کند.

گرید Y – مقاومت سایشی عمومی

این گرید برای شرایط کاری معمولی و بارهای غیرساینده در نظر گرفته شده است. مقاومت سایشی آن در محدوده‌ی قابل‌قبول قرار دارد و برای بسیاری از صنایع عمومی مانند حمل غلات، بسته‌بندی و محصولات سبک مناسب است. مقدار ساییده‌شده در آزمون DIN معمولاً بین 130 تا 150 میلی‌متر مکعب گزارش می‌شود.

گرید W – مقاومت سایشی بالا

تسمه‌هایی با کاور گرید W به‌طور خاص برای کاربردهای شدیداً ساینده طراحی شده‌اند. این گرید در محیط‌هایی که مواد سخت، خشن یا زاویه‌دار با تسمه تماس دارند (مانند معادن، صنایع سیمان و فولاد) استفاده می‌شود. در تست DIN، شاخص سایش معمولاً کمتر از 90 میلی‌متر مکعب است. هرچه مقدار DIN abrasion loss کمتر باشد، میزان سایش تسمه نقاله در شرایط واقعی نیز کاهش می‌یابد.

گرید X – مقاومت در برابر سایش و ضربه

کاورهای گرید X نه‌تنها در برابر سایش، بلکه در برابر ضربه‌های مکرر ناشی از بارهای سنگین نیز مقاوم هستند. این گرید انتخاب مناسبی برای خطوطی است که بار به‌صورت سقوط آزاد روی تسمه تخلیه می‌شود. شاخص سایش تسمه نقاله در این نوع معمولاً حدود 120 میلی‌متر مکعب است، اما ساختار فیزیکی آن برای تحمل شوک‌های ناگهانی بهینه شده است.

گرید Z – گرید خاص و سفارشی

در برخی منابع، گرید Z به‌عنوان یک گرید سفارشی یا اقتصادی معرفی می‌شود. میزان مقاومت سایشی در این نوع معمولاً پایین‌تر از سایر گریدهاست و برای کاربردهای سبک یا موقت مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این گرید در محیط‌های ساینده توصیه نمی‌شود.

جدول مقایسه گریدها بر اساس شاخص DIN

گرید کاورمقاومت سایشی (DIN abrasion loss)نوع مقاومتکاربرد پیشنهادی
W≤ 90 mm³سایش بسیار بالامعدن، فولاد، سنگ‌دانه‌های تیز
X≤ 120 mm³سایش + ضربهبارهای سقوطی و سنگین
Y≤ 150 mm³مقاومت عمومیصنایع سبک، غلات، بسته‌بندی
Z> 150 mm³اقتصادی / موقتکاربردهای سبک و موقت

تطبیق نوع گرید با شرایط کاری، نقش مستقیمی در طول عمر مفید تسمه و کاهش توقف‌های ناشی از خرابی‌های ناشی از سایش دارد. به همین دلیل، ارزیابی دقیق شاخص سایش تسمه نقاله هنگام انتخاب، بخش جدایی‌ناپذیر از فرآیند طراحی سیستم‌های انتقال است.

چطور تسمه‌ای با سایش کمتر انتخاب کنیم؟

انتخاب تسمه‌ای که در برابر فرسایش مقاوم باشد، نیازمند درک دقیق از شرایط کاری، نوع بار و ویژگی‌های محیطی است. تمرکز بر شاخص سایش تسمه نقاله در مرحله انتخاب، از مهم‌ترین اقداماتی است که می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگه‌داری را کاهش داده و پایداری خط تولید را افزایش دهد.

راهنمای خرید تسمه متناسب با نوع بار

نوع موادی که روی تسمه منتقل می‌شوند، اولین عامل در تعیین نوع کاور مناسب است. برای بارهای ریز، نرم و یکنواخت، تسمه‌های با مقاومت سایشی عمومی (گرید Y) کفایت می‌کنند. در مقابل، برای موادی با سطح خشن، زوایای تیز یا وزن زیاد، باید از تسمه‌هایی با روکش مقاوم‌تر (مانند گرید W یا X) استفاده کرد.

مقایسه تسمه‌ها با کاور لاستیکی مختلف

کاورهای لاستیکی بسته به نوع فرمولاسیون، درصد لاستیک طبیعی، افزودنی‌ها و فرآیند پخت، مقاومت‌های متفاوتی در برابر سایش دارند. تسمه‌های دارای پوشش پلی‌یورتان (PU) یا PVC، در محیط‌های خاص مانند صنایع غذایی یا بسته‌بندی سبک عملکرد خوبی دارند، اما در محیط‌های ساینده، تسمه‌هایی با روکش لاستیک طبیعی بهینه‌تر هستند. بررسی دقیق جنس روکش و نحوه‌ی تقویت ساختار کاور از مواردی است که باید در دیتاشیت محصول به آن توجه شود.

توجه به عدد DIN abrasion loss هنگام خرید

یکی از مطمئن‌ترین روش‌ها برای ارزیابی مقاومت سایشی تسمه، بررسی شاخص DIN abrasion loss است. این عدد که بر حسب میلی‌متر مکعب (mm³) بیان می‌شود، نشان می‌دهد که چه مقدار از سطح تسمه طی آزمون DIN از بین رفته است. هرچه عدد کوچک‌تر باشد، سایش کمتر و مقاومت بیشتر خواهد بود. برای محیط‌های سخت، تسمه‌هایی با شاخص کمتر از 100 mm³ توصیه می‌شوند. در انتخاب محصول، باید این عدد را در کنار سایر پارامترها مانند کشش، دمای کاری و نوع تقویت‌کننده در نظر گرفت.

