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傳動(dòng)帶的技術(shù)展望

　　半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，世界傳動(dòng)帶的技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)了以下幾個(gè)階段：

　　其一，從傳動(dòng)帶用的材料來(lái)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(jiàn)表2。品。為提高V型帶的耐久性，從60年代開(kāi)始，出現(xiàn)了切割式三角帶，它的側(cè)面沒(méi)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(guó)又出現(xiàn)了楔形V帶。因?yàn)檫@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(dòng)裝置的小型化、節(jié)能化做出了很大貢獻(xiàn)。

　　再有，利用傳動(dòng)帶背面也可驅(qū)動(dòng)的原理，例如，在汽車(chē)風(fēng)扇、交流電機(jī)、動(dòng)力操縱系統(tǒng)、空調(diào)等，采用一根傳動(dòng)帶一次驅(qū)動(dòng)的所謂蛇行傳動(dòng)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(dòng)的代表性產(chǎn)品有，六角帶和圓形帶。

　　傳動(dòng)帶中的最新一類(lèi)產(chǎn)品是齒型帶，又稱同步帶。它集齒輪、鏈條、帶傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)為一體，具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、噪聲小、節(jié)能、維修方便等特點(diǎn)。它的傳動(dòng)原理雖早在1900年即有若干專(zhuān)利出現(xiàn)，然而直到半個(gè)世紀(jì)之后才開(kāi)始工業(yè)化，80年代起終于成為精密機(jī)械的主導(dǎo)傳動(dòng)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(dòng)帶的最大不同點(diǎn)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(lái)，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(dòng)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(dòng)帶的價(jià)格高低相差懸殊，今后傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)帶類(lèi)型，見(jiàn)表4。

(1)橡膠和彈性體

　　V型帶最早為NR或NR／SBR的并用物。現(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(shì)。

　　對(duì)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(guò)傳動(dòng)帶橫向短纖維定向補(bǔ)強(qiáng)，達(dá)到傳動(dòng)帶橫方向側(cè)壓性與縱方向彎曲性雙立的效果。對(duì)耐熱性有苛刻要求的傳動(dòng)帶，將會(huì)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(dòng)上面。對(duì)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(lèi)橡膠的性能優(yōu)異，盡管價(jià)格十分昂貴，超出現(xiàn)有產(chǎn)品幾倍，但隨著汽車(chē)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(lái)齒型帶的主導(dǎo)材對(duì)于小型、微型齒型帶來(lái)說(shuō)，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(wú)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(lái)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(diǎn)開(kāi)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(zhǎng)大的缺點(diǎn)，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，世界各國(guó)都普遍使用強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)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(duì)于要求高負(fù)荷傳動(dòng)、耐沖擊性的變速帶和農(nóng)機(jī)用的V型帶，有的己開(kāi)始使用芳綸纖維。齒型帶的補(bǔ)強(qiáng)層，人們?cè)L(zhǎng)期使用鋼絲和聚酯而使其強(qiáng)度下降的問(wèn)題，同時(shí)還有因其比重大而適于高速旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)等現(xiàn)象，如今已被基本淘汰。使用聚酪簾線對(duì)于要求尺寸精度高的產(chǎn)品，由于存在伸縮問(wèn)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(dòng)時(shí)的伸長(zhǎng)小，而且具有適度的線膨脹系數(shù)，加之對(duì)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(lái)以棉帆布為主，至今依然保持這種狀態(tài)。對(duì)一部分要求更耐磨和耐彎曲性能更好的，也開(kāi)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(lái)將繼續(xù)保持這一趨勢(shì)。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(lái)，傳動(dòng)帶的生產(chǎn)工藝在世界各地一直沒(méi)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(shí)的包布，并改為在硫化后切割，同時(shí)增加研磨工序。而對(duì)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(shí)，利用橡膠在加熱中的塑性流動(dòng)，從芯線的縫隙將帆布充入模齒內(nèi)而形成帶齒，硫化后再?gòu)哪Ｐ椭腥〕龀蛇m當(dāng)?shù)膶挾取?br />
　　這種生產(chǎn)工藝，把傳動(dòng)帶的制造過(guò)程人為地分割成好幾塊，無(wú)法聯(lián)結(jié)起來(lái)；加之傳動(dòng)帶的品種規(guī)格太多，生產(chǎn)批量很小，產(chǎn)品變動(dòng)頻繁，給工藝設(shè)備的連續(xù)化、自動(dòng)化帶來(lái)了諸多困難，生產(chǎn)效率十分低下。當(dāng)前國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)，一是努力研究實(shí)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(jiǎn)化工藝，縮短流程，改變傳統(tǒng)的橡膠工藝加工方式?，F(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(lè)觀。

　　還有，短纖維橡膠的混合也是當(dāng)今世界傳動(dòng)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(gè)問(wèn)題，通常采用壓延機(jī)和壓出機(jī)定向供膠出片、按流動(dòng)方向取片的方法，也并非最佳良策。無(wú)紡布、復(fù)合片材是今后開(kāi)發(fā)的方向。

2．4未來(lái)目標(biāo)

　　縱觀半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)世界傳動(dòng)帶的發(fā)展趨勢(shì)，隨著全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展，今后傳動(dòng)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(shí)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(guó)生產(chǎn)傳動(dòng)帶的廠家十分雜亂，除200家國(guó)有、三資企業(yè)之外，還有1000余家集體、私營(yíng)和個(gè)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(guò)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(dòng)帶行業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰老舊產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，迎頭趕上世界傳動(dòng)帶先進(jìn)技術(shù)水平，可說(shuō)是當(dāng)前最為緊迫的任務(wù)。