摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計
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序號(學(xué)號):
長 春 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書
摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計
姓 名
學(xué) 院
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械工程及自動化
班 級
指導(dǎo)教師
教授
2010
年
6
月
6
日
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長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文紙
開題報告
一 設(shè)計題目
摩擦型汽車用V帶、多楔帶柔性疲勞試驗機(jī)設(shè)計
二 課題研究的目的和意義
帶傳動是機(jī)械傳動中重要的傳動形式,廣泛應(yīng)用于傳遞和運(yùn)動傳動,在傳動領(lǐng)域占有重要地位,并已經(jīng)取得了越來越廣泛的應(yīng)用,近年來,特別是在汽車工業(yè)的,家用電器和辦公自動化機(jī)械以及各種新型的機(jī)械裝備中相當(dāng)普遍。由于帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單,傳動平穩(wěn),價格低廉,不需要潤滑,緩沖吸振等優(yōu)點,使得帶傳動在機(jī)械中占有重要的位置,隨著傳動的演變,在許多場合取代了其他的運(yùn)動形式,同時隨著材料學(xué)制造工藝及生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)步,帶傳動的總類不斷更新,傳動能力。雖然近年來傳動帶質(zhì)量有了顯著提高,但是與國際水平還有一點的差距,其中原因之一是由于疲勞試驗機(jī)的普及程度還不夠,通過疲勞試驗機(jī)來改進(jìn)帶的結(jié)構(gòu),配方和工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)得到生產(chǎn)廠家的認(rèn)可,個生產(chǎn)廠家只有通過疲勞試驗機(jī),取得符合國際標(biāo)準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù),才能夠使產(chǎn)品與國際市場接軌。該疲勞試驗機(jī)的研制成功對于打破國內(nèi)疲勞試驗機(jī)基本上依賴進(jìn)口的局面,完善國內(nèi)帶生產(chǎn)線的完整性,生產(chǎn)測試設(shè)備的更新?lián)Q代的需要具有重要的意義。
三.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
帶的發(fā)展現(xiàn)狀
傳動帶是將原動機(jī)的電機(jī)或發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力,通過帶輪由膠帶傳導(dǎo)到機(jī)械設(shè)備上,故又稱之為動力帶。它是機(jī)電設(shè)備的核心聯(lián)結(jié)部件,種類異常繁多,用途極為廣泛。從大到幾千千瓦的巨型電機(jī),小到不足一個千瓦的微型電機(jī),甚至包括家電、電腦、機(jī)器人等精密機(jī)械在內(nèi)都離不開傳動帶。它的最大特點是可以自由變速,遠(yuǎn)近傳動,結(jié)構(gòu)簡單,更換方便。所以,從原始機(jī)械到現(xiàn)代自動設(shè)備都有傳動帶的身影,產(chǎn)品歷經(jīng)多次演變,技術(shù)日臻成熟。動力傳導(dǎo)有鏈條、齒輪、耦聯(lián)(聯(lián)軸)等多種多樣形式。然而,從經(jīng)濟(jì)性和成本角度來考慮,迄今為止,莫過于彈性體的膠帶。因此,世界上現(xiàn)在許多傳動方式大多仍以膠帶傳動為主,而且其發(fā)展仍在不斷擴(kuò)大。傳動帶最初是由皮革制造的,19世紀(jì)中葉為橡膠所取代。20世紀(jì)60年代開始,陸續(xù)由NR、SBR轉(zhuǎn)向CR、PUR。進(jìn)入80年代,又進(jìn)一步擴(kuò)大到采用CSM和HNBR。膠帶的形狀也從乎板型擴(kuò)大到角型、圓型、齒型,使用從單根傳動發(fā)展到成組并聯(lián),從而形成今日的傳動帶系列群體。
1 發(fā)展現(xiàn)狀
傳動帶有傳遞和變速兩種功能,分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類別。到目前為止,全球各傳動帶生產(chǎn)廠在結(jié)構(gòu)形狀上已形成V帶、平帶、齒帶和圓帶四大體系,包括尺寸規(guī)格在內(nèi)已逾千種。特別是齒帶,最近十幾年來,隨著精密機(jī)械和電子信息技術(shù)的進(jìn)步,作為橡膠工業(yè)的高新技術(shù)產(chǎn)品,在世界各地發(fā)展十分迅猛,產(chǎn)量急劇擴(kuò)大。
1.1 平板帶
平板帶是傳動帶最老的一個品種,約有100余年的歷史,但直至20世紀(jì)中葉,仍占據(jù)傳動帶中一半左右的市場份額。它以結(jié)構(gòu)簡單、傳動方便、不受距離限制、容易調(diào)節(jié)更換等特點,在各種工農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到普遍采用。平板帶寬度一般由16-600mm,長度最大可達(dá)100~200m,層數(shù)最多為6一帶中最常見的為帆布帶,分為包層式、疊層式和疊包式三種。疊層帶為包層帶(又稱圓邊帶)的改進(jìn)產(chǎn)品,具有帶體柔軟,富有彈性,耐屈性好等優(yōu)點,適于在小帶輪和20m/s以上的快速傳動裝置上使用。而疊包帶介于兩者之間,用于邊部易受磨損的傳動。由于平板帶的傳動效率低(一般為85%左右),且占據(jù)面積較大,因此,從20世紀(jì)60年代以后世界各國產(chǎn)量逐年下降。目前在發(fā)達(dá)國家,除部分農(nóng)業(yè)機(jī)械和輕紡機(jī)械尚少量使用之外,已處于被淘汰的狀態(tài)。 另一方面,在這一時期,以化纖帆布和簾布為芯體而制成的無接頭和熱接頭環(huán)形帶,則在全球獲得了長足發(fā)展。它以強(qiáng)度大、噪聲低、傳動平穩(wěn)、運(yùn)輸圓滑、耐屈撓、壽命長和無需接頭等為特點,使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,并在微型傳動帶中形成主流。近年來,隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起,這種微型帶尤其在電腦周邊設(shè)備、辦公自動化設(shè)備以及省力化設(shè)備等方面普遍使用。例如,自動檢票機(jī)、自動售票機(jī)、貨幣兌換機(jī)、發(fā)券機(jī)、取款機(jī)、銀行結(jié)算機(jī)、自動檢驗機(jī)、復(fù)印機(jī)、醫(yī)療器械、自動包裝機(jī)、魚群探測器等等,美日歐等國家每年都以雙位數(shù)增長。這種高性能的無接頭平板帶,現(xiàn)已發(fā)展到有聚氨酯帶、聚氨酯芯體帶和橡膠帆布芯體帶三種類型。在橡膠微型帶中,除化纖帆布外,還有使用尼龍膜片、芳綸簾線、玻璃纖維簾線為芯體以及表面橡膠覆以鉻皮的特種產(chǎn)品。它們同傳統(tǒng)的帆布平板帶有著本質(zhì)的不同,規(guī)格要求非常精密,附加價值很高,世界各大膠帶生產(chǎn)廠家競相發(fā)展,已成為橡膠工業(yè)中的高新技術(shù)產(chǎn)品。目前,德國的金珂林、瑞士的哈巴基、雷達(dá),以及日本的新田等公司,都是這一領(lǐng)域的知名大企業(yè),并把以聚氨酯為主的高檔和特種微型帶作為其全力開發(fā)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
