v-belt란? 브이벨트 정의 및 길이 선정하기

#V-belt 란? 

V-BELT는 사다리꼴 모양(길게 연결시 알파벳 V자)의 벨트로,  2개 이상의 풀리(PULLEY)의 홈에 걸어서 동력 전달에 사용되는 벨트이다.

사진-Tameson

풀리와 V-벨트 사이의 마찰으로 구동 풀리(모터 축에 연결된 풀리)에서 다른 풀리(예:펌프, 콤프레셔의 축에 연결된 풀리)로 동력을 전달한다.  안정적인 성능과 합리적인 가격으로 자동차뿐만 아니라 펌프, 콤프레셔, 팬, 브로워 등 산업용 기계에 널리 쓰인다. 

 

브이벨트를 자르면 단면이 사다리꼴 모양처럼 생겼고 선을 이었을때 40도의 V자 모양이라  V-belt라 불린다,,

단면을 V자 모양(사다리꼴 쐐기형)으로 한것은 풀리 홈과의 쐐기 작용에 의해 더 큰 토크를 보다 효율적으로 전달하기 위함이다. 원형이나 평평한 플랫 벨트를 사용할 때 종종 발생하는 슬립(미끄러짐)문제도 없고 같은사이즈의 플랫벨트보다 더 큰 하중을 전달할 수 있다는 장점이 있다.

 

 

겉으로 봤을땐 그냥 고무같은데 잘라보면 아래와 같이 면, 합성섬유, 폴리에스터, 클로로프렌 고무 등으로 이루어져 있는 걸 알 수 있다. 

#종류

 

V-belt는 사용하는 속도와 전달토크의 크기에 따라 여러 종류로 규격화되어있다. 

 

구조적인 차원에서 보면 대표적으로 크게 랩트벨트(Wrapped belt)와 로엣지 벨트(Raw Edge Belt)가 있다.

1. 랩트 벨트(Wrapped Belt)

랩트 벨트는 말 그대로 모든 면이 커버포로 감싸진 '래핑'된 벨트이다.  외부 환경에 저항력이 보다 우수하고 작동이 조용하다는 장점이 있으나 마찰계수가 낮아 전력 손실이 발생한다.

자료-동일벨트

랩트벨트는 형상에 따라 크게 일반형과 세폭형으로 나뉜다.

1) 일반형 브이벨트 (Classic V-belt / A,B,C,D,E,Z)

브이벨트의 표준 기본타입으로 경제적이고 구하기도 쉬워 가장 널리 사용된다. 

자료-Tameson

자-동일벨트

 

 

2)  세폭브이벨트(Narrow V-belt / SPZ, SPA, SPB, SPC, 3V, 5V, 8V)

세폭브이벨트는 일반형에 비해 상단 폭이 좁고 높이가 높다. 보다 큰 하중을 전달하고 전동효율이 높다. 내마모성, 내열성이 우수하다.

특히 3V,5V,8V는 표준형 브이벨트보다 2배 이상의 전도력을 갖고있다. 

이 벨트 명칭들 숫자에 1/8을 곱하면 벨트 상단 폭(inch)과 같다.

 

3V는 SPZ와, 5V는 SPB와 호환될 수 있다. 

 

 

2. 로엣지 벨트(Raw Edge Belt )

앞서 언급한 랩트벨트와 달리, Raw Edge 벨트는 측면이 커버포로 덮여있지 않고 노출되어있다. 이로 인해 고무가 풀리 표면에 직접 접촉해(랩트벨트는 직물로 된 커버포와 접촉됨) 마찰계수가 더 높아져 전동효율이 높아지는 것.. 

로엣지벨트는 크게 REP(Raw Edge Plain), REL(Raw Edge Laminated), REC(Raw Edge Cogged)로 나뉜다,

그중 가장 널리 쓰이는게 로엣지 코그드 벨트인데  벨트 안쪽에 둥근 톱니바퀴 모양이 있어 마찰계수가 높아 전동효율을 향상시킨 벨트이다. Raw Edge Cogged~를 줄여 REC벨트라고도 한다.  

