حزام مسنن

الحزام المسنن ، أو حزام التوقيت ، أو الحزام المسنن ، أو الحزام المتزامن ، هو حزام مرن ذو أسنان مصبوبة على سطحه الداخلي. يُصمم الحزام المسنن عادةً ليعمل فوق بكرات أو عجلات مسننة متطابقة . ويُستخدم في مجموعة واسعة من الأجهزة الميكانيكية التي تتطلب نقل طاقة عالي.

أحزمة التوقيت ، ^{[ 1 ]} والأحزمة المسننة ، ^{[ 2 ]} والأحزمة المسننة أو ذات التروس ، ^{[ 3 ]} والأحزمة المتزامنة ^{، [ 4 ]} هي أحزمة نقل حركة ميكانيكية مانعة للانزلاق . تُصنع هذه الأحزمة كأحزمة مرنة ذات أسنان مصبوبة على سطحها الداخلي. وتدور هذه الأحزمة فوق بكرات أو عجلات مسننة متطابقة. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} عند شدها بشكل صحيح، لا تنزلق هذه الأنواع من الأحزمة، وغالبًا ما تُستخدم لنقل الحركة لأغراض الفهرسة أو التوقيت (ومن هنا جاء اسمها). وكثيرًا ما تُستخدم بدلاً من السلاسل أو التروس، مما يقلل الضوضاء ويُغني عن الحاجة إلى حوض التشحيم.

تُستخدم الأحزمة المسننة على نطاق واسع في الأجهزة الميكانيكية، بما في ذلك ماكينات الخياطة وآلات التصوير وغيرها الكثير. ومن أهم استخداماتها حزام التوقيت الذي يُستخدم لتشغيل عمود الكامات في محركات السيارات والدراجات النارية.

بما أن الأحزمة المسننة قادرة على نقل طاقة أكبر من أحزمة الاحتكاك، فإنها تُستخدم في أنظمة نقل الحركة عالية القدرة. وتشمل هذه الأنظمة نظام الدفع الأساسي لبعض الدراجات النارية ، ولا سيما دراجات هارلي-ديفيدسون الحديثة ؛ والشاحن التوربيني المستخدم في سيارات السباق .

تستخدم الطائرات الخفيفة للغاية التي تعمل بمحركات ثنائية الأشواط عالية السرعة ، مثل محرك Rotax 532، أنظمة تخفيض السرعة باستخدام أحزمة مسننة، مما يسمح باستخدام مروحة أبطأ وأكثر هدوءًا وكفاءة. كما تستخدم بعض الطائرات المصنعة يدويًا بمحركات السيارات وحدات تخفيض السرعة باستخدام أحزمة مسننة. ^{[ 8 ]}

كان حزام جيلمر علامة تجارية لحزام ميكانيكي يُستخدم لنقل الطاقة بين محاور الآلات . باعت شركة إل إتش جيلمر حزام جيلمر لأول مرة بعد عام ١٩٤٩، [ ^{٩ ] وهو} يُعدّ من أوائل تصاميم الأحزمة المسننة. تستخدم أحزمة جيلمر أسنانًا شبه منحرفة لتتعشق مع أخاديد متطابقة على بكرات مسننة، وذلك للحفاظ على التزامن بين الأجزاء المتحركة. ^{[ ١٠ ]} لم تعد الأحزمة تُباع تحت اسم جيلمر، مع أن المتحمسين ما زالوا يُشيرون إلى الأحزمة المسننة بهذا الاسم. ^{[ ١١ ]}

تُصنع الأحزمة المسننة من بوليمر مرن مُدعّم بنسيج. في الأصل، كان هذا النسيج مصنوعًا من المطاط فوق نسيج طبيعي، ولكن التطورات في علم المواد كان لها أثر كبير في زيادة عمر هذه الأحزمة. وشمل ذلك تغييرًا من المطاط الطبيعي إلى المطاط الصناعي والبولي يوريثان، بالإضافة إلى استخدام الفولاذ والنايلون والكيفلار ( أو ألياف الأراميد الأخرى ) و/أو ألياف الكربون في تقويتها. ^{[ 2 ]}

تتعرض الأحزمة المسننة لنوعين من الأعطال، أحدهما تدريجي والآخر كارثي . يزداد خطر حدوث أي من هذين النوعين من الأعطال مع مرور الوقت، لذا من الشائع أن تُصمم الأحزمة المعرضة لإجهاد عالٍ بحيث يكون لها عمر افتراضي محدد ، ثم تُستبدل قبل حدوث هذا العطل.

أحد أسباب العطل هو التآكل التدريجي لشكل الأسنان، مما قد يؤدي في النهاية إلى انزلاقها فوق الأسنان المستديرة. غالباً ما يستمر الحزام في العمل، لكن التوقيت النسبي بين المحاور يتغير.

يحدث التلف الكارثي نتيجة انفصال طبقات الحزام عن نسيج التقوية. ورغم أن هذا قد ينتج عن التقادم والتآكل، إلا أنه غالباً ما يتسارع بسبب سوء استخدام الحزام، خاصةً أثناء التركيب الأولي. يُعدّ التحميل الزائد على الحزام عن طريق ثنيه بزاوية ضيقة سبباً شائعاً للتلف، سواءً بثنيه خارج محوره المصمم، أو ليّه، أو تثبيته بالأدوات، أو ثنيه على المحور الصحيح ولكن بزاوية ضيقة جداً، أو حتى ربطه أثناء التخزين. ومن الأسباب الأخرى، خاصةً مع أحزمة المطاط الطبيعي، التلوث بالزيت، لا سيما على الحواف حيث يكون نسيج التقوية مكشوفاً، مما قد يُسبب ظاهرة امتصاص الزيت.

من النادر جدًا أن ينقطع سير التوقيت. والأكثر شيوعًا هو انفصال طبقاته، مما يؤدي إلى فصل الجزء المقوى المصنوع من النسيج عن الأسنان التي تتحرك على البكرات. عندها غالبًا ما ينفصل السير عن البكرات وقد يتعرض لمزيد من التلف أو القطع أو الانقطاع. مع أن الأسنان المتآكلة قد تُكتشف بالفحص الدقيق، إلا أن التلف الداخلي لا يُعتبر قابلاً للكشف بدقة، لذا فإن مراعاة العمر الافتراضي للسير أمر بالغ الأهمية.

• حزام متعدد الأخاديد
• حزام سيربنتين

• حزام ناقل شبكي