پیشنهاد برای صنایع مختلف:

  • صنایع معدنی و فولاد: استفاده از تسمه‌های گرید W با شاخص سایش پایین، به‌ویژه در نقاط بارگیری مستقیم.
  • صنایع سیمان: گرید X، به‌دلیل ترکیب مقاومت سایشی و تحمل ضربه.
  • صنایع کاشی و سرامیک: تسمه‌های با کاور مقاوم در برابر سایش خشک.
  • کارخانجات غلات: تسمه‌های گرید Y با سطح صاف و مقاومت سایشی متوسط، مناسب برای انتقال پیوسته‌ی بارهای نرم و یکنواخت.

در انتخاب نهایی، تطبیق شاخص سایش تسمه نقاله با نوع بار و شرایط عملیاتی، نه‌تنها عملکرد بهتر سیستم انتقال را تضمین می‌کند، بلکه نقش قابل‌توجهی در کاهش توقف‌های تولید و افزایش بهره‌وری خواهد داشت.

چطور از سایش بیش از حد تسمه جلوگیری کنیم؟

کنترل و کاهش سایش تسمه نقاله تنها به انتخاب اولیه‌ی تسمه محدود نمی‌شود. نگه‌داری صحیح و اصلاح طراحی سیستم نیز نقش تعیین‌کننده‌ای در افزایش عمر مفید و حفظ شاخص سایش در محدوده‌ی قابل‌قبول دارد. مجموعه‌ای از اقدامات پیشگیرانه می‌تواند به‌طور مستقیم از تخریب زودهنگام تسمه جلوگیری کند.

بررسی دوره‌ای وضعیت تسمه

بازرسی منظم تسمه از نظر علائم سایش، خراش‌های غیرطبیعی، نازک شدن کاور یا ایجاد زبری موضعی ضروری است. بازرسی‌های دوره‌ای به‌ویژه در نقاط بارگیری، تغییر مسیر و محل‌های اتصال می‌تواند روند فرسایش را زودتر شناسایی کرده و از خرابی‌های بزرگ‌تر پیشگیری کند. ثبت نتایج این بررسی‌ها به‌صورت دوره‌ای، امکان تحلیل نرخ تغییر شاخص سایش تسمه نقاله در طول زمان را فراهم می‌کند.

نصب صحیح رولیک و درام

زاویه‌گیری نامناسب، هم‌ترازی ناقص یا لق بودن رولیک‌ها و درام‌ها، باعث ایجاد فشارهای غیر یکنواخت و تماس غیرطبیعی سطح تسمه با تجهیزات می‌شود. این شرایط در اغلب موارد موجب افزایش نقطه‌ای یا موضعی سایش تسمه نقاله خواهد شد. استفاده از تجهیزات تراز لیزری برای تنظیم دقیق اجزا و کنترل تنش تسمه توصیه می‌شود.

استفاده از پوشش‌های محافظ

در نقاطی که بار به‌صورت مستقیم یا با سرعت بالا روی تسمه تخلیه می‌شود، استفاده از تجهیزات محافظ مانند هد گارد، چوت لاینرها، یا صفحات ضد سایش، از تماس مستقیم بار با سطح تسمه جلوگیری می‌کند. این پوشش‌ها، انرژی اولیه‌ی ضربه را جذب کرده و آن را از سطح اصلی تسمه دور می‌کنند.

کاهش اصطکاک با انتخاب مواد مناسب

استفاده از لاینینگ‌های مقاوم به سایش در شوت‌ها، بهینه‌سازی زاویه‌ی انتقال، و انتخاب صحیح جنس نوار برگشتی، از راهکارهای کاهش اصطکاک غیرضروری بین تسمه و اجزای سیستم است. در بسیاری از خطوط، بخشی از سایش به تماس نامناسب تسمه با اجزای غیرفعال مانند رولیک‌های گیرکرده یا نوارهای هدایتگر قدیمی مربوط می‌شود. اصلاح این موارد در کاهش نرخ سایش تسمه نقاله تأثیر مستقیم دارد.

با پیاده‌سازی این اقدامات فنی، می‌توان شاخص سایش تسمه نقاله را در محدوده‌ی قابل‌قبول نگه داشت و طول عمر آن را به‌طور مؤثر افزایش داد.

نتیجه‌گیری

در انتخاب تسمه مناسب برای خطوط انتقال صنعتی، توجه به شاخص سایش تسمه نقاله یکی از مهم‌ترین عوامل تصمیم‌گیری است. این شاخص، نمایان‌گر مقاومت پوشش تسمه در برابر فرسایش ناشی از تماس مداوم با مواد و تجهیزات است و مستقیماً بر طول عمر مفید، هزینه‌های نگه‌داری و پایداری عملکرد سیستم تأثیر می‌گذارد.

آزمون DIN، روشی استاندارد و قابل‌اعتماد برای سنجش این شاخص به‌صورت عددی و قابل مقایسه فراهم می‌کند. بررسی نتایج این تست در کنار شناخت دقیق نوع بار، شرایط کاری و گرید تسمه، انتخابی دقیق‌تر و منطقی‌تر را ممکن می‌سازد.

اگر در انتخاب تسمه‌ای با مقاومت سایشی بهینه برای خط تولید خود نیاز به راهنمایی دارید، کارشناسان فنی ما در امید عمران سهند آماده‌اند تا با بررسی نیاز واقعی خط شما، بهترین گزینه را از نظر عملکرد و دوام پیشنهاد دهند.

📞 برای دریافت مشاوره تخصصی و استعلام قیمت، با شماره 09351967545 تماس بگیرید.

اشتراک گذاری