السلاسة تعني حياة أسرع وأطول.
تُستخدم الأحزمة المتزامنة بشكل شائع في أنظمة الحركة، حيث توفر تشغيلًا أكثر سلاسة وأداءً أفضل في السرعات العالية مقارنةً بالسلاسل، كما أنها خالية من مشاكل الانزلاق والتمدد التي قد تُصيب أحزمة V في التطبيقات الدقيقة. لكن من عيوب الأحزمة المتزامنة، أو المسننة، الضوضاء الصادرة عنها. فرغم أنها أكثر هدوءًا من محرك السلسلة، إلا أنها قد تُصدر ضوضاء غير مقبولة في بعض التطبيقات والبيئات.
يُعزى ضجيج السير المتزامن، في الغالب، إلى الميزة التي تجعل التصاميم المتزامنة خيارًا أفضل من السلاسل أو الأحزمة على شكل حرف V: التداخل بين السير والبكرة. أولًا، يُحدث الاصطدام البسيط للسير بالبكرة ضوضاءً تُقارن غالبًا بصوت "الصفعة"، وهو صوتٌ بارزٌ خاصةً عند سرعات السير المنخفضة. ثانيًا، عندما تتداخل أسنان السير مع أخاديد البكرة، يُحبس الهواء بين المكونين ثم يُفرّغ، مما يُصدر صوتًا يُشبه صوت الهواء المتسرب من البالون. تُساهم هذه الظاهرة بشكل كبير في ضجيج السير عند السرعات العالية.
من العوامل الأخرى التي تُسهم في ضوضاء السير المتزامن شدُّه. عادةً ما تعمل السيور المتزامنة تحت شدٍّ عالٍ، وبالتالي تُصدر رنينًا بسهولة (مثل وتر غيتار مقطوع). كما يُمكن أن تلعب مواد السيور والبكرات دورًا في الضوضاء. على سبيل المثال، عادةً ما تُصدر سيور البولي يوريثان ضوضاءً أعلى من مواد النيوبرين (المطاط)، بينما تميل بكرات البولي كربونات (البوليمر اللدن بالحرارة) إلى إصدار ضوضاء أعلى من البكرات المعدنية. كما يرتبط الضجيج الناتج عن البكرات بدقة أبعاد البكرة، والتي تُحدد سلاسة التداخل بين أسنان السيور وأخاديد البكرة.
إذا جمعنا تأثيرات هذه العوامل المختلفة، فقد نحصل بسهولة على نظام يعمل بالأحزمة ويُصدر ضوضاء مزعجة، بل وحتى ضارة، خاصةً عند تشغيل عدة أنظمة أحزمة على مقربة من بعضها. ولكن هناك طرق لتقليل مستويات الضوضاء الناتجة عن الأحزمة المتزامنة.
من منظور الحجم والتصميم، يرتبط الضجيج الناتج عن السير المتزامن ارتباطًا مباشرًا بعرض السير وسرعته. (تميل السيور ذات العرض الأكبر إلى إحداث رنين أعلى، كما أن سرعات السير الأعلى لا تُنتج ضوضاء أكثر فحسب، بل تُنتج أيضًا ضوضاء ذات تردد أعلى). يرتبط الضجيج أيضًا ارتباطًا عكسيًا بقطر البكرة. لذلك، من الطرق السهلة لتقليل الضوضاء - إذا سمح التطبيق - تقليل سرعة السير، أو استخدام سير بعرض أصغر، أو استخدام بكرة ذات قطر أكبر.
من ناحية التركيب والتشغيل، يمكن تقليل الضوضاء بضمان محاذاة البكرات بشكل صحيح، إذ قد يؤدي عدم المحاذاة الزاوية (توازي أعمدة البكرات) إلى تلامس بين السير وحواف البكرة. وإذا لم يكن السير مشدودًا بشكل صحيح، فقد يحدث تداخل غير ضروري بين أسنان السير وأخاديد البكرة، وهو عامل آخر يساهم في الضوضاء غير الضرورية.
يقدم بعض المصنّعين أحزمة متزامنة مصممة لتكون منخفضة الضوضاء. من وجهة نظر التصنيع، يمكن معالجة الضوضاء بوضع غطاء من النايلون على الجانب المسنن من الحزام، مما يقلل الضوضاء الناتجة أثناء التشابك. كما أن قطع الأخاديد في البكرة يوفر مسارًا منخفض الضغط للهواء أثناء تشابك الحزام والبكرة.
من التعديلات الأخرى منخفضة الضوضاء تعديل هندسة شكل الأسنان لتحسين "حركة التدحرج" عند تداخل أسنان الحزام مع البكرة. يستخدم أحد هذه التصاميم ما يُعرف بـ"نمط الحلزون المزدوج المزاح" لأسنان الحزام. في هذا التصميم، يحتوي الحزام على مجموعتين من الأسنان متجاورة، ولكن بزاوية 180 درجة، وبالتالي يكون تردد الضوضاء الصادرة عن إحدى مجموعتي أسنان الحزام (أحد جانبي الحزام) متعارضًا مع تردد الضوضاء الصادرة عن الجانب الآخر بمقدار 180 درجة، مما يُلغي الضوضاء بفعالية.
وقت النشر: ١٠ فبراير ٢٠٢٠