2018年傳動帶發展現狀與展望

2018-06-04

動帶是将原動機的(de)電機或發動機旋轉産生的(de)動力,通(tōng)過帶輪由膠帶傳導到機械設備上,故又稱之爲動力帶。它是機電設備的(de)核心聯結部件,種類異常繁多(duō),用(yòng)途極爲廣泛。從大(dà)到幾千千瓦的(de)巨型電機,小到不足一個(gè)千瓦的(de)微型電機,甚至包括家電、電腦(nǎo)、機器人(rén)等精密機械在内都離不開傳動帶。它的(de)最大(dà)特點是可(kě)以自由變速,遠(yuǎn)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(de)身影(yǐng),産品曆經多(duō)次演變,技術日臻成熟。

  動力傳導有鏈條、齒輪、耦聯(聯軸)等多(duō)種多(duō)樣形式。然而,從經濟性和(hé)成本角度來(lái)考慮,迄今爲止,莫過于彈性體的(de)膠帶。因此,世界上現在許多(duō)傳動方式大(dà)多(duō)仍以膠帶傳動爲主,而且其發展仍在不斷擴大(dà)。

  傳動帶最初是由皮革制造的(de),19世紀中葉爲橡膠所取代。20世紀60年代開始,陸續由NR、SBR轉向CR、PUR。進入80年代,又進一步擴大(dà)到采用(yòng)CSM和(hé)HNBR。膠帶的(de)形狀也(yě)從乎闆型擴大(dà)到角型、圓型、齒型,使用(yòng)從單根傳動發展到成組并聯,從而形成今日的(de)傳動帶系列群體。

一、發展現狀

  傳動帶有傳遞和(hé)變速兩種功能,分(fēn)爲摩擦傳動和(hé)齧合傳動兩大(dà)類别。到目前爲止,全球各傳動帶生産廠在結構形狀上已形成V帶、平帶、齒帶和(hé)圓帶四大(dà)體系,包括尺寸規格在内已逾千種。特别是齒帶,最近十幾年來(lái),随著(zhe)精密機械和(hé)電子信息技術的(de)進步,作爲橡膠工業的(de)高(gāo)新技術産品,在世界各地發展十分(fēn)迅猛,産量急劇擴大(dà)。傳動帶的(de)品種分(fēn)類。

 

1、平闆帶

  平闆帶是傳動帶最老的(de)一個(gè)品種,約有100餘年的(de)曆史,但直至20世紀中葉,仍占據傳動帶中一半左右的(de)市場(chǎng)份額。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(de)到普遍采用(yòng)。平闆帶寬度一般由16-600mm,長(cháng)度最大(dà)可(kě)達100~200m,層數最多(duō)爲6一帶中最常見的(de)爲帆布帶,分(fēn)爲包層式、疊層式和(hé)疊包式三種。疊層帶爲包層帶(又稱圓邊帶)的(de)改進産品,具有帶體柔軟,富有彈性,耐屈性好等優點,适于在小帶輪和(hé)20m/s以上的(de)快(kuài)速傳動裝置上使用(yòng)。而疊包帶介于兩者之間,用(yòng)于邊部易受磨損的(de)傳動。由于平闆帶的(de)傳動效率低(一般爲85%左右),且占據面積較大(dà),因此,從20世紀60年代以後世界各國産量逐年下(xià)降。目前在發達國家,除部分(fēn)農業機械和(hé)輕紡機械尚少量使用(yòng)之外,已處于被淘汰的(de)狀态。另一方面,在這(zhè)一時(shí)期,以化(huà)纖帆布和(hé)簾布爲芯體而制成的(de)無接頭和(hé)熱(rè)接頭環形帶,則在全球獲得(de)了(le)長(cháng)足發展。它以強度大(dà)、噪聲低、傳動平穩、運輸圓滑、耐屈撓、壽命長(cháng)和(hé)無需接頭等爲特點,使用(yòng)領域不斷擴大(dà),并在微型傳動帶中形成主流。