1.2 三角帶
三角帶又稱V型帶,是傳動帶中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的一種產(chǎn)品。自從1917年首次由美國制成汽車風(fēng)扇帶,20年代初開始推廣用于工農(nóng)機(jī)械之后,半個多世紀(jì)以來久盛不衰,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成為傳動帶的主流。在世界各國傳動帶中,從橡膠用量來看,三角帶現(xiàn)已占到65%上,齒型帶為25%,平板帶則已退減到10%以下。目前,三角帶已成為世界各種機(jī)械裝置動力傳動和變速的主要器材,在當(dāng)今農(nóng)機(jī)、機(jī)床、汽車、船舶、辦公設(shè)備等廣泛領(lǐng)域,發(fā)揮著日益重要的作用。按照斷面尺寸,三角帶可分為產(chǎn)業(yè)機(jī)械用的Y、O、A、B、C、D、E七種工業(yè)型號和汽車、拖拉機(jī)等用的各類風(fēng)扇帶,共計兩大類別。Y、O型為最小的V型帶,主要用于打字機(jī)、切書機(jī)等辦公設(shè)備、家電制品(洗衣機(jī)、榨汁器、吸塵器)。一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械,隨著馬力的增大,順序使用A、B、C、D、E等V型帶,其中D、E型為重型帶,用于船舶、電力等大型機(jī)械。至于風(fēng)扇帶,除了汽車、拖拉機(jī)之外,還大量用在水泵、空調(diào)等方面。在發(fā)達(dá)國家,三角帶與風(fēng)扇帶的生產(chǎn)比率已達(dá)到2:1-3:2的程度,風(fēng)扇帶呈現(xiàn)明顯上升的勢頭。
三角帶一般都是指包布式V型帶,從20世紀(jì)60年代開始,為提高傳動帶的耐久性,又出現(xiàn)了切邊式V型帶。這種切邊V型帶,由于膠帶結(jié)構(gòu)側(cè)面沒有包布,帶體十分柔軟,耐屈撓疲勞性能非常好,因而得到迅速發(fā)展。進(jìn)入80年代,為解決三角帶多根成組傳動時因產(chǎn)生不一樣長而帶來的傳動效率和使用壽命下降等問題,又興起了多根三角帶用平板帶固定在一起的三角帶。習(xí)慣稱之為聯(lián)組三角帶的V型平板帶,具有極大的優(yōu)越性,因而又開始出現(xiàn)V型平板帶取代包布式和切邊式三角帶的現(xiàn)象。這種三角帶與平板帶結(jié)合的膠帶,雖然對帶輪溝槽有特殊的要求,然而由于帶體很薄,與帶輪的接觸面積大,彎曲性好,帶輪縮小,可使傳動裝置進(jìn)一步小型化、節(jié)能化,在世界發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)量急劇增長。近些年來,為適應(yīng)各種傳動裝置的特殊需要,除普通標(biāo)準(zhǔn)型的三角帶之外,還出現(xiàn)了數(shù)量眾多、形狀各異的特種三角帶,它們主要有:
(1)窄型和寬型三角帶
普通三角帶的寬高比為1:1.5~1.6,而窄型和寬型的三角帶分別為1:1.2和1:2。窄型V帶的結(jié)構(gòu)尺寸比普通V帶可以減少約50%,能節(jié)省大量原材料,同時強(qiáng)力均勻,有效接觸面積大,彎曲應(yīng)力小,可大大延長使用壽命。窄型v帶的傳動效率可達(dá)90%一97%,極限速度達(dá)40-50m/s,傳動能力提高0.5~1.5倍,最適于短距離、小帶輪于變速傳動,故又稱之為變速帶。其特點是在帶的上下表面,大多制成單面或雙面的弧形或齒形狀態(tài),使之易于調(diào)速,主要用在低速的圓錐式和圓盤式無級變速器方面。
(2)小角和大角三角帶
它同普通三角帶的主要區(qū)別是,夾角40改為30和60左右。小角V帶能使接觸面減小,降低所需張力,可延長使用壽命,適于設(shè)備的小張力傳動。大角V帶為上半部呈矩形,下半部呈倒梯形的六角帶,能使摩擦損失減小,承載能力增大,帶體柔軟,適于輕小型設(shè)備的高速傳動。
(3)活絡(luò)和沖孑L三角帶
活絡(luò)帶由多個小段以金屬螺釘連結(jié)而成。沖孔帶在帶體縱向沖有許多等距的透孔用以連接接頭。這種V帶都是可以接頭的三角帶,可根據(jù)需要長度隨意自由接頭定長。它彌補(bǔ)了普通三角帶無接頭,只能按規(guī)定長度使用的限制。另外一個好處是,在使用中,當(dāng)三角帶體出現(xiàn)局部損壞后,可更換損壞部位繼續(xù)使用,同時,它還有可簡單自由調(diào)節(jié)長度大小的優(yōu)點。但因強(qiáng)度較低,只能用于低速傳動,又由于存在精確度低、傳動效率差等問題,近些年來使用日趨減少。
此外,對指定用于汽車、拖拉機(jī)等各種內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇而用的三角帶,人們專門稱之為風(fēng)扇帶。它的特點是以單根使用為主,帶輪很小,傳距很短,速度與功率常變,是屬于接觸溫度較高、在苛刻環(huán)境條件下使用的一種V帶。風(fēng)扇帶也常用在發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、動力泵等方面。風(fēng)扇帶由于其性能要求與普通三角帶完全不同,在工業(yè)上單獨分類統(tǒng)計。近些年來,世界風(fēng)扇帶的發(fā)展十分迅速,數(shù)量已占到三角帶總量的三分之一。
風(fēng)扇帶分為普通和窄型兩種,細(xì)分為包布式平底V帶、圓齒V帶、切邊式平底V帶和波浪V帶等多種類型。風(fēng)扇帶的結(jié)構(gòu)一般比普通三角帶要復(fù)雜,見附圖,除強(qiáng)力層、伸張層、壓縮層和包布層之外,又增加了緩沖層和支撐層。
現(xiàn)在使用最多的是切邊式波浪V帶,生熱低、散熱快、摩擦大、噪聲小、強(qiáng)度好、效率高,行駛里程可達(dá)18~20萬公里,比一般風(fēng)扇帶高出約一倍。近年來,隨著汽車發(fā)動機(jī)效率的提高和旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(jī)的出現(xiàn),以及液壓轉(zhuǎn)向裝置和冷風(fēng)裝置的增多,對風(fēng)扇帶的要求日益嚴(yán)酷,不僅帶輪小型化,而且采用雙向兩面驅(qū)動的方式越來越多,因此,橡膠和芯體材料也隨之產(chǎn)生了重大舀 I~,IIit 普通三角帶、V型平板帶與風(fēng)扇帶比較1-上膠布層:2-下膠布層;3-橡膠伸張層:4-橡膠壓縮層:5-線繩強(qiáng)力層;6-橡膠緩沖層:7-~tgrg
1.3 圓形帶
圓形帶為斷面呈圓形的傳動帶,它可以自由彎曲驅(qū)動。這種帶多為聚氨酯制造的,通常沒有芯體,結(jié)構(gòu)最為簡單,使用方便。圓形帶為膠帶傳動開辟了新的途徑,世界各國在小型機(jī)床、縫紉機(jī)、精密機(jī)械等方面需用量急劇增長,今后潛力很大。
1.4 齒型帶
齒型帶亦稱同步帶,分為單面齒帶和雙面齒帶兩種類型。前者主要用于單軸傳動,后者為多軸或反向傳動,系從1980年以來世界新出現(xiàn)的又一種高效傳動帶。齒型帶根據(jù)齒的形狀又分為梯形和圓弧形兩種,以圓弧形齒的同步帶所承受的扭矩為最大。從所用材料上,齒型帶可區(qū)分為橡膠型和聚氨酯型兩大類,而前者又有普通橡膠(通常為氯丁橡膠)和特種橡膠(多為飽和丁腈橡膠)之分。它們的結(jié)構(gòu)是由鋼簾線或玻璃纖維組成的強(qiáng)力層和以橡膠及尼龍布形成的外包橡膠層或聚氨酯膠層構(gòu)成。
