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世界传动带发展现状与展望

发布日期:2015-03-16    点击量:1113 次

传动带发显近况与预测
传动带是将原动机的电机或发动机旋转孕育发生的动力,通过带轮由胶带传导到机器设置装备部署上,故又称之为动力带。它是机电设置装备部署的焦点团结部件,种类非常繁多,用途极为广泛。从大到几千千瓦的巨型电机,小到不敷一个千瓦的微型电机,乃至包罗家电、电脑、机器人等细密机器在内都离不开传动带。它的最大特点是可以自由变速,远近传动,布局简朴,调换方便。以是,从原始机器到当代主动设置装备部署都有传动带的身影,产物历经多次演变,技能日臻成熟。
动力传导有链条、齿轮、耦联(联轴)等多种多样情势。然而,从经济性和本钱角度来思量,迄今为止,莫过于弹性体的胶带。因此,天下上现在很多传动方法大多仍以胶带传动为主,并且其生长仍在不停扩大。
传动带最初是由皮革制造的,19世纪中叶为橡胶所代替。20世纪60年月开始,连续由NR、SBR转向CR、PUR。进入80年月,又进一步扩大到接纳CSM和HNBR。胶带的形状也从乎板型扩大到角型、圆型、齿型,利用从单根传动生长到成组并联,从而形本钱日的传动带系列群体。
1、发显近况
传动带有通报和变速两种功效,分为摩擦传动和啮合传动两大种别。到现在为止,环球各传动带生产厂在布局形状上已形成V带、平带、齿带和圆带四大要系,包罗尺寸规格在内已逾千种。特别是齿带,近来十几年来,随着细密机器和电子信息技能的进步,作为橡胶产业的高新技能产物,在天下各地生长非常迅猛,产量急剧扩大。传动带的品种分类。
1.1平板带
平板带是传动带最老的一个品种,约有100余年的汗青,但直至20世纪中叶,仍占据传动带中一半左右的市场份额。它以布局简朴、传动方便、不受间隔限定、容易调治调换等特点,在种种工农业机器中得到广泛接纳。平板带宽度一样通常由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,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)的革新产物,具有带体柔软,富有弹性,耐屈性好等长处,适于在小带轮和20m/s以上的快速传动装置上利用。而叠包带介于两者之间,用于边部易受磨损的传动。由于平板带的传动服从低(一样通常为85%左右),且占据面积较大,因此,从20世纪60年月以后天下列国产量逐年降落。现在在发达国度,除部门农业机器和轻纺机器尚少量利用之外,已处于被镌汰的状态。另一方面,在这临时期,以化纤帆布和帘布为芯体而制成的无讨论和热讨论环形带,则在环球得到了长足生长。它以强度大、噪声低、传动安稳、运输平滑调皮、耐屈挠、寿命长和无需讨论等为特点,利用范畴不停扩大,并在微型传动带中形成主流。
比年来,随着高新技能产业的崛起,这种微型带尤其在电脑周边设置装备部署、办公主动化设置装备部署以及省力化设置装备部署等方面广泛利用。比方,主动检票机、主动售票机、钱币兑换机、发券机、取款机、银行结算机、主动查验机、复印机、医疗东西、主动包装机、鱼群探测器等等,美日欧等国度每年都以双位数增长。
这种高性能的无讨论平板带,现已生长到有聚氨酯带、聚氨酯芯体带和橡胶帆布芯体带三种范例。在橡胶微型带中,除化纤帆布外,另有利用尼龙膜片、芳纶帘线、玻璃纤维帘线为芯体以及外貌橡胶覆以铬皮的特种产物。它们同传统的帆布平板带有着素质的差别,规格要求非常细密,附加代价很高,天下各大胶带生产厂家竞相生长,已成为橡胶产业中的高新技能产物。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,都是这一范畴的着名大企业,并把以聚氨酯为主的高等和特种微型带作为其尽力开辟的主导产物。
1.2三角带
三角带又称V型带,是传动带中产量最大、品种最多、用途最广的一种产物。自从1917年头次由美国制成汽车电扇带,20年月初开始推广用于工农机器之后,半个多世纪以来久盛不衰,生长非常敏捷,现已成为传动带的主流。在天下列国传动带中,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,三角带已成为天下种种机器装置动力传动和变速的重要东西,在当今农机、机床、汽车、船舶、办公设置装备部署等广泛范畴,发挥着日益重要的作用。