  近年來(lái),随著(zhe)高(gāo)新技術産業的(de)崛起,這(zhè)種微型帶尤其在電腦(nǎo)周邊設備、辦公自動化(huà)設備以及省力化(huà)設備等方面普遍使用(yòng)。例如,自動檢票(piào)機、自動售票(piào)機、貨币兌換機、發券機、取款機、銀行結算(suàn)機、自動檢驗機、複印機、醫療器械、自動包裝機、魚群探測器等等,美(měi)日歐等國家每年都以雙位數增長(cháng)。

  這(zhè)種高(gāo)性能的(de)無接頭平闆帶,現已發展到有聚氨酯帶、聚氨酯芯體帶和(hé)橡膠帆布芯體帶三種類型。在橡膠微型帶中,除化(huà)纖帆布外,還(hái)有使用(yòng)尼龍膜片、芳綸簾線、玻璃纖維簾線爲芯體以及表面橡膠覆以鉻皮的(de)特種産品。它們同傳統的(de)帆布平闆帶有著(zhe)本質的(de)不同,規格要求非常精密,附加價值很高(gāo),世界各大(dà)膠帶生産廠家競相發展,已成爲橡膠工業中的(de)高(gāo)新技術産品。目前,德國的(de)金珂林(lín)、瑞士的(de)哈巴基、雷達,以及日本的(de)新田等公司,都是這(zhè)一領域的(de)知名大(dà)企業,并把以聚氨酯爲主的(de)高(gāo)檔和(hé)特種微型帶作爲其全力開發的(de)主導産品。

2、三角帶

  三角帶又稱V型帶,是傳動帶中産量最大(dà)、品種最多(duō)、用(yòng)途最廣的(de)一種産品。自從1917年首次由美(měi)國制成汽車風扇帶,20年代初開始推廣用(yòng)于工農機械之後,半個(gè)多(duō)世紀以來(lái)久盛不衰,發展十分(fēn)迅速,現已成爲傳動帶的(de)主流。在世界各國傳動帶中,從橡膠用(yòng)量來(lái)看,三角帶現已占到65%上,齒型帶爲25%,平闆帶則已退減到10%以下(xià)。目前,三角帶已成爲世界各種機械裝置動力傳動和(hé)變速的(de)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(zhe)日益重要的(de)作用(yòng)。

  按照(zhào)斷面尺寸,三角帶可(kě)分(fēn)爲産業機械用(yòng)的(de)Y、O、A、B、C、D、E七種工業型号和(hé)汽車、拖拉機等用(yòng)的(de)各類風扇帶,共計兩大(dà)類别。Y、O型爲最小的(de)V型帶,主要用(yòng)于打字機、切書(shū)機等辦公設備、家電制品(洗衣機、榨汁器、吸塵器)。一般産業機械,随著(zhe)馬力的(de)增大(dà),順序使用(yòng)A、B、C、D、E等V型帶,其中D、E型爲重型帶,用(yòng)于船舶、電力等大(dà)型機械。至于風扇帶,除了(le)汽車、拖拉機之外,還(hái)大(dà)量用(yòng)在水(shuǐ)泵、空調等方面。在發達國家,三角帶與風扇帶的(de)生産比率已達到2:1-3:2的(de)程度,風扇帶呈現明(míng)顯上升的(de)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,爲提高(gāo)傳動帶的(de)耐久性,又出現了(le)切邊式V型帶。這(zhè)種切邊V型帶,由于膠帶結構側面沒有包布,帶體十分(fēn)柔軟,耐屈撓疲勞性能非常好,因而得(de)到迅速發展。進入80年代,爲解決三角帶多(duō)根成組傳動時(shí)因産生不一樣長(cháng)而帶來(lái)的(de)傳動效率和(hé)使用(yòng)壽命下(xià)降等問題,又興起了(le)多(duō)根三角帶用(yòng)平闆帶固定在一起的(de)三角帶。習(xí)慣稱之爲聯組三角帶的(de)V型平闆帶,具有極大(dà)的(de)優越性,因而又開始出現V型平闆帶取代包布式和(hé)切邊式三角帶的(de)現象。這(zhè)種三角帶與平闆帶結合的(de)膠帶,雖然對(duì)帶輪溝槽有特殊的(de)要求,然而由于帶體很薄,與帶輪的(de)接觸面積大(dà),彎曲性好,帶輪縮小,可(kě)使傳動裝置進一步小型化(huà)、節能化(huà),在世界發達國家的(de)生産量急劇增長(cháng)。