齒型帶包括多楔帶,近20年來在工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展極為迅猛,正在不斷地侵蝕傳統(tǒng)的金屬齒輪、鏈條以及橡膠方面的平板帶和三角帶市場。目前,除已大量用于汽車及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之外,并進(jìn)一步擴(kuò)大到OA機(jī)器(辦公設(shè)備)、機(jī)器人等各種精密機(jī)械的傳動。由于膠帶內(nèi)側(cè)帶有彈性體的齒牙,能實現(xiàn)無滑動的同步傳動,而且具有比鏈條輕、噪音小的特點,現(xiàn)今歐洲80%以上的轎車、美國40%的轎車都已裝用了這種齒型帶。我國2000年生產(chǎn)汽車200萬輛,齒型帶需要700萬條以上。最近出現(xiàn)的圓齒帶較之方齒帶,更進(jìn)一步增大了傳動力和肅靜性,作為新一代的環(huán)保帶,其使用范圍更趨廣泛?,F(xiàn)在,已開始成為對同步傳動、噪音要求極為嚴(yán)格的家用和工業(yè)用縫紉機(jī)、打字機(jī)、復(fù)印機(jī)的使用對象。
2 技術(shù)展望
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。傳動帶中的最新一類產(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。它的傳動原理雖早在1900年即有若干專利出現(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)入了高新技術(shù)領(lǐng)域。齒型帶與傳統(tǒng)傳動帶的最大不同點在于:同步、靜音。因此,它是當(dāng)今最受推崇的環(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。
(1)橡膠和彈性體
V型帶最早為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)。 齒型帶最初使用的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,聚氨酯彈性體是最為理想的材料。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首選材料,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,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,人們曾長期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)為最好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)齒型帶最佳骨架材料行列。
(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。
2.3 工藝設(shè)備趨向
多年來,傳動帶的生產(chǎn)工藝在世界各地一直沒有大的變化,不外煉膠、成型、硫化三大老的工藝。所不同的是,切割式三角帶取消了V型帶成型時的包布,并改為在硫化后切割,同時增加研磨工序。而對于齒型帶則是在帶齒形溝槽的模型上,先置入外包帆布,然后呈螺旋狀纏上芯線,而后上覆橡膠片,連同模型一起送入硫化罐硫化。此時,利用橡膠在加熱中的塑性流動,從芯線的縫隙將帆布充入模齒內(nèi)而形成帶齒,硫化后再從模型中取出成適當(dāng)?shù)膶挾取_@種生產(chǎn)工藝,把傳動帶的制造過程人為地分割成好幾塊,無法聯(lián)結(jié)起來;加之傳動帶的品種規(guī)格太多,生產(chǎn)批量很小,產(chǎn)品變動頻繁,給工藝設(shè)備的連續(xù)化、自動化帶來了諸多困難,生產(chǎn)效率十分低下。當(dāng)前國外的發(fā)展趨勢,一是努力研究實現(xiàn)工藝的連續(xù)化生產(chǎn),提高設(shè)備自控水平,促使生產(chǎn)效率大幅度提高:二是繼續(xù)擴(kuò)大使用聚氨酯等液體彈性體,從根本上簡化工藝,縮短流程,改變傳統(tǒng)的橡膠工藝加工方式。現(xiàn)在,聚氨酯液相加工工藝在小型和微型帶中,已占據(jù)主導(dǎo)地位,前景十分樂觀。還有,短纖維橡膠的混合也是當(dāng)今世界傳動帶業(yè)界一大課題。如何使短纖維在橡膠中均勻分散,并解決由此而產(chǎn)生的膠料高粘度化,造成生產(chǎn)效率下降的現(xiàn)象,需要在混煉方法和控制方式有新的突破。另外,短纖維橡膠的纖維排列取向也是不可忽視的又一個問題,通常采用壓延機(jī)和壓出機(jī)定向供膠出片、按流動方向取片的方法,也并非最佳良策。無紡布、復(fù)合片材是今后開發(fā)的方向。
2.4 未來目標(biāo)
縱觀半個多世紀(jì)以來世界傳動帶的發(fā)展趨勢,隨著全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展,今后傳動帶的主流是向著小型化、精密化和高速化的方向發(fā)展。老式的平板帶將被日漸淘汰,新型的環(huán)形平板帶重新崛起;切割三角帶將取代大部分包布V型帶、同時代之而起的V型平板帶、多楔帶、齒型帶可能成為新的主流產(chǎn)品。我國生產(chǎn)傳動帶的廠家十分雜亂,除200家國有、三資企業(yè)之外,還有1000余家集體、私營和個體所有制企業(yè),僅V型帶一種產(chǎn)品年產(chǎn)即達(dá)4億A米以上,在產(chǎn)量上雖已位居世界前列,而略具規(guī)模水平的不過十幾家。除少數(shù)引進(jìn)技術(shù)設(shè)備和合資企業(yè)外,大多處于后進(jìn)狀態(tài),亟待改組、改造、改革。調(diào)整傳動帶行業(yè)結(jié)構(gòu),淘汰老舊產(chǎn)品,開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品,迎頭趕上世界傳動帶先進(jìn)技術(shù)水平,可說是當(dāng)前最為緊迫的任務(wù)。汽車傳動帶是汽車發(fā)動機(jī)重要的零部件,也是傳動帶重要的組成部分。可以說,傳動帶的許多技術(shù)進(jìn)步和發(fā)明與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān),如V帶發(fā)明,切邊V帶,多楔帶和同步帶的快速發(fā)展,氫化丁腈橡膠在同步帶應(yīng)用,三元乙丙橡膠在多楔帶的應(yīng)用等,都是為了適應(yīng)汽車工業(yè)最新技術(shù)要求而獲得迅速發(fā)展的。近年來由于全球氣候變暖,環(huán)境保護(hù)和汽車舒適性要求,節(jié)能,排放和NVH是汽車的主要話題。如何提高燃料利用率和減少廢氣排放,提高維修周期一直是汽車工業(yè)研究目標(biāo),這些技術(shù)包括閥門和變閥門技術(shù),催化轉(zhuǎn)化器,42V發(fā)電/啟動集成電機(jī),直噴式柴油發(fā)動機(jī)和24000km維修周期等。這些技術(shù)進(jìn)步對汽車零部件的性能要求也相應(yīng)提高和苛刻,汽車傳動帶也不例外。為了適應(yīng)這些變化,國外一些著名傳動帶廠家進(jìn)行了許多改進(jìn)和性能提高。
多楔帶傳動
多楔帶傳動在平帶的基體下做出許多縱向楔,帶輪也有相應(yīng)的環(huán)形輪槽,其工作面為楔的側(cè)面,具有極高的靈活性,柔性,傳動平穩(wěn),摩擦力大,傳動功率大,張緊力小,傳動比范圍大,傳動速度高,結(jié)構(gòu)合理,使用壽命長,兼有平帶和三角帶的優(yōu)點而彌補(bǔ)其不足。適用于結(jié)構(gòu)緊湊,傳動功率較大場合,特別適合要求三角帶根數(shù)多,垂直地面的平行軸傳動,但對于多楔帶與輪槽間均勻性要求較高,否則會產(chǎn)生寫楔面不接觸或接觸不良其楔面摩擦效應(yīng)大大削弱。20世紀(jì)80年代以來,未解決三角帶多根同組傳動是因產(chǎn)生不一樣長的傳動效率和使用壽命下降等問題,在多根三角帶的上底用一層薄的橡膠連接起來,習(xí)慣稱之為聯(lián)組三角帶的v型平帶,具有極大的優(yōu)越性,因而有出現(xiàn)v型平帶取代包布式和切邊式三角帶的現(xiàn)象。這種三角帶與平帶結(jié)合的膠帶,雖然對帶輪溝槽有特殊的要求,然而由于帶體很薄,與帶輪的接觸面積達(dá),彎曲性好,帶輪縮小,使傳動裝置進(jìn)一步小型化,節(jié)能化,可補(bǔ)償槽距誤差,彌補(bǔ)了多楔帶的缺點,在世界發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)量急劇增加。目前,多楔帶生產(chǎn)狀況在我國規(guī)模形成規(guī)模,生產(chǎn)設(shè)備基本為引進(jìn)或吸收消化制造,產(chǎn)品質(zhì)量好持續(xù)大批量為汽車等多種機(jī)械傳動裝置配套。
