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世界传动带发展现状与展望 |
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作者：佚名 液压设备来源：本站原创 点击数： 更新时间：2006-10-29
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| ，因此，橡胶和芯体材料也随之产生了重大舀I~,''IIit普通三角带、V型平板带与风扇带比较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，结构最为简单，使用方便。圆形带为胶带传动开辟了新的途径，世界各国在小型机床、缝纫机、精密机械等方面需用量急剧增长，今后潜力很大。 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。前者主要用于单轴传动，后者为多轴或反向传动，系从1980年以来世界新出现的又一种高效传动带。齿型带根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。从所用材料上，齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类，而前者又有普通橡胶(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形成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。 齿型带包括多楔带，近20年来在工业发达国家发展极为迅猛，正在不断地侵蚀传统的金属齿轮、链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场。目前，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(办公设备)、机器人等各种精密机械的传动。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，而且具有比链条轻、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，齿型带需要700万条以上。最近出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，其使用范围更趋广泛。现在，已开始成为对同步传动、噪音要求极为严格的家用和工业用缝纫机、打字机、复印机的使用对象。 2、技术展望 半个多世纪以来，世界传动带的技术发展历经了以下几个阶段： 其一，从传动带用的材料来看，橡胶己由天然橡胶发展到合成橡胶，进一步又扩大到特种合成橡胶CSM、HNBR：骨架材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。为提高V型带的耐久性，从60年代开始，出现了切割式三角带，它的侧面没有包布，耐弯曲疲劳性非常好，已取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型平板带得到快速发展，由于其性能优异，产量急剧增大，现已部分取代了切割式V带。紧接着，在美日等国又出现了楔形V带。因为这种带的厚度薄，与带轮的接触面积大，弯曲性能好，可以在小的带轮上使用，因而为传动装置的小型化、节能化做出了很大贡献。 再有，利用传动带背面也可驱动的原理，例如，在汽车风扇、交流电机、动力操纵系统、空调等，采用一根传动带一次驱动的所谓"蛇行传动"方式，引起了各界的关注，使用范围日趋扩大。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、带传动装置的优点为一体，具有传动效率高、传动比准确、噪声小、节能、维修方便等特点。它的传动原理虽早在1900年即有若干专利出现，然而直到半个世纪之后才开始工业化，80年代起终于成为精密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造的高精度微型带，已经进入了高新技术领域。齿型带与传统传动带的最大不同点在于：同步、静音。因此，它是当今最受推崇的环保型产品。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，发展前景极为广阔。 由于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，今后传动带将朝着结构、材料多元化的方向发展，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，大体将在6：3：1的范围内上下变化。各种产业机械装置要求使用的传动带类型，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，已广泛使用耐热性、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平衡的胶种之前，今后还将继续保持这一趋势。 对于切割式V型带和V型平板带，将要扩大采用以短纤维补强的CR，通过传动带横向短纤维定向补强，达到传动带横方向侧压性与纵方向弯曲性双立的效果。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。齿型带最初使用的CR，现在仍然是比较理想的材料，今后还将继续广泛用于一般产业的传动上面。对于要求耐热性和耐久性的齿型带，要大量使用CSM、HNBR等特种耐热、耐油橡胶。由于这类橡胶的性能优异，尽管价格十分昂贵，超出现有产品几倍，但随着汽车工业等的技术进步和环境的恶化，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材料。特别是精密机械方面的齿型带，已无其他材料可以代替，今后不论在品种规格上，还是在用途上，都将迅速扩大，发展前景极为宽广。 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发方向。(2)纤维骨架能作了种种改进，因而已成为齿型带的首选材料，V型带的骨架决定着胶带的强度和寿命。早期的补强层使用棉帘线，而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年代开始，世界各国都普遍使用强度高、伸长小、耐热和耐弯曲性好的聚酯线绳，80年代又出现了高定伸、低收缩的改性聚酯线绳，现已成为V型带骨架材料的主流。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，有的己开始使用芳纶纤维。齿型带的补强层，人们曾长期使用钢丝和聚酯而使其强度下降的问题，同时还有因其比重大而适于高速旋转传动等现象，如今已被基本淘汰。使用聚酪帘线对于要求尺寸精度高的产品，由于存在伸缩问题，现也很少采用。目前认为最好的骨架材料是玻璃纤维，它能使啮合传动时的伸长小，而且具有适度的线膨胀系数，加之对弯曲疲劳等缺欠性 得到广泛使用。今后，强度更高、耐弯曲性更好的芳纶纤维将有可能部分取代玻璃纤维而挤进齿型带最佳骨架材料行列。 (3)外包保护布 V型带使用的外包保护布向来以棉帆布为主，至今依然保持这种状态。对一部分要求更耐磨和耐弯曲性能更好的，也开始使用棉的混纺帆布，甚至是全合成纤维帆布。外包保护布未来将继续保持这一趋势。齿型带为了保护齿部和芯线，主要是使用高强力型的合成纤维，通常以尼龙帆布为主，今后方向是进一步薄层化。 2．3工艺设备趋向 多年来，传动带的生产工艺在世界各地一直没有大的变化，不外炼胶、成型、硫化三大老的工艺。所不同的是，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，利用橡胶在加热中的塑性流动，从芯线的缝隙将帆布充入模齿内而形成带齿，硫化后再从模型中取出成适当的宽度。 这种生产工艺，把传动带的制造过程人为地分割成好几块，无法联结起来；加之传动带的品种规格太多，生产批量很小，产品变动频繁，给工艺设备的连续化、自动化带来了诸多困难，生产效率十分低下。当前国外的发展趋势，一是努力研究实现工艺的连续化生产，提高设备自控水平，促使生产效率大幅度提高：二是继续扩大使用聚氨酯等液体弹性体，从根本上简化工艺，缩短流程，改变传统的橡胶工艺加工方式。现在，聚氨酯液相加工工艺在小型和微型带中，已占据主导地位，前景十分乐观。 还有，短纤维橡胶的混合也是当今世界传动带业界一大课题。如何使短纤维在橡胶中均匀分散，并解决由此而产生的胶料高粘度化，造成生产效率下降的现象，需要在混炼方法和控制方式有新的突破。另外，短纤维橡胶的纤维排列取向也是不可忽视的又一个问题，通常采用压延机和压出机定向供胶出片、按流动方向取片的方法，也并非最佳良策。无纺布、复合片材是今后开发的方向。 2．4未来目标 &n |
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