  近些年來(lái),爲适應各種傳動裝置的(de)特殊需要,除普通(tōng)标準型的(de)三角帶之外,還(hái)出現了(le)數量衆多(duō)、形狀各異的(de)特種三角帶,它們主要有:

  (1)窄型和(hé)寬型三角帶

  普通(tōng)三角帶的(de)寬高(gāo)比爲1:1.5~1.6,而窄型和(hé)寬型的(de)三角帶分(fēn)别爲1:1.2和(hé)1:2。窄型V帶的(de)結構尺寸比普通(tōng)V帶可(kě)以減少約50%,能節省大(dà)量原材料,同時(shí)強力均勻,有效接觸面積大(dà),彎曲應力小,可(kě)大(dà)大(dà)延長(cháng)使用(yòng)壽命。窄型v帶的(de)傳動效率可(kě)達90%一97%,極限速度達40-50m/s,傳動能力提高(gāo)0.5~1.5倍,最适于短距離、小帶輪于變速傳動,故又稱之爲變速帶。其特點是在帶的(de)上下(xià)表面,大(dà)多(duō)制成單面或雙面的(de)弧形或齒形狀态,使之易于調速,主要用(yòng)在低速的(de)圓錐式和(hé)圓盤式無級變速器方面。

  (2)小角和(hé)大(dà)角三角帶

  它同普通(tōng)三角帶的(de)主要區(qū)别是,夾角40`改爲30`和(hé)60`左右。小角V帶能使接觸面減小,降低所需張力,可(kě)延長(cháng)使用(yòng)壽命,适于設備的(de)小張力傳動。大(dà)角V帶爲上半部呈矩形,下(xià)半部呈倒梯形的(de)六角帶,能使摩擦損失減小,承載能力增大(dà),帶體柔軟,适于輕小型設備的(de)高(gāo)速傳動。

  (3)活絡和(hé)沖孑L三角帶

  活絡帶由多(duō)個(gè)小段以金屬螺釘連結而成。沖孔帶在帶體縱向沖有許多(duō)等距的(de)透孔用(yòng)以連接接頭。這(zhè)種V帶都是可(kě)以接頭的(de)三角帶,可(kě)根據需要長(cháng)度随意自由接頭定長(cháng)。它彌補了(le)普通(tōng)三角帶無接頭,隻能按規定長(cháng)度使用(yòng)的(de)限制。另外一個(gè)好處是,在使用(yòng)中,當三角帶體出現局部損壞後,可(kě)更換損壞部位繼續使用(yòng),同時(shí),它還(hái)有可(kě)簡單自由調節長(cháng)度大(dà)小的(de)優點。但因強度較低,隻能用(yòng)于低速傳動,又由于存在精确度低、傳動效率差等問題,近些年來(lái)使用(yòng)日趨減少。

  此外,對(duì)指定用(yòng)于汽車、拖拉機等各種内燃機驅動風扇而用(yòng)的(de)三角帶,人(rén)們專門稱之爲風扇帶。它的(de)特點是以單根使用(yòng)爲主,帶輪很小,傳距很短,速度與功率常變,是屬于接觸溫度較高(gāo)、在苛刻環境條件下(xià)使用(yòng)的(de)一種V帶。風扇帶也(yě)常用(yòng)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(tōng)三角帶完全不同,在工業上單獨分(fēn)類統計。近些年來(lái),世界風扇帶的(de)發展十分(fēn)迅速,數量已占到三角帶總量的(de)三分(fēn)之一。

  風扇帶分(fēn)爲普通(tōng)和(hé)窄型兩種,細分(fēn)爲包布式平底V帶、圓齒V帶、切邊式平底V帶和(hé)波浪V帶等多(duō)種類型。風扇帶的(de)結構一般比普通(tōng)三角帶要複雜(zá),見附圖,除強力層、伸張層、壓縮層和(hé)包布層之外,又增加了(le)緩沖層和(hé)支撐層。

