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世界传动带发展现状与展望

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世界传动带发展现状与展望

发布日期:2019-07-02 作者: 点击:

传动带开展现状与展望

    传动带是将原动机的电机或发动机旋转发生的动力,经过带轮由胶带传导到机械设备上,故又称之为动力带。它是机电设备的中心联结部件,种类反常繁多,用处极为广泛。从大到几千千瓦的巨型电机,小到不足一个千瓦的微型电机,乃至包含家电、电脑、机器人等精细机械在内都离不开传动带。传动皮带 它的最大特色是能够自在变速,远近传动,结构简略,替换便利。所以,从原始机械到现代主动设备都有传动带的身影,产品历经多次演变,技能日臻成熟。

    动力传导有链条、齿轮、耦联(联轴)等多种多样形式。但是,从经济性和本钱视点来考虑,迄今为止,莫过于弹性体的胶带。因而,国际上现在许多传动方法大多仍以胶带传动为主,并且其开展仍在不断扩展。

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    传动带开端是由皮革制作的,19世纪中叶为橡胶所替代。20世纪60年代开端,陆续由NR、SBR转向CR、PUR。进入80年代,又进一步扩展到选用CSM和HNBR。胶带的形状也从乎板型扩展到角型、圆型、齿型,运用从单根传动开展到成组并联,从而构成今日的传动带系列群体。

    1、开展现状

    传动带有传递和变速两种功能,分为冲突传动和啮合传动两大类别。到现在为止,全球各传动带出产厂在结构形状上已构成V带、平带、齿带和圆带四大体系,包含尺度标准在内已逾千种。特别是齿带,最近十几年来,跟着精细机械和电子信息技能的进步,作为橡胶工业的高新技能产品,在国际各地开展非常迅猛,产值急剧扩展。传动带的种类分类。

    1.1平板带

    平板带是传动带最老的一个种类,约有100余年的历史,但直至20世纪中叶,仍占有传动带中一半左右的商场份额。它以结构简略、传动便利、不受间隔约束、容易调理替换等特色,在各种工农业机械中得到遍及选用。平板带宽度一般由16-600mm,长度最大可达100~200m,层数最多为6一带中最常见的为帆布带, 糊盒机皮带 分为包层式、叠层式和叠包式三种。叠层带为包层带(又称圆边带)的改善产品,具有带体柔软,赋有弹性,耐屈性好等优点,适于在小带轮和20m/s以上的快速传动设备上运用。而叠包带介于两者之间,用于边部易受磨损的传动。因为平板带的传动功率低(一般为85%左右),且占有面积较大,因而,从20世纪60年代往后国际各国产值逐年下降。现在在发达国家,除部分农业机械和轻纺机械尚少数运用之外,已处于被筛选的状况。另一方面,在这一时期,以化纤帆布和帘布为芯体而制成的无接头和热接头环形带,则在全球获得了长足开展。它以强度大、噪声低、传动平稳、运送圆滑、耐屈挠、寿命长和无需接头号为特色,运用领域不断扩展,并在微型传动带中构成主流。

    近年来,跟着高新技能工业的兴起,这种微型带尤其在电脑周边设备、办公主动化设备以及省力化设备等方面遍及运用。例如,主动检票机、主动售票机、货币兑换机、发券机、取款机、银行结算机、主动检验机、复印机、医疗器械、主动包装机、鱼群探测器等等,美日欧等国家每年都以双位数添加。

    这种高功能的无接头平板带,现已开展到有聚氨酯带、聚氨酯芯体带和橡胶帆布芯体带三种类型。在橡胶微型带中,除化纤帆布外,还有运用尼龙膜片、芳纶帘线、玻璃纤维帘线为芯体以及外表橡胶覆以铬皮的特种产品。它们同传统的帆布平板带有着本质的不同,标准要求非常精细,附加价值很高,国际各大胶带出产厂家竞相开展,已成为橡胶工业中的高新技能产品。现在,德国的金珂林、瑞士的哈巴基、雷达,以及日本的新田等公司,都是这一领域的闻名大企业,并把以聚氨酯为主的高级和特种微型带作为其全力开发的主导产品。

