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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。它的最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。

1簡介

chuán dòng dài
power belt;driving band;driving belt
用於傳遞機械動力的膠帶,包括平型傳動膠帶和三角傳動膠帶(V型膠帶)。由橡膠和增強材料(如棉帆布、人造絲、合成纖維或鋼絲等)構成。
以多層掛膠帆布、合成纖維織物、簾線和鋼絲等作抗拉層,覆合橡膠后經成型、硫化而製成。
與齒輪傳動、鏈條傳動相比,膠帶傳動具有機構簡單、雜訊小和設備成本低等優點,廣泛用於各種機械的動力傳動。
機器上傳動的環形帶,套在兩個皮帶輪上,多用牛皮或線蕊橡膠製成,通稱皮帶。

2品種分類

三角帶
三角帶又稱V型帶,是傳動帶中產量最大、品種最多、用途最廣的一種產品。自從1917年首次由美國製成汽車風扇帶,20年代初開始推廣用於工農機械之後,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,三角帶現已佔到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型為最小的V型帶,主要用於打字機、切書機等辦公設備、家電製品(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,用於船舶、電力等大型機械。至於風扇帶,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,由於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,具有極大的優越性,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,然而由於帶體很薄,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,最適於短距離、小帶輪於變速傳動,故又稱之為變速帶。其特點是在帶的上下表面,大多製成單面或雙面的弧形或齒形狀態,使之易於調速,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,適於設備的小張力傳動。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,適於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,只能用於低速傳動,又由於存在精確度低、傳動效率差等問題,近些年來使用日趨減少。
此外,對指定用於汽車、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,是屬於接觸溫度較高、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。風扇帶由於其性能要求與普通三角帶完全不同,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,數量已佔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複雜,見附圖,除強力層、伸張層、壓縮層和包布層之外,又增加了緩衝層和支撐層。
現在使用最多的是切邊式波浪V帶,生熱低、散熱快、摩擦大、雜訊小、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,而且採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。
齒型帶
齒型帶亦稱同步帶,分為單面齒帶和雙面齒帶兩種類型。前者主要用於單軸傳動,後者為多軸或反向傳動,系從1980年以來世界新出現的又一種高效傳動帶。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最大。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,除已大量用於汽車及傳統產業之外,並進一步擴大到OA機器(辦公設備)、機器人等各種精密機械的傳動。由於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。最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,其使用範圍更趨廣泛。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、複印機的使用對象。

3技術展望

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年代之後,平板帶與V型帶結合的V型平板帶得到快速發展,由於其性能優異,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,採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,使用範圍日趨擴大。這種多面、多向、多機傳動的代表性產品有,六角帶和圓形帶。
傳動帶中的最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、雜訊小、節能、維修方便等特點。它的傳動原理雖早在1900年即有若干專利出現,然而直到半個世紀之後才開始工業化,80年代起終於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製造的高精度微型帶,已經進入了高新技術領域。齒型帶與傳統傳動帶的最大不同點在於:同步、靜音。因此,它是當今最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後,更進一步增大了傳動力,發展前景極為廣闊。
由於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,今後傳動帶將朝著結構、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的範圍內上下變化。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型帶最早為NR或NR/SBR的並用物。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,今後還將繼續保持這一趨勢。
對於切割式V型帶和V型平板帶,將要擴大採用以短纖維補強的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。齒型帶最初使用的CR,現在仍然是比較理想的材料,今後還將繼續廣泛用於一般產業的傳動上面。對於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。由於這類橡膠的性能優異,儘管價格十分昂貴,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於小型、微型齒型帶來說,聚氨酯彈性體是最為理想的材料。特別是精密機械方面的齒型帶,已無其他材料可以代替,今後不論在品種規格上,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,而後改用了強力人造絲線繩。由於有伸長大的缺點,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。對於要求高負荷傳動、耐衝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於高速旋轉傳動等現象,如今已被基本淘汰。使用聚酪簾線對於要求尺寸精度高的產品,由於存在伸縮問題,現也很少採用。目前認為最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係數,加之對彎曲疲勞等缺欠性使之不能得到廣泛使用。今後,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最佳骨架材料行列。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,今後方向是進一步薄層化。

