PDF《中国传动带技术现状与未来发展》

中国传动带技术现状与未来发展 吴贻珍* (无锡市贝尔特胶带有限公司 江苏无锡 214037) 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 1.1 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

2 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 W

600、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

3 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................