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    1.2三角带

    三角带又称V型带,是传动带中产值最大、种类最多、用处最广的一种产品。自从1917年初次由美国制成轿车电扇带,20年代初开端推广用于工农机械之后,半个多世纪以来久盛不衰,开展非常敏捷,现已成为传动带的主流。在国际各国传动带中,从橡胶用量来看,三角带现已占到65%上,齿型带为25%,平板带则已退减到10%以下。现在,三角带已成为国际各种机械设备动力传动和变速的首要器件,在当今农机、机床、轿车、船只、办公设备等广泛领域,发挥着日益重要的作用。

    按照断面尺度,三角带可分为工业机械用的Y、O、A、B、C、D、E七种工业型号和轿车、拖拉机等用的各类电扇带,合计两大类别。Y、O型为最小的V型带,首要用于打字机、切书机等办公设备、家电制品(洗衣机、榨汁器、吸尘器)。一般工业机械,跟着马力的增大,次序运用A、B、C、D、E等V型带,其间D、E型为重型带,用于船只、电力等大型机械。至于电扇带,除了轿车、拖拉机之外,还很多用在水泵、空调等方面。在发达国家,三角带与电扇带的出产比率已到达2:1-3:2的程度,电扇带呈现显着上升的气势。

    三角带一般都是指包布式V型带,从20世纪60年代开端,为进步传动带的耐久性,又呈现了切边式V型带。这种切边V型带,因为胶带结构旁边面没有包布,带体非常柔软,耐屈挠疲惫功能非常好,因而得到敏捷开展。进入80年代,为处理三角带多根成组传动时因发生不一样长而带来的传动功率和运用寿命下降等问题,又兴起了多根三角带用平板带固定在一起的三角带。习惯称之为联组三角带的V型平板带,具有极大的优越性,因而又开端呈现V型平板带替代包布式和切边式三角带的现象。这种三角带与平板带结合的胶带,虽然对带轮沟槽有特别的要求,但是因为带体很薄,与带轮的触摸面积大,曲折性好,带轮缩小,可使传动设备进一步小型化、节能化,在国际发达国家的出产值急剧添加。

    近些年来,为适应各种传动设备的特别需求,除一般标准型的三角带之外,还呈现了数量众多、形状各异的特种三角带,它们首要有:

    (1)窄型和宽型三角带

    一般三角带的宽高比为1:1.5~1.6,而窄型和宽型的三角带分别为1:1.2和1:2。窄型V带的结构尺度比一般V带能够削减约50%,能节约很多原资料,一起强力均匀,有效触摸面积大,曲折应力小,可大大延伸运用寿命。窄型v带的传动功率可达90%一97%,极限速度达40-50m/s,传动才能进步0.5~1.5倍,最适于短间隔、小带轮于变速传动,故又称之为变速带。其特色是在带的上下外表,大多制成单面或双面的弧形或齿形状况,使之易于调速,首要用在低速的圆锥式和圆盘式无级变速器方面。

    (2)小角和大角三角带

    它同一般三角带的首要区别是,夹角40`改为30`和60`左右。小角V带能使触摸面减小,降低所需张力,可延伸运用寿命,适于设备的小张力传动。大角V带为上半部呈矩形,下半部呈倒梯形的六角带,能使冲突损失减小,承载才能增大,带体柔软,适于轻小型设备的高速传动。

