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中国传动带技术现状与未来发展

信息来源:chuandong.biz  时间:2008-01-29  浏览次数:166

  摘 要 本文介绍我国传动带品种、原材料、生产工艺和装备的技术状况,对其现状与发展进行探讨并提出我国传动带技术未来发展的几点建议。
  关键词 传动带 带传动 V带 多楔带 同步带 制造工艺 技术现状 发展
  0 前 言
  带传动是机械传动重要的传动形式之一,随着工业技术水平的不断提高以及对机械设备精密化、轻量化,功能化和个性化的要求,不断向高精度、高速度、大功率、高效率、高可靠性、长寿命、低噪声、低振动、低成本和紧凑化发展,其应用范围越来越广,传动形式愈来愈多。作为带传动中的主体部件——传动带也由原来的易损件向功能件方向转变,在许多场合替代了其它传动形式。其品种规格向多样性发展,由传统的普通包布V带和普通平带发展了窄V带、宽V带、广角带、联组V带、切边V带、多楔带、同步带、绳芯平带和片基平带等。这些传动带已广泛应用于汽车、机械、纺织、家电、办公自动化(OA),轻工、农机等各个领域,在国民经济和人民日常生活中发挥着愈来愈重要的作用。随着传动带品种多样性、使用性能标准的不断提高,在传动带生产中不断采用了新材料、新技术和新工艺,使用越来越先进的生产装备和检测手段。
  我国传动带生产通过多年来的引进消化吸收和自行开发,已有长足的进步,尤其是上世纪90年代以来,以生产线绳V带和切边V带、同步带及多楔带两大系列产品为主要代表传动带,其生产装备、工艺技术及产品质量已达到了相当水平。本文主要阐述我国(不包括独资和平带)这两大系列产品的品种、原材料、生产工艺技术和生产装备以及标准化与应用研究的发展概况,介绍其现状及未来发展趋势。
  1 传动带品种
  广义的传动带是指在带传动中用于传递运动和(或)动力的柔性条状物(带),这里所说的传动带专指由橡胶或弹性材料与其它材料复合制造的带。按传动机理可分为摩擦传动带(如平带及V带等)和啮合传动带(同步带);按使用场合可分为一般传动用传动带、汽车工业用传动带、农业机械用传动带和家电及办公自动化(OA)用传动带等四类。这里为叙述方便按其结构、制造方法和所用材质不同分述如下。
  1.1 包布V带
  包布V带按其骨架材料结构可分为包布式帘布V带和包布式线绳V带。由于V带的线绳结构比帘布结构合理、受力均匀、弯曲应力小等优点,可大幅提高带的使用寿命和使用性能。先进工业国家早在60年代已完成了V带结构线绳化聚酯化的更新换代,我国到上世纪90年代中后期才开始大规模包布V带线绳结构化改造。包布V带如按其截面形状和使用要求还可分为普通V带、窄V带、汽车V带、六角带和农业机械用变速V带等。其结构主要由压缩胶、强力层抗拉体、粘合胶、伸张胶和包布组成。
  1.1.1 普通V带 普通V带(三角带)在我国是主要的传动带产品,每年生产10多亿AM,占V带产量80%以上。我国上世纪70年代使用人造丝帘布作为骨架材料,上世纪80年代普通V带开始使用聚酯帘布,上世纪90年代初,原嘉兴橡胶厂和江苏常熟大象橡胶工业有限公司分别与台湾利百代公司和台湾大象橡胶工业有限合资生产线绳包布V带后,我国开始普通V带全面的线绳化聚酯化改造。产量较大的厂家有绍兴三力士、开封九龙、台州三维和河北海斯德等,主要产地有浙江天台、三门、绍兴,河南尉氏,河北巨鹿和江苏无锡等。
  1.1.2 窄V带 窄V带是美国盖茨公司上世纪50年代开发的一种全新系列高马力V带品种,由于结构合理,强力层线绳受力均匀、传动功率大、传动结构紧凑等,很快就取代普通V带作为V带的主要产品。我国起步较晚,早期上海胶带有限公司(原上海胶带厂)为解决大型设备传动能力问题,用人造丝帘布制造过窄V带。上世纪70年代原石油部为解决石油钻井设备和抽油机带传动问题,由江汉机械研究所与宜昌中南橡胶厂和青岛橡胶六厂合作开发线绳结构窄V带,但由于材料尤其是骨架材料及工装问题,没有得到突破性进展。上世纪80年代中期,原石油部、原机械部和原化工部联合立项对石油设备用联组窄V带进行联合攻关,取得一系列成果,制造技术水平和产品质量(产品性能、使用寿命、传动效率和传动能力等)都达到当时国外先进水平,促进了我国V带技术如工装、原材料及理论应用研究发展,产品于1987年通过部级鉴定。
  窄V带是普通V带一种很好替代品,在我国除石油行业外,其它行业没有很好得到应用发展。主要原因一是推广应用力度不够;二是有些厂家没有严格按窄V带要求制造,如需使用聚酯线绳、氯丁橡胶和广角布,无法发挥窄V带应有的优点;三是国内厂家还没有与普通V带一样形成系列化。
  1.1.3 汽车V带 1911年美国人盖茨发明的V带最早就用于汽车以驱动冷却风扇,70年代,切边V带出现慢慢替代包布式V带,到上世纪80年代完全被切边V带和多楔带取代。我国最早是1945年由上海民业橡胶厂为进口汽车配件而生产,上世纪50年代国营上海化工厂按原苏联标准为我国第一辆解放牌汽车配套。上世纪80年代中期,我国一些汽车及拖拉机V带和气泵带的专业生产厂家与南京玻璃纤维研究院(以下简称南京玻纤院)合作,成功研制了玻纤帘线强力层风扇带和气泵带,并投入批量生产。用户使用后普遍反映玻纤风扇带和气泵带断裂强力高、断裂伸长率小,传输功率大,使用寿命长,正常情况下可行驶 4万~5万 km。而且, 用玻纤帘线作风扇带强力层可解决使用过程中的早期过量伸长问题 ,避免胶带在使用时打滑,直至上世纪90年代末才完全被聚酯线绳取代。目前汽车V带在我国基本由切边V带和多楔带取代。
