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摘要:蓋茨是三角帶的,本文主要介紹蓋茨為滿足市場和客戶的要求,不斷推廣和發(fā)展不同應(yīng)用領(lǐng)域的三角帶,以及三角帶主要的特征和應(yīng)用范圍。
在早期的汽車?yán)铮稚群徒涣靼l(fā)電機(jī)是用圓繩索或皮革或橡膠制成的扁皮帶來驅(qū)動(dòng)的,美國查理·蓋茨在1917年發(fā)明了世界上*根采用加強(qiáng)帆布的橡膠三角(V)帶, V帶的發(fā)明是在當(dāng)時(shí)扁皮帶和在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用繩索的傳動(dòng)技術(shù)上一次新的突破, 這是一種能夠使橡膠V帶和傳動(dòng)帶輪的V形槽更有效的匹配和傳動(dòng), 為了抵御嚴(yán)寒和酷暑,需要不斷地改善橡膠混合物,這些混合物還要承受發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫和油,冷卻劑和道路上的瓦礫,殘?jiān)?,沙子,鐵等,V帶還需要有足夠的柔軟性以便能在高轉(zhuǎn)速下工作和承受運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的張力和保持張力的穩(wěn)定,這些要求推動(dòng)著V帶不斷的改進(jìn)和提高性能。 |
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,V帶也在逐步完善以滿足不同的市場應(yīng)用要求,V帶的技術(shù)經(jīng)歷了一次又一次的演變過程。V帶由zui初的普通帆布及線繩制成的普通包布帶,到驅(qū)動(dòng)功率大為提高的窄形包布帶和各種不同用途的高載/輕載荷V帶,演變到有齒切邊或磨邊V帶,帆布,線繩和橡膠的處理技術(shù)也在不斷地提高和改進(jìn),使皮帶的疲勞性能較過去大為提高,以滿足不斷提高的市場要求。
蓋茨作為三角帶的,一直以市場為導(dǎo)向,致力于開發(fā)滿足市場不同應(yīng)用要求的三角帶,下面是蓋茨三角帶的發(fā)展里程碑:
| - 1917 First rubber V-Belt *根橡膠三角帶 - 1950 Narrow Vee Belts 窄形三角帶 - 1959 Super HC® V-Belt 窄形包布三角帶 - 1965 PowerBand® V-Belt 聯(lián)組三角帶 - 1974 HI-Power® II / PowerBand® V-Belt 包布三角帶 - 1975 Tri-Power® V-Belt 三角帶 - 1977 Super HC® MN,HI-Power® MN V-Belt 有齒三角帶 - 1984 Truflex®, PoweRated® 輕型/特殊三角帶 - 1987 PolyFlex® JB® V-Belt 聚氨酯三角帶 - 1992 Powerlink® Scooter Belt 摩托車皮帶 - 1995 Predator® Belt 三角帶 - 1997 Metric Power V-Belt 公制三角帶 - 1998 Tru_Power V-Belt 汽車三角帶 - 1999 Quad-Power® II 窄形三角帶 - 2000 HI-Power Plus® V-Belt 三角帶 - 2001 Tri-Power® Vextra® V-Belt 磨削有齒三角帶 - 2001 Super HC Plus® Vextra® V-Belt 磨削有齒三角帶 - 2003 Metric PowerTM V-Belt 公制有齒三角帶 - 2006 FleetRunner TM / EX_Power V-Belt 汽車三角帶 |
這些三角帶是在不同年代開發(fā)的,其市場的要求和應(yīng)用情況是不同的,這里主要介紹蓋茨的一些工業(yè)三角帶的主要特征和性能應(yīng)用。
