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三角带 V型皮带的选择和更换指南

三角带 V带

自从1917年约翰·盖茨(John Gates)发明V型皮带以来,V型皮带就像同步皮带的表兄弟一样,经历了巨大的技术发展。新的合成橡胶混合物、覆盖材料、构造方法、拉力绳的发展和横截面轮廓导致了常常令人困惑的排列高度特定于应用的V型皮带,可提供截然不同的性能水平。

在本文中,小编将介绍一些V型皮带基础知识,以帮助您更好地了解在特定应用程序中使用哪种皮带,以使皮带驱动器使用寿命更长,运行效率更高,并节省停机时间和金钱。

大小不是一切

看一下随附的图表(图1)。每条皮带的顶部宽度均为1/2英寸,周长为50英寸。

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但是,请注意帘布材料,主体化合物,覆盖层配置,温度范围和应用要求方面的差异。尽管它们在外观上有相似之处,但每个皮带都是为了不同目的而设计的。使用错误的皮带可能会导致设备损坏或严重的安全问题。

什么是工作的合适腰带?这取决于应用程序。以下是一些会影响皮带选择的环境和应用设计标准:

· 环境温度

· 耐油性

· 耐臭氧性

· 静电传导率

· 动力容量

· 脉动或冲击负荷

· 皮带轮直径小

· 外侧张紧轮

· 偏心公差

· 蛇形或四分之一转布局

· 最小卷曲

· 抓紧

· 高速度

· 能源效率

· 灰尘和磨料

如你所见,在为工作选择合适的三角皮带之前,要考虑很多因素。

一般来说,三角皮带分为以下几类:

· 环境温度

o 重负

o 工业机械

o 连续运转

· 重物和经常恶劣的条件

o 轻松的工作

o 小功率应用

o 间歇使用

· 汽车行业

在本文中,我们将讨论范围限于工业重型和轻型三角带。

V型皮带如何工作

与仅依靠摩擦力并能跟踪和滑落皮带轮的平皮带不同,V型皮带的侧壁可装入相应的滑轮槽中,从而提供了更大的表面积和更高的稳定性。当皮带运行时,皮带张力会施加垂直于其顶部的楔紧力,将其侧壁推向滑轮槽的侧面,从而使摩擦力成倍增加,从而使驱动器可以传递更高的负载。(图2)在张力下操作时,三角皮带如何安装到皮带轮的槽中会影响其性能。

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图2

垂直于皮带顶部施加的垂直力(Fv)产生了较高的侧壁力(Fn),以传递更高的载荷。

V型皮带由橡胶或合成橡胶原料制成,因此可以灵活地在驱动系统的皮带轮上弯曲。各种织物材料可以覆盖原料,以提供一层保护层和增强层。

V型皮带轮廓(横截面)

三角皮带的制造采用各种行业标准的横截面或轮廓,包括以下各项:

· 传统

· 狭窄

· 公制

·分功率

经典的三角皮带轮廓可以追溯到1930年代制定的行业标准。使用此轮廓制造的皮带有几种尺寸(A,B,C,D,E)和长度(图3),并且在较旧的现有应用中被广泛用来替代V型皮带。

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图3 —经典的V型皮带轮廓

窄型V型皮带(3V,5V,8V)的侧壁比经典V型皮带(图4)倾斜角度更大,从而提供了更高的楔紧作用和更高的负载能力(最高可达同类V型皮带的3倍)。

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图4 —窄皮带轮廓图4 —窄皮带轮廓

公制V型皮带的轮廓符合由ISO(国际标准化组织)和DIN(德国标准化研究所)等组织制定的国际标准(图5)。它们用于替换世界其他地区制造的工业机械上的皮带。

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图5 —公制三角皮带轮廓

小功率三角皮带轮廓设计用于轻型应用,例如割草机,吹雪机,阁楼或炉风扇等。这些皮带的横截面更细,拉力绳的规格更轻(图6),从而使其更加灵活并能够弯曲小的滑轮。

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图6 —小功率三角皮带轮廓

缺口或带齿的V型皮带

上面提到的所有三角带类型通常都可以从制造商处以“缺口”或“带齿”形式获得。缺口可减少弯曲应力,使皮带更容易缠绕在小直径的皮带轮上,并实现更好的散热。热量过多是皮带过早损坏的主要原因。

设计带缺口的皮带是在柔韧性,拉力绳支撑和应力分布之间取得平衡。精确成形和间隔开的凹口有助于在皮带弯曲时均匀地分配应力,从而有助于防止软线破裂和延长皮带寿命(图7)。

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图7

弯曲应力(红色区域)均匀地分布在设计良好的带缺口V型带中,而拉伸绳(红色和黄色带之间)则保持良好的支撑力,而所有这些都不会牺牲柔韧性。

连接V带

对于带有振动或脉动负载的应用,尤其是中心距较长的应用,可能需要使用三角皮带。本质上,一个已连接的三角皮带是将多个单三角皮带连接在一起,并在背部连续绑扎一条皮带(见图8)。

