傳動帶是將原動機的電機或發動機旋轉產生的動力,通過帶輪由膠帶傳導到機械設備上,故又稱之為動力帶。它是機電設備的核心聯結部件,種類異常繁多,用途極為廣泛。從大到幾千千瓦的巨型電機,小到不足一個千瓦的微型電機,甚至包括家電、計算機、機器人等精密機械在內都離不開傳動帶。它的大特點是可以自由變速,遠近傳動,結構簡單,更換方便。所以,從原始機械到現代自動設備都有傳動帶的身影,產品歷經多次演變,技術日臻成熟。
平板帶是傳動帶老的一個品種,約有100余年的歷史,但直至20世紀中葉,仍占據傳動帶中一半左右的*。它以結構簡單、傳動方便、不受距離限制、容易調節更換等特點,在各種工農業機械中得到普遍采用。平板帶寬度一般由16-600mm,長度大可達100~200m,層數多為6一帶中常見的為帆布帶,分為包層式、疊層式和疊包式三種。疊層帶為包層帶(又稱圓邊帶)的改進產品,具有帶體柔軟,富有彈性,耐屈性好等優點,適于在小帶輪和20m/s以上的快速傳動裝置上使用。而疊包帶介于兩者之間,用于邊部易受磨損的傳動。由于平板帶的傳動效率低(一般為85%左右),且占據面積較大,因此,從20世紀60年代以后世界各國產量逐年下降。在發達國家,除部分農業機械和輕紡機械尚少量使用之外,已處于被淘汰的狀態。另一方面,在這一時期,以化纖帆布和簾布為芯體而制成的無接頭和熱接頭環形帶,則在全球獲得了長足發展。它以強度大、噪聲低、傳動平穩、運輸圓滑、耐屈撓、壽命長和無需接頭等為特點,使用領域不斷擴大,并在微型傳動帶中形成主流。
隨著*產業的崛起,這種微型帶尤其在電腦周邊設備、辦公自動化設備以及省力化設備等方面普遍使用。例如,自動檢票機、自動售票機、貨幣兌換機、發券機、取款機、銀行結算機、自動檢驗機、復印機、醫療器械、自動包裝機、魚群探測器等等,美日歐等國家每年都以雙位數增長。
這種高性能的無接頭平板帶,現已發展到有聚氨酯帶、聚氨酯芯體帶和橡膠帆布芯體帶三種類型。在橡膠微型帶中,除化纖帆布外,還有使用尼龍膜片、芳綸簾線、玻璃纖維簾線為芯體以及表面橡膠覆以鉻皮的特種產品。它們同傳統的帆布平板帶有著本質的不同,規格要求非常精密,附加價值很高,世界各大膠帶生產廠家競相發展,已成為橡膠工業中的*產品。
三角帶又稱V型帶,是傳動帶中產量大、品種多、用途廣的一種產品。自從1917年由美國制成汽車風扇帶,20年代初開始推廣用于工農機械之后,半個多世紀以來久盛不衰,發展十分迅速,現已成為傳動帶的主流。在世界各國傳動帶中,從橡膠用量來看,三角帶現已占到65%上,齒型帶為25%,平板帶則已退減到10%以下。三角帶已成為世界各種機械裝置動力傳動和變速的主要器材,在當今農機、機床、汽車、船舶、辦公設備等廣泛領域,發揮著日益重要的作用。
按照斷面尺寸,三角帶可分為產業機械用的Y、O、A、B、C、D、E七種工業型號和汽車、拖拉機等用的各類風扇帶,共計兩大類別。Y、O型為小的V型帶,主要用于打字機、切書機等辦公設備、家電制品(洗衣機、榨汁器、吸塵器)。一般產業機械,隨著馬力的增大,順序使用A、B、C、D、E等V型帶,其中D、E型為重型帶,用于船舶、電力等大型機械。至于風扇帶,除了汽車、拖拉機之外,還大量用在水泵、空調等方面。在發達國家,三角帶與風扇帶的生產比率已達到2:1-3:2的程度,風扇帶呈現明顯上升的勢頭。