  1.1.4农业机械用V带 是指专用于农业作业、园艺和森工等设备用传动带,其品种规格几乎包括所有的V带品种和少量的平带及异形带等,其中最主要的联合收割机主传动无极变速器用变速V带(无极变速带)。其使用特点是工作环境恶劣(日晒雨淋、泥沙粉尘和油污等)、低速高负荷、高冲击、极度拉伸曲挠和大打滑生热,因此形成独立的标准体系。我国是个农业大国,国家非常重视农业机械化,大型联合收割机以其生产效率高,适应于大规模作业而受到重视。联合收割机主传动无极变速器是联合收割机的关键部件,变速V带是其中主要部件,其性能和质量优劣将直接影响联合收割机的工作状态。我国农机V代产品是从70年代中期才开始起步的,当时国家提出加快实现农业机械化的设想,从国外引进了大批农业机械化等农业机械,国产的联合收割机也相继问世。为了这些联合收割机维修配件和配套使用,一些胶带厂如天津橡胶机带厂、佳木斯机带厂、哈尔滨北方橡胶厂和上海胶带厂等开始开发农机V带,当时由于生产技术,原材料和工装等诸多问题,产品质量和性能一直无法满足要求,如使用寿命小于100多小时,每个麦季要换好几条单带。为此从70年代末和从80年代初,中国农业机械化研究院和国内有关单位合作了进行大量研究攻关工作,取得一些成果如使用寿命提高到300多小时,但限于当时的条件,没有得到突破性进展,产品质量稳定性也差。但重要的是出现了一批带传动研究专家,研制了多台试验设备,为我国后来带传动发展奠定了基础。
  80年代末天津机带厂引进美国农机V带制造技术,大大缩短了我国农机V带与国外差距,HM型变速V带疲劳寿命已超过100h,使用寿命达到两个麦季。佳木斯机带厂1998年引进德国SCHOLZ技术和装备,疲劳寿命达到63h,产品经佳木斯联合收割机公司等单位装机试验,在一个麦季和一个豆收考验中效果良好。无锡龙山橡胶厂在原上海胶带厂技术基础上,通过自主开发,产品质量和生产规模在国内处于领先水平,产品大量与国内主要联合收割机厂配套。
  近几年来,半喂式水稻联合收割机在我国开始得到广泛推广应用,其主要技术来源为日本。其传动系统中多用逆式张紧轮(背面张紧轮)来调节带的张紧力且采用张紧式离合器。这样的构造加上这种联合收割机结构紧凑和大马力,所用V带截面型号又较小,其中W600、W800级带强力层线绳需用芳纶,带的结构和配方也要特殊设计,以保证带横向刚性和纵向柔性及带耐热性。无锡龙山橡胶厂于1996年开始研制,1998年列入国家经贸委和原机械部大型农机具重点配套件 “水稻联合收割机专用V带”技术创新项目,现已与多家水稻联合收割机厂配套。
  1.2 切边V带、多楔带和同步带
  1.2.1切边V带 切边V带是在包布V带基础上发展起来的,其型号规格与包布V带相同。切边V带与包布V带相比具有传动效率高、传动功率大、寿命长、节能效果明显和传动紧凑、可高速传动等优点。切边V带结构特点是两侧面(工作面)无包布、压缩胶掺有定向短纤维,强力层线绳采用特殊硬化处理的高强度化学纤维(一般是聚酯纤维)。有齿形、平底和层合等结构形式,目前趋向于齿形结构。
  国外自70年代出现以来得到迅速发展。切边V带早期在国外首先应用于汽车V带,以解决高速公路使用包布式汽车V带寿命低问题。我国在80年代初为解决嘉陵摩托车引进雅马哈50轻骑配套问题,一些厂家开始用模压方法试制变速带,但寿命都很低,好的才2000-3000km,而且也不稳定。80年代中期,洛阳橡胶制品厂首先引进德国SCHOLZ技术和装备,随后无锡、贵阳、上海和开封相继引进切边V带技术和装备,我国切边V带才开始真正的发展。1991年无锡贝尔特胶带有限公司(原无锡橡胶厂)为广洲标致汽车配套的风扇带通过标致法国总部认可,这也是我国生产的汽车传动带首次通过世界汽车厂商认可。上海橡胶制品二厂为上海大众汽车开发的桑塔纳轿车发电机皮带得到大众德国总部认可并获好评。
  齿形切边V带由于柔性好、可在很小轮径下使用、变速范围大,非常适用于制造变速V带,工业用带式无极变速器和座式摩托车均用切边V带。无锡贝尔特胶带有限公司和浙江紫金港胶带有限公司生产的切边V带为国内众多摩托车厂配套。
  切边V带在我国发展迅速,但主要集中于汽车用带,产地主要集中在浙江三门、宁波、舟山,广州花都,河北邢台,贵阳和无锡等地。质量差异极大,较好的有无锡贝尔特、贵州大众、宁波裕江、辽阳奔马等与国内主机OEM的厂家。随着汽车V带逐渐被多楔带替代,切边V带应向工业用带发展。
  1.2.2.多楔带 多楔带集平带柔性好和V带传动功率大优点于一身,是一种极有发展前途的新颖传动带,其结构以平带为基体,内表面排布有等距纵向楔的环形传动带。具有传动功率、受力均匀合理、传动比高、高速小轮径、可反向多轮传动等优点,得到迅速发展,尤其是汽车多楔带,进入90年代国外已起基本使用这种带作为发动机前端附件传动轮系驱动用带。
  我国70年代上海胶带厂生产聚氨酯多楔带,辽阳奔马胶带在90年代初率先在国内自行开发汽车多楔带为北京切诺基配套,其后贵州大众、上海胶带(后为上海ROULUNDS)和无锡贝尔特利用引进设备,宁波裕江利用国产设备开发汽车用多楔带,产品为多家柴油机、轻轿车发动机和空调器配套使用。无锡贝尔特与一汽技术中心还联合开发了EPDM多楔带,产品已通过6DL新型柴油机2400h可靠性耐久试验,并申请了专利(CN1651232A)。贵州大众也开发了EPDM多楔带(CN1746218A)。
  近几年我国滚筒式洗衣机发展迅速,为节省空间和简化设计使用弹性多楔带,上海五同为海尔生产这种带。河北环宇和嘉兴富丽还生产模压多楔带。
  1.2.3 同步带 同步带传综合了带传动与链条传动、齿轮传动的诸多优点,是一种传动比精度高的传动带。其传动原理是带上的凸齿与带轮上的齿槽强制啮合而工作。即当主动带轮转动时能够依靠带齿与带轮的依次啮合将运动与动力传给从动轮。因此,传动中不存在滑差现象,即主动轮和从动轮线速度相同,可实现了主、从动轮的线速度同步。带轮角速度保持稳定,不产生冲击。吸振性能好,噪音小;传动装置重量轻,热量积累少,强制啮合不打滑,因此传动比较准确,可以获得98%以上的高效率;变速范围大,一般可达10,最高线速度可达50m/s;功率范围可从几W到几百KW;带的张紧力小,轴上的压力轻,轴的弯曲变形减小,可延长轴承的使用寿命;结构简单、紧凑,适宜于多轴传动及中心距较大的传动。由于它兼有带传动、链传动和齿轮传动的一些优点,因而当两轴中心距较大,要求速比恒定,机械周围不允许润滑油污染,要求运转平稳无噪声,使用维护方便时,同步带传动往往是最为理想的传动方式。