多楔帶的類型
1齒形多楔帶 齒形多楔帶類似于齒形切邊v帶,即在楔部切成齒形,以提高帶的曲撓性能及帶的散熱性能,可明顯提高帶使用壽命。固特異公司研究表明,相同的氯丁橡膠材料多楔帶,高溫疲勞試驗普通多楔帶66h,有齒多楔帶可達(dá)167h。有齒多楔帶還可以降低對帶的裝配精度要求,但有齒多楔帶在使用時通過帶輪會帶進(jìn)帶出氣流,產(chǎn)生有節(jié)奏的氣流聲。固特異 公司通過斜齒,DAYCO公司做成不規(guī)則齒來抵消這種聲音,可較少15db左右的噪音。
2植絨多楔帶 多楔帶傳動缺點之一是傳動噪音較大,在低速或角速度變化快使用時,以及一段時間后,楔面磨損,硬化和張力松弛,或在雨天沾到水后,傳動時會發(fā)出刺耳的尖叫聲,影響汽車的NVH性能。解決辦法之一是楔面留有0.1~1.0mm高強(qiáng)度短纖維。由于纖維摩擦系數(shù)穩(wěn)定,具有吸音功能,因此大大降低多楔帶傳動噪音。傳動多楔帶一般用特殊的研磨工藝來實現(xiàn)。研磨時,先將楔塊速磨成大致的楔形,然后低速濕磨,將橡膠磨掉,楔面露出一定長度的纖維。
3彈性多楔帶 彈性多楔帶最早應(yīng)用于白色家電上。原理是,帶的長度比輪系計算周長小,帶在裝配時,使用專用工具強(qiáng)制拉伸在固定的帶輪上,通過帶的彈性變形力使帶產(chǎn)生足夠的張緊力,在整個的過程中無需調(diào)整 張力,這樣可以省略張力調(diào)整機(jī)構(gòu)。近幾年,小型家用轎車為了簡化發(fā)動機(jī)前端附件輪系結(jié)構(gòu)也開始使用彈性多楔帶作為驅(qū)動用帶。彈性多楔帶一般使用扯斷伸長率大于20%的高捻度纖維作為強(qiáng)力層線繩。
4EPDM多楔帶 近年來,多楔帶在汽車得到普遍應(yīng)用,而發(fā)動機(jī)室的溫度越來越高,有的要求橡膠能耐150攝氏度,瞬間能耐170攝氏度,傳統(tǒng)氯丁橡膠顯然達(dá)不到要求。由于HNBR過于昂貴,人們在研究發(fā)現(xiàn)小量的油污不對發(fā)動機(jī)前端的皮帶造成損害,可使用廉價耐熱性好多的三元乙丙橡膠作為多楔帶主題橡膠材料。但EPDM耐磨性,高溫抗撕裂和動態(tài)性能不理想,與其他材料粘合差,這些都需要通過改性如添加ZDA或ZDMA和其他材料加以解決。EPDM多楔帶耐高溫性能和高溫疲勞壽命明顯提高。
傳動帶都是在動態(tài)狀態(tài)下使用的,有的使用條件極為苛刻,如汽車、農(nóng)用機(jī)械。如何模擬實況使用一直是傳動帶生產(chǎn)廠家和帶傳動研究重要課題。我國早在上世紀(jì)70年代末,中國農(nóng)機(jī)院、江漢機(jī)械研究所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等,為配合當(dāng)時的農(nóng)機(jī)帶和石油機(jī)械用帶的研制,開始這方面的研究和疲勞實驗機(jī)的研制工作。
疲勞壽命實驗分為無扭矩法和有扭矩法,前者亦稱曲撓機(jī)。我國目前采用無扭矩試驗機(jī)為適應(yīng)普通V帶新標(biāo)準(zhǔn)(GB1174-96)而研制的,即墨新城機(jī)械有限公司和江都明珠材料試驗機(jī)廠均有生產(chǎn)。試驗過程中實驗帶不傳遞扭矩,與帶輪之間無相對滑動,也不能使帶體內(nèi)的張力產(chǎn)生變化,僅能模擬帶通過帶輪時產(chǎn)生的曲撓,記其曲撓次數(shù)和伸長率,一般需要5~7天。它是通過減小帶輪直徑或加大初拉力來強(qiáng)化疲勞的,與傳動帶實際使用情況的相關(guān)性差。但該試驗方法由于相關(guān)因子單一,試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、能耗小,是控制生產(chǎn)過程質(zhì)量好辦法。龍山橡膠廠自行設(shè)計一臺農(nóng)機(jī)V帶用曲撓試驗機(jī)。
有扭矩疲勞壽命試驗?zāi)軌蛟谳^短的時間內(nèi)對傳動帶質(zhì)量有一個全面和較準(zhǔn)確的評價,有扭矩法又可以分為開式和閉式兩類,開始的能量流動沒有形成閉合回路,電動機(jī)的能量全部有消耗裝置消耗掉,不符合節(jié)能要求。閉式則能夠?qū)⒉糠帜芰渴栈?,形成封閉的回路,節(jié)約了能源。封閉式又可以分為兩種,一種是電封閉式:加載裝置中裝有電機(jī),發(fā)出的電回饋給電機(jī)一部分;另一種是機(jī)械封閉式:電動機(jī)所提供的僅僅是克服系統(tǒng)摩擦力所需要的功率,因此試驗中消耗的動力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于加到被試帶上的載荷,具有明顯的節(jié)能效果。國內(nèi)洛陽、上海、貴陽、無錫、開封隨引進(jìn)設(shè)備進(jìn)口德國的汽車V帶疲勞壽命試驗機(jī)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾為原上海橡膠制品二廠、長春汽車研究所研制等汽車V帶疲勞壽命試驗機(jī)。長春光機(jī)學(xué)院參照克萊斯勒汽車公司標(biāo)準(zhǔn)為遼陽機(jī)帶廠設(shè)計過一臺多楔帶壽命強(qiáng)化試驗臺。無錫貝爾特還引進(jìn)汽車多楔帶疲勞壽命試驗機(jī),可做高溫疲實驗。該機(jī)采用機(jī)械封閉原理,用電磁加載器加載。通過調(diào)節(jié)加載器工作電流的大小,可調(diào)節(jié)所加負(fù)載的大小。該機(jī)具有較好的節(jié)能效果,節(jié)能可達(dá)63%以上。它采用PLC控制,試驗數(shù)據(jù)可根據(jù)要求進(jìn)行分段或即時打印。王潔民發(fā)明的“V帶全功能動態(tài)性能試驗裝置”,利用現(xiàn)有V帶機(jī)械封閉試驗機(jī)的原理,并以其基本組成封閉試驗系統(tǒng)的主動軸總成進(jìn)行簡化,并以此軸為對稱軸,在其反方向再增加一套同樣的封閉試驗系統(tǒng),聯(lián)軸器使兩個封閉試驗系統(tǒng)共用一個主動軸總成。這兩個封閉試驗系統(tǒng)組合后形成了兩個各自獨立的封閉力流,而兩試驗系統(tǒng)又組成了相互影響的整體,該裝置可進(jìn)行各種V帶的有扭矩和無扭矩的全部動態(tài)性能試驗。
這學(xué)期我的畢業(yè)設(shè)計題目是汽車v帶多楔帶的疲勞試驗機(jī)的設(shè)計,主要目的是用于多楔帶的斷面性能測試,對多楔帶的性能在較短的時間內(nèi)給出一個較為正確的評估,其中主要包括帶的測試方法,測試裝置,帶輪直徑,電力負(fù)荷以及對實驗所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的說明與解釋。該試驗機(jī)為多楔帶的曲撓疲勞試驗機(jī),即帶在試驗的過程中不收到扭矩的影響。實驗帶的尺寸是1200mm± 10mm,用這種長度的實驗帶所得到的數(shù)據(jù)即被認(rèn)為同等質(zhì)量長度和技術(shù)規(guī)格的所有帶的有效數(shù)據(jù)。帶輪的材料為加工剛帶輪。將進(jìn)行一下幾個試驗。
1. 高溫恒張力測試。
為了測試帶在高溫,高負(fù)荷的條件下帶的壽命。這項測試的開發(fā)用來反映在汽車配件驅(qū)動器中自動張緊輪的增加使用。這些系統(tǒng)恒張力,因此不會因帶的磨損失去張力而引起帶的滑移。增加帶長度將增加在試驗臺上帶的壽命。因此,皮帶的長度是有限的,以減少試驗條件的變化和各制造商給用戶提供可比較的數(shù)據(jù)。試驗裝置如下圖所示
失效準(zhǔn)則,下列其中一個或多個條件發(fā)生時應(yīng)被視為測試帶失?。?