    (3)活络和冲孑L三角带

    活络带由多个小段以金属螺钉连结而成。冲孔带在带体纵向冲有许多等距的透孔用以衔接接头。光伏带这种V带都是能够接头的三角带,可依据需求长度随意自在接头定长。它弥补了一般三角带无接头,只能按规则长度运用的约束。别的一个好处是,在运用中,当三角带体呈现部分损坏后,可替换损坏部位持续运用,一起,它还有可简略自在调理长度巨细的优点。但因强度较低,只能用于低速传动,又因为存在精确度低、传动功率差等问题,近些年来运用日趋削减。

    此外,对指定用于轿车、拖拉机等各种内燃机驱动电扇而用的三角带,人们专门称之为电扇带。它的特色是以单根运用为主,带轮很小,传距很短,速度与功率常变,是属于触摸温度较高、在严苛环境条件下运用的一种V带。电扇带也常用在发电机、压缩机、动力等方面。电扇带因为其功能要求与一般三角带完全不同,在工业上独自分类计算。近些年来,国际电扇带的开展非常敏捷,数量已占到三角带总量的三分之一。

    电扇带分为一般和窄型两种,细分为包布式平底V带、圆齿V带、切边式平底V带和波涛V带等多种类型。电扇带的结构一般比一般三角带要复杂,见附图,除强力层、蔓延层、压缩层和包布层之外,又添加了缓冲层和支撑层。

    现在运用最多的是切边式波涛V带,生热低、散热快、冲突大、噪声小、强度好、功率高,行进里程可达18~20万公里,比一般电扇带高出约一倍。近年来,跟着轿车发动机功率的进步和旋转式发动机的呈现,以及液压转向设备和凉风设备的增多,对电扇带的要求日益严酷,不只带轮小型化,并且选用双向双面驱动的方法越来越多,因而,橡胶和芯体资料也随之发生了重大舀I~,`IIit一般三角带、V型平板带与电扇带比较1-上胶布层:2-下胶布层;3-橡胶蔓延层:4-橡胶压缩层:5-线绳强力层;6-橡胶缓冲层:7-~tgrg

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    1.3圆形带

    圆形带为断面呈圆形的传动带,它能够自在曲折驱动。这种带多为聚氨酯制作的,一般没有芯体,结构最为简略,运用便利。圆形带为胶带传动开辟了新的途径,国际各国在小型机床、缝纫机、精细机械等方面需用量急剧添加,往后潜力很大。

    1.4齿型带

    齿型带亦称同步带,分为单面齿带和双面齿带两种类型。前者首要用于单轴传动,后者为多轴或反向传动,系从1980年以来国际新呈现的又一种高效传动带。齿型带依据齿的形状又分为梯形和圆弧形两种,以圆弧形齿的同步带所承受的扭矩为最大。从所用资料上,齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类,而前者又有一般橡胶(一般为氯丁橡胶)和特种橡胶(多为饱和丁腈橡胶)之分。它们的结构是由钢帘线或玻璃纤维组成的强力层和以橡胶及尼龙布构成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。

    齿型带包含多楔带,近20年来在工业发达国家开展极为迅猛,正在不断地腐蚀传统的金属齿轮、链条以及橡胶方面的平板带和三角带商场。现在,除已很多用于轿车及传统工业之外,并进一步扩展到OA机器(办公设备)、机器人等各种精细机械的传动。因为胶带内侧带有弹性体的齿牙,能完成无滑动的同步传动,并且具有比链条轻、噪音小的特色,现在欧洲80%以上的轿车、美国40%的轿车都已装用了这种齿型带。我国2000年出产轿车200万辆,齿型带需求700万条以上。最近呈现的圆齿带较之方齿带,更进一步增大了传动力和肃静性,作为新一代的环保带,其运用范围更趋广泛。现在,已开端成为对同步传动、噪音要求极为严厉的家用和工业用缝纫机、打字机、复印机的运用方针。

    2、技能展望

    半个多世纪以来,国际传动带的技能开展历经了以下几个阶段:

    其一,从传动带用的资料来看,橡胶己由天然橡胶开展到合成橡胶,进一步又扩展到特种

    合成橡胶CSM、HNBR:骨架资料由棉纤维扩展到人造丝、聚酯、尼龙、玻璃纤维、钢丝以及芳纶等,详见表2。品。为进步V型带的耐久性,从60年代开端,呈现了切开式三角带,它的旁边面没有包布,耐曲折疲惫性非常好,已替代了大部分包布式三角带。

    另一方面,进入80年代之后,平板带与V型带结合的V型平板带得到快速开展,因为其功能优异,产值急剧增大,现已部分替代了切开式V带。紧接着,在美日等国又呈现了楔形V带。因为这种带的厚度薄,与带轮的触摸面积大,曲折功能好,能够在小的带轮上运用,因而为传动设备的小型化、节能化做出了很大贡献。

    再有,运用传动带背面也可驱动的原理,例如,在轿车电扇、沟通电机、动力操作系统、空调等,选用一根传动带一次驱动的所谓"蛇行传动"方法,引起了各界的重视,运用范围日趋扩展。这种多面、多向、多机传动的代表性产品有,六角带和圆形带。

    传动带中的最新一类产品是齿型带,又称同步带。它集齿轮、链条、带传动设备的优点为一体,具有传动功率高、传动比准确、噪声小、节能、维修便利等特色。它的传动原理虽早在1900年即有若干专利呈现,但是直到半个世纪之后才开端工业化,80年代起终于成为精细机械的主导传动产品。特别是用饱和丁腈橡胶和聚氨酯弹性体制作的高精度微型带,现已进入了高新技能领域。齿型带与传统传动带的最大不同点在于:同步、静音。因而,它是当今最受推重的环保型产品。近年来,齿型带的齿牙由方齿改为圆齿之后,更进一步增大了传动力,开展远景极为广阔。

    因为各种不同机械要求的特性不同,以及各种传动带的价格高低相差悬殊,往后传动带将朝着结构、资料多元化的方向开展,其用处和种类标准也日趋多样化。传动带中V型带、齿型带、平板带的构成份额,大体将在6:3:1的范围内上下改动。各种工业机械设备要求运用的传动带类型,见表4。

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    (1)橡胶和弹性体

    V型带最早为NR或NR/SBR的并用物。现在,已广泛运用耐热性、耐磨性、耐曲折性和耐油性均优的CR。在未找到新的综合物性更平衡的胶种之前,往后还将持续坚持这一趋势。 对于切开式V型带和V型平板带,将要扩展选用以短纤维补强的CR,经过传动带横向短纤维定向补强,到达传动带横方向侧压性与纵方向曲折性双立的作用。对耐热性有严苛要求的传动带,将会有更多的HNBRV型平板带呈现。齿型带开端运用的CR,现在仍然是比较理想的资料,往后还将持续广泛用于一般工业的传动上面。对于要求耐热性和耐久性的齿型带,要很多运用CSM、HNBR等特种耐热、耐油橡胶。因为这类橡胶的功能优异,尽管价格非常贵重,超呈现有产品几倍,但跟着轿车工业等的技能进步和环境的恶化,特别是HNBR将成为未来齿型带的主导材对于小型、微型齿型带来说,聚氨酯弹性体是最为理想的资料。特别是精细机械方面的齿型带,已无其他资料能够替代,往后不管在种类标准上,仍是在用处上,都将敏捷扩展,开展远景极为宽广。