根据断面尺寸,三角带可分为产业机器用的Y、O、A、B、C、D、E七种产业型号和汽车、拖沓机等用的各种电扇带,共计两大种别。Y、O型为最小的V型带,重要用于打字机、切书机等办公设置装备部署、家电成品(洗衣机、榨汁器、吸尘器)。一样通常产业机器,随着马力的增大,次序利用A、B、C、D、E等V型带,此中D、E型为重型带,用于船舶、电力等大型机器。至于电扇带,除了汽车、拖沓机之外,还大量用在水泵、空调等方面。在发达国度,三角带与电扇带的生产比率已到达2:1-3:2的程度,电扇带出现显着上升的势头。
三角带一样通常都是指包布式V型带,从20世纪60年月开始,为进步传动带的历久性,又出现了切边式V型带。这种切边V型带,由于胶带布局侧面没有包布,带体非常柔软,耐屈挠委顿性能非常好,因而得到敏捷生长。进入80年月,为办理三角带多根成组传动时因孕育发生纷歧样长而带来的传动服从和利用寿命降落等题目,又鼓起了多根三角带用平板带牢固在一起的三角带。风俗称之为联组三角带的V型平板带,具有极大的良好性,因而又开始出现V型平板带代替包布式和切边式三角带的征象。这种三角带与平板带联合的胶带,固然对带轮沟槽有特别的要求,然而由于带体很薄,与带轮的打仗面积大,弯曲性好,带轮缩小,可使传动装置进一步小型化、节能化,在天下发达国度的生产量急剧增长。
近些年来,为顺应种种传动装置的特别必要,除平凡尺度型的三角带之外,还出现了数目浩繁、形状各别的特种三角带,它们重要有:
(1)窄型和宽型三角带
平凡三角带的宽高比为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带的布局尺寸比平凡V带可以淘汰约50%,能节流大量原质料,同时强力匀称,有用打仗面积大,弯曲应力小,可大大延伸利用寿命。窄型v带的传动服从可达90%一97%,极限速率达40-50m/s,传动本领进步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。其特点是在带的上下外貌,大多制成单面或双面的弧形或齿形状态,使之易于调速,重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
它同平凡三角带的重要区别是,夹角40`改为30`和60`左右。小角V带能使打仗面减小,低落所需张力,可延伸利用寿命,适于设置装备部署的小张力传动。大角V带为上半部呈矩形,下半部呈倒梯形的六角带,能使摩擦丧失减小,承载本领增大,带体柔软,适于轻小型设置装备部署的高速传动。
(3)灵敏和冲孑L三角带
灵敏带由多个小段以金属螺钉保持而成。冲孔带在带体纵向冲有很多等距的透孔用以毗连讨论。这种V带都是可以讨论的三角带,可凭据必要长度随意自由讨论定长。它补充了平凡三角带无讨论,只能按划定长度利用的限定。别的一个利益是,在利用中,当三角带体出现局部破坏后,可调换破坏部位继承利用,同时,它另有可简朴自由调治长度巨细的长处。但因强度较低,只能用于低速传动,又由于存在准确度低、传动服从差等题目,近些年来利用日趋淘汰。
别的,对指定用于汽车、拖沓机等种种内燃机驱动电扇而用的三角带,人们专门称之为电扇带。它的特点因此单根利用为主,带轮很小,传距很短,速率与功率常变,是属于打仗温度较高、在苛刻情况条件下利用的一种V带。电扇带也常用在发电机、压缩机、动力等方面。电扇带由于其性能要求与平凡三角带完全差别,在产业上单独分类统计。近些年来,天下电扇带的生长非常敏捷,数目已占到三角带总量的三分之一。
电扇带分为平凡和窄型两种,细分为包布式平底V带、圆齿V带、切边式平底V带和海浪V带等多种范例。电扇带的布局一样通常比平凡三角带要庞大,见附图,除强力层、伸张层、压缩层和包布层之外,又增长了缓冲层和支持层。
现在利用最多的是切边式海浪V带,生热低、散热快、摩擦大、噪声小、强度好、服从高,行驶里程可达18~20万公里,比一样通常电扇带凌驾跨过约一倍。比年来,随着汽车发动机服从的进步和旋转式发动机的出现,以及液压转向装置和凉风装置的增多,对电扇带的要求日益严格,不但带轮小型化,并且接纳双向两面驱动的方法越来越多,因此,橡胶和芯体质料也随之孕育发生了庞大舀I~,`IIit平凡三角带、V型平板带与电扇带比力1-上胶布层:2-下胶布层;3-橡胶伸张层:4-橡胶压缩层:5-线绳强力层;6-橡胶缓冲层:7-~tgrg
1.3圆形带