答:帶斷裂,(折線的任何地方)
帶組塊,(肋的任何地方)
帶分層
皮帶磨損或拉伸線分離
最大數(shù)量的B級或C 級裂縫
帶牽引能力的喪失(伸長10%)
整個帶截面存在裂縫
質(zhì)量減少在原來質(zhì)量的10%以上。
超過七級以上的起毛起球。
2冷熱循環(huán)試驗。
為了測試帶在高溫,高載荷、低溫度,無載荷條件下的耐用性。
2.1熱試驗
類型Ahot帶:121℃
類型Bhot帶:107 ° C間
類型Chot帶:93℃
2.2冷試驗。
類型Acold 帶= -43 ° C± 1℃
類型Bcold帶= -35℃± 1℃
冷熱試驗均使用上圖的集合構(gòu)型,試驗失效準(zhǔn)則同上。
3污染試驗
主要是為了確定傳動帶引擎蓋下流體對其的影響,其測試裝置同上,失效準(zhǔn)則亦同上。
4五輪彎曲試驗
主要是為了測試帶在高溫高速條件的彎曲耐久性。測試裝置如下圖所示,失效準(zhǔn)則同上。
5固定爐試驗
這一試驗的目的是確定在高溫條件影響下的物質(zhì)硫化橡膠性能的影響。橡膠及橡膠制品必須抵制由氧化性能和熱老化引起的破壞。這個測試是為了確認(rèn)生產(chǎn)帶的物理性能
9起毛起球試驗
這一測試的目的是確定帶抗起毛起球。在帶不起毛起球的情況下, 不正確安裝滑輪這可能導(dǎo)致帶噪音。由于起毛起球是一個與安全帶相關(guān)的新現(xiàn)象,這個測試將不需要對衰老帶運(yùn)行分析。試驗裝置如下圖所示,失效準(zhǔn)則同上。
目前,我國的V帶,多楔帶質(zhì)量與世界的先進(jìn)國家相比還有很大的差距,疲勞試驗壽命不足的廠家較多,疲勞試驗的普及遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,許多廠家對自己的產(chǎn)品并未按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行疲勞試驗,產(chǎn)品的規(guī)格很難保證,擁有自己的疲勞試驗機(jī),借以改進(jìn)帶的結(jié)構(gòu),配方和工藝,提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量,對于許多廠家來說,在日益激烈的競爭中占領(lǐng)市場具有重要的意義。
四.研究內(nèi)容及方案擬定
1.目標(biāo)和要求:
① 帶長:1200±10mm;
② 主動輪轉(zhuǎn)速:3300轉(zhuǎn)/分;
③ 帶張力:400.5N;
④ 帶速:10.4m/s;
⑤ 試驗溫度:100℃——130℃;
⑥ 帶寬:6楔;
⑦ 試驗拉力:800N
2.方案擬定
取交流異步電機(jī)作為疲勞試驗機(jī)的動力源,電機(jī)輸出的動力通過同步帶傳動,傳送到主動軸上,從而帶動主動帶輪運(yùn)轉(zhuǎn),將多楔帶繞在實驗帶輪上,通過重物張緊給帶一定的張緊力,使多楔帶在恒定的張緊力作用下運(yùn)轉(zhuǎn),待其發(fā)生疲勞時停止試驗,得到試驗數(shù)據(jù)加以分析。
五、進(jìn)度安排
1、2010.3.1~3.14 畢業(yè)設(shè)計調(diào)研,完成科技譯文及開題報告;
(科技譯文不少于3000漢字)
2、2010.3.15~6.6 完成總體設(shè)計、零部件設(shè)計、控制電路設(shè)計等;
(完成4張零號圖,要求CAD出圖;具體落實到每個人內(nèi)容
有所不同,時間段相同)
3、2010.6.7~6.20 完成設(shè)計(論文)說明書
(40~60頁,要求打印);
4、2010.6.21~6.25 評審、答辯。
(給出成績及評語,注意答辯時間2010年6月15——20日,
請在15日前完成所有任務(wù))
六、參考文獻(xiàn)
[1] 劉惟信編著.汽車車橋設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社,2004年
[2] Thomas G. Sugar. A novel selective compliant actuator. Mechatronics.12 (2002) 1157–1171
[3]朱孝錄,中國機(jī)械設(shè)計大典[M],江西科學(xué)技術(shù)出版社2002
[4]中國機(jī)械工程學(xué)會著 機(jī)械設(shè)計大典[M]. 南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社,2002.
[5]蔡耀輝. 實用機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.7.
共 12 頁 第 12 頁
長 春 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開題報告
摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計
姓 名
學(xué) 院
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械工程及自動化
班 級
指導(dǎo)教師
教授
2010
年
3
月
18
日
序號(學(xué)號):
長 春 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)譯文
Performance Testing of PK Section V-Ribbed Belts
姓 名
學(xué) 院
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械工程及自動化
班 級
指導(dǎo)教師
教授
2010
年
3
月
16
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長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計譯文紙
多楔帶的斷面性能測試
1。范圍:以下信息包括傳動帶的測試方法,測試 配置,帶輪直徑,電力負(fù)荷,并解釋試驗數(shù)據(jù)。此信息 根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)編寫,包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和生產(chǎn)者與使用者所提供的多楔帶數(shù)據(jù)。
1.1目的:確定SAE標(biāo)準(zhǔn)的目的是提供業(yè)績考核的評價辦法,源自相關(guān)部門的批準(zhǔn)和多楔帶質(zhì)量的審計。
1.2實驗帶的尺寸,該測試樣品的數(shù)量應(yīng)當(dāng)根據(jù)統(tǒng)計的要求而確定的,這種要求是制造商和用戶通過相互協(xié)定得以確定。
1.3實驗帶的長度,實驗帶長度范圍為1200毫米± 10毫米。用這種長度的實驗帶所得的實驗數(shù)據(jù)將被 認(rèn)為同等質(zhì)量,長度和技術(shù)規(guī)格的所有帶的有效數(shù)據(jù)。