  同步带是1946年美国Uniroyal公司(传动带部分1990年并入盖茨)发明的,最早是梯形齿,70年代初该公司又推出圆弧齿同步带(HTD),固特异几乎同时开发出双圆弧同步带(STPD),80年代初意大利PEILLI又推出抛物线齿同步带,德国Optibelt同时期也开发了“Ω” 圆弧齿同步带(能用于不同齿形带轮,被称为万能同步带),90年代盖茨又推出HTD2(HTD改进型即GT或YU)同步带,古特异上世纪90年代末“人”字齿同步带的开发成功,并于“ENGLE”标识推向市场。至此同步带技术日臻完美,在许多领域替代了原齿轮传动和链传动,如汽车正时传动(汽车同步带)等。
  我国同步带起步较晚,70年代上海胶带厂生产聚氨酯同步带,节距采用原苏联标准为模数制。80年代初随着我国引进设备的增多,备品备件问题日益突出,慈溪同步带厂(现宁波伏龙)和无锡橡胶二厂开始研制橡胶型同步带。80年代后期青岛橡胶工业研究所(后转让给青岛同步带厂)、无锡贝尔特、上海胶带和贵州大众相继引进了德国SCHOLZ技术和装备生产同步带,期间青岛橡胶工业研究所与哈尔滨工业大学合作研究STPD齿形汽车同步带;无锡贝尔特与一汽技术中心联合开发488发动机用同步带,性能指标达到克莱斯勒标准;上海胶带厂为大众开发桑塔纳用同步带。其后宁波裕江、贵州大众和辽阳奔马相继开发成功汽车同步带,为国内发动机厂配套。汽车同步带开发成功标志着我国同步带制造技术达到国际水平。无锡贝尔特还与一汽技术中心合作于1996年在国内率先开发成功氢化丁腈橡胶(HNBR)同步带并申请了专利(CN1491978A)。
  我国同步带主要生产产地有浙江宁波、台州、上海、江苏无锡、泰州等地,较大厂家有宁波伏龙、慈溪慧鑫、余姚凯茨、宁海捷豹、上海五同等。
  2 传动带用原材料
  2.1 骨架材料
  2.1.1聚酯线绳 V带骨架材料,国外在60年代后期已基本实现聚酯化,在此之前大都使用人造丝纤维。聚酯线绳的强度比 人造丝线绳高1.5倍以上。初始模量高 1倍以上,耐屈挠疲劳性能更好,且具有热收缩性能,可补偿V带使用时的伸长。我国上世纪80年代初,原上海胶带厂通过进口聚酯帘布首次开始在普通V带大规模应用,广州胶带厂也通过进口聚酯线绳在普通V带试用,以替代人造丝和维纶帘布作为强力层骨架材料。其间原吴江工业用布厂与北京橡胶研究设计院合作通过进口高强力聚酯纤维丝开始研制聚酯线绳,并于1987年通过原化工部鉴定。上世纪80年代后期和90年代初随着我国高强力聚酯纤维丝的国产化,普通V带强力层骨架材料逐步被聚酯帘布替代,期间还大量使用维尼纶帘布。90年代中后期,随着大规模V带线绳结构化改造,聚酯线绳开始大批量使用,目前V带骨架材料已占主要。目前聚酯线绳每年消耗量约10 000多吨,主要生产厂家有苏州米勒(德国独资)、吴江宏达、金华、青岛、青州等。
  切边V带和多楔带普遍采用硬化 聚酷线绳。为了使线绳切割后船保持其整体性,浸胶采用异氰酸酯有机溶液/RFL浸 体系。但普通的聚酯线绳也存在动态生热大、高温收缩高、易松弛等缺点,在高级传动带如汽车用切边V带、多楔带及磨床用高速平带等应用受到一定限制。因此国外先进国家在上世纪90年代又逐渐发展一种高模量低收缩(HMLS)聚酯线绳用于传动带骨架材料(强力层),大幅度提高了传动带的使用性能和使用寿命。所谓高模量低收缩(HMLS)聚酯纤维,是美国ALLIEDSIGNAL公司于上世纪80年代开发的一种尺寸稳定型高强度聚酯纤维(又称DSP聚酯纤维,Dimensionally Stable Polyester yarn),这种纤维与普通型聚酯纤维相比突出的特点是:初始模量高,变形伸长小、尺寸稳定、动态生热小,尤其是在高温热收缩小,而在低温是热收缩比普通型聚酯纤维大。用这种纤维制成的线绳特别适合于传动带的使用。如在汽车用切边V带、多楔带,使用了这种线绳,可做到带的免维护(Service-free)使用,即带的整个使用寿命期间无需调整其张力。而使用普通的聚酯线绳,新带在最初使用3000~5000KM,要调整一次张力,随后使用期间还要调整2~3次的张力,使用寿命为6~8×104KM,而前者在无需调整张力的情况下,可使用8~10×104 KM,达到汽车发动机第一次大修水平。台州弘宇和南通鹤鸣已批量这种线绳,性能与进口产品相当。
  2.1.2芳纶 是美国杜邦公司发明的一种特高强度的纤维,适应于制造高负荷、强冲击、低伸长的农机V带、变速V带和同步带等应用。东华大学、北京橡胶研究设计院和西安交通大学进行过粘合和性能方面的研究,杜邦公司委托青岛正元加工传动带用芳纶线绳。由于我国芳纶纤维需要进口,由于价格和原料来源的约束在我国应用较小。
  2.1.3玻璃纤维线绳 玻璃纤维具有伸长小、模量高、耐热性好等特点,在同步带广泛应用。从上世纪80年代中期,国内开始使用研制氯丁橡胶同步带,南京玻纤院 应市场需求研制成功了增强 氯丁橡胶用玻纤帘线。 这种玻纤帘线广泛应用于工业同步带及汽车同步带中,填补了国内同步带用帘线的空白。从上世纪90年代中期开始,南京玻纤院以汽车同步带用帘线为重点开展了高性能玻纤帘线生产技术及生产工艺的研究开发工作,在纤维单丝隔离性、线绳圆整度及橡胶粘合性方面取得了较大进展。中单丝的直径和根数、构成帘线玻璃纤维纱的数量和结构特性、捻度、聚合物涂层的性质和含量以及生产玻纤帘线的工艺参数等。增强橡胶用玻璃纤维一般是无碱 E玻璃纤维和高强 S玻璃纤维。 玻璃的成分决定了玻璃纤维的基本物理化学性能,如化学稳定性、耐热性、电性质和光学性质等。除玻璃成分外,成型方法、成型条件、纤维表面状态及表面缺陷与周围介质之间的物理化学作用对纤维断裂强度也有影响。目前南京、太仓和三门等均有生产同步带玻璃纤维线绳,但质量稳定性还无法与进口相比,一些高性能要求的同步带如期成同步带还依赖进口。
