2018-06-04
動(dòng)帶是將原動(dòng)機(jī)的電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力,通過(guò)帶輪由膠帶傳導(dǎo)到機(jī)械設(shè)備上,故又稱之為動(dòng)力帶。它是機(jī)電設(shè)備的核心聯(lián)結(jié)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(jī),小到不足一個(gè)千瓦的微型電機(jī),甚至包括家電、電腦、機(jī)器人等精密機(jī)械在內(nèi)都離不開傳動(dòng)帶。它的最大特點(diǎn)是可以自由變速,遠(yuǎn)近傳動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,更換方便。所以,從原始機(jī)械到現(xiàn)代自動(dòng)設(shè)備都有傳動(dòng)帶的身影,產(chǎn)品歷經(jīng)多次演變,技術(shù)日臻成熟。
動(dòng)力傳導(dǎo)有鏈條、齒輪、耦聯(lián)(聯(lián)軸)等多種多樣形式。然而,從經(jīng)濟(jì)性和成本角度來(lái)考慮,迄今為止,莫過(guò)于彈性體的膠帶。因此,世界上現(xiàn)在許多傳動(dòng)方式大多仍以膠帶傳動(dòng)為主,而且其發(fā)展仍在不斷擴(kuò)大。
傳動(dòng)帶最初是由皮革制造的,19世紀(jì)中葉為橡膠所取代。20世紀(jì)60年代開始,陸續(xù)由NR、SBR轉(zhuǎn)向CR、PUR。進(jìn)入80年代,又進(jìn)一步擴(kuò)大到采用CSM和HNBR。膠帶的形狀也從乎板型擴(kuò)大到角型、圓型、齒型,使用從單根傳動(dòng)發(fā)展到成組并聯(lián),從而形成今日的傳動(dòng)帶系列群體。
一、發(fā)展現(xiàn)狀
傳動(dòng)帶有傳遞和變速兩種功能,分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類別。到目前為止,全球各傳動(dòng)帶生產(chǎn)廠在結(jié)構(gòu)形狀上已形成V帶、平帶、齒帶和圓帶四大體系,包括尺寸規(guī)格在內(nèi)已逾千種。特別是齒帶,最近十幾年來(lái),隨著精密機(jī)械和電子信息技術(shù)的進(jìn)步,作為橡膠工業(yè)的高新技術(shù)產(chǎn)品,在世界各地發(fā)展十分迅猛,產(chǎn)量急劇擴(kuò)大。傳動(dòng)帶的品種分類。
1、平板帶
平板帶是傳動(dòng)帶最老的一個(gè)品種,約有100余年的歷史,但直至20世紀(jì)中葉,仍占據(jù)傳動(dòng)帶中一半左右的市場(chǎng)份額。它以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)方便、不受距離限制、容易調(diào)節(jié)更換等特點(diǎn),在各種工農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到普遍采用。平板帶寬度一般由16-600mm,長(zhǎng)度最大可達(dá)100~200m,層數(shù)最多為6一帶中最常見的為帆布帶,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(jìn)產(chǎn)品,具有帶體柔軟,富有彈性,耐屈性好等優(yōu)點(diǎn),適于在小帶輪和20m/s以上的快速傳動(dòng)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(dòng)。由于平板帶的傳動(dòng)效率低(一般為85%左右),且占據(jù)面積較大,因此,從20世紀(jì)60年代以后世界各國(guó)產(chǎn)量逐年下降。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家,除部分農(nóng)業(yè)機(jī)械和輕紡機(jī)械尚少量使用之外,已處于被淘汰的狀態(tài)。另一方面,在這一時(shí)期,以化纖帆布和簾布為芯體而制成的無(wú)接頭和熱接頭環(huán)形帶,則在全球獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。它以強(qiáng)度大、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)輸圓滑、耐屈撓、壽命長(zhǎng)和無(wú)需接頭等為特點(diǎn),使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,并在微型傳動(dòng)帶中形成主流。
近年來(lái),隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起,這種微型帶尤其在電腦周邊設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備以及省力化設(shè)備等方面普遍使用。例如,自動(dòng)檢票機(jī)、自動(dòng)售票機(jī)、貨幣兌換機(jī)、發(fā)券機(jī)、取款機(jī)、銀行結(jié)算機(jī)、自動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)、復(fù)印機(jī)、醫(yī)療器械、自動(dòng)包裝機(jī)、魚群探測(cè)器等等,美日歐等國(guó)家每年都以雙位數(shù)增長(zhǎng)。