톱니바퀴모양의 홈들이 벨트의 유연성을 향상시켜 작은 직경의 풀리에도 사용이 가능하며 고속회전에도 안정적으로 사용하기 좋다. 또한 접촉하는 표면적이 커 열 소실이 높아져 고온의 환경에 적합하다.

 

 

 

출처-동일벨

등등..

종류는 더 많지만 이만 생략!..

 

 

#V-belt 길이 구하기

벨트 길이 선정을 위해 2가지 방법이 있다.

현재 사용하고 있는 벨트 길이를 측정하기 또는 풀리 직경과 축간거리를 통해 계산하기이다.

 

1. 현품 측정 (벨트 사이즈가 작을 경우)

- 브이벨트에는 모델명과 규격이 벨트에 쓰여져있지만 마모가 심해 글자식별이 불가한 벨트는 줄자 등을 이용해 길이를 실제로 재보면 된다. 재는 방법은 아래 영상에 쉽게 나와있으니 참조.

작은 벨트는 포인트 하나 표시해두고 자에 대고 굴려서 그 포인트가 다시 바닥에 닿을때까지 길이를 측정하면 되고 아님 줄자로 벨트 둘레를 그대로 따라 재는 방법이 있다.

근데 벨트 사이즈가 크면 웬만한 자로는 재기 어렵다. 자가 더 짧기 때문인데 자 최대길이까지 측정하고 표시하고 또 거기서부터 측정하는 방법이 있긴한데 그럴바엔 구냥 계산하는 게 더 낫다 

 

How to Measure V-Belt Length and Width (youtube.com)

 

2. 풀리 직경, 축간거리 이용하여 계산하기

이 방법은 벨트사이즈가 큰 경우, 혹은 아직 사용하는 현품이 없는 - 기계 제조사의 벨트 선정단계에서 사용된다. 

공식은 간단하다.

 

<바로걸기 기준>

통상적인 거는 방법인 바로걸기(아래 그림처럼) 인 경우 벨트길이 구하는 공식은 아래와 같다. 

벨트길이 L = 2C + 1.57 (D+d) + (D-d)2 / 4C 

(1.57은 파이를 2로 나눈 값으로.. 원의 둘레 길이의 절반인  2 πr /2= π r =3.14d/2=1.57d에서 나왔다.  (r=원의 반지름,d=원의 지름 -> 2r=d))

L=벨트길이

C= 풀리-풀리 축간거리(mm)

D=큰 풀리 직경(mm)

d=작은 풀리 직경(mm)

(풀리 외경보다는 피치직경으로 계산하는 게 더 정확하지만 고무 벨트로 유연성이 있으므로 무난하다.)

예를 들어보자.

D=630, d=395, C=1200일때 위의 공식을 사용하면

L=2*1200 + 1.57(630+395)+(630-395)^2/4*1200 = 2400 + 1609.25+11.505=4020.75

위 그림처럼 캐드로 그려서 길이 찍고 호 길이 구해서 다 더해도 비슷하게 나온다.

 

 

아래는 계산기 두드리기 귀찮으므로 풀리 직경 및 축간거리만 입력하면 구해주는 계산기 링크..!!

How to Calculate Vee & Wedge Belt Length (bepltd.com)

How to Calculate Vee & Wedge Belt Length

 

굉장히 편리하다 ㅋㅋㅋ 

아까 위 예제에 나온 사이즈를 그대로 입력하면 4021mm이 나온다. 

 

계산했을때 4021mm 이면 이 길이와 가장 비슷한 길이의 벨트를 선정하면 된다. 아님 위 정보(축간거리/풀리 직경)를 벨트 제조사에 알려주고 어떤 사이즈의 벨트를 사용할지 문의하면 된다