4工藝設備趨向

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,並改為在硫化后切割,同時增加研磨工序。而對於齒型帶則是在帶齒形溝槽的模型上,先置入外包帆布,然後呈螺旋狀纏上芯線,而後上覆橡膠片,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,把傳動帶的製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,已佔據主導地位,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,並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,通常採用壓延機和壓出機定向供膠出片、按流動方向取片的方法,也並非最佳良策。無紡布、複合片材是今後開發的方向。

5未來目標

縱觀半個多世紀以來世界傳動帶的發展趨勢,隨著全球高新技術產業化的迅猛發展,今後傳動帶的主流是向著小型化、精密化和高速化的方向發展。老式的平板帶將被日漸淘汰,新型的環形平板帶重新崛起;切割三角帶將取代大部分包布V型帶、同時代之而起的V型平板帶、多楔帶、齒型帶可能成為新的主流產品。中國生產傳動帶的廠家十分雜亂,除200家國有、三資企業之外,還有1000餘家集體、私營和個體所有制企業,僅V型帶一種產品年產即達4億A米以上,在產量上雖已位居世界前列,而略具規模水平的不過十幾家。除少數引進技術設備和合資企業外,大多處於後進狀態,亟待改組、改造、改革。調整傳動帶行業結構,淘汰老舊產品,開發創新產品,迎頭趕上世界傳動帶先進技術水平,可說是當前最為緊迫的任務。

6金屬傳動帶

金屬輸動帶的種類
金屬傳動帶標註法

  金屬傳動帶標註法

1,曲軸型網帶:集中了金屬絲編織網帶的各種優點,由於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。該系列網帶適合於承載體積較小而質地相對較重的輸送線。
3,扁絲型網帶:此網帶採用軋扁絲製作.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,因此最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極高。此網帶適合於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、乾燥、冷卻、熱處理的輸送線。
7,鏈桿式網帶:這種鏈桿式網帶採用鏈條傳動,適用於大型和重型傳送,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,適於不穩定製品的輸送開孔率大,通風性、脫水性佳,容易洗凈,眼鏡網帶因孔大非常適合塗層操作流程,使之與傳輸帶儘可能減少接觸。
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;間距可根據使用定製。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。網帶都採用軋牙串條、左右網條二根串,並大小網條連接而成,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,採用進口電腦網帶機生產,網面強硬耐用,不易變形。最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:由不鏽鋼鏈條驅動,採用不鏽鋼板材生產,適合用於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,適用於較大的工件傳送,物品不易從邊緣滑落,做工比較精細,質量可靠,價格合理,廣泛用於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。易於清潔和維護,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,主要用於化學工業中的過濾,真空乾燥機的烘乾,目前已廣泛應用在粘膠纖維透折機和製革工業的乾燥機。
18,托帶型網帶:托帶的網面平整光潔,運轉靈活。設備和工模具的製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,適用於大型的輸送線。
19,加板型網帶:也叫加固型網帶,此網帶串條可採用直串條、曲串條兩種,網帶邊可製作擋板,網帶可整體翻邊,串條可以生產加工成階梯邊(絞邊),可根據用戶使用的範圍和溫度而定。
20,單旋網帶:此網帶採用單旋製作,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不鏽鋼、304不鏽鋼、1Cr18Ni9Ti不鏽鋼、0Cr18Ni14NO2CU2耐熱耐酸鋼等.
紡織及特點:鉤編而成;編織簡潔、美觀實用。

7保養方法

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於1米時允許偏差為2-3毫米,中心距大於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並張緊。裝卸時應首先將張緊輪鬆開,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,並隨時進行調整。
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並加速三角帶的損壞,應及時用汽油清洗,也可用鹼水等清洗劑清洗,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。若燙手以至於不能停放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、軸承磨損或鍵鬆動、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,掛在通風乾燥處,或將張緊輪鬆開,使皮帶處於鬆弛狀態。
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