  現在使用(yòng)最多(duō)的(de)是切邊式波浪V帶,生熱(rè)低、散熱(rè)快(kuài)、摩擦大(dà)、噪聲小、強度好、效率高(gāo),行駛裏程可(kě)達18~20萬公裏,比一般風扇帶高(gāo)出約一倍。近年來(lái),随著(zhe)汽車發動機效率的(de)提高(gāo)和(hé)旋轉式發動機的(de)出現,以及液壓轉向裝置和(hé)冷(lěng)風裝置的(de)增多(duō),對(duì)風扇帶的(de)要求日益嚴酷,不僅帶輪小型化(huà),而且采用(yòng)雙向兩面驅動的(de)方式越來(lái)越多(duō),因此,橡膠和(hé)芯體材料也(yě)随之産生了(le)重大(dà)舀I~,`IIit普通(tōng)三角帶、V型平闆帶與風扇帶比較1-上膠布層:2-下(xià)膠布層;3-橡膠伸張層:4-橡膠壓縮層:5-線繩強力層;6-橡膠緩沖層:7-~tgrg

 

3、圓形帶

  圓形帶爲斷面呈圓形的(de)傳動帶,它可(kě)以自由彎曲驅動。這(zhè)種帶多(duō)爲聚氨酯制造的(de),通(tōng)常沒有芯體,結構最爲簡單,使用(yòng)方便。圓形帶爲膠帶傳動開辟了(le)新的(de)途徑,世界各國在小型機床、縫紉機、精密機械等方面需用(yòng)量急劇增長(cháng),今後潛力很大(dà)。

 

4、齒型帶

  齒型帶亦稱同步帶,分(fēn)爲單面齒帶和(hé)雙面齒帶兩種類型。前者主要用(yòng)于單軸傳動,後者爲多(duō)軸或反向傳動,系從1980年以來(lái)世界新出現的(de)又一種高(gāo)效傳動帶。齒型帶根據齒的(de)形狀又分(fēn)爲梯形和(hé)圓弧形兩種,以圓弧形齒的(de)同步帶所承受的(de)扭矩爲最大(dà)。從所用(yòng)材料上,齒型帶可(kě)區(qū)分(fēn)爲橡膠型和(hé)聚氨酯型兩大(dà)類,而前者又有普通(tōng)橡膠(通(tōng)常爲氯丁橡膠)和(hé)特種橡膠(多(duō)爲飽和(hé)丁腈橡膠)之分(fēn)。它們的(de)結構是由鋼簾線或玻璃纖維組成的(de)強力層和(hé)以橡膠及尼龍布形成的(de)外包橡膠層或聚氨酯膠層構成。

  齒型帶包括多(duō)楔帶,近20年來(lái)在工業發達國家發展極爲迅猛,正在不斷地侵蝕傳統的(de)金屬齒輪、鏈條以及橡膠方面的(de)平闆帶和(hé)三角帶市場(chǎng)。目前,除已大(dà)量用(yòng)于汽車及傳統産業之外,并進一步擴大(dà)到OA機器(辦公設備)、機器人(rén)等各種精密機械的(de)傳動。由于膠帶内側帶有彈性體的(de)齒牙,能實現無滑動的(de)同步傳動,而且具有比鏈條輕、噪音(yīn)小的(de)特點,現今歐洲80%以上的(de)轎車、美(měi)國40%的(de)轎車都已裝用(yòng)了(le)這(zhè)種齒型帶。我國2000年生産汽車200萬輛,齒型帶需要700萬條以上。最近出現的(de)圓齒帶較之方齒帶,更進一步增大(dà)了(le)傳動力和(hé)肅靜性,作爲新一代的(de)環保帶,其使用(yòng)範圍更趨廣泛。現在,已開始成爲對(duì)同步傳動、噪音(yīn)要求極爲嚴格的(de)家用(yòng)和(hé)工業用(yòng)縫紉機、打字機、複印機的(de)使用(yòng)對(duì)象。