三角帶一般都是指包布式V型帶,從20世紀60年代開始,為提高傳動帶的耐久性,又出現了切邊式V型帶。這種切邊V型帶,由于膠帶結構側面沒有包布,帶體十分柔軟,耐屈撓疲勞性能非常好,因而得到迅速發展。進入80年代,為解決三角帶多根成組傳動時因產生不一樣長而帶來的傳動效率和使用壽命下降等問題,又興起了多根三角帶用平板帶固定在一起的三角帶。習慣稱之為聯組三角帶的V型平板帶,具有極大的*性,因而又開始出現V型平板帶取代包布式和切邊式三角帶的現象。這種三角帶與平板帶結合的膠帶,雖然對帶輪溝槽有特殊的要求,然而由于帶體很薄,與帶輪的接觸面積大,彎曲性好,帶輪縮小,可使傳動裝置進一步小型化、節能化,在世界發達國家的生產量急劇增長。
近些年來,為適應各種傳動裝置的特殊需要,除普通標準型的三角帶之外,還出現了數量眾多、形狀各異的特種三角帶,它們主要有:
⑴窄型和寬型三角帶
普通三角帶的寬高比為1:1.5~1.6,而窄型和寬型的三角帶分別為1:1.2和1:2。窄型V帶的結構尺寸比普通V帶可以減少約50%,能節省大量原材料,同時強力均勻,有效接觸面積大,彎曲應力小,可大大延長使用壽命。窄型v帶的傳動效率可達90%一97%,極限速度達40-50m/s,傳動能力提高0.5~1.5倍,適于短距離、小帶輪于變速傳動,故又稱之為變速帶。其特點是在帶的上下表面,大多制成單面或雙面的弧形或齒形狀態,使之易于調速,主要用在低速的圓錐式和圓盤式無級變速器方面。
⑵小角和大角三角帶
它同普通三角帶的主要區別是,夾角40'改為30'和60'左右。小角V帶能使接觸面減小,降低所需張力,可延長使用壽命,適于設備的小張力傳動。大角V帶為上半部呈矩形,下半部呈倒梯形的六角帶,能使摩擦損失減小,承載能力增大,帶體柔軟,適于輕小型設備的高速傳動。
⑶活絡和沖孔三角帶
活絡帶由多個小段以金屬螺釘連結而成。沖孔帶在帶體縱向沖有許多等距的透孔用以連接接頭。這種V帶都是可以接頭的三角帶,可根據需要長度隨意自由接頭定長。它彌補了普通三角帶無接頭,只能按規定長度使用的限制。另外一個好處是,在使用中,當三角帶體出現局部損壞后,可更換損壞部位繼續使用,同時,它還有可簡單自由調節長度大小的優點。但因強度較低,只能用于低速傳動,又由于存在度低、傳動效率差等問題,近些年來使用日趨減少。
此外,對*用于汽車、拖拉機等各種內燃機驅動風扇而用的三角帶,人們專門稱之為風扇帶。它的特點是以單根使用為主,帶輪很小,傳距很短,速度與功率常變,是屬于接觸溫度較高、在苛刻環境條件下使用的一種V帶。風扇帶也常用在發電機、壓縮機、動力泵等方面。風扇帶由于其性能要求與普通三角帶*不同,在工業上單獨分類統計。近些年來,世界風扇帶的發展十分迅速,數量已占到三角帶總量的三分之一。
風扇帶分為普通和窄型兩種,細分為包布式平底V帶、圓齒V帶、切邊式平底V帶和波浪V帶等多種類型。風扇帶的結構一般比普通三角帶要復雜,見附圖,除強力層、伸張層、壓縮層和包布層之外,又增加了緩沖層和支撐層。
現在使用多的是切邊式波浪V帶,生熱低、散熱快、摩擦大、噪聲小、強度好、效率高,行駛里程可達18~20萬公里,比一般風扇帶高出約一倍。近年來,隨著汽車發動機效率的提高和旋轉式發動機的出現,以及液壓轉向裝置和冷風裝置的增多,對風扇帶的要求日益嚴酷,不僅帶輪小型化,而且采用雙向兩面驅動的方式越來越多,因此,橡膠和芯體材料也隨之產生了重大變化。
