I sistemi più comuni per la trasmissione di energia da un azionamento a un albero condotto sono i sistemi di trasmissione a cinghia, a ingranaggi e a catena. Ma i sistemi di trasmissione a cinghia trapezoidale, chiamati anche azionamenti a frizione (perché la potenza è trasmessa a seguito dell’aderenza della cinghia alla puleggia) sono un’opzione economica per applicazioni industriali, automobilistiche, commerciali, agricole e per elettrodomestici. Le trasmissioni a cinghia trapezoidale sono anche facili da installare, non richiedono lubrificazione e smorzano il carico d’urto.
Le trasmissioni a cinghia sono uno dei primi sistemi di trasmissione di potenza e sono state ampiamente utilizzate durante la Rivoluzione industriale. Quindi, le cinture piatte trasmettevano energia su grandi distanze e venivano realizzate in pelle. Più tardi, la richiesta di macchinari più potenti e la crescita di grandi mercati come l’industria dell’automobile ha stimolato nuovi design della cinghia.
Le cinghie trapezoidali, a forma trapezoidale o a V, in gomma, neoprene e materiali sintetici uretanici, hanno sostituito le cinghie piatte. Ora, il materiale di superficie complessiva aumentato delle cinghie moderne aderisce alle scanalature della puleggia attraverso la forza di attrito, per ridurre la tensione richiesta per trasmettere la coppia. La parte superiore della cinghia, chiamata sezione di tensione o isolamento, contiene cavi in fibra per una maggiore resistenza mentre trasporta il carico della forza di trazione. Aiuta a mantenere in posizione gli elementi di tensione e funge da legante per una maggiore adesione tra i cavi e le altre sezioni. In questo modo si riduce l’accumulo di calore, prolungando la durata della cinghia. Anche i cavi precompressi degli elementi di tensione (poliestere, aramide, acciaio, fibra di vetro) riducono al minimo l’allungamento.
La parte inferiore delle cinghie trapezoidali, o sezione di compressione, è progettata per resistere alla compressione. È costituito da una resistente mescola di gomma che esercita una forza di incuneamento contro la scanalatura della puleggia per aumentare l’aderenza senza deformazioni.
La copertura protettiva (generalmente una copertura elastica in tessuto impregnato di gomma resistente allo scivolamento e durevole) è uno strato resistente al calore che protegge i componenti interni della cintura.
Nel caso in cui un componente rotazionale si blocchi durante il funzionamento, l’intero sistema di trasmissione di potenza può essere danneggiato con catene o ingranaggi. Le trasmissioni a cinghia riducono questo rischio, poiché le cinture scivolano se il sistema si blocca, impedendo così la rottura. La coppia ottenuta dipende dalla resistenza della cinghia alla tensione applicata e dal grado di aderenza alle pareti interne della scanalatura della puleggia. Per questo motivo, i sistemi di trasmissione a cinghia non devono mai essere lubrificati, poiché dipendono dall’attrito per trasmettere la potenza, al contrario dei sistemi a catena o ad ingranaggi che funzionano attraverso la pura pressione di contatto. Un altro consiglio: la faccia interna della cintura non deve mai toccare il fondo della scanalatura.
Tutte le dimensioni della cinghia sono classificate in base alla sezione e alle dimensioni della lunghezza. La sezione trasversale indica la larghezza superiore, la profondità e le dimensioni dell’angolo V. La lunghezza viene misurata in termini di lunghezza esterna e interna (inclinazione).