圆形带为断面呈圆形的传动带,它可以自由弯曲驱动。这种带多为聚氨酯制造的,通常没有芯体,布局最为简朴,利用方便。圆形带为胶带传动开辟了新的途径,天下列国在小型机床、缝纫机、细密机器等方面需用量急剧增长,以后潜力很大。
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范例。前者重要用于单轴传动,后者为多轴或反向传动,系从1980年以来天下新出现的又一种高效传动带。齿型带凭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蒙受的扭矩为最大。从所用质料上,齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类,而前者又有平凡橡胶(通常为氯丁橡胶)和特种橡胶(多为饱和丁腈橡胶)之分。它们的布局是由钢帘线或玻璃纤维构成的强力层和以橡胶及尼龙布形成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。
齿型带包罗多楔带,近20年来在产业发达国度生长极为迅猛,正在不停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市场。现在,除已大量用于汽车及传统产业之外,并进一步扩大到OA机器(办公设置装备部署)、机器人等种种细密机器的传动。由于胶带内侧带有弹性体的齿牙,能实现无滑动的同步传动,并且具有比链条轻、噪音小的特点,现今欧洲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年生产汽车200万辆,齿型带必要700万条以上。近来出现的圆齿带较之方齿带,更进一步增大了传动力和庄严性,作为新一代的环保带,其利用范围更趋广泛。现在,已开始成为对同步传动、噪音要求极为严格的家用和产业用缝纫机、打字机、复印机的利用工具。
2、技能预测
半个多世纪以来,天下传动带的技能生长历经了以下几个阶段:
其一,从传动带用的质料来看,橡胶己由自然橡胶生长到合成橡胶,进一步又扩大到特种
合成橡胶CSM、HNBR:骨架质料由棉纤维扩大到人造丝、聚酯、尼龙、玻璃纤维、钢丝以及芳纶等,详见表2。品。为进步V型带的历久性,从60年月开始,出现了切割式三角带,它的侧面没有包布,耐弯曲委顿性非常好,已代替了大部门包布式三角带。
另一方面,进入80年月之后,平板带与V型带联合的V型平板带得到快速生长,由于其性能优秀,产量急剧增大,现已部门代替了切割式V带。紧接着,在美日等国又出现了楔形V带。由于这种带的厚度薄,与带轮的打仗面积大,弯曲性能好,可以在小的带轮上利用,因而为传动装置的小型化、节能化做出了很大孝敬。
再有,利用传动带反面也可驱动的原理,比方,在汽车电扇、交换电机、动力利用体系、空调等,接纳一根传动带一次驱动的所谓"蛇行传动"方法,引起了各界的存眷,利用范围日趋扩大。这种多面、多向、多机传动的代表性产物有,六角带和圆形带。
传动带中的最新一类产物是齿型带,又称同步带。它集齿轮、链条、带传动装置的长处为一体,具有传动服从高、传动比正确、噪声小、节能、维修方便等特点。它的传动原理虽早在1900年即有多少专利出现,然而直到半个世纪之后才开始产业化,80年月起终于成为细密机器的主导传动产物。特别是用饱和丁腈橡胶和聚氨酯弹性体制造的高精度微型带,已经进入了高新技能范畴。齿型带与传统传动带的最大差别点在于:同步、静音。因此,它是当今最受推许的环保型产物。比年来,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,生久远景极为辽阔。
由于种种差别机器要求的特性差别,以及种种传动带的代价崎岖相差悬殊,以后传动带将朝着布局、质料多元化的偏向生长,其用途和品种规格也日趋多样化。传动带中V型带、齿型带、平板带的构成比例,大要将在6:3:1的范围内上下变革。种种产业机器装置要求利用的传动带范例,见表4。
(1)橡胶和弹性体
