同步带在国内外的发展史和马牌人字齿同步带的发展
康迪泰克马牌CntinentalContiTech同步带传动是一种啮合传动,带的一面或双面有带齿,运转时带齿部和带轮的齿槽相互啮合,达到传递运动和动力的目的。由于铺设的强力层是带的抗拉层,承载了大部分的拉力,且抗拉能力非常强,因此可以使带的节线长度变化非常小,带与带轮之间几乎没有相对滑动。马牌同步带除了用于传递动力外,还可以进行高精度***,精密输送等。早在1900年已有人已经开始对同步带传动感兴趣,进行研究并多次申请了专利。第二次***后,同步带工业的发展才收到重视,CntinentalContiTech橡胶公司于1946年首先开发,被逐渐用到机械传动上。在亚洲,日本***在1957年引进了美国的同步带专利,Unitta、三星、Bando等多家公司先后制造同步带并推向市场。首先应用同步带的机械是缝纫机,人们发现了同步带传动独特的优点,其应用范围逐渐扩大,并进入了平带传动、齿轮传动等传统应用的领域。各国初时应用的一直是以梯形为齿廓形状的同步带,齿的齿侧面为直线,齿廓设计不合理导致齿根应力集中严重,降低带的使用寿命和带的承载能力;另外在传动过程带的噪音和振动也高,限制了带的速度。人们通过光弹试验发现,梯形齿廓应力分布非常不均匀,根部有明显的应力集中现象,容易造成带齿的断裂失效,而且梯形齿参与接触的受力区域仅占整个齿侧面的1/3左右,表明梯形齿没有充分发挥整个带齿的承载能力[7]。鉴于梯形齿的以上缺点,1973年,Uniroyal公司开发了一种单圆弧齿廓同步带,可以减小传动带的多边形效应,使应力分布更加合理,越来越得到广泛应用。到目前为止,以美国、日本、西欧为代表的***研发和制造水平,先后已开发数种不同齿形的同步带。同步带齿形的演化过程。其中有意大利Pirelli公司的梯形齿同步带;美国Uniroyal公司的圆弧齿(HTD)同步带和平顶圆弧齿(STPD)同步带;Getes公司改进的圆弧齿同步带新型高齿圆弧齿(STSB)同步带。60年代起同步带传动才进入中国,主要应用在国外进口的***设备上。由于有同步带替换的需求,中国企业60年代中期开始尝试制造同步带,当时产品主要是***国外,产量也仅停留在小批量生产上。80年代起,国内少数厂家开始从国外引进部分***的生产和检测设备,尝试生产切边V带和同步带,销量非常不错。在同步带生产迅速发展的情况下,迫切要求对同步带及带轮实现标准化,70年代中期,上海机械学院单独制定了模数制的梯形齿同步带系列标准,在ISO同步带传动标准基础上制定的***标准于1984年得到批准,于1989年公布,并于1990年开始执行随着同步带在应用领域不断扩展及需求量逐年增加,对同步带传动使用要求也在提高。同步带传动中也暴露了许多问题和缺陷,需要用试验来分析验证和从理论上加以论证,这些问题推动了同步带传动理论的研究和发展。从梯形齿廓同步带发明并应用至今,现已有多种齿形同步带在工程中得到广泛应用,提高同步带的承载能力和工作寿命是同步带技术研究的核心和主题。在强度研究方面,突出的是日本小山富夫、饭冢傅等,他们从带齿间的载荷分布、带与带轮间的节距差值、带的疲劳强度和断裂特性、带的不完全啮合影响的多方面试验分析了同步带的强度。同步带传动特性研究方面,日本学者笼谷正则等人从初拉力、回转传动误差、爬齿现象等多方面分析了同步带的传动特性。带的振动和噪声研究方面,日本学者讨论了引起振动和噪声的原因及影响因素,提出了降低振动和噪声的方法。目前国内同步带传动的理论研究与国外在此领域发达的***相比还有一定差距,对于新产品新工艺缺少理论的指导,因此造成设计上很大的盲目性。中国同步带的质量和数量和国外相比还存在一定差距,仅能满足一般工业用途,在一些要求较高的场合,仍没有优势。由于知识产权的保护,国内研究机构及企业并不能整体掌握进口传动带的关键技术。国内一些高校及企业在引进消化吸收的基础上,积极地进行理论试验研究,开发新型同步带型号及生产设备。康迪泰克马牌CntinentalContiTech人字齿与带轮之间的接触分析是对人字带承载啮合过程进行仿真的一种重要分析方法,是连接同步带齿形设计与力学分析的桥梁。国内、国外许多学者对有螺旋角时带齿承载接触分析工作主要集中在单斜齿上,对人字齿的研究比较少。同步带领域的研究热点集中在如何提高其承载能力和使用寿命上,从提高带齿强度、提高传动精度及降低传动噪声等方面改善传动质量,努力使同步带由易损件变为耐用零件。另外,对于具有双侧齿形、背面带有V槽和可同时驱动同步带轮和三角带轮等综合性能同步带的开发和使用,也是研究人员非常感兴趣的领域。其次,研究如何改进同步带制造工艺,降低生产成本,解决制造上的困难等问题康迪泰克马牌CntinentalContiTech人字齿同步带由带背、强力层和带齿组成,带齿面及带背上覆盖了一层包布,强力层处于带节线位置,强力层是同步带的承重层,在工作时用受拉来传递动力,由于它的材料具有抗拉强度高、***强度好且受拉变形小的特点,保证了工作时带的节线长基本不变。因此,对带的强力层材料有较高的强度和伸长率要求。玻璃纤维强力层是由多股玻璃纤维绳按螺旋形绕制而成,要求其与基体有粘结力。玻璃纤维具有良好的柔韧性和较高的弯曲疲劳寿命,在与基体材料的粘结性及耐腐蚀性方面优于钢丝,能在潮湿环境下工作而不生锈。缺点是国内目前生产的玻璃纤维绳抗拉强度较低,质量还需进一步提高。近年来美、日等开始采用芳纶线绳做同步带的强力层材料。作为一种新的合成纤维,芳纶各方面性能均高于氯丁橡胶,弹性模量高、耐腐蚀、有高温的稳定性、强度大、密度小,所以是一种理想的强力层材料。缺点是价格昂贵。早期的同步带用橡胶采用液体浇注型聚氨酯橡胶,具有较高的耐磨性和耐油性,生产工艺简单,成型方便。但是聚氨酯的耐热性和耐水性不好,高温时容易蠕变,强度严重下降,且浇注法生产的同步带没有包布层。目前同步带齿材料主要是氯丁橡胶,它抗动态屈挠性能好,不易龟裂,与强力层的粘结性好,氯丁橡胶同步带外层都有一层包布层作为保护层。氢化***橡胶是70年代末开发出来的,其具有耐高低温的优点,且其拉伸性、***性、抗腐蚀性、耐磨性和耐油性均较之前材料有所提高,加工工艺不复杂。包布层只用于氯丁橡胶作带基的同步带上,一般选尼龙作为材料,保护带齿不受磨损,增加了带齿的耐磨性,同时提高了带齿的抗拉强度,在同步带硫化过程中一次成型。)
上海汇昕传动系统厂
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