  2.1.4 锦纶弹线绳 近年来弹性多楔带由于无需调节张力、传动结构简单,在我国滚筒洗衣机、健身器材、电动工具和汽车等开始应用,其所用的强力层采高捻度锦纶线绳,扯断伸长达到20%以上。南通鹤鸣有生产。
  2.2胶 料
  包布V带所用胶料包括压缩胶、伸张胶、粘合胶和擦(涂)布胶,我国普通V带大多使用天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和小量再生胶,传动带是动态使用的橡胶制品,配方应考虑动态曲扰性能、生热,包布胶还应考虑耐磨性,含胶率不应太低。近年来由于原材料成本压力,一些厂家大量使用再生胶和无机填料以降低成本,使得带很易龟裂和包布磨损,根本发挥不了聚酯线绳应有优点。
  高级传动带如窄V带、农机V带、切边V带、多楔带和同步带应使用氯丁橡胶,氯丁橡胶具有强度高、耐热 耐老化、耐臭氧、耐磨,曲挠疲劳性好,与其它材料粘合好。适用温度范围一般为 -30~10℃要求。 国外传动带大多使用低结晶性通用型氯丁橡胶如杜邦GRT,国内长寿化工正开发同类产品CR114,但质量稳定性还须提高,用得最多的是CR121。氯丁橡胶缺点是加工性能差如易焦烧、加工生热大和易粘辊等,无锡华祥科技开发的氯丁橡胶防粘辊母胶可解决这些问题。
  现代汽车由于对节能、环保、舒适、安全等的要求越来越高,使得整个发动机室结构复杂、紧凑工作时温度较高,其中的橡胶件应具有耐高温的性能。较长的维修期如要达到24 0000Km,对橡胶件的耐久性的要求也越来越高。氯丁橡胶的性能已达到极限,无法满足现代汽车的要求。汽车同步带已大量采用氢化丁腈橡胶作为主体材料。目前世界上生产氢化丁腈橡胶主要德国Lanxess和日本ZEON。我国我国兰化公司于1999年开发成功并通过中试。
  近年来,多楔带在汽车得到普遍应用,由于氢化丁腈橡胶过于昂贵,人们在研究发现小量的油并不对发动机前端的皮带造成损害,可使用较廉价耐热性好多的三元乙丙橡胶(EPDM)作为多楔带主体橡胶材料。但EPDM耐磨性、高温抗撕裂和动态性能不理想,与其它材料粘合差,这些都需要通过改性和与其它材料并用加以解决。
  切边V带、多楔带和农机V带在压缩胶和伸张胶在胶料中掺入10%~30%短纤维,以提高带的横向刚性和耐磨性。富锦橡胶厂与北京化工大学合作开发的尼龙、涤纶和兰棉系列短纤维在国内传动带厂得到广泛应用。北京化工大学最近还开发芳纶浆粕,可用于性能要求更好传动带。
  2.3 各种胶布
  V带使用的胶布,包括包布V带的包布、切边V带和多楔带的顶布、底布、层合布用帆布,联组V带连结层和大规格农机变速V带包布用帘子布等,要求具将有较好的耐磨性、耐热性和耐疲劳性能,与橡胶具有良好的粘合性能,并有适当的摩擦系数。帆布一般用平纹结构涤棉混纺布,涤含量以不超过40%为好,超过50%需进行RFL浸胶处理。吴江九龙和江苏建湖冠华生产的一种广角布,其经纬线夹角为110~130o,具有很好的耐曲性能,有利于V带使用时的弯曲,目前已有厂家在高性能传动带使用。
  同步带的齿布和线绳需用布加以保护,以提高带齿的抗剪切力和耐磨耗性,并使线绳不受轮齿的损害。要求布有很高的强度,一定的耐磨性和低的摩擦系数,一般用尼龙66高强丝制造。为了加工方便,其纬向应具有伸缩性。这种布(尼龙伸缩布)我国最早由东华大学为宁波伏龙开发的,目前国内有多家厂生产如无锡华祥、常州武进,苏州吴江,浙江三门等。
  3.制造工艺与装备
  3.1包布V带
  包布V带按其骨架材料结构可分为包布式帘布V带和包布式线绳V带。因帘布V带已近淘汰,这里主要描述线绳包布V带制造。线绳包布V带如按其截面形状和使用要求还可分为普通V带、窄V带、汽车V带和农业机械用变速V带等,其制造工艺主要为:各部件准备(线绳挂胶、出片、压缩胶条挤出、裁布),成型(排线、上压缩胶、包布),硫化,检验(外观、尺寸、性能)等。
  3.1.1 部件准备
  包布V带生产部件准备包括线绳挂胶、出片、压缩胶条挤出、裁布等,这里主要谈谈线绳挂胶问题。线绳虽然已经进厂前都在线绳制造厂经过浸胶粘合处理,但为了进一步提高线绳与胶料亲和力及与橡胶的粘合力,一般在排线前都要进行挂胶处理。挂胶处理有两种:
  一是浸浆处理,即线绳通过浸浆机的浸浆槽中的胶浆进行表面浸渍。该浸浆机我国的无锡东海兰溪及绍兴骏马等单位均有生产。该机采用电子调速直线电机往复运动有序的进行线绳浸浆和排列自动定量卷绕,结构简单实用,缺点是由于未经烘干,胶浆易互相粘结,影响其均匀性,而且其表面的附胶量也很少。
  二是线绳包胶,线绳包胶最早是德国贝斯托夫的技术,其包胶方法类似于电线电缆包胶工艺,在国外较为普遍采用。我国无锡贝尔特引进一套贝斯托夫线绳包胶机,辛集橡胶厂自主开发了该技术并已通过鉴定,无锡华伟为广州胶带厂生产过一套线绳包胶机。该机组由挤出机、挤出机头、冷却槽、表面喷隔离剂装置和卷取装置等组成。线绳经包胶后,彻底解决了困扰线绳V带强力层线绳排列不均问题。
  3.1.2 线绳包布V带成型
  线绳包布V带成型工艺是将带体的各部件结合成带坯,这些工序过程包括抗拉体线绳排线,粘合胶片、伸张胶片及压缩胶片(条)贴合,包布等。这些工序根据工艺不同可以一次完成如汽车V带手工单根成型(目前已逐渐淘汰),也可以逐步完成即先将线绳、粘合胶片、伸张胶片及压缩胶片(条)做成梯型带芯,然后经包布成带坯。
  3.1.2.1 带芯制造
  目前我国带芯制造基本上有如下三种成型方法:
  A.单鼓成组成型法