V型带最早为NR或NR/SBR的并用物。现今,已广泛利用耐热性、耐磨性、耐弯曲性和耐油性均优的CR。在未找到新的综合物性更均衡的胶种之前,以后还将继承保持这一趋势。 对付切割式V型带和V型平板带,将要扩大接纳以短纤维补强的CR,通过传动带横向短纤维定向补强,到达传动带横偏向侧压性与纵偏向弯曲性双立的结果。对耐热性有苛刻要求的传动带,将会有更多的HNBRV型平板带出现。齿型带最初利用的CR,现在仍旧是比力抱负的质料,以后还将继承广泛用于一样通常产业的传动上面。对付要求耐热性和历久性的齿型带,要大量利用CSM、HNBR等特种耐热、耐油橡胶。由于这类橡胶的性能优秀,只管代价非常昂贵,凌驾现有产物几倍,但随着汽车产业等的技能进步和情况的恶化,特别是HNBR将成为将来齿型带的主导材对付小型、微型齿型带来说,聚氨酯弹性体是最为抱负的质料。特别是细密机器方面的齿型带,已无其他质料可以代替,以后岂论在品种规格上,照旧在用途上,都将敏捷扩大,生久远景极为宽阔。
平板带原来为橡胶,随着薄型平板带的出现,聚氨酯和尼龙片材已成为重点开辟偏向。
(2)纤维骨架能作了种种革新,因罢了成为齿型带的首选质料,V型带的骨架决定着胶带的强度和寿命。早期的补强层利用棉帘线,尔后改用了强力人造丝线绳。由于有伸长大的缺点,从20世纪70年月开始,天下各都城广泛利用强度高、伸长小、耐热和耐弯曲性好的聚酯线绳,80年月又出现了高定伸、低收缩的改性聚酯线绳,现已成为V型带骨架质料的主流。对付要求高负荷传动、耐打击性的变速带和农机用的V型带,有的己开始利用芳纶纤维。齿型带的补强层,人们曾恒久利用钢丝和聚酯而使其强度降落的题目,同时另有因其比庞大而适于高速旋转传动等征象,现在已被根本镌汰。利用聚酪帘线对付要求尺寸精度高的产物,由于存在伸缩题目,现也很少接纳。现在以为最好的骨架质料是玻璃纤维,它能使啮合传动时的伸长小,并且具有适度的线膨胀系数,加之对弯曲委顿等缺欠性
得到广泛利用。以后,强度更高、耐弯曲性更好的芳纶纤维将有大概部门代替玻璃纤维而挤进齿型带最佳骨架质料行列。
(3)外包掩护布
V型带利用的外包掩护布向来以棉帆布为主,至今依然保持这种状态。对一部门要求更耐磨和耐弯曲性能更好的,也开始利用棉的混纺帆布,乃至是全合成纤维帆布。外包掩护布将来将继承保持这一趋势。齿型带为了掩护齿部和芯线,重要是利用高强力型的合成纤维,通常以尼龙帆布为主,以后偏向是进一步薄层化。
2.3工艺设置装备部署趋势
多年来,传动带的生产工艺在天下各地不停没有大的变革,不过炼胶、成型、硫化三大老的工艺。所差别的是,切割式三角带取消了V型带成型时的包布,并改为在硫化后切割,同时增长研磨工序。而对付齿型带则是在带齿形沟槽的模子上,先置入外包帆布,然后呈螺旋状缠上芯线,尔后上覆橡胶片,连同模子一起送入硫化罐硫化。此时,利用橡胶在加热中的塑性活动,从芯线的漏洞将帆布充入模齿内而形成带齿,硫化后再从模子中取出成得当的宽度。
这种生产工艺,把传动带的制造历程人为地支解成好几块,无法团结起来;加之传动带的品种规格太多,生产批量很小,产物变更频仍,给工艺设置装备部署的连续化、主动化带来了诸多困难,生产服从非常低下。当前外洋的生长趋势,一是高兴研究实现工艺的连续化生产,进步设置装备部署自控程度,促使生产服从大幅度进步:二是继承扩大利用聚氨酯等液体弹性体,从根本上简化工艺,收缩流程,转变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,已占据主导职位地方,远景非常乐观。
另有,短纤维橡胶的混淆也是当本日下传动带业界一大课题。怎样使短纤维在橡胶中匀称疏散,并办理由此而孕育发生的胶料高粘度化,造成生产服从降落的征象,必要在混炼方法和控制方法有新的突破。别的,短纤维橡胶的纤维分列取向也是不行轻忽的又一个题目,通常接纳压延机和压出机定向供胶出片、按活动偏向取片的方法,也并非最佳善策。无纺布、复合片材是以后开辟的偏向。
2.4将来目的
纵观半个多世纪以来天下传动带的生长趋势,随着环球高新技能产业化的迅猛生长,以后传动带的主流是向着小型化、细密化和高速化的偏向生长。老式的平板带将被日渐镌汰,新型的环形平板带重新崛起;切割三角带将代替大部门包布V型带、同期间之而起的V型平板带、多楔带、齿型带大概成为新的主流产物。
我国生产传动带的厂家非常紊乱,除200家国有、三资企业之外,另有1000余家团体、私营和个别全部制企业,仅V型带一种产物年产即达4亿A米以上,在产量上虽已位居天下前线,而略具范围程度的不过十几家。除少数引进技能设置装备部署和合股企业外,大多处于落伍状态,亟待改组、改革、改革。调解传动带行业布局,镌汰老旧产物,开辟创新产物,迎头遇上天下传动带先辈技能程度,可说是当前最为紧急的使命。

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