1. Super HC® 窄形包布三角帶
蓋茨的Super HC系列V帶采用了能承受高載荷的材料和創(chuàng)新的窄形截面,它們能夠傳遞到相同驅(qū)動(dòng)面的普通V帶(A,B,C,D)的3倍馬力,能夠用在所有工業(yè)上的負(fù)荷驅(qū)動(dòng),尤其是當(dāng)空間小,重量緊湊和高載荷時(shí),也可以當(dāng)普通V帶在一些速度范圍內(nèi)承載能力達(dá)不到時(shí)在低和高速驅(qū)動(dòng),在很多場合,它可以代替經(jīng)常要維修鏈條和齒輪傳動(dòng)。Super HC包布三角帶的主要系列有3V,5V ,8V(RMA), SPZ,SPA,SPB,SPC(ISO)。 Super HC包布三角帶的主要特征:皮帶兩側(cè)的弧形面給線繩提供了很好的支撐 |
和帶輪輪槽的良好匹配,使皮帶能夠均勻的磨損,增加皮帶的壽命;線繩與橡膠良好的粘接性能使皮帶在彎曲時(shí)負(fù)荷能夠均勻傳遞和吸收;表面帆布的結(jié)構(gòu)是蓋茨的,能夠延長帆布的壽命和保護(hù)皮帶耐油,耐熱和耐臟,滿足美國RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱,耐油和抗靜電的要求。
2. Super HC® PowerBand® 聯(lián)組包布三角帶
蓋茨的Super HC PowerBand聯(lián)組三角帶主要為有規(guī)則的突變載荷應(yīng)用而開發(fā)的,采用聯(lián)組的多根皮帶而作為一根皮帶使用,使載荷的分布比較均勻,每根皮帶更好的適合帶輪運(yùn)行,主要使用于容易引起皮帶抖動(dòng),翻轉(zhuǎn)或跳出輪槽的有規(guī)律的或突變載荷的驅(qū)動(dòng)。聯(lián)組三角帶的主要系列有3V,5V ,8V,SPB,SPC,9J,15J。 Super HC PowerBand聯(lián)組三角帶的主要特征:皮帶兩側(cè)的弧形面給線繩提供了很好的支撐和帶輪輪槽的良好匹配,使皮帶能夠均勻的磨損;皮帶頂面的增強(qiáng)帆布 |
提供了較高的橫向剛性,引導(dǎo)皮帶在一個(gè)面上運(yùn)行而防止皮帶跑出帶輪;滿足美國RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱,耐油和抗靜電的要求。
3. Super HC® MN / Super HC Plus® Vextra® 有齒三角帶
蓋茨的Super HC有齒三角帶主要用于輪系緊湊型的設(shè)計(jì),當(dāng)空間,重量,帶輪大小極限受限制,或功率增加和需要高速傳動(dòng)時(shí),需要采用齒形三角帶,對(duì)于小帶輪的驅(qū)動(dòng),這些皮帶能夠提供比其他皮帶高的功率。Super HC齒形三角帶的主要系列有3VX,5VX(RMA標(biāo)準(zhǔn)),XPZ,XPA,XPB,XPC(ISO/GB標(biāo)準(zhǔn))。 Super HC有齒三角帶的特征:三角帶的齒形增加了皮帶的柔軟性,適合于小帶輪的驅(qū)動(dòng);線繩與橡膠良好的粘接性能使皮帶在彎曲時(shí)負(fù)荷能夠均勻傳遞和吸收;線繩具有耐疲勞和突變載荷的能力;皮帶的壽命延長33%左右,維護(hù)成本較低,更加緊 |
湊,節(jié)省時(shí)間。滿足RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱,耐油和抗靜電的要求。
4. Super HC® MN PowerBand® 聯(lián)組齒形三角帶