圓形帶為斷面呈圓形的傳動帶,它可以自由彎曲驅動。這種帶多為聚氨酯制造的,通常沒有芯體,結構為簡單,使用方便。圓形帶為膠帶傳動開辟了新的途徑,世界各國在小型機床、縫紉機、精密機械等方面需用量急劇增長,今后潛力很大。
齒型帶亦稱同步帶,分為單面齒帶和雙面齒帶兩種類型。前者主要用于單軸傳動,后者為多軸或反向傳動,系從1980年以來世界新出現的又一種傳動帶。齒型帶根據齒的形狀又分為梯形和圓弧形兩種,以圓弧形齒的同步帶所承受的扭矩為大。從所用材料上,齒型帶可區分為橡膠型和聚氨酯型兩大類,而前者又有普通橡膠(通常為氯丁橡膠)和特種橡膠(多為飽和丁腈橡膠)之分。它們的結構是由鋼簾線或玻璃纖維組成的強力層和以橡膠及尼龍布形成的外包橡膠層或聚氨酯膠層構成。
齒型帶包括多楔帶,近20年來在工業發達國家發展極為迅猛,正在不斷地侵蝕傳統的金屬齒輪、鏈條以及橡膠方面的平板帶和三角帶市場。目前,除已大量用于汽車及傳統產業之外,并進一步擴大到OA機器(辦公設備)、機器人等各種精密機械的傳動。由于膠帶內側帶有彈性體的齒牙,能實現無滑動的同步傳動,而且具有比鏈條輕、噪音小的特點,現今歐洲80%以上的轎車、美國40%的轎車都已裝用了這種齒型帶。中國2000年生產汽車200萬輛,齒型帶需要700萬條以上。近出現的圓齒帶較之方齒帶,更進一步增大了傳動力和肅靜性,作為新一代的環保帶,其使用范圍更趨廣泛。現在,已開始成為對同步傳動、噪音要求極為嚴格的家用和工業用縫紉機、打字機、復印機的使用對象。
金屬輸動帶的種類
1,曲軸型網帶:集中了金屬絲編織網帶的各種優點,由于具有彎曲較深的串條。
2,直軸型網帶:由左右交替的網條通過直串條聯結而成,該系列網帶網孔較密,網孔間距均勻,能使網帶行走平穩。該系列網帶適合于承載體積較小而質地相對較重的輸送線。
3,扁絲型網帶:此網帶采用軋扁絲制作.用曲軸型穿條連接,使各個螺旋盤條的位置得到正確的定位,因此大限度地減少網帶的變型和延伸。其做工精細,表面平整,兩邊平行,材質優良,經久耐用。
4,乙型網帶:又稱梯形網帶或一字網,此網帶通常系齒輪傳遞網帶,具有透氣性好的優點,拉力均勻,做工精細,此網帶具有轉動靈活、平穩性好、耐高溫、耐壓力、耐腐蝕、壽命 長等特點。
5,人字形網帶:由左右交替的網條通過四根直串條聯結而成,精密的編織技術使網帶既具有密度高網孔細運行靈活的特點,它對材料和編織技術要求*。此網帶適合于細小承載物的輸送線。
6,金屬片網帶:又稱長城網,由扁平金屬片和圓金屬絲所組成,網帶自重輕,網孔空隙大,網面平整,運行平穩,不會走偏。可作洗滌、干燥、冷卻、熱處理的輸送線。
7,鏈桿式網帶:這種鏈桿式網帶采用鏈條傳動,適用于大型和重型傳送,其運動平穩、力量大,網面相對受力小,能對輸送網面起到保護作用,價格較貴,但使用壽命長。
8,眼睛型網帶:鏈輪驅動,運行穩定,承載力強,可運送高速重物,表面平滑,適于不穩定制品的輸送開孔率大,通風性、脫水性佳,容易洗凈,眼鏡網帶因孔大非常適合涂層操作流程,使之與傳輸帶盡可能減少接觸。
9,鏈片式網帶:這種鏈條使用鏈條做動力。網用鏈條片及小管連接;間距可根據使用定制。規格很多。
10,鏈條式網帶:由鏈條驅動的輸送網帶一般都由鏈條帶動小軸再帶動網帶運行。網帶都采用軋牙串條、左右網條二根串,并大小網條連接而成,大網條內穿進小軸,小軸二端穿入鏈條孔,從而達到鏈條驅動輸送網帶。鏈條網傳動平穩、傳動力矩小。