1.4裝置規(guī)范的概念,制造商對于特定帶所得到的實驗數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被考慮為所有帶的有效評估,這種評估是針對于制造商的交叉 截面尺寸,材料規(guī)格和制造方法的。
1.5實驗帶額定溫度,帶根據(jù)承受溫度的能力將帶的類型 定義在4.2到5.2之內(nèi)。帶傳遞的極端溫度應(yīng)給予兩個指定的字母。第一個字母代表高溫能力,第二個字母代表低溫度能力。例如,為'AA'帶規(guī)定為121℃至-43 ° C時,'BA'帶為107 °C至 - 43 °C的
1.6帶輪裝置,除另有規(guī)定外,用于測試所用的所有帶輪必須為加工鋼帶輪,制造帶輪的汽車工程師協(xié)會的測量誤差如SAE的J1459所示
2。參考資料
2.1適用的出版物,出版物應(yīng)針對這一規(guī)范的部分指定范圍。除非另有說明,最新版本的SAE出版物才能夠適用。
2.1.1汽車工程師協(xié)會出版的出版物
SAE的J636 - 多楔帶及帶輪
SAE的J1459 - 多楔帶和帶輪
SAE的J1596 -汽車多楔帶驅(qū)動器和測試方法
2.1.2美國ASTM出版物。
通過ASTM D 412用橡膠拉伸性能的實驗方法
通過ASTM D 573使橡膠在空氣爐中失效
通過ASTM D 575 –用壓縮橡膠性能的實驗方法
通過ASTM D 1149年至1191年,橡膠變質(zhì)的試驗方法--表面分裂。
3。一般帶輪布局,有關(guān)帶輪布局應(yīng)考慮的一般信息,請參閱SAE的J1596。
4。高溫,恒張力測試
4.1目的,為了測試在高溫,高負(fù)荷的條件下帶的壽命。這項測試的開發(fā)用來反映在汽車配件驅(qū)動器中自動張緊輪的增加使用。這些系統(tǒng)恒張力,因此不會因帶的磨損失去張力而引起帶的滑移。增加帶長度將增加在試驗臺上帶的壽命。因此,皮帶的長度是有限的,以減少試驗條件的變化和各制造商給用戶提供可比較的數(shù)據(jù)。
4.2帶類型的指定,用于高溫,恒張力測試帶被指定為如下:
類型Ahot帶:121℃
類型Bhot帶:107℃間
類型Chot帶:93℃
4.3測試配置,見圖1 。
4.3.1設(shè)備參數(shù)
驅(qū)動力矩= 20牛頓米± 1納米
帶有效長度= 1200毫米± 10毫米
驅(qū)動速度= 4900 ± 100轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
帶肋數(shù)= 6
帶輪直徑2.5毫米(所有± 0.25毫米)
驅(qū)動輪(帶輪1)=121.6毫米
驅(qū)動輪(帶輪3)=121.6毫米
墮輪(帶輪2)=61.0毫米
背面墮輪(帶輪4)=76.2毫米± 0.25毫米(實際直徑)
帶的張力= 629 ± 31 N
帶:
選項1:皮帶在水平方向的受力 W1= 904 ± 44 N
選項2:皮帶在垂直方向的受力W2 = 655 ± 33 N
4.3.2試驗室溫度
類型Ahot帶:121℃± 2℃
類型Bhot帶:107℃± 2 ° C間
類型Chot帶:93℃± 2 ° C間
圖1 帶輪疲勞性試驗裝置
4.4測試夾具,四帶輪熱試驗臺如圖1所示。
4.4.1張力將保持一定重量的設(shè)備或自動拉緊。如果使用自動拉緊,張力必須一直持續(xù)在± 5%以內(nèi)。
4.4.2電機(jī)的壽命試驗是由馬達(dá)驅(qū)動來持續(xù)系統(tǒng)馬力,再加上在4.3.1所示的rpm損失,扭矩回收系統(tǒng)也可使用。
4.4.3電力吸收劑的驅(qū)動帶輪是要連接到一個具有能量吸收能力的裝置。
4.4.4溫度控制試驗臺在整個試驗區(qū)的變化應(yīng)不超過± 2 ° C,靜態(tài)。試驗臺必須至少有一熱電偶圍繞在水平中心線的小帶輪(輪2和4的水平中心線),這些帶輪之間的中心位置為試驗臺控制區(qū)。如果沒有修改或修改沒有完成,這些標(biāo)準(zhǔn)將每年重新認(rèn)證。
4.4.5停止驅(qū)動馬達(dá),安裝驅(qū)動帶輪。試驗臺帶輪傾斜度應(yīng)小于0.5度。
4.5測試負(fù)載(Nm)被吸收在驅(qū)動帶輪的轉(zhuǎn)矩應(yīng)如表1所示。
4.5.1力矩的數(shù)值計算,該驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速(rpm)應(yīng)進(jìn)行扭矩負(fù)荷計算,并使轉(zhuǎn)矩保持不變的無驅(qū)動帶輪隨皮帶滑移造成的損失而補(bǔ)償轉(zhuǎn)速。
4.6測試程序
4.6.1擦除任何油脂,橡膠,或帶輪輪槽內(nèi)的雜質(zhì)。
4.6.2稱帶重,并安裝測試帶和其所需的張緊力。皮帶張力在整個的測試過程中需保持不變,張力公差為± 5%的的測試張緊力。
4.6.3開機(jī),調(diào)整適當(dāng)?shù)呐ぞ?。扭矩的調(diào)整是基于對帶的選擇。溫度應(yīng)適當(dāng)控制,以保持恒溫,降低測試變化。
4.6.4驅(qū)動滑輪的速度下降額定速度的10%時,此時應(yīng)該停機(jī)
4.6.5每天檢查測試帶(最低),記錄測試時間,室內(nèi)溫度,帶的溫度。當(dāng)帶被發(fā)現(xiàn)有失效,稱帶的質(zhì)量和回復(fù)上次檢查時所記錄的時間。檢查帶時,應(yīng)權(quán)衡完成所有測試。測試帶應(yīng)在客戶的要求進(jìn)行試驗。
4.7高溫,恒張力,測試性能指標(biāo)
4.7.1失效準(zhǔn)則,下列其中一個或多個條件發(fā)生時應(yīng)被視為測試帶失?。?
答:帶斷裂,(折線的任何地方)
帶組塊,(肋的任何地方)
帶分層
皮帶磨損或拉伸線分離
最大數(shù)量的B級或C 級裂縫
帶牽引能力的喪失(伸長10%)
整個帶截面存在裂縫
質(zhì)量減少在原來質(zhì)量的10%以上。
超過七級以上的起毛起球。(見9.6)
皮帶制造商和其他用戶可能會接受/拒絕以上標(biāo)準(zhǔn)
5。冷熱循環(huán)試驗
5.1目的,為了測試一個帶在高溫,高負(fù)荷,低溫度,無負(fù)載條件下的耐用性。
5.2帶式的指定,帶的冷熱循環(huán)測試類型指定如下:
5.2.1熱試驗
類型Ahot帶:121℃
類型Bhot帶:107 ° C間
類型Chot帶:93℃
5.2.2冷試驗研究
類型Acold 帶= -43 ° C± 1℃
類型Bcold帶= -35℃± 1℃
5.3測試規(guī)范綜述
注意,冷熱試驗使用了相同的幾何構(gòu)型,如圖1所示。
5.3.1設(shè)備參數(shù)(熱試驗)
驅(qū)動力矩= 20牛頓米± 1納米
帶有效長度= 1200毫米± 10毫米
驅(qū)動速度= 4900 ± 100轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
帶肋數(shù)= 6
在槽輪直徑2.5毫米計球(所有± 0.25毫米)
驅(qū)動輪(帶輪1)=121.6毫米
驅(qū)動輪(帶輪3)=121.6毫米
惰輪(帶輪2)=61.0毫米
背面惰輪(輪4)=76.2毫米± 0.25毫米