  带芯单鼓成组成型法是在单鼓成型机进行的。该单鼓成型机的结构类似切边带成型机,主要由主传动装置、膨胀鼓、切割装置、护套磨削装置、尾架、放料、排线装置、线绳张力系统和电气控制系统等组成。我国1985年原沈阳胶带总厂从日本神户机械株式会社引进一套可生产长度为1219~3048mm的线绳包布V带的单鼓成型机组。上世纪80年代无锡、洛阳和贵阳等单位先后从德国SCHOLZ公司引进的多功能成型机(万能机)即可生产包布V带带芯。青岛宜利达公司通过消化吸收已在“九五”期间完成该机的科研项目,并通过了原化工部鉴定。该成型方法为反成型法,即根据规格先膨胀鼓上做好护套,依此缠上伸张胶片、粘合胶片、线绳、压缩胶片等,然后通过“V”型刀削去部分胶料,再用圆盘刀切成带芯。该方法最大的优点是线绳张力均应,自动化程度高。由于切割护套制造费时费工和受膨胀鼓尺寸的限制,适于单一规格型号、长度≤2500mm大批量生产。
  B.双鼓成型法
  上世纪90年代初,原嘉兴橡胶厂和江苏常熟大象橡胶工业有限公司分别与台湾利百代公司和台湾大象橡胶工业有限合资生产线绳包布V带,引进了台湾制造线绳包布V带成套技术与装备,其带芯的制造方法即为双鼓成型法。该方法是先将挂好胶的线绳在双辊上排好线,贴上粘合胶和伸张胶,再根据规格切割成线坯,然后在另一台机贴上经挤出机挤出的梯形压缩胶条。由于该方法设备简单、生产灵活、效率高,迅速在大陆推广应用。目前在我国,80%以上线绳包布V带生产采用该方法。该生产线最早由原嘉兴橡胶厂消化生产,稍后有兰溪鸿利公司与利百代公司合资生产,无锡华伟机械、绍兴骏马机器制造有限公司、无锡东海机器厂及兰溪夏华橡塑机械厂等先后开始生产,并进行了改进。如无锡华伟已开发了第四代线绳成型机(牵纱机),显出特点是张力系统采用恒张力结构、自动调长、自动放线、成组切线(CN 2411882)和触抹屏控制等。绍兴骏马发明了槽辊排线(CN 2252095),解决了强力层线绳间距紊乱和线绳相互接触摩擦的问题。王洁民发明的《V带双鼓成型机的线绳缠绕定位装置》(专利申请号: 99258442 )保证不同型号V带对不同型号线绳的各种不同绳间距离的要求。
  C.双鼓成组成型法
  双鼓成组成型法最早由原石油天然气总公司江汉机械研究所高级工程师王洁民发明的一套带芯制造方法(CN 1039993),在双鼓成型法未大规模推广应用之前,国内应用最多一种制造带芯方法。制造过程为:在双辊上排好线,贴上粘合胶和伸张胶,然后用压型机压出的成排压缩胶直接贴和线绳上,用刀片切下单条带芯。即墨新城机械有限公司目前生产该设备。该机由线绳导开装置、浸胶烘干装置、贴合装置、切割装置及控制装置等组成。可生产周长为700~13000mm的线绳V带,可单独完成导开线绳、浸胶、成组压合底胶、成组切割带坯等工序。
  另外值得一提的是,双绳芯V带成型技术。双绳芯V带具有传动能力大、使用寿命长和传动效率高,以及使用线绳少等优点,但带芯制造技术国内一直无法解决。曹中华最近发明并申请了制造双绳芯V带带芯装置的专利(CN 2373628)。
  3.1.2.2 包布
  包布是将带芯表面包上一层或数层胶布成带坯的工序,其主要设备是包布机。国内原来使用的单工位包布机,存在包布不实,布边不齐、生产效率低和劳动强度高等缺点。上世纪80年代原洛阳橡胶制品厂从德国SCHOLZ公司引进一台双岗位全自动包布机,其后三明化工机械厂进行了仿制,其自动化程度很高,结构紧凑,通过数字光电计数器设定包布长度和层数,自动地准确完成定长包布,并设有剪刀,可自动将包布剪断。但对布宽精度和布卷的整齐程度要求很高,对胶布表面的粘性也有一定的要求,我国相应的裁布和卷曲技术跟不上,以及价格等因素一直没有推广开。
  目前国内应用较多的包布设备系从台湾引进的四岗位包布机,该机事实上是带芯成型(贴压缩胶)和带坯包布各双岗位操作系统。包布装置由带坯压合、自动包布、分离、尾包、压合释放一系列组成,即有两个车头箱和滑杆相连接组成,可供四个人同时操作{两人上底胶、两人外包布},包布时通过数字设定自动定长包布、收尾一系列动作完成。设备具有操作简单、使用方便、自动化程高、手动自动两用,劳动生产效率高等特点。
  3.1.3 硫化
  硫化是包布V带生产最后一道工序,通过硫化将带坯压制成品V带。包布V带硫化工艺主要有鄂式平板硫化机、硫化罐和鼓式硫化机三种硫化方法。
  A. 鄂式平板硫化机硫化
  鄂式平板硫化机硫化是包布V带最通用的硫化方法,上世纪80年代前,我国生产的包布V带几乎全部采用这种硫化工艺,这种方法最大的优点是生产灵活,不同规格型号和不同长度的可随意更换和调节,模具投资省,操作简单,硫化压力大等。缺点是存在重复硫化、尺寸不稳定、外观质量差、生产效率低等。较短的V带(≤3.5mm)逐渐被硫化罐硫化所取代。
  上世纪80年代中期,原上海胶带厂为了适应包布V带强力层骨架材料采用收缩力较大的聚酯帘布的需要,对鄂式平板硫化机做了些改进,加大了加压液缸,调节滑块采用导轨式等措施,该机后来在我国迅速推广应用。为了解决鄂式平板硫化机硫化的V带尺寸不稳定差的问题,陈建文对鄂式平板硫化机进行改进(CN2710873)
  B. 硫化罐硫化
  包布V带硫化罐硫化在国外是一种非常普遍的硫化方式,较短的V带(≤4500mm)几乎采用这种方法。硫化罐硫化的包布V带具有质量好、外观漂亮、尺寸稳定(我国目前市场反映硫化罐硫化的包布V带伸长大问题,笔者认为这不是硫化罐硫化本省问题。)、无需配组等优点。缺点是模具投资大,不适应长带硫化等。
  我国包布V带硫化罐硫化起步较晚,北京橡胶二厂于上世纪80年代初曾开发这种技术用于生产汽车V带。上世纪80年代中后期无锡、洛阳和贵阳等单位先后从德国SCHOLZ公司引进了硫化罐后,我国才开始逐渐应用。上世纪90年代,随着我国线绳包布V带生产技术的推广,硫化罐硫化工艺才真正开始大规模应用。兰溪鸿利公司开发的径向启闭式硫化罐(CN 2207275),它带封闭端的罐体、罐盖、罐体法兰和罐盖法兰,密封圈以及锁合罐体法兰和罐盖法兰的锁紧环组成。其特点为,锁紧环是分成两半,分别连接在罐体法兰和罐盖法兰上的,开启方式为水平单向移动启、闭。其结构简单,制造容易,开启闭合省时、省力、自密性好等特点,在我国得到普遍应用。但径向启闭式硫化罐也存在安全性差、开启罐盖时易将密封圈拉坏等缺点。为了解决径向启闭式硫化罐存在安全性差问题,陈建文提出了一系列改进措施(CN 2407915、CN 2428282、CN 2413890)。华伟机械开发了自锁式压盖硫化罐(CN 2383654),在缸盖与缸体接合处的法兰上分别均匀地布置可以相互啮合锁紧的齿,在机架与缸盖上安装有锁定气缸、旋转气缸及移动气缸,从而改善了硫化罐使用安全性。开启方式为为上下垂直移动启、闭缸盖,避免了密封圈拉坏现象。