11,U型鏈條網帶,也可作為螺旋式網帶,采用進口電腦網帶機生產,網面強硬耐用,不易變形。大特點是轉彎性能好,可以實現180度的轉彎,且運行平穩。具有網面平整,可承載較重的壓力和拉力。通風透氣性能好,網面潔凈無毒,而且容易清洗。維修和拆卸極為方便。可根據客戶要求在網帶兩側加裝擋邊。
12,鏈板式網帶:由不銹鋼鏈條驅動,采用不銹鋼板材生產,適合用于輸送細小的高密度物件,輸送過程中運轉平穩,安裝更換方便,價格高,使用壽命較長。
13,擋板式網帶:這種硬邊式邊處理,輸送方法直觀、簡潔。檔片經S型處理后形成一個直線型的槽型,使用中應避免機械性擠壓,一旦發現脫落現象應及時處理。
14,三角擋條式網帶:這種邊處理具有輕盈和牢固的優點,適用于較大的工件傳送,物品不易從邊緣滑落,做工比較精細,質量可靠,價格合理,廣泛用于食品行業和金屬熱處理等行業的輸送。
15,棒條式網帶:具有結構簡單,透氣性好。強度大,可承載較重的物品。易于清潔和維護,運轉靈活的特點。
16,翻邊式網帶:一般都為組合平衡型四根串單打頭網帶,串條不穿到邊緣兩邊各翻15-30公分高的邊,用以擋住物體外落。如化纖廠,標準件熱處理,軸承件的清洗機用翻邊網,用以擋住化纖維的外溢等。
17,球型網帶:有四根螺旋盤條組成的球狀螺旋組合網,結構牢固、有效過濾面積大,主要用于化學工業中的過濾,真空干燥機的烘干,目前已廣泛應用在粘膠纖維透折機和制革工業的干燥機。
18,托帶型網帶:托帶的網面平整光潔,運轉靈活。設備和工模具的制作水平是該網帶的質量保證。此系列網帶承載量大,網孔相對較寬,適用于大型的輸送線。
19,加板型網帶:也叫加固型網帶,此網帶串條可采用直串條、曲串條兩種,網帶邊可制作擋板,網帶可整體翻邊,串條可以生產加工成階梯邊(絞邊),可根據用戶使用的范圍和溫度而定。
20,單旋網帶:此網帶采用單旋制作,紋路均勻,抗拉度強;兩邊平行;表面平整.
21,菱形網帶:又稱勾花網、活絡網
金屬網帶材質:材質有A3低碳鋼、45#鋼、1Cr13耐熱鋼、201不銹鋼、304不銹鋼、1Cr18Ni9Ti不銹鋼、0Cr18Ni14NO2CU2耐熱耐酸鋼等.
紡織及特點:鉤編而成;編織簡潔、美觀實用。
半個多世紀以來,世界傳動帶的技術發展歷經了以下幾個階段:
其一,從傳動帶用的材料來看,橡膠己由天然橡膠發展到合成橡膠,進一步又擴大到特種合成橡膠CSM、HNBR:骨架材料由棉纖維擴大到人造絲、聚酯、尼龍、玻璃纖維、鋼絲以及芳綸等,詳見表2。品。為提高V型帶的耐久性,從60年代開始,出現了切割式三角帶,它的側面沒有包布,耐彎曲疲勞性非常好,已取代了大部分包布式三角帶。
另一方面,進入80年代之后,平板帶與V型帶結合的V型平板帶得到快速發展,由于其性能優異,產量急劇增大,現已部分取代了切割式V帶。緊接著,在美日等國又出現了楔形V帶。因為這種帶的厚度薄,與帶輪的接觸面積大,彎曲性能好,可以在小的帶輪上使用,因而為傳動裝置的小型化、節能化做出了很大貢獻。
再有,利用傳動帶背面也可驅動的原理,例如,在汽車風扇、交流電機、動力操縱系統、空調等,采用一根傳動帶一次驅動的所謂 蛇行傳動 方式,引起了各界的關注,使用范圍日趨擴大。這種多面、多向、多機傳動的代表性產品有,六角帶和圓形帶。