蓋茨的Super HC MN PowerBand聯(lián)組齒形三角帶主要為有規(guī)則的突變載荷應(yīng)用而開發(fā)的,比如壓縮機(jī),粉碎機(jī)或攪拌機(jī)等,聯(lián)組帶是由高強(qiáng)度的帆布將兩根以上的皮帶聯(lián)接在一起,使載荷的分布比較均勻,每根皮帶更好的適合帶輪運(yùn)行。聯(lián)組齒形三角帶的主要系列有3VX,5VX。 Super HC MN PowerBand聯(lián)組齒形三角帶的主要特征:皮帶頂面的增強(qiáng)帆布提供了較高的橫向剛性,引導(dǎo)皮帶在一個(gè)面上運(yùn)行而防止皮帶跑出帶輪;三角帶的齒 |
形增加了皮帶的柔軟性,適合于小帶輪的驅(qū)動(dòng);線繩與橡膠良好的粘接性能使皮帶在彎曲時(shí)負(fù)荷能夠均勻傳遞和吸收;滿足美國RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱,耐油和抗靜電的要求。
5. HI-Power® II / PowerBand® 包布三角帶
蓋茨的HI-Power II包布三角帶具有多種用途的復(fù)合結(jié)構(gòu)的特征, Flex-Weave®結(jié)構(gòu)的表面帆布較好的保護(hù)了橡膠和線繩,它的柔軟性使皮帶甚至可以彎曲在較小的帶輪上運(yùn)行。HI-Power II三角帶的主要系列有A,B,C,D,E型。 HI-Power II包布三角帶的主要特征:皮帶兩側(cè)的曲面使皮帶在受張力后與帶輪良好的匹配和產(chǎn)生均勻的磨損,增加了皮帶的壽命;皮帶頂部的圓弧部分增加了強(qiáng)度,防止線繩部位產(chǎn)生變形和扭曲;滿足美國RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱和耐油的要求。 |
6. Tri-Power® 三角帶
蓋茨的Tri-Power三角帶是采用的與Super HC Plus®一樣的Vextra®結(jié)構(gòu)的皮帶,是一種較好組合柔軟性和傳遞功率能力的皮帶,適合于各種工業(yè)應(yīng)用,尤其是小帶輪的應(yīng)用場合。主要型號(hào)有:AX,BX,CX。 Tri-Power三角帶的主要特征:三角帶的齒形增加了皮帶的柔軟性,適合于小帶輪的驅(qū)動(dòng);皮帶磨削成型,與帶輪接觸良好,降低皮帶的打滑和磨損;線 繩與橡膠良好的粘接性能使皮帶在彎曲時(shí)負(fù)荷能夠均勻傳遞和吸收;滿足RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱,耐油和抗靜電的要求。 |
7. Truflex® 輕型三角帶
蓋茨的Truflex 輕型三角帶是在傳統(tǒng)V帶上優(yōu)化的,用在低功率驅(qū)動(dòng),適合于背部惰輪的應(yīng)用,比較低的拉力線位置改善了皮帶輕載負(fù)荷的驅(qū)動(dòng),表面帆布采用Flex-Weave®結(jié)構(gòu),底膠采用氯丁橡膠,不自燃,這種皮帶建議用在耕作機(jī),割草機(jī),家電和空調(diào)裝置等應(yīng)用上。輕型三角帶的主要系列有2L,3L,4L,5L。 Truflex 輕型三角帶的主要特征:皮帶厚度較簿,相當(dāng)柔軟,適合于小帶輪驅(qū)動(dòng);低拉力線位置使皮帶適合于背部惰輪的應(yīng)用;運(yùn)行比較安靜。
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8. PoweRated® 特殊重載三角帶
蓋茨的PoweRated 特殊重載三角帶建議用在重載負(fù)荷驅(qū)動(dòng)和離合器應(yīng)用,這種皮帶滿足了高功率,離合器,重型交變載荷和背部惰輪驅(qū)動(dòng)的割草機(jī)和花園機(jī)械裝置的要求,可以替代相同規(guī)格的Truflex皮帶使用。PoweRated三角帶主要系列有3L,4L,5L。 PoweRated三角帶的主要特征:采用芳綸線繩,抗拉強(qiáng)度比較高;低拉力線位置扁截面增加了皮帶的柔軟性;特殊的拉力線強(qiáng)度和低摩擦包面是有利于離合器式的 |
運(yùn)行方式;如果使用背部惰輪的話,底部的加強(qiáng)帆布能確保皮帶的抗裂性。特殊的耐彎曲抗裂紋性能和抗交變載荷的性能。