試驗室溫度
類型Ahot帶:121℃± 2℃
類型Bhot帶:107℃± 2 ° C間
類型Chot帶:93℃± 2 ° C間
皮帶張緊力= 629 ± 31 N
帶:
選項1:皮帶在水平方向的受力W1= 904 ± 44 N
選項2:皮帶在豎直方向的受力W2 = 655 ± 33N
5.3.2設(shè)備參數(shù)(冷試驗)
驅(qū)動速度= 100轉(zhuǎn)± 4轉(zhuǎn)
帶有效長度= 1200毫米± 10毫米
帶肋數(shù)= 6
試驗室溫度
類型Acold = -43 ° C間± 1℃
類型Bcold = -35℃± 1℃
皮帶張力= 267 ± 13N
帶:
皮帶在水平方向的受力W1 = 385 ± 19 N
皮帶在豎方向的受力W2 = 378 ± 19 N
5.4測試夾具安裝
5.4.1熱夾具安裝與四個帶輪的立視圖是如圖1所示。
5.4.1.1張力必須保持住一定重量的設(shè)備或自動拉緊。如果在自動拉緊器使用時,必須在緊張時刻,張力變動在± 5%以內(nèi),否則必須以新帶啟動。
5.4.1.2電力吸收器---驅(qū)動滑輪要連接到一個能量吸收裝置,能夠去處理如上所述的能量。
5.4.1.3電機(jī)試驗壽命是由馬達(dá)驅(qū)動的大小來處理負(fù)載持續(xù)載荷加和在RPM的系統(tǒng)損失的能量。扭矩回收系統(tǒng)也可以使用。
5.4.1.4溫度控制,該試驗臺應(yīng)具有溫度不超過± 2 ° C的能力整個試驗區(qū)的變化,靜態(tài)。試驗臺必須至少有一熱電偶圍繞,著小帶輪的水平中心線,這些小帶輪的中心位置為試驗臺的控制區(qū)。如果沒有修改或修改為未完成 ,這是標(biāo)準(zhǔn)將每年重新認(rèn)證。
5.4.1.5停止馬達(dá)的驅(qū)動,安裝驅(qū)動帶輪。試驗臺帶輪傾斜度應(yīng)小于0.5度。
5.4.2冷夾具與四個滑輪安裝的立視圖是如圖1所示。
5.4.2.1張力能夠保持一定重量的設(shè)備或自動拉緊。如果使用自動拉緊器時,必須在緊張力的變動在± 5%以內(nèi),否則必須以新帶啟動。
5.4.2.2溫度控制,熱電偶將設(shè)在每個帶輪的表面。4個熱電偶的溫度變化在測試結(jié)束時應(yīng)不大于 2℃在,以保證 盡量減少熱梯度。
5.4.2.3電機(jī)壽命試驗裝置是由中小型電機(jī)轉(zhuǎn)速來處理的驅(qū)動系統(tǒng)
5.4.2.4停止馬達(dá)的驅(qū)動能力,安裝的驅(qū)動帶輪。帶輪傾斜度應(yīng)小于0.5度。
5.5測試程序
5.5.1熱試驗程序
5.5.1.1擦除任何油脂,橡膠和槽內(nèi)的任何雜質(zhì)。
5.5.1.2稱帶重,并安裝測試帶在夾具上和所需的皮帶張力。皮帶張力必須在整個測試期間保持恒定。張力公差為± 5%的恒測試張力。
5.5.1.3設(shè)定和維持驅(qū)動輪的速度。
5.5.1.4通過調(diào)整功率吸收單元設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)矩。該驅(qū)動帶輪轉(zhuǎn)速(rpm)可用于扭矩負(fù)荷計算,轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)保持不變,不賠償從動帶輪因皮帶打滑造成的轉(zhuǎn)速損失。
5.5.1.5當(dāng)驅(qū)動帶輪的速度下降10%,主動帶輪應(yīng)停止,根據(jù)額定速度,并終止測試,記錄為失敗。
5.5.1.6在特定溫度和負(fù)載條件下運(yùn)行48小時。
5.5.1.7使帶在室溫環(huán)境下冷卻0.5小時,如有裂縫,將記為失敗。
5.5.2冷試驗程序
5.5.2.1在冷試驗設(shè)備安裝相同帶。
5.5.2.2預(yù)冷卻帶,直至在帶和帶輪的接觸處達(dá)到指定的溫度。皮帶和滑輪接觸處達(dá)到規(guī)定的溫度后,浸泡帶至少一個小時。
5.5.2.3以100轉(zhuǎn)每分鐘轉(zhuǎn)速驅(qū)動帶輪為。 100轉(zhuǎn)速必須在兩秒內(nèi)達(dá)到
5.5.2.4r帶循環(huán)后在規(guī)定的溫度將帶浸泡25分鐘。通過重新運(yùn)行5.5.2.3 到5.5.2.4九次,每次都使用相同的帶和在指定的溫度。
5.5.2.6注意帶是否有裂縫。如果有,測試結(jié)束。
5.5.3取下帶并重新運(yùn)行步驟5.5.1(熱測試程序)和5.5.2(冷測試程序)。帶能否通過最低的2個周期。注意,一個周期等于一個熱測試程序(5.5.1)和一個冷測試程序(5.5.2)。
5.6冷熱試驗循環(huán)準(zhǔn)則
5.6.1失效準(zhǔn)則,當(dāng)下列其中一個或多個條件發(fā)生時,應(yīng)被視為帶失?。?
答:帶斷裂,(折線的任何地方)
灣帶組塊,存在損失的任何地方
分層帶層
皮帶磨損或拉伸線分離
最大數(shù)量的B級或C級裂縫(見圖1)
帶牽引能力的喪失(10%滑)
整個帶裂縫斷面
質(zhì)量減少為原來質(zhì)量的10%以上
超過7級起毛起球(見9.6)
皮帶制造商和其他用戶可能會同意接受/拒絕標(biāo)準(zhǔn)。
6。污染測試
6.1目的,要確定傳動帶引擎蓋下流體的影響。
6.2測試規(guī)范綜述,使用與第4節(jié)相同的測試設(shè)備。
6.3流體需求,被應(yīng)用于這個測試的液體可能會在灑在發(fā)動機(jī)艙的皮帶上。這包括以下內(nèi)容:
抗凍/乙二醇
機(jī)油
P / S流體
制動液
變速箱油
清洗液
皮帶制造商和用戶應(yīng)在使用指定流體的基礎(chǔ)上,應(yīng)用程序。注意,要特別小心,避免使較高溫度的帶與不穩(wěn)定和/或易燃液體接觸而造成潛在的危害。
6.4測試程序
6.4.1擦除任何油脂,橡膠,和帶槽內(nèi)的任何雜質(zhì)。
6.4.2稱帶重,并在測試夾具安裝帶和提供所需的皮帶張力。皮帶張力必須在整個測試過程中保持恒定。張力公差為± 5%的測試張力。
6.4.3啟動機(jī)器。調(diào)整扭矩。調(diào)整到適當(dāng)?shù)臏囟取囟葢?yīng)適當(dāng)控制,以保持恒定的溫度,降低測試時溫度的變動。
試驗臺整個工作區(qū)的溫度帶必須保持在指定的范圍± 2 ° C。
6.4.4驅(qū)動滑輪的速度下降額定速度的10%時,主動帶輪應(yīng)該停止并終止測試,一次失敗的記錄。
6.4.5表1指定的溫度下帶運(yùn)行48小時。
6.4.6當(dāng)帶發(fā)熱的時候?qū)⑵淙∠拢?5毫米的帶邊做個標(biāo)記。
6.4.7懸掛帶5分鐘,然后重新安裝在同一方向,重新開始步驟
6.4.8每天檢查安全帶(最低),記錄測試時的室內(nèi)溫度,帶溫度。當(dāng)帶被發(fā)現(xiàn)有失效,要以上一次記錄的時間為準(zhǔn)。測帶時,應(yīng)權(quán)衡完成所有測試。安全帶應(yīng)按客戶的要求進(jìn)行測試。
6.5污染測試準(zhǔn)則:
6.5.1失效準(zhǔn)則,下列其中一個或多個條件發(fā)生時應(yīng)被視為帶失?。?