傳動帶中的新一類產品是齒型帶,又稱同步帶。它集齒輪、鏈條、帶傳動裝置的優點為一體,具有傳動效率高、傳動比準確、噪聲小、節能、維修方便等特點。它的傳動原理雖早在1900年即有若干出現,然而直到半個世紀之后才開始工業化,80年代起終于成為精密機械的主導傳動產品。特別是用飽和丁腈橡膠和聚氨酯彈性體制造的高精度微型帶,已經進入了*領域。齒型帶與傳統傳動帶的大不同點在于:同步、*。因此,它是當今受推崇的環保型產品。近年來,齒型帶的齒牙由方齒改為圓齒之后,更進一步增大了傳動力,發展前景極為廣闊。
由于各種不同機械要求的特性不同,以及各種傳動帶的價格高低相差懸殊,今后傳動帶將朝著結構、材料多元化的方向發展,其用途和品種規格也日趨多樣化。傳動帶中V型帶、齒型帶、平板帶的構成比例,大體將在6:3:1的范圍內上下變化。各種產業機械裝置要求使用的傳動帶類型,見表4。
⑴橡膠和彈性體
V型帶早為NR或NR/SBR的并用物。現今,已廣泛使用耐熱性、耐磨性、耐彎曲性和耐油性均優的CR。在未找到新的綜合物性更平衡的膠種之前,今后還將繼續保持這一趨勢。
對于切割式V型帶和V型平板帶,將要擴大采用以短纖維補強的CR,通過傳動帶橫向短纖維定向補強,達到傳動帶橫方向側壓性與縱方向彎曲性雙立的效果。對耐熱性有苛刻要求的傳動帶,將會有更多的HNBRV型平板帶出現。齒型帶初使用的CR,現在仍然是比較理想的材料,今后還將繼續廣泛用于一般產業的傳動上面。對于要求耐熱性和耐久性的齒型帶,要大量使用CSM、HNBR等特種耐熱、耐油橡膠。由于這類橡膠的性能優異,盡管價格十分昂貴,超出現有產品幾倍,但隨著汽車工業等的技術進步和環境的惡化,特別是HNBR將成為未來齒型帶的主導材對于小型、微型齒型帶來說,聚氨酯彈性體是為理想的材料。特別是精密機械方面的齒型帶,已無其他材料可以代替,今后不論在品種規格上,還是在用途上,都將迅速擴大,發展前景極為寬廣。平板帶原來為橡膠,隨著薄型平板帶的出現,聚氨酯和尼龍片材已成為重點開發方向。
⑵骨架材料
傳動帶的骨架材料已經作了種種改進,V型帶的骨架決定著膠帶的強度和壽命。早期的補強層使用棉簾線,而后改用了強力人造絲線繩。由于有伸長大的缺點,從20世紀70年代開始,世界各國都普遍使用強度高、伸長小、耐熱和耐彎曲性好的聚酯線繩,80年代又出現了高定伸、低收縮的改性聚酯線繩,現已成為V型帶骨架材料的主流。對于要求高負荷傳動、耐沖擊性的變速帶和農機用的V型帶,有的己開始使用芳綸纖維。齒型帶的補強層,人們曾長期使用鋼絲和聚酯而使其強度下降的問題,同時還有因其比重大而適于高速旋轉傳動等現象,如今已被基本淘汰。使用聚酪簾線對于要求尺寸精度高的產品,由于存在伸縮問題,現也很少采用。目前認為好的骨架材料是玻璃纖維,它能使嚙合傳動時的伸長小,而且具有適度的線膨脹系數,加之對彎曲疲勞等缺欠性使之不能得到廣泛使用。今后,強度更高、耐彎曲性更好的芳綸纖維將有可能部分取代玻璃纖維而擠進齒型帶佳骨架材料行列。目前,市場上出現了一種無捻聚酯鋼化單絲骨架,這種骨架材料以其價格相對低廉、高強度、耐屈撓性好、使用壽命長等特點逐步得到大家的認可
⑶外包保護布
V型帶使用的外包保護布向來以棉帆布為主,至今依然保持這種狀態。對一部分要求更耐磨和耐彎曲性能更好的,也開始使用棉的混紡帆布,甚至是全合成纖維帆布。外包保護布未來將繼續保持這一趨勢。齒型帶為了保護齒部和芯線,主要是使用高強力型的合成纖維,通常以尼龍帆布為主,今后方向是進一步薄層化。