這種高性能的無(wú)接頭平板帶,現(xiàn)已發(fā)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(chǎn)品。它們同傳統(tǒng)的帆布平板帶有著本質(zhì)的不同,規(guī)格要求非常精密,附加價(jià)值很高,世界各大膠帶生產(chǎn)廠家競(jìng)相發(fā)展,已成為橡膠工業(yè)中的高新技術(shù)產(chǎn)品。目前,德國(guó)的金珂林、瑞士的哈巴基、雷達(dá),以及日本的新田等公司,都是這一領(lǐng)域的知名大企業(yè),并把以聚氨酯為主的高檔和特種微型帶作為其全力開發(fā)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
2、三角帶
三角帶又稱V型帶,是傳動(dòng)帶中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的一種產(chǎn)品。自從1917年首次由美國(guó)制成汽車風(fēng)扇帶,20年代初開始推廣用于工農(nóng)機(jī)械之后,半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)久盛不衰,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成為傳動(dòng)帶的主流。在世界各國(guó)傳動(dòng)帶中,從橡膠用量來(lái)看,三角帶現(xiàn)已占到65%上,齒型帶為25%,平板帶則已退減到10%以下。目前,三角帶已成為世界各種機(jī)械裝置動(dòng)力傳動(dòng)和變速的主要器材,在當(dāng)今農(nóng)機(jī)、機(jī)床、汽車、船舶、辦公設(shè)備等廣泛領(lǐng)域,發(fā)揮著日益重要的作用。
按照斷面尺寸,三角帶可分為產(chǎn)業(yè)機(jī)械用的Y、O、A、B、C、D、E七種工業(yè)型號(hào)和汽車、拖拉機(jī)等用的各類風(fēng)扇帶,共計(jì)兩大類別。Y、O型為最小的V型帶,主要用于打字機(jī)、切書機(jī)等辦公設(shè)備、家電制品(洗衣機(jī)、榨汁器、吸塵器)。一般產(chǎn)業(yè)機(jī)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(jī)械。至于風(fēng)扇帶,除了汽車、拖拉機(jī)之外,還大量用在水泵、空調(diào)等方面。在發(fā)達(dá)國(guó)家,三角帶與風(fēng)扇帶的生產(chǎn)比率已達(dá)到2:1-3:2的程度,風(fēng)扇帶呈現(xiàn)明顯上升的勢(shì)頭。
三角帶一般都是指包布式V型帶,從20世紀(jì)60年代開始,為提高傳動(dòng)帶的耐久性,又出現(xiàn)了切邊式V型帶。這種切邊V型帶,由于膠帶結(jié)構(gòu)側(cè)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(fā)展。進(jìn)入80年代,為解決三角帶多根成組傳動(dòng)時(shí)因產(chǎn)生不一樣長(zhǎng)而帶來(lái)的傳動(dòng)效率和使用壽命下降等問(wèn)題,又興起了多根三角帶用平板帶固定在一起的三角帶。習(xí)慣稱之為聯(lián)組三角帶的V型平板帶,具有極大的優(yōu)越性,因而又開始出現(xiàn)V型平板帶取代包布式和切邊式三角帶的現(xiàn)象。這種三角帶與平板帶結(jié)合的膠帶,雖然對(duì)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(dòng)裝置進(jìn)一步小型化、節(jié)能化,在世界發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)。
近些年來(lái),為適應(yīng)各種傳動(dòng)裝置的特殊需要,除普通標(biāo)準(zhǔn)型的三角帶之外,還出現(xiàn)了數(shù)量眾多、形狀各異的特種三角帶,它們主要有:
(1)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(jié)構(gòu)尺寸比普通V帶可以減少約50%,能節(jié)省大量原材料,同時(shí)強(qiáng)力均勻,有效接觸面積大,彎曲應(yīng)力小,可大大延長(zhǎng)使用壽命。窄型v帶的傳動(dòng)效率可達(dá)90%一97%,極限速度達(dá)40-50m/s,傳動(dòng)能力提高0.5~1.5倍,最適于短距離、小帶輪于變速傳動(dòng),故又稱之為變速帶。其特點(diǎn)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(tài),使之易于調(diào)速,主要用在低速的圓錐式和圓盤式無(wú)級(jí)變速器方面。
(2)小角和大角三角帶
它同普通三角帶的主要區(qū)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(zhǎng)使用壽命,適于設(shè)備的小張力傳動(dòng)。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(shè)備的高速傳動(dòng)。
(3)活絡(luò)和沖孑L三角帶