9. Polyflex® JB® 聚氨酯三角帶 (廣角帶)
蓋茨的Polyflex聚氨酯三角帶是一種有制造過程的皮帶,它能在高速下提供更高的負(fù)荷和精度更高的驅(qū)動(dòng),這是一種重大的成本降低和改善了設(shè)計(jì)的空間,建議使用在磨床,車床驅(qū)動(dòng),木工機(jī)械和金屬機(jī)械的驅(qū)動(dòng),計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備,小型鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備上。Polyflex廣角帶主要系列有3M,5M,7M,11M。 Polyflex三角帶的主要特征:聯(lián)組皮帶具有高的穩(wěn)定性;背部的齒型釋放彎曲應(yīng)力和提供了側(cè)向剛性;60°的皮帶角度是底膠給線繩提供了更多的支撐和載荷的分布 |
更均勻;小截面型號(hào)滿足了特殊應(yīng)用比如高的軸轉(zhuǎn)速,緊湊型的驅(qū)動(dòng)尺寸,平穩(wěn)運(yùn)行的要求;采用高摩擦系數(shù)的高模量聚氨脂,這種成型的方法排除了搭接和分層;*的拉力線和聚氨酯的粘合力使皮帶具有高疲勞和長壽命;聚氨酯耐疲勞,磨損和臭氧。
10. Quad-Power® II 窄形三角帶
蓋茨的Quad-Power II窄形三角帶是為重型負(fù)荷驅(qū)動(dòng)應(yīng)用開發(fā)的,用來替代傳統(tǒng)V帶因空間小和重量輕的應(yīng)用局限性,是一種甚至能在小帶輪上傳遞zui高能力的皮帶,它提高了背部彎曲的性能允許使用背部惰輪,優(yōu)化的齒形使皮帶能夠均勻地在輪槽中運(yùn)行。 Quad-Power II 窄形三角帶的主要特征:精制磨削的側(cè)面提供均勻的功率傳遞功能;增強(qiáng)纖維的傳動(dòng)橡膠使皮帶具有耐磨,耐熱,耐臭氧和抗靜電的功能;強(qiáng)力型 |
張力線能抵抗疲勞和沖擊負(fù)荷;兩層Flex-Weave的帆布保護(hù)皮帶背部耐磨,特別是當(dāng)背部惰輪使用時(shí);中間的橫向纖維的帆布改善了皮帶的穩(wěn)定性。
11. Predator® 三角帶
蓋茨的Predator三角帶是專門設(shè)計(jì)用來高負(fù)荷比較苛刻的運(yùn)行條件,比如木材機(jī)械工業(yè),采礦,農(nóng)機(jī),石油裝置等重型機(jī)械,這種應(yīng)用要求皮帶提供相當(dāng)高的強(qiáng)度,能抵抗有規(guī)則或突變載荷,耐磨性比較好。 Predator三角帶的主要特征:采用幾乎是零收縮和強(qiáng)度比鋼絲還高和耐疲勞的芳綸拉力線;氯丁橡膠使皮帶耐油和耐熱性能;背面的帆布能允許皮帶在相當(dāng)?shù)耐蛔冚d荷情況下打滑,降低熱量的堆積和延長皮帶的壽命;多層的聯(lián)接帆布增加了皮帶的橫向剛性,防止皮帶翻轉(zhuǎn)或脫落,滿足RMA標(biāo)準(zhǔn)耐熱和耐油的要求。 |
12. Vulco-PowerTM II /Vulco-Power PlusTM 包布三角帶
蓋茨的Vulco-Power 包布三角帶是適用于所有機(jī)器的維護(hù)和修理傳動(dòng)要求的場合。 Vulco-Power包布三角帶的主要特征:皮帶兩側(cè)的弧形面與帶輪輪槽更好匹配;表面的帆布更好地保護(hù)橡膠的磨損;耐熱,耐油,耐臭氧的性能;滿足抗靜電的要求;聚酯拉力線能更好地承受突變載荷。 |
皮帶的特性
耐油和耐熱特性
皮帶的耐油和耐熱特性(在皮帶上描述為O&HR)是傳統(tǒng)的對(duì)皮帶的耐油和耐熱的應(yīng)用要求,雖然在RMA標(biāo)準(zhǔn)中有定義,但事實(shí)上這種描述是含糊不清的,耐油和耐熱實(shí)際上是皮帶的兩個(gè)不同的要求,應(yīng)該區(qū)分開來。