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图8 —连接的三角皮带

相连的三角皮带可提高侧向刚度,以减少皮带打结并在冲击载荷下保持稳定性。与多条单皮带相比,它还简化了安装和张紧。

V型皮带的构造和材料

图9描述了标准V型皮带和缺口V型皮带的结构组件。每个部件在三角皮带的性能和持续时间方面都起着至关重要的作用。在特定应用中,不同的材料和配置会影响皮带性能特性。

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图9 —三角皮带的解剖

张紧绳是三角皮带的承载部件。尽管有些皮带是用芳纶或芳纶纤维制成的,但大多数V型皮带都是用聚酯纤维制成的。钢丝具有更高的抗拉强度,可限制拉伸并可以承受更大的冲击载荷。在设计精良的三角带中,安全带的拉力绳和橡胶体化学结合形成一个单元,从而实现了相等的载荷分配并延长了皮带的使用寿命。

拉伸线在上方(上方)和下方(下方)均由橡胶库存支撑。不同的制造商使用各种合成橡胶原料来提供耐热性并减少磨损。某些高性能的合成橡胶化合物,例如乙烯,可大大扩展皮带的工作温度范围,并能抵抗硬化,开裂和过早损坏。

精心设计的V型皮带将具有横向刚度,这意味着其整个宽度上都具有很高的刚度,因此拉力绳将平均地转移载荷。同时,皮带必须沿其长度具有很高的柔韧性,以减少热量和弯曲应力,而在优质皮带中,这是通过橡胶混合物中纤维的平行排列来实现的。

粘合胶是在拉力绳和橡胶原料之间形成牢固化学键的元素。它将皮带粘合在一起,因此可以作为一个整体使用。口香糖还吸收了线应力,避免了线拔出。

为了保护皮带的芯免受诸如油,尘垢和热量等破坏性环境压力以及一般磨损的影响,某些V型皮带要有织物覆盖物或带束层。在设计精良的皮带中,这种柔软的织物经过处理,可以与皮带芯材料形成化学键,从而使其能够承受随着时间推移而不断弯曲的应力,并延长了覆盖层的使用寿命。

如前所述,带锯齿的V型皮带上的锯齿旨在增加皮带的柔韧性并减少弯曲应力,尤其是在小皮带轮上。

不要忘记滑轮

皮带轮是必不可少的三角皮带驱动组件。如前所述,三角皮带在皮带轮上的安装程度决定了皮带传动装置可以传输多少功率以及其运行效率如何。合适的配合是皮带和金属滑轮的功能。精心设计的皮带和精心加工的匹配皮带轮可提供最佳组合。

许多用户反复更换三角皮带,而不必费心检查皮带轮是否磨损。皮带轮磨损,断裂或损坏会缩短皮带寿命。皮带轮损坏可能是由于不正确的安装引起的,例如过度拧紧衬套螺栓或将皮带撬到皮带轮上。皮带轮损坏的另一个原因是碎屑掉入驱动器中,这可以通过安装驱动器护罩来防止。

皮带轮磨损的迹象包括凹槽侧壁拔罐和/或带有脊的抛光凹槽侧壁。使用滑轮规(图10)来检测滑轮槽是否过度磨损,并在磨损后立即更换滑轮。

升级V型皮带和驱动器以获得更高的性能和资源节省

V型皮带技术的进步为用户提供了升级旧驱动器并提高性能的机会,同时节省了时间和金钱。例如,受极端操作条件(例如抑制皮带护罩内的热量)影响的工业标准三角带可能会因热裂纹,拉伸或过度磨损而过早失效。频繁张紧和更换皮带会导致停机,效率低下和生产率下降。

但是,利用当今的新技术,您可以升级到由乙烯橡胶材料制成的带槽V型皮带,该皮带可以承受-70°F(-57°C)至 250°F( 121°C)的极端温度。工业标准三角带在温度范围内提高了88%。这些较新的皮带抗硬化,可避免开裂,提供改善的柔韧性,并在皮带轮上运行更平稳,以减少振动并延长其他传动部件(例如轴和轴承)的寿命。

另一个例子是,用乙烯弹性体和芳纶纤维拉伸绳制成的新型窄轮廓带槽三角皮带代替老式的经典三角皮带驱动器,可产生高达3倍的承载能力,同时减小了电线的重量和尺寸。驱动,减轻轴,轴承和其他组件上的应力。

当涉及带多槽轮的三角皮带驱动器时,如果皮带轮未磨损,则可以使用更少的高性能皮带(保留开槽),或者在所有沟槽中都填充高性能皮带,以增加驱动负载能力并延长皮带寿命。如果皮带轮已磨损并且需要更换,则可以升级到更紧凑(但功能同样强大)的驱动器,以减轻重量和空间,或者在增加驱动器容量的同时保持相同的驱动器配置。

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