活絡(luò)帶由多個(gè)小段以金屬螺釘連結(jié)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(jù)需要長(zhǎng)度隨意自由接頭定長(zhǎng)。它彌補(bǔ)了普通三角帶無(wú)接頭,只能按規(guī)定長(zhǎng)度使用的限制。另外一個(gè)好處是,在使用中,當(dāng)三角帶體出現(xiàn)局部損壞后,可更換損壞部位繼續(xù)使用,同時(shí),它還有可簡(jiǎn)單自由調(diào)節(jié)長(zhǎng)度大小的優(yōu)點(diǎn)。但因強(qiáng)度較低,只能用于低速傳動(dòng),又由于存在精確度低、傳動(dòng)效率差等問(wèn)題,近些年來(lái)使用日趨減少。
此外,對(duì)指定用于汽車、拖拉機(jī)等各種內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇而用的三角帶,人們專門稱之為風(fēng)扇帶。它的特點(diǎn)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(huán)境條件下使用的一種V帶。風(fēng)扇帶也常用在發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、動(dòng)力泵等方面。風(fēng)扇帶由于其性能要求與普通三角帶完全不同,在工業(yè)上單獨(dú)分類統(tǒng)計(jì)。近些年來(lái),世界風(fēng)扇帶的發(fā)展十分迅速,數(shù)量已占到三角帶總量的三分之一。
風(fēng)扇帶分為普通和窄型兩種,細(xì)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(fēng)扇帶的結(jié)構(gòu)一般比普通三角帶要復(fù)雜,見附圖,除強(qiáng)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(xiàn)在使用最多的是切邊式波浪V帶,生熱低、散熱快、摩擦大、噪聲小、強(qiáng)度好、效率高,行駛里程可達(dá)18~20萬(wàn)公里,比一般風(fēng)扇帶高出約一倍。近年來(lái),隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高和旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),以及液壓轉(zhuǎn)向裝置和冷風(fēng)裝置的增多,對(duì)風(fēng)扇帶的要求日益嚴(yán)酷,不僅帶輪小型化,而且采用雙向兩面驅(qū)動(dòng)的方式越來(lái)越多,因此,橡膠和芯體材料也隨之產(chǎn)生了重大舀I~,`IIit普通三角帶、V型平板帶與風(fēng)扇帶比較1-上膠布層:2-下膠布層;3-橡膠伸張層:4-橡膠壓縮層:5-線繩強(qiáng)力層;6-橡膠緩沖層:7-~tgrg
3、圓形帶
圓形帶為斷面呈圓形的傳動(dòng)帶,它可以自由彎曲驅(qū)動(dòng)。這種帶多為聚氨酯制造的,通常沒有芯體,結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,使用方便。圓形帶為膠帶傳動(dòng)開辟了新的途徑,世界各國(guó)在小型機(jī)床、縫紉機(jī)、精密機(jī)械等方面需用量急劇增長(zhǎng),今后潛力很大。
4、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。前者主要用于單軸傳動(dòng),后者為多軸或反向傳動(dòng),系從1980年以來(lái)世界新出現(xiàn)的又一種高效傳動(dòng)帶。齒型帶根據(jù)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(qū)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(jié)構(gòu)是由鋼簾線或玻璃纖維組成的強(qiáng)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(gòu)成。
齒型帶包括多楔帶,近20年來(lái)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展極為迅猛,正在不斷地侵蝕傳統(tǒng)的金屬齒輪、鏈條以及橡膠方面的平板帶和三角帶市場(chǎng)。目前,除已大量用于汽車及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之外,并進(jìn)一步擴(kuò)大到OA機(jī)器(辦公設(shè)備)、機(jī)器人等各種精密機(jī)械的傳動(dòng)。由于膠帶內(nèi)側(cè)帶有彈性體的齒牙,能實(shí)現(xiàn)無(wú)滑動(dòng)的同步傳動(dòng),而且具有比鏈條輕、噪音小的特點(diǎn),現(xiàn)今歐洲80%以上的轎車、美國(guó)40%的轎車都已裝用了這種齒型帶。我國(guó)2000年生產(chǎn)汽車200萬(wàn)輛,齒型帶需要700萬(wàn)條以上。最近出現(xiàn)的圓齒帶較之方齒帶,更進(jìn)一步增大了傳動(dòng)力和肅靜性,作為新一代的環(huán)保帶,其使用范圍更趨廣泛?,F(xiàn)在,已開始成為對(duì)同步傳動(dòng)、噪音要求極為嚴(yán)格的家用和工業(yè)用縫紉機(jī)、打字機(jī)、復(fù)印機(jī)的使用對(duì)象。