答:帶斷裂,(折線的任何地方)
帶組塊,存在損失的任何地方
分層帶層
皮帶磨損或拉伸線分離
最大數(shù)量的B級或C級裂縫(見圖1)
帶牽引能力的喪失(10%滑)
整個帶裂縫斷面
每小時質(zhì)量減少在原重量的10%以上
超過7級起毛起球(見9.6)
皮帶制造商和其他用戶可能會同意接受/拒絕標(biāo)準(zhǔn)
7。五輪彎曲試驗
7.1目的,為了測試在高溫,高速條件下帶的彎曲耐久性。
7.2測試規(guī)范綜述,參見圖2。
帶長度= 1200毫米± 10毫米
主動輪速度的(D1)= 3300轉(zhuǎn)
從動輪速度(D3)= 3900轉(zhuǎn)
皮帶速度= 10.4米/秒
溫度為100℃至130℃
皮帶寬度= 6肋
槽皮帶輪直徑在2.5毫米計球(所有± 0.25毫米)
D1 = 60毫米
D3 = 50毫米
D4= 50毫米
背面惰輪(D2和D5)= 50毫米
垂直載荷 = 800 ± 40 N
皮帶張力= 400 ± 20 N
7.3測試夾具,五輪彎曲的立視圖是如圖2所示。
7.3.1張力將能夠維持一定重量的設(shè)備或同等重量·。
7.3.2溫度控制,該試驗臺應(yīng)控制整個試驗區(qū)的溫度變化不超過± 2 ° C的能力 。試驗臺必須至少有一個控制熱電偶,熱電偶應(yīng)位于垂直中心線,就是連接最高惰輪和最低惰輪的中心線。如果沒有修改或修改未完成,我們建議將重新修改。 圖2 滑輪彎曲試驗臺組態(tài)
7.4測試程序,擦除任何油脂,橡膠,或帶輪輪槽內(nèi)的任何雜質(zhì)。
7.4.1設(shè)定燈具箱內(nèi)溫度在100℃以內(nèi)
7.4.2稱帶重,并按夾具的安裝方向安裝測試帶。設(shè)置驅(qū)動輪的帶輪速度。
7.4.3 50小時后,停止測試并取下帶。
7.4.4檢查和稱帶重。如果帶失效,用新的皮帶繼續(xù)試驗,且比室溫溫度上升5℃
7.4.5 通過重復(fù) 7.4.2-7.4.5步驟,使溫度增由5 ° C增至130℃。
7.4.6如帶在經(jīng)過50小時達(dá)到130℃,持續(xù)試驗直到帶失效或與制造商指定的時間一致為止。
五輪的彎曲
7.5測試準(zhǔn)則
7.5.1失效準(zhǔn)則,當(dāng)下列其中一個或多個條件發(fā)生時,應(yīng)被視為帶失效:
答:帶斷裂,(折線的任何地方)
帶組塊,存在損失的任何地方
分層帶層
皮帶磨損或拉伸線分離
最大數(shù)量的B級或C級裂縫(見圖1)
整個帶裂縫斷面
再測試結(jié)束之前重量減少在原質(zhì)量的10%以上
超過7級起毛起球(見9.6)
皮帶制造商和其他用戶可能會同意接受/拒絕標(biāo)準(zhǔn)
8。固定爐試驗
8.1目的,這一試驗的目的是確定在高溫條件影響下的物質(zhì)硫化橡膠性能的影響。橡膠及橡膠制品必須抵制由氧化性能和熱老化引起的破壞。這個測試是為了確認(rèn)生產(chǎn)帶的物理性能
8.2測試規(guī)范綜述
測試樣本,啞鈴形狀
測試時間= 1012 ?
試驗室溫度= 121℃± 2℃
8.3測試夾具
8.3.1烘箱試驗儀器和測量設(shè)備應(yīng)當(dāng)符合ASTM D - 573所描述的,第5條。
8.3.2應(yīng)力/應(yīng)變測試夾具,夾具的設(shè)計,應(yīng)該使測試樣本具有同等重量。
8.3.3每次通過ASTM D 575,試驗方法A來壓縮固定,
8.4測試程序,測試程序應(yīng)符合按照ASTM D - 573的描述。
8.4.2用生產(chǎn)過程防治衣袖。
8.4.3固化后的衣袖,從肋庫存線切割分離層。輕輕淺黃色的肋兩側(cè)扔掉電線層。
8.4.4以正確的纖維方向從每個標(biāo)本中隨機(jī)削減35個樣本,。從測試中使用的壓縮,剪切,每通過ASTM D 575標(biāo)本和標(biāo)簽的標(biāo)本,可以建立一批可以很容易地去識別的物質(zhì)。8.4.5恒啞鈴的試驗室。在同一地點試驗室,以保證平等壓縮標(biāo)本 放置在高溫環(huán)境中。
8.4.6設(shè)置和維持溫度到指定的范圍。
8.4.7應(yīng)當(dāng)從每批5 0個樣本中隨機(jī)選取,
2,4,8,16,32日和1000年再次以1012小時:硬度計硬度與顯微硬度測量。
灣壓縮應(yīng)力/每通過ASTM D 575株,試驗方法A.提供一個應(yīng)力/應(yīng)變曲線。角拉伸應(yīng)力/應(yīng)變每通過ASTM D 412。提供一個應(yīng)力/應(yīng)變曲線。
8.4.8不返回測試標(biāo)本烤箱。
8.5熱老化試驗準(zhǔn)則
8.5.1驗收標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)收集,直到驗收標(biāo)準(zhǔn),可為每個特征建立。
9。起毛起球測試
9.1目的,這一測試的目的是確定帶抗起毛起球。在帶不起毛起球的情況下, 不正確安裝滑輪這可能導(dǎo)致帶噪音。由于起毛起球是一個與安全帶相關(guān)的新現(xiàn)象,這個測試將不需要對衰老帶運(yùn)行分析。
注意,由于滑輪是不是涂層,這個測試將無法識別起毛起球之間的相互作用造成的損失。
9.2測試規(guī)范綜述
9.2.1設(shè)備參數(shù)
驅(qū)動帶輪速度= 700 ± 14轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)矩脈沖定義:
振幅= ± 150轉(zhuǎn)(± 7.5轉(zhuǎn))
頻率= 32赫茲± 2赫茲
波型:正弦波
帶有效長度= 1200毫米± 10毫米
皮帶寬度= 3個肋
槽皮帶輪直徑=76.2毫米
帶承受載荷= 667 ± 33N
帶輪涂層
帶輪表面處理RA的最大值= 3.2微米
驅(qū)動慣性= 1.32 x 10-2公斤×平方米
9.3測試夾具,起毛起球性能試驗臺的配置如圖3所示。
9.3.1緊張的張力將設(shè)置使用一個自重,氣缸,,旋轉(zhuǎn)的安全帶,然后鎖定進(jìn)行測試。
9.3.2測試設(shè)備,測試設(shè)備必須是控制速度的立場前面定義的能力。轉(zhuǎn)矩脈沖必須進(jìn)行檢測,以證明他們符合以前的要求。
9.3試驗室,環(huán)境室溫21 ° C或符合規(guī)定。
圖3 帶起球試驗臺組態(tài)
9.4測試程序
9.4.1稱帶重。皮帶應(yīng)該后在49℃浸泡在12小時干燥后加以權(quán)衡
9.4.2擦除任何油脂,橡膠,和從帶輪輪槽內(nèi)的其它雜質(zhì)。
9.4.3安裝皮帶上夾具和適用,在9.3.1規(guī)定的緊張力下。
9.4.4運(yùn)行20分鐘帶在指定的速度和扭轉(zhuǎn)活動。
9.4.5停止試驗。
9.4.6檢查皮帶的起毛起球的跡象。記錄起毛起球水平在9.6所示。
9.4.7稱量到最近的帶的質(zhì)量。如果帶不能立即加以權(quán)衡,然后帶應(yīng)權(quán)衡
在49℃后浸泡在12小時干燥爐
9.5失效準(zhǔn)則,經(jīng)過20分鐘的測試,一個或多個以下情況發(fā)生:皮帶應(yīng)被視為失效的
答:帶斷裂,(折線的任何地方)帶組塊,肋骨庫存損失的任何地方
分層帶層
皮帶磨損或拉伸線分離最大數(shù)量的B級或C級裂縫(見圖1)整個帶裂縫斷面,質(zhì)量減少為原質(zhì)量的10%以上在測試結(jié)束
超過7級起毛起球(見9.6)
帶制造商和其他用戶可能會同意接受/拒絕標(biāo)準(zhǔn)
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摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計
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摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計,摩擦性汽車用V帶、多楔帶疲勞試驗機(jī)設(shè)計,摩擦,磨擦,汽車,多楔帶,疲勞,試驗,實驗,設(shè)計
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