  C.鼓式硫化机硫化
  V带鼓式硫化机是包布V带理想的硫化工具,在欧洲得到普遍应用,欧洲一些著名的传动带生产厂家,如OPTIBELT、CONTITECH、ROUNLDS等生产的无公差包布V带就是采用这种工艺硫化的(这三家公司无公差包布V带分别标识为S=C、L=L和T=S),其硫化方法(DE 2337749)是先将带坯在自然状态下通过V带鼓式硫化机连续硫化,然后将未冷却的带移至特制定型装置上加张力冷却定型。我国在上世纪80年代初,由上海橡机厂开发V带鼓式硫化机并在全国推广,但因当时技术原因,没有得到应用。上世纪80年代后期,佳木斯机带厂引进SCHOLZ V带鼓式硫化机,用于生产农机变速V带,其成品质量明显优于用鄂式平板硫化机硫化V带。伏建元申请了V带鼓式硫化机专利(CN2558502Y)。
  3.2 切边V带、多楔带和同步带
  从80年代中期开始,洛阳、贵阳、上海、无锡、青岛、开封等地引进国外设备(主要为德国SCHOLZ公司的设备)和技术,开始生产这些传动带。近年来,我国多家单位对引进设备进行了消化吸收,结合我国实际也相继生产了这些传动带成套生产设备。
  切边V带、多楔带和同步带生产工艺和生产设备基本相同,只是某些具体工序所使用的设备和后道工序有所区别。生产工艺包括各部件准备(出片、短纤维胶片拼接、尼龙弹性布缝接、裁布),成型,硫化,打磨,切割,检验(外观、尺寸、性能)等。
  3.2.1 短纤维胶片拼接
  切边带和多楔带用短纤维胶片中的短纤维取向方向必须与带的运动方向相垂直,因此压延后的短纤维胶片必须通过90横裁后转向对接才能用于成型。无锡橡胶厂引进过德国SCHOLZ公司一套短纤维胶片拼接机,该机主要由机架、导开纠偏装置、储片装置、裁断装置、输送装置、拼接装置、卷取装置和电气控制系统等组成。采用PLC控制,自动化程度及生产效率高,适用于厚度为0.5~2.0mm、宽度为≤1500mm的胶片的拼接。工作时,将胶片辊置于导开装置上,经过储片装置利用机械手将导开的胶片引到预定位置,然后进行裁断,输送装置将裁下的胶片输送到拼接位置。当胶片末端落在拼接处时,控制长度的光电开关动作,输送装置停止运动。进行拼接并同时完成切边后,由卷取装置将胶片收起。裁断并拼接后的胶片,长度准确,厚度均匀,纤维取向一致,拼接接头平整、牢固、无搭接。青岛信森公司通过消化吸收的短纤维胶片拼接机与SCHOLZ结构基本相同,目前已有多台在国内生产厂使用。无锡东海机器厂简化型短纤维胶片拼接机,满足国内小型工厂的需求。
  3.2.2 成型
  切边V带、多楔带和同步带的成型一般在单鼓成型机上进行。同步带用抗拉体为了消除线绳的捻矩效应,需用不同加捻方向的线绳(即“S”、“Z”捻)两根同时排线,因此需两套张力系统。我国多家单位早期从德国SCHOLZ公司引进的成型机,当时出于投资考虑,多进口多功能成型机(万能机)。该机不仅可用于包布V带、切边V带、多楔带和同步带的成型,而且可用于切割护套和同步带背打磨和切割。该机由主传动装置、成型鼓、切割鼓、切割装置、磨削装置、尾架、四工位胶片导开装置、排线装置、双工位线绳导开装置和电气控制系统等组成。双位线绳导开装置可同时完成两根线绳的排放,线绳张力恒定可调,并可实现线绳同步回收。成型鼓为定直径鼓,切割鼓为膨胀鼓,鼓的工作长度为1200mm,可成型周长为400~3120mm的胶带。该机采用PLC控制,自动化水平、成型质量及效率都很高。由于每个膨胀鼓的膨胀范围均在180mm左右(带周长),因此每台设备需配备几个不同直径的膨胀鼓和成型鼓,这相应增加了设备的造价。由于单机要完成多种任务,其使用效率大大降低。青岛信森公司生产的DCV多功能成型机即属此机。
  将多功能V带成型机的一些功能进行组合或分解又生产了一些专用设备,将切割和磨背功能合在一起的磨切机;单一功能的成型机、切割机、磨背机等等。这些设备只是在多功能V带成型机的基础上将不必要的功能部件去掉,保留所需功能部件,其结构基本相似。
  切边V带、多楔带和同步带的成型机在我国有已有多家单位生产,除了青岛宜利达公司承担国家“九五”科技攻关项目并已全面完成外,青岛信森、哈尔滨工业大学、西北工业大学、浙江工业大学、无锡开源集团、无锡东海、兰溪夏华等均有生产,原理大同小异,产品有简有繁,满足不同层次用户的需求。
  青岛宜利达公司还为海宁捷豹集团生产过一台大型同步带成型机,长度最大可达7000mm,解决大规格同步带成型难的问题。
  3.2.3 硫化
  切边V带、同步齿型带、多楔带硫化与包布V带硫化罐硫化相同,均可采用立式胶套硫化罐。按加压方式的不同,胶套硫化罐可分为蒸汽加热加压和蒸汽加热而水加压两种型式。目前,自国外引进的硫化罐及国产DLT硫化罐均为蒸汽加热加压式,该机采用PLD调节,温度控制精度高,生产效率和制品质量也都较高,但需配用中、高压蒸汽锅炉。无锡东海为解决低压硫化罐硫化问题,还开发了热空气加压配套装置。
  蒸汽加热而水加压式硫化罐的压力和温度是分别控制。在保持最佳硫化温度条件下,可单独提高水的压力。因此该硫化罐对锅炉没有特殊要求,用一般低压锅炉即可,但该机升温较慢,生产效率低,且需配用高压水系统。我国无锡东海、西北工业大学有生产。
  3.2.4 切边V带切割
  3.2.4.1单鼓切割
  单鼓切割所用的单鼓切割机如上述多功能V带成型机,切割前需先在膨胀鼓上做好切割护套并研磨圆整,通过两片圆盘刀切割成单条切边V带,带子截面均匀,生产能力大,但膨胀鼓投资大,护套制作费时费时。
