Coppia freno a nastro

I freni a nastro avvolgono una fascia flessibile di attrito intorno a un tamburo rotante in modo che una piccola forza di azionamento possa produrre una grande coppia di frenatura grazie alla differenza tra la tensione del lato teso e quella del lato lasco. Studenti di progettazione di macchine, ingegneri di stabilimento e progettisti di argani o paranchi necessitano di quella coppia in tempi rapidi a partire da forze di nastro misurate o specificate e dalle dimensioni del tamburo, senza ricostruire ogni volta un modello completo di attrito. Questo calcolatore di coppia del freno a nastro accetta la tensione tesa T1, la tensione lasca T2 e il raggio del tamburo r, quindi restituisce la coppia di frenatura classica Tb uguale a (T1 meno T2) per r in unità coerenti, ad esempio newton-metri quando la forza è in newton e il raggio in metri.

Cosa significa la coppia del freno a nastro e perché Tb = (T1 − T2) · r

Un freno a nastro semplice preme una cinghia o una striscia flessibile contro un tamburo cilindrico. L'attrito lungo l'avvolgimento rende la tensione più alta sul lato teso (T1) che sul lato lasco (T2). La forza tangenziale netta che il nastro applica al tamburo è la differenza T1 meno T2; moltiplicare tale forza per il raggio del tamburo r la converte in un momento rispetto all'asse del tamburo — la coppia di frenatura Tb.

I manuali scrivono questa identità come Tb uguale a (T1 meno T2) per r, e vale per disposizioni di nastro esterne e interne quando r è il raggio di contatto effettivo e le tensioni sono le forze reali alle estremità del nastro. Lo stesso prodotto compare sia che il tamburo sia freno di sollevamento, arresto di argano o freno-frizione di macchina utensile: la capacità di coppia dipende da quanto grande è la differenza di tensione che l'avvolgimento può sostenere e da quanto grande è il tamburo.

I progettisti spesso collegano T1 su T2 alla formula di attrito della cinghia con il coefficiente di attrito μ e l'angolo di avvolgimento θ, ma una volta note tali tensioni —da misura, da un'analisi μθ precedente o da tabella del fornitore— questo calcolatore non riduce di nuovo il rapporto. Moltiplica soltanto la differenza data per il raggio così Lei ottiene una coppia riproducibile per dimensionare alberi, scegliere attuatori e verificare i tassi di assorbimento energetico.

Una differenza nulla produce correttamente coppia nulla; tensioni uguali significano che il nastro non genera una coppia netta di trascinamento. Un raggio negativo o etichette di tensione invertite vengono rifiutati invece di restituire in silenzio un'anomalia con segno, in linea con il linguaggio d'aula: il lato teso non deve essere minore del lasco quando si dichiara la capacità di frenatura.

Chi usa la coppia di un freno a nastro

I corsi di progettazione meccanica e gli esami di elementi di macchine chiedono di routine la coppia del freno a nastro da tensioni alle estremità e diametro del tamburo; un oracolo deterministico segnala le coppie T1/T2 invertite e non inventa mai coefficienti di attrito non forniti dal testo. Ingegneri di paranchi, gru e argani convertono i carichi misurati alle estremità del nastro in coppia sull'albero quando verificano la capacità del freno dopo usura del rivestimento o regolazione della molla.

Script di manutenzione di stabilimento possono registrare la coppia da letture di celle di carico sui lati teso e lasco senza incorporare fogli di calcolo ad hoc che divergono sull'arrotondamento. Siti di contenuti che si posizionano su calcolatore di coppia del freno a nastro, coppia di frenatura da tensioni tesa e lasca o formula del freno a nastro su tamburo beneficiano di uno strumento gratuito dal vivo la cui aritmetica coincide byte per byte con il percorso di automazione a pagamento. L'input non valido non viene addebitato.