半個多世紀(jì)以來,世界傳動帶的技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)了以下幾個階段:
其一,從傳動帶用的材料來看,橡膠己由天然橡膠發(fā)展到合成橡膠,進(jìn)一步又?jǐn)U大到特種合成橡膠CSM、HNBR:骨架材料由棉纖維擴(kuò)大到人造絲、聚酯、尼龍、玻璃纖維、鋼絲以及芳綸等,詳見表2。品。為提高V型帶的耐久性,從60年代開始,出現(xiàn)了切割式三角帶,它的側(cè)面沒有包布,耐彎曲疲勞性非常好,已取代了大部分包布式三角帶。
另一方面,進(jìn)入80年代之后,平板帶與V型帶結(jié)合的V型平板帶得到快速發(fā)展,由于其性能優(yōu)異,產(chǎn)量急劇增大,現(xiàn)已部分取代了切割式V帶。緊接著,在美日等國又出現(xiàn)了楔形V帶。因為這種帶的厚度薄,與帶輪的接觸面積大,彎曲性能好,可以在小的帶輪上使用,因而為傳動裝置的小型化、節(jié)能化做出了很大貢獻(xiàn)。
再有,利用傳動帶背面也可驅(qū)動的原理,例如,在汽車風(fēng)扇、交流電機(jī)、動力操縱系統(tǒng)、空調(diào)等,采用一根傳動帶一次驅(qū)動的所謂蛇行傳動方式,引起了各界的關(guān)注,使用范圍日趨擴(kuò)大。這種多面、多向、多機(jī)傳動的代表性產(chǎn)品有,六角帶和圓形帶。
傳動帶中的一類產(chǎn)品是齒型帶,又稱同步帶。它集齒輪、鏈條、帶傳動裝置的優(yōu)點(diǎn)為一體,具有傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、噪聲小、節(jié)能、維修方便等特點(diǎn)。它的傳動原理雖早在1900年即有若干出現(xiàn),然而直到半個世紀(jì)之后才開始工業(yè)化,80年代起終于成為精密機(jī)械的主導(dǎo)傳動產(chǎn)品。特別是用飽和丁腈橡膠和聚氨酯彈性體制造的高精度微型帶,已經(jīng)進(jìn)入了*領(lǐng)域。齒型帶與傳統(tǒng)傳動帶的zui大不同點(diǎn)在于:同步、*。因此,它是當(dāng)今zui受推崇的環(huán)保型產(chǎn)品。近年來,齒型帶的齒牙由方齒改為圓齒之后,更進(jìn)一步增大了傳動力,發(fā)展前景極為廣闊。
由于各種不同機(jī)械要求的特性不同,以及各種傳動帶的價格高低相差懸殊,今后傳動帶將朝著結(jié)構(gòu)、材料多元化的方向發(fā)展,其用途和品種規(guī)格也日趨多樣化。傳動帶中V型帶、齒型帶、平板帶的構(gòu)成比例,大體將在6:3:1的范圍內(nèi)上下變化。各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械裝置要求使用的傳動帶類型,見表4。
(1)橡膠和彈性體
V型帶zui早為NR或NR/SBR的并用物?,F(xiàn)今,已廣泛使用耐熱性、耐磨性、耐彎曲性和耐油性均優(yōu)的CR。在未找到新的綜合物性更平衡的膠種之前,今后還將繼續(xù)保持這一趨勢。
對于切割式V型帶和V型平板帶,將要擴(kuò)大采用以短纖維補(bǔ)強(qiáng)的CR,通過傳動帶橫向短纖維定向補(bǔ)強(qiáng),達(dá)到傳動帶橫方向側(cè)壓性與縱方向彎曲性雙立的效果。對耐熱性有苛刻要求的傳動帶,將會有更多的HNBRV型平板帶出現(xiàn)。齒型帶zui初使用的CR,現(xiàn)在仍然是比較理想的材料,今后還將繼續(xù)廣泛用于一般產(chǎn)業(yè)的傳動上面。對于要求耐熱性和耐久性的齒型帶,要大量使用CSM、HNBR等特種耐熱、耐油橡膠。由于這類橡膠的性能優(yōu)異,盡管價格十分昂貴,超出現(xiàn)有產(chǎn)品幾倍,但隨著汽車工業(yè)等的技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境的惡化,特別是HNBR將成為未來齒型帶的主導(dǎo)材對于小型、微型齒型帶來說,聚氨酯彈性體是zui為理想的材料。特別是精密機(jī)械方面的齒型帶,已無其他材料可以代替,今后不論在品種規(guī)格上,還是在用途上,都將迅速擴(kuò)大,發(fā)展前景極為寬廣。
平板帶原來為橡膠,隨著薄型平板帶的出現(xiàn),聚氨酯和尼龍片材已成為重點(diǎn)開發(fā)方向。(2)纖維骨架能作了種種改進(jìn),因而已成為齒型帶的*材料,V型帶的骨架決定著膠帶的強(qiáng)度和壽命。早期的補(bǔ)強(qiáng)層使用棉簾線,而后改用了強(qiáng)力人造絲線繩。由于有伸長大的缺點(diǎn),從20世紀(jì)70年代開始,世界各國都普遍使用強(qiáng)度高、伸長小、耐熱和耐彎曲性好的聚酯線繩,80年代又出現(xiàn)了高定伸、低收縮的改性聚酯線繩,現(xiàn)已成為V型帶骨架材料的主流。對于要求高負(fù)荷傳動、耐沖擊性的變速帶和農(nóng)機(jī)用的V型帶,有的己開始使用芳綸纖維。齒型帶的補(bǔ)強(qiáng)層,人們曾*使用鋼絲和聚酯而使其強(qiáng)度下降的問題,同時還有因其比重大而適于高速旋轉(zhuǎn)傳動等現(xiàn)象,如今已被基本淘汰。使用聚酪簾線對于要求尺寸精度高的產(chǎn)品,由于存在伸縮問題,現(xiàn)也很少采用。目前認(rèn)為的骨架材料是玻璃纖維,它能使嚙合傳動時的伸長小,而且具有適度的線膨脹系數(shù),加之對彎曲疲勞等缺欠性
得到廣泛使用。今后,強(qiáng)度更高、耐彎曲性更好的芳綸纖維將有可能部分取代玻璃纖維而擠進(jìn)齒型帶*骨架材料行列。
(3)外包保護(hù)布
V型帶使用的外包保護(hù)布向來以棉帆布為主,至今依然保持這種狀態(tài)。對一部分要求更耐磨和耐彎曲性能更好的,也開始使用棉的混紡帆布,甚至是全合成纖維帆布。外包保護(hù)布未來將繼續(xù)保持這一趨勢。齒型帶為了保護(hù)齒部和芯線,主要是使用高強(qiáng)力型的合成纖維,通常以尼龍帆布為主,今后方向是進(jìn)一步薄層化