耐油性:偶然的油或油脂濺落在皮帶上通常不會(huì)對(duì)通常的皮帶有過多的不利,然而,耐油的皮帶只要油或油脂在合理的范圍內(nèi)性能不會(huì)很快的惡化,大量的油或油脂在任何皮帶上均能引起皮帶的打滑生熱,石油產(chǎn)品過多的油污侵入會(huì)引起橡膠的膨脹和橡膠構(gòu)件的粘合力的下降,從而引起皮帶的斷裂。
耐熱性:任何標(biāo)準(zhǔn)均沒有很好地定義溫度的極限范圍來保證讓人滿意的性能,然而,一個(gè)合適的應(yīng)用皮帶通常被要求環(huán)境溫度在-35℃到+60℃之間。皮帶的材料和結(jié)構(gòu)決定了耐熱的相對(duì)范圍和時(shí)間長短,在下表中以好和很好來表示。
耐臭氧特性
皮帶的耐臭氧特性是一種在臭氧環(huán)境中耐化學(xué)腐蝕的能力,因?yàn)槌粞鯐?huì)引起化學(xué)的粘合和分解,失效的模式是裂紋,橡膠的退化主要取決于臭氧的濃度和暴露的頻次,當(dāng)皮帶在受擠壓時(shí),由于臭氧引起的橡膠的退化會(huì)增加,理論上講,截面大的皮帶比截面小的皮帶彎在一個(gè)帶輪上時(shí)所遭受的退化要多,在下表中以好和很好來表示。
抗靜電特性
在一些標(biāo)準(zhǔn)(ISO, RMA)上,對(duì)皮帶的導(dǎo)電性和導(dǎo)電性的測試有特定的描述,在一些危險(xiǎn)環(huán)境中,需要建議一定的保護(hù),比如整個(gè)地面系統(tǒng)確保免受突發(fā)性的靜電釋放,一個(gè)導(dǎo)電刷子或類似的裝置也可以將皮帶周圍的靜電釋放掉。
下表是一些蓋茨工業(yè)三角帶的特性(僅參考):
皮帶商標(biāo) | 皮帶型號(hào) | 耐油 | 耐熱 | 耐臭氧 | 通過導(dǎo)電性 |
Super HC® / PowerBand® | 3V,5V,8V /9J,15J | 是 | 好 | 很好 | 是 |
HI-Power® II / PowerBand® | A,B,C,D | 是 | 好 | 好 | 是 |
Tri-Power® Vextra® | AX,BX,CX | 是 | 好 | 很好 | 是 |
Super HC® MN /Plus® Vextra® | 3VX/XPZ,XPA,5VX/XPB,XPC | 是 | 好 | 很好 | 是 |
Truflex® | 2L,3L,4L,5L | 是 | 好 | 好 | 是 |
PoweRated® | 3L,4L,5L | 是 | 很好 | 很好 | 不 |
Predator® | 3VP, 5VP, 8VP, AP, BP, CP | 是 | 很好 | 很好 | 不 |
Polyflex® JB® | 3M,5M,7M,11M | 是 | 很好 | 很好 | 不 |
Quad-Power® II | XPZ,XPA,XPB,XPC | 是 | 很好 | 很好 | 是 |
Vulco-Power PlusTM | A,B,C | 是 | 好 | 好 | 是 |
溫度對(duì)皮帶的影響
環(huán)境溫度和運(yùn)行溫度:
環(huán)境溫度定義為驅(qū)動(dòng)皮帶周邊的空氣溫度,運(yùn)行溫度定義為皮帶在使用時(shí)的實(shí)際溫度,皮帶的運(yùn)行溫度總是要超出環(huán)境溫度。
高的環(huán)境溫度會(huì)加速橡膠的老化,導(dǎo)致皮帶過早失效,實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)(下圖)說明了環(huán)境溫度和V帶壽命的關(guān)系,測試結(jié)果表明環(huán)境溫度每增加環(huán)境溫度20℃(皮帶溫度增加10℃),V帶的壽命將降低一半,正常的工業(yè)皮帶驅(qū)動(dòng)的典型溫度范圍應(yīng)該是15℃到+38℃之間,標(biāo)準(zhǔn)皮帶的設(shè)計(jì)也是基于這樣的一個(gè)范圍。