多年來,傳動帶的生產工藝在世界各地一直沒有大的變化,不外煉膠、成型、硫化三大老的工藝。所不同的是,切割式三角帶取消了V型帶成型時的包布,并改為在硫化后切割,同時增加研磨工序。而對于齒型帶則是在帶齒形溝槽的模型上,先置入外包帆布,然后呈螺旋狀纏上芯線,而后上覆橡膠片,連同模型一起送入硫化罐硫化。此時,利用橡膠在加熱中的塑性流動,從芯線的縫隙將帆布充入模齒內而形成帶齒,硫化后再從模型中取出成適當的寬度。這種生產工藝,把傳動帶的制造過程人為地分割成好幾塊,無法聯結起來;加之傳動帶的品種規格太多,生產批量很小,產品變動頻繁,給工藝設備的連續化、自動化帶來了諸多困難,生產效率十分低下。當前國外的發展趨勢,一是努力研究實現工藝的連續化生產,提高設備自控水平,促使生產效率大幅度提高:二是繼續擴大使用聚氨酯等液體彈性體,從根本上簡化工藝,縮短流程,改變傳統的橡膠工藝加工方式。現在,聚氨酯液相加工工藝在小型和微型帶中,已占據主導地位,前景十分樂觀。
還有,短纖維橡膠的混合也是當今世界傳動帶業界一大課題。如何使短纖維在橡膠中均勻分散,并解決由此而產生的膠料高粘度化,造成生產效率下降的現象,需要在混煉方法和控制方式有新的突破。另外,短纖維橡膠的纖維排列取向也是不可忽視的又一個問題,通常采用壓延機和壓出機定向供膠出片、按流動方向取片的方法,也并非佳良策。無紡布、復合片材是今后開發的方向。
1、傳動帶的裝卸
安裝前首先要檢查主動輪、被動輪和張緊輪是否在一平面上。一般來講,兩皮帶輪的中心距小于1米時允許偏差為2-3毫米,中心距大于1米時允許偏差為3-4毫米。若偏差太大,應調整到符合要求后再進行安裝并張緊。裝卸時應首先將張緊輪松開,或將無極變速一端輪盤先卸下來,再將皮帶裝上或卸下。
當新三角帶太緊難以裝卸時,應先卸下一個皮帶輪,套上或卸下三角帶后,再把皮帶輪安裝好,不得硬卸。一般聯組V形帶應卸下帶輪后裝卸。
2、傳動帶的張緊
傳動帶的張緊度是靠張緊輪進行調整的,皮帶過緊會使皮帶磨損嚴重,過松則易產生打滑現象,使三角帶嚴重磨損甚至燒壞。一般兩輪距離1米左右時,用手指按壓三角帶中部,應垂直下降10-20毫米。皮帶使用中應檢查三角帶的張緊度,并隨時進行調整。
3、傳動帶的更換
三角帶失效后應及時更換,若多根三角帶合組使用,如果其中一根或部分實效時,其他幾根應同時更換,不可新舊帶一起使用。
4、傳動帶的清洗
三角帶沾上黃油、機油等油垢后易產生打滑并加速三角帶的損壞,應及時用汽油清洗,也可用堿水等清洗劑清洗,不能帶油作業。
5、傳動帶的工作溫度
三角帶的工作溫度一般不宜超過60℃,檢驗方法是:停止工作后,立即用手觸摸三角帶,若手在其上停留1分鐘而不感到很燙手,即為溫度不高。若燙手以至于不能停放1分鐘,說明溫度過高,應查明原因,及時排除。
6、傳動帶輪的更換
作業中皮帶輪可能出現變形、開裂、軸承磨損或鍵松動、周孔磨損等情況,應及時修復或更換有關部件。每季作業結束后在對收割機進行保養時,應將三角帶卸下,掛在通風干燥處,或將張緊輪松開,使皮帶處于松弛狀態。
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