V-vyön pituus voidaan määritellä usealla tavalla, mukaan lukien ulkopituus, tehollinen pituus ja sävelkorkeus (tai datum). Ulkopituus mitataan vyön ulkohalkaisijan ympäriltä ilman jännitystä, mutta se on vain likiarvo, eikä siitä ole hyötyä mitoituksessa tai valinnassa. Tehollinen pituus mitataan lyhteiden (hihnapyörien) efektiivisestä ulkohalkaisijasta, joka on se paikka lyhteellä, jossa uran yläleveys mitataan. Vaihtoehtoisesti sävelkorkeus mitataan lyhteiden sävelhalkaisijasta. Sekä tehollinen pituus että sävelkorkeus mitataan vyön kiristyksellä määrätyllä määrällä.
sävelkorkeuden vs. päivämäärän pituus
Image credit: Gates Corporation
sävelkorkeutta on vaikea mitata suoraan lähinnä siksi, että se perustuu vyön sävelkorkeuteen. ISO 1081-standardin mukaan:2013, piki linja on ” mikä tahansa kehä linja, joka pitää saman pituinen, kun vyö on taivutettu kohtisuoraan sen pohja.”Toisin sanoen sävelkorkeuslinja on vyön sisäinen viiva, joka ei muuta pituutta vyön ollessa käytössä. Hihnan sävelkorkeusläpimitan muodostama läpimitta on liuskan sävelkorkeusläpimitta.
vyön iskuviiva vastaa tyypillisesti sen sisäisen vetolangan sijaintia. Mutta parannukset vyön rakenteessa ovat siirtäneet vetonarun korkeampaan kohtaan vyössä. Tämä johti muutoksiin vyön sävelkorkeudessa ja vuorostaan liuskan sävelkorkeudessa. (Tämä kaavamuutos antaa vetonarulle suuremman momenttivarren ja enemmän tukea sen alapuolelle voimien siirtämiseksi levyseiniin.)
vyön sävelkorkeuden muutosten ja siten levenevän sävelkorkeuden halkaisijan huomioon ottamiseksi otettiin käyttöön datum-järjestelmä. Useimpien vöiden ja lyhteiden mittoja, joihin aiemmin viitattiin pituutena (vöiden pituus) ja lyhteiden halkaisijana (lyhteiden halkaisija), kutsutaan nykyään datumin pituudeksi ja datumin halkaisijaksi. Levymittojen suhteen pikihalkaisija on nyt yhtä suuri kuin ulkohalkaisija useimmilla tavallisilla lyhteillä. Datumin halkaisija on kuitenkin hieman ulkohalkaisijaa pienempi. Tämä on tärkeää vyön pituutta laskettaessa, koska datumin pituus, joka on nykyään vakio-V-vyön mittauksissa normi, perustuu liuskan datumin halkaisijaan. Aiemmin käytetty sävelkorkeuden laskutoimitus sen sijaan perustui höylän sävelkorkeuden halkaisijaan.
kuinka lasketaan datumin pituus
tapaus 1: Hihnapyörät, joiden läpimitta on yhtä suuri
, hihnapyörien pituus perustuu kahteen tekijään: hihnapyörien väliseen keskipisteen väliseen etäisyyteen sekä hihnapyörien ja hihnapyörien väliseen kosketuskaareen, joka riippuu hihnapyörien suhteellisesta halkaisijasta.
kun vyön ainoa käyttötarkoitus on lähetysteho, vyön kummassakin päässä käytetään hihnapyöriä, joiden halkaisija on yhtä suuri. Tällöin kosketuskaari on 180 astetta jokaisella hihnapyörällä. Tämä tarkoittaa sitä, että vyö on kosketuksissa tasan puoleen kunkin väkipyörän ympärysmitasta tai yhtä täyttä väkipyörän ympärysmitaa vastaavaan. Jotta voidaan määrittää vyön datum pituus, yksinkertaisesti lisätä väkipyörän ympärysmitta kaksi kertaa keskietäisyys hihnapyörien välillä.
Tapaus 2: Hihnapyörät, joiden läpimitta on erisuuruinen
kun hihnaa käytetään nopeuden pienentämiseen tai vääntömomentin kertomiseen, käytetään halkaisijaltaan erisuuruisia hihnapyöriä. Kun väkipyörän halkaisijat eroavat toisistaan, kosketuskaari on pienempi kuin 180 astetta pienemmällä väkipyörällä ja suurempi kuin 180 astetta suuremmalla väkipyörällä. Tässä tapauksessa vyön datumin pituuden kaava edellyttää kunkin hihnapyörän kosketuskaaren määrittämistä sekä hihnapyörien välisen vyön pituuden määrittämistä sekä ylä-että alapäässä.
kuten kuviosta käy ilmi, kaaren GJE on suurempi kuin 180 astetta ja kaaren FKH pienempi kuin 180 astetta määritettynä kulman α tai tarkemmin α sinin avulla, joka saadaan:
kaaren GJE on puolet suuremmasta liuskan ympärysmitasta, plus kaksi kertaa sin α: n antama pituus:
vastaavasti kaaren FKH on puolet Pienemmästä liuskan ympärysmitasta, josta on vähennetty kaksi kertaa sin α: n antama pituus:
huomaa, että MO2 on yhtä pitkä kuin EF ja GH, joten voimme ratkaista MO2: lle hihnojen välisen pituuden määrittämiseksi. Käyttämällä Pythagoraan lause, saamme:
joka voidaan ilmaista:
lisäämällä arcGJE, arcFKH ja kaksinkertainen pituus EF (hihnapyörien välillä sekä ylä-että alapäässä), saadaan:
tai läpimitaltaan:
Feature image credit: Frank Dorenberg