下表是蓋茨工業(yè)三角帶的環(huán)境溫度應(yīng)用范圍:
皮帶商標(biāo) | 皮帶型號(hào) | 環(huán)境低溫 (℃) | 環(huán)境高溫 (℃) |
Super HC® / PowerBand® | 3V,5V,8V | -35 | 80 |
HI-Power® II / PowerBand® | A,B,C,D | -40 | 70 |
Tri-Power® Vextra® | AX,BX,CX | -50 | 70 |
Super HC® MN /Plus® Vextra® | 3VX/XPZ,XPA,5VX/XPB,XPC | -50 | 70 |
Truflex® | 2L,3L,4L,5L | -40 | 70 |
PoweRated® | 3L,4L,5L | -35 | 80 |
Predator® | 3VP,5VP,8VP,AP,BP,CP | -35 | 80 |
Polyflex® JB® | 3M,5M,7M,11M | -54 | 85 |
Quad-Power® II | XPZ,XPA,XPB,XPC | -35 | 80 |
Vulco-Power PlusTM | A,B,C | -40 | 80 |
熱源
高的環(huán)境溫度是zui常見的V帶驅(qū)動(dòng)的熱源,有些皮帶的驅(qū)動(dòng)比如發(fā)動(dòng)機(jī),燒窖附近的驅(qū)動(dòng),不通風(fēng)罩附近的驅(qū)動(dòng)等,在驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮這些熱源的條件。
皮帶由于不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)和比較苛刻的運(yùn)行條件而造成的打滑也是常見的熱源之一,zui常見的V帶維護(hù)問題之一是皮帶的安裝張力太低,而造成V帶在輪槽中打滑,比較少見的維護(hù)問題包括帶輪的錯(cuò)位,帶輪磨損,軸承磨損等,V帶兩側(cè)的光亮可能是指出了這些問題的發(fā)生。
如果環(huán)境條件和不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)被排除的話,需要檢查是否苛刻的運(yùn)行條件,比如在原來系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的高負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)將可能引起皮帶的打滑。
降低熱源
對(duì)于高環(huán)境溫度的應(yīng)用,可以通過在皮帶周圍通風(fēng)來降低皮帶的運(yùn)行溫度,可以通過在皮帶的罩子上加孔,在帶輪上加筋或提供外部的冷卻裝置來完成。
如果皮帶的打滑是由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足造成的,這時(shí)候就需要考慮重新設(shè)計(jì)來增加驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力,如果皮帶的打滑是發(fā)生在恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)系統(tǒng)情況下,就要考慮增加皮帶的安裝張力或替代磨損的帶輪。
如果熱源產(chǎn)生于皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本身,可能需要重新設(shè)計(jì),有些皮帶驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的小竅門有助于降低熱量的產(chǎn)生.
● 使用更多的皮帶來降低每根皮帶的負(fù)荷
● 使用大的帶輪直徑來降低皮帶的彎曲應(yīng)力
● 減低皮帶的截面型號(hào)或使用有齒V帶以增加柔軟性