    平板带本来为橡胶,跟着薄型平板带的呈现,聚氨酯和尼龙片材已成为重点开发方向。

    (2)纤维骨架能作了种种改善,因而已成为齿型带的首选资料,V型带的骨架决定着胶带的强度和寿命。早期的补强层运用棉帘线,而后改用了强力人造丝线绳。因为有伸长大的缺陷,从20世纪70年代开端,国际各国都遍及运用强度高、伸长小、耐热和耐曲折性好的聚酯线绳,80年代又呈现了高定伸、低收缩的改性聚酯线绳,现已成为V型带骨架资料的主流。对于要求高负荷传动、耐冲击性的变速带和农机用的V型带,有的己开端运用芳纶纤维。齿型带的补强层,人们曾长期运用钢丝和聚酯而使其强度下降的问题,一起还有因其比重大而适于高速旋转传动等现象,现在已被基本筛选。运用聚酪帘线对于要求尺度精度高的产品,因为存在伸缩问题,现也很少选用。现在以为最好的骨架资料是玻璃纤维,它能使啮合传动时的伸长小,并且具有适度的线膨胀系数,加之对曲折疲惫等缺欠性

    得到广泛运用。往后,强度更高、耐曲折性更好的芳纶纤维将有或许部分替代玻璃纤维而挤进齿型带最佳骨架资料行列。

    (3)外包维护布

    V型带运用的外包维护布历来以棉帆布为主,至今依然坚持这种状况。对一部分要求更耐磨和耐曲折功能更好的,也开端运用棉的混纺帆布,乃至是全合成纤维帆布。外包维护布未来将持续坚持这一趋势。齿型带为了维护齿部和芯线,首要是运用高强力型的合成纤维,一般以尼龙帆布为主,往后方向是进一步薄层化。

    2.3工艺设备趋向

    多年来,传动带的出产工艺在国际各地一向没有大的改动,不外炼胶、成型、硫化三大老的工艺。所不同的是,切开式三角带取消了V型带成型时的包布,并改为在硫化后切开,一起添加研磨工序。而对于齿型带则是在带齿形沟槽的模型上,先置入外包帆布,然后呈螺旋状缠上芯线,而后上覆橡胶片,连同模型一起送入硫化罐硫化。此时,运用橡胶在加热中的塑性活动,从芯线的缝隙将帆布充入模齿内而构成带齿,硫化后再从模型中取出成适当的宽度。

    这种出产工艺,把传动带的制作过程人为地分割成好几块,无法联结起来;加之传动带的种类标准太多,出产批量很小,产品变动频繁,给工艺设备的接连化、主动化带来了诸多困难,出产功率非常低下。当前国外的开展趋势,一是尽力研究完成工艺的接连化出产,进步设备自控水平,促使出产功率大幅度进步:二是持续扩展运用聚氨酯等液体弹性体,从根本上简化工艺,缩短流程,改动传统的橡胶工艺加工方法。现在,聚氨酯液相加工工艺在小型和微型带中,已占有主导地位,远景非常达观。

    还有,短纤维橡胶的混合也是当今国际传动带业界一大课题。怎么使短纤维在橡胶中均匀分散,并处理由此而发生的胶料高粘度化,造成出产功率下降的现象,需求在混炼方法和操控方法有新的打破。别的,短纤维橡胶的纤维排列取向也是不可忽视的又一个问题,一般选用压延机和压出机定向供胶出片、按活动方向取片的方法,也并非最佳良策。无纺布、复合片材是往后开发的方向。

    2.4未来方针

    纵观半个多世纪以来国际传动带的开展趋势,跟着全球高新技能工业化的迅猛开展,往后传动带的主流是向着小型化、精细化和高速化的方向开展。老式的平板带将被日渐筛选,新式的环形平板带从头兴起;切开三角带将替代大部分包布V型带、一起代之而起的V型平板带、多楔带、齿型带或许成为新的主流产品。

    我国出产传动带的厂家非常杂乱,除200家国有、三资企业之外,还有1000余家团体、私营和个体所有制企业,仅V型带一种产品年产即达4亿A米以上,在产值上虽已位居国际前列,而略具规划水平的不过十几家。除少数引进技能设备和合资企业外,大多处于后进状况,亟待改组、改造、变革。调整传动带职业结构,筛选老旧产品,开发创新产品,迎头赶上国际传动带先进技能水平,可说是当前最为急迫的任务。


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