  3.2.4.2双鼓切割
  双鼓切割用双鼓切割机把硫化好的带筒按宽度和角度的标准切割成单条带子。最早是德国贝斯托夫发明的。我国原上海橡胶制品二厂、开封橡胶厂先后从德国引进该机,西北工业大学、青岛信森、绍兴骏马开发这类设备。双鼓切割机由主传动装置、切割鼓、张紧鼓、切割装置、控制系统等组成。调节张紧鼓与切割鼓之间的距离便可切割内周长680~3000mm的带子,带筒的运动类似于传动带传动。双鼓切割机省掉了膨胀鼓和切割护套,可减少设备投资,但其切割精度较差,切割后的带子需进行测长打磨。
  3.2.5 多楔带磨削
  多楔带磨削机用于对硫化好的多楔带带筒进行磨削,以形成多楔带的楔面。该机按加工方法的不同可分为多楔带单根磨削机和多楔带整筒磨削机。无锡贝尔特、宁波同步带厂、贵阳大众、洛阳橡胶制品厂从引进德国Scholz公司多楔带单根磨削机,无锡贝尔特引进整筒磨削机和单根磨削机。我国青岛信森、无锡东海、无锡开源和兰溪夏华等有生产。
  3.2.5.1 多楔带单根磨削
  多楔带单根磨削机由磨削装置、主动轮、张紧轮、电控系统组成。将按宽度要求切割下的带坯,套在主动轮上,用张紧轮将带坯张紧,并通过专用成型磨削砂轮的高速旋转进行磨削。该机适用于带周长为600~2500mm、宽度不大于30mm的PJ、PK和PL的多楔带的磨楔,磨削线速为30m/s。
  3.2.5.2 多楔带整筒磨削
  多楔带整筒磨削机的工作过程为:将与模具在一起的硫化好的带坯筒连同磨具一起装在磨削机的主轴上,随主轴一起旋转;每磨削完一段后,在横向上移动一段距离再继续磨削另一段,直至整个带筒磨削完成。多楔带整筒磨削机的生产效率比单根磨削机大,产品尺寸精度高,但对设备的加工精度及控制精度的要求也高,从而设备投资也高。
  3.2.6 切边V带测长打磨
  切边V带测长打磨机用于对切边V带的长度和露出高度进行测量,根据测量结果对切割V带的楔角和宽度进行适量磨削修整,使带的长度和截面尺寸均符合规定要求。我国青岛宜利达公司、无锡开源集团、无锡东海机器均有生产。
  切边V带测长打磨机由机架、带长调整装置、磨削装置、测量装置及控系统组成,测量长度为690~3600mm,打磨速度为60m/min。工作时,先对切割V带长度进行测量,若短于标准长度,且在一定偏差范围内,则对V带的两侧面进行适当磨削,直至符合规定的尺寸要求;若符合规定的标准长度,则显示该长度;若长度偏差大于公差上限,则不予磨削。
  4 检 测
  传动带成品检测包括外观形状(截面尺寸、长度、角度、露出高度和尺寸均匀性等)、物理机械性能(拉伸强度、模量、伸长率、硬度、摩擦系数、耐寒耐热、耐溶剂、抗静电和阻燃等)和动态性能(传动功率、传动效率、振动和噪音、疲劳寿命与可靠性等)等。
  4.1 测长
  我国自改革开放后,传动带的标准陆续按国际标准和欧美标准制(修)订,这些标准长度是按基准制和有效制表示的,摈弃了我国沿用几十年内周制,因此需用专用的测量工具测量。我国在上世纪80年代中,上海飞机设计所为配合《汽车V带尺寸》标准的制定开始研制汽车V带测长机。随着我国V带新标准的实施,V带测长机成生产厂家必备的测量工具。青岛橡胶工业研究所、营口试验机厂、江都明珠材料试验机厂均有生产。
  同步带测长机精度要求较高,一般采用比较法测量。无锡贝尔特从德国SCHOLZ引进一套同步带测长机,东南大学、青岛信森公司等有生产。
  4.2 疲劳寿命
  传动带都是在动态状态下使用的,有的使用条件极为苛刻,如汽车、农用机械。如何模拟实况使用一直是传动带生产厂家和带传动研究重要课题。我国早在上世纪70年代末,中国农机院、江汉机械研究所和哈尔滨工业大学等,为配合当时的农机带和石油机械用带的研制,开始这方面的研究和疲劳实验机的研制工作。
  疲劳寿命实验分为无扭矩法和有扭矩法,前者亦称曲挠机。我国目前采用无扭矩试验机为适应普通V带新标准(GB1174-96)而研制的,即墨新城机械有限公司和江都明珠材料试验机厂均有生产。试验过程中实验带不传递扭矩,与带轮之间无相对滑动,也不能使带体内的张力产生变化,仅能模拟带通过带轮时产生的曲挠,记其曲挠次数和伸长率,一般需要5~7天。它是通过减小带轮直径或加大初拉力来强化疲劳的,与传动带实际使用情况的相关性差。但该试验方法由于相关因子单一,试验设备结构简单、能耗小,是控制生产过程质量好办法。龙山橡胶厂自行设计一台农机V带用曲挠试验机。
  有扭矩疲劳寿命试验能够在较短的时间内对传动带质量有一个全面和较准确的评价。国内洛阳、上海、贵阳、无锡、开封随引进设备进口德国的汽车V带疲劳寿命试验机。哈尔滨工业大学曾为原上海橡胶制品二厂、长春汽车研究所研制等汽车V带疲劳寿命试验机。长春光机学院参照克莱斯勒汽车公司标准为辽阳机带厂设计过一台多楔带寿命强化试验台。无锡贝尔特还引进汽车多楔带疲劳寿命试验机,可做高温疲实验。该机采用机械封闭原理,用电磁加载器加载。通过调节加载器工作电流的大小,可调节所加负载的大小。该机具有较好的节能效果,节能可达63%以上。它采用PLC控制,试验数据可根据要求进行分段或即时打印。王洁民发明的“V带全功能动态性能试验装置”(专利申请号: 99258441)利用现有V带机械封闭试验机的原理,并以其基本组成封闭试验系统的主动轴总成进行简化,并以此轴为对称轴,在其反方向再增加一套同样的封闭试验系统,使两个封闭试验系统共用一个主动轴总成。这两个封闭试验系统组合后形成了两个各自独立的封闭力流,而两试验系统又组成了相互影响的整体,该装置可进行各种V带的有扭矩和无扭矩的全部动态性能试验。
  天津橡胶机带厂引进美国农机V带制造技术时,随生产线引进一台按美国农机V带ASAE211标准设计疲劳试验机(现在浙江紫金港胶带有限公司),该机为我国农机V带技术进步作了很大贡献。
  汽车同步带疲劳寿命试验机在我国较少应用,无锡、贵阳各从德国引进过一台,宁波裕江特种传动带有限公司自主开发了汽车同步带模拟工况疲劳寿命装置,南京汽车厂为该厂生产的SOFIM发动机专门设计一套模拟工况疲劳寿命装置,原石油天然气总公司江汉机械研究所高级工程师王洁民最近为辽阳机带厂设计一台的汽车同步带疲劳寿命试验机,按照GB/T18183-2000.eqvISO10917:1995《汽车同步带疲劳试验方法》的标准要求,同时也适用于日本汽车标准JASOE110-92《汽车发动机用同步带试验方法》的要求,可进行高温疲劳寿命试验和喷水疲劳寿命试验。青岛信森机电有限公司正在研发该设备。
  随着我国汽车工业的发展和汽车性能的大幅度的提高,对汽车同步带(时规带)必然更苛刻的性能要求。ISO和国外先进国家都制定了汽车同步带疲劳寿命试验标准(我国已制定GB/T18183-2000),如何加紧我国汽车同步带疲劳寿命试验机研制、生产和推广是一个非常现实的问题。
  5 展 望
  虽然我国传动带行业工装设备通过多年来的引进消化吸收和自行开发,已有长足的进步,也基本反映了我国传动带现阶段发展水平,但与国外相比还有一定的差距。主要表现为:
  (1)传动带生产企业技术工装、管理水平和产品质量良莠不齐。有的工装非常简陋,管理混乱,所用的原材料质量低劣、配方成本极低,生产的产品无质量可言,靠低价和假冒进入市场,严重影响和扰乱了传动带市场的健康发展,尤其是新型传动带的推广应用;
  (2)一些高端用户还无法进入。如高级轿车、高品质摩托车和高精度、高清洁要求家电和办公室设备如摄像机、高清晰打印机和扫描仪等用微型同步带、电脑磁盘用平带。产品质量、精度和可靠性还需进一步提高。
  (3)理论应用研究滞后。我国上世纪80年代和90年代,有一批带传动研究专家,许多大专院校设有带传动教研室如哈工大、吉工大、沈工大、上海机械学院等。对带传动知识普及、新颖传动带推广和标准化都起了积极推动作用。但进入上世纪90年代后期,而以大专院校、研究院所为主要代表的理论研究则出现后继乏人的局面,研究的成果创新性差,发表论文缺乏试验依据,对传动带推广应用极为不利。
  (4)标准化工作不尽人意。 传动带的标准化工作多年来发经过努力,取得了一定成果,到目前为止,已有国家标准和各类行业标准约计80多项。已基本形成我国传动带标准化的完整体系,在一定程度上推动和促进了我国带传动技术理论研究、产品生产和使用。但由于历史和体制原因,带与带轮标准化管理归口不统一,所制定的标准有的相互矛盾,有的不能满足传动要求,有的性能指标混乱;与国际标准化组织ISO/TC41“带轮和带”对口的标准化技术委员会一直无法成立,给带传动标准化工作带来较大不利影响。我国是国际标准化组织ISO/TC41“带轮和带”的P成员国,多年来一直未派代表参加会议,不能及时了解和及时追踪国际传动带标准化动态,也无法发表我们的意见。
  (5)某些传动带的工装国内几乎是空白。如双面齿同步带、开口同步带、注射反应传动带、短纤维补强同步带和斜(人字)齿同步带和CVT用变速V带等制造技术和工装;
  (6)几乎无自主产权,国外大型传动带厂家传动带新品、制造技术和装备多为自己开发或创新或改进的,多有自己的产权并注意保护,如盖茨公司就在中国申请了100多个专利。随着我国加入WTO和国家对知识产权保护的重视,这方面将会严重制约我国传动带的可持续发展和参于国际竞争等
  (7)实验检测手段落后,国外大型传动带厂家非常重视传动带性能研究和产品质量控制,某些项目已做到在线检验。大型传动带厂家的各种动态实验装置就有数百台套,其中三分之一用于新产品新工艺开发、三分之一用于生产过程质量控制、三分之一用于产品应用研究。对传动带进行多角度、全方位研究并都有自己独特实验方法。而我国只有少数几个厂家才有1~3台疲劳寿命机,而且经常处于故障状态。
  基于以上各点,尤其是我国已是事实上国际制造业基地,而世界传动带著名制造商都在中国设厂的形势下,对于未来我国传动带的发展方向,笔者认为有如下几点:
  (1) 进一步提高质量,积极向国际标准和国外先进水平靠拢,如V带使用寿命25 000h、农机V带1 000h、汽车V带、汽车多楔带和汽车同步带达到240 000km;
  (2) 包布式普通V带、窄V带应向无公差方向发展,传动效率从现在的85~92%,提高到93~97%,提高5个百分点,相应节能3~5%;
  (3) 开发国内急需的传动带品种和相应生产装备如双面齿、开口同步带和弹性多楔带;
  (4) 加强对新技术、新工艺的研究和开发如注射反应传动带、短纤维补强同步带、斜(人字)齿同步带、热塑性弹性体传动带(V带、多楔带和同步带)及CVT用变速V带等,并研制相应的装备;
  (5) 加强与大专院校、研究机构合作,对传动带性能进行多方位研究。重点寿命、可靠性、传动功率和传动效率。发挥中国机械工程学会带传动专业技术委员会纽带作用。
  (6) 成立与国际标准化组织ISO/TC41“带轮和带”相对应标准化技术委员会,参与国际标准化活动,清理现有标准,制定标准化发展规划;
  (7) 加强实验设备的国产化工作并提高其可靠性,特别是高温多楔带实验机、高温喷水汽车同步带疲劳寿命试验机和摩托车变速V带疲劳寿命试验机的研制和推广应用;
  (8) 跟踪下游用户技术发展趋向,如混合电动汽车42V电机对皮带的要求和影响,轿车柴油发动机对汽车同步带特殊性能要求、欧洲排放标准(欧Ⅳ~Ⅶ)对汽车传动带寿命和可靠性要求等。跟踪国际传动带行业发展趋势,如皮带与其它传动元件(带轮、张紧器、轴套和阻尼振动等)紧密结合,力求皮带在最佳状态使用;往模块式、方案式发展;
  (9) 有条件的传动带生产厂家应积极自行开发传动带生产技术和装备,加强知识产权保护。
  作者简介:无锡贝尔特胶带有限公司高级工程师,中国机械工程学会代传动专业技术委员会副主任委员、《机械传动》杂志编委会委员。

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