齿形传动带(一)

添加人：admin 发布时间：2015/10/23 15:46:41 来源：中国破碎机网

　　制品齿形传动带（一）叶春葆编译动的齿形传动带以及供小型机械用、能精确定位的输送用齿形传动带。现在，该产品的用户要求它必须具有高负荷的传动力并延长使用寿命。该文作者对此进行了探索，并研制出了能满足用户要求的齿形传动带。
　　0前言就齿形传动带的故障而言，大致可分为两类：一、骨架材料疲劳引起胶带断裂；二、由过负荷或带齿磨损所导致的齿部缺损。对于骨架材脂在聚合物基质中被牢固地结合着，从而使氟树脂包围了基质，不能充分发挥由氟树脂带来的降低摩擦系数的作用。此外，由于聚合物基质材料的限制，所含有的氟树脂的量少，致使聚合物基质层厚度减薄，不能充分提高耐齿部缺损能力。
　　料疲劳所导致的断裂来说，可改用芳纶纤维或高强度的小直径玻璃帘线，使用耐热性优良的氢化丁腈橡胶（HNBR）予以改进。若用于发动机动力传递，可使用自动张紧装置，使传动带张力在发动机启动和运转时保持定值，从而减少断裂故障的产生。
　　另一方面，就构成齿形传动带的橡胶主体材料来说，由于使用环境的严酷，曾用氯磺化聚乙烯取代氯丁橡胶，现已改用氢化丁腈橡胶，以提高其耐久性。
　　1概述针对齿部缺损问题，有人提出使用高强度的尼龙66或芳纶纤维制备带齿等措施，但直至现在尚不理想。为更进一步提高带齿覆盖了表面的齿形传动带的抗齿部缺损能力，现正着重关注带齿表面的低摩擦系数问题。欧洲专利EP0662571B1中提出，可在带齿织物层外表面上喷涂或涂刷内含氟树脂的聚合物基质层，从而获得经涂覆的齿形传动带。这种氟树脂能在特种聚合物基质内作为无界面层被结合，因而，能使该聚合物基质与带齿相结合。但是，氟树1994-2013ChinaAcademicJournal道，在带齿的表面和内部浸渍了内含纤维化氟树脂的橡胶胶浆。这样，通过粘接层使带齿的里层与传动带主体（橡胶层）结合了起来。由于橡胶胶料中混入了氟树脂并成纤维化状态，而胶料中的氟树脂是夹杂物，因而不会降低胶料的强度。在胶料中已纤维化的氟树脂，因它在摩擦面上露出的机率甚小，故也不能充分发挥氟树脂所固有的可降低摩擦系数的作用。为了使氟树脂维持纤维化状态，而不致于异物化并保持其强度，在带齿上浸渍了100质量份橡胶，其中只能含有1~30质量份氟树脂。这样，就不能充分提高胶带的耐齿部缺损能力。
　　在一般的工业用途中，齿形传动带被迫作高负荷传动，此时，若采用日本专利/特开平3374号“中所提供的橡胶胶料，由于该胶料硬度高，带齿部分在啮合带轮时所产生的冲击会大部分反射到带齿部，这也就成为传动带产生振动的原因之一。伴随着振动便产生了噪音，对传动带的使用寿命产生了不良影响。用/特开平3374号专利”中所提供的胶料制造齿形传动带的背面层，由于其伸长率和拉伸弹性模P昭足在齿形传动带正反两彭向塍的使用条件下，带子的耐龟裂性得不到所期待的效果。此外，还存在着与皮带轮和惰轮相接触而容易引起磨耗和龟裂等问题。
　　对于同步传动带来说，一旦负荷扭矩增大，带轮与胶带之间的啮合会发生偏离，这种现象被称作跳动（跳齿现象），即胶带会越出轮槽底部，从而作不了同步传动。在发生跳动现象时，负荷扭矩又被称作为跳动扭矩。加之，同步传动带在长期运行后会自行伸长，故在张力低下的情况下也会引起跳动。再者，由于跳动对胶带的冲击力是断断续续的，从而会对胶带产生破坏作用。故历来同步传动带都是用氯丁橡胶或氢化丁腈橡胶制造的，旨在使胶带的齿部有充分的柔韧性。
　　采用上述橡胶制造胶带，其带齿是柔软的，因而负荷扭矩加大，胶带与从动带轮啮合时，会引起带齿变形，致使胶带越出轮槽底部，引起胶带跳动。
　　另一方面，为提高跳动扭矩，减小带齿的变形，并提高带齿的硬度，应该在氯丁橡胶或氢化丁腈橡胶中增加炭黑、其他填充剂或短纤维等橡胶补强剂的配合量。但是，用原来的方法是不能精确地成型出带齿的，从而制造不出齿形传动带。
　　综上所述，该项研究的目的是提供传动力大，耐磨耗性能得到改进，从而延长了使用寿命的齿形传动带。
　　文中研究的齿形传动带在纵向上以规定间距设置了许多带齿部，胶带背部埋有骨架层，在带齿部分的表面上有带齿（带齿上有橡胶层）。
　　构成带齿部分的橡胶层是由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐以60：40~40：60的质量比混合而成的聚合物。此外，为使上述带齿的表面与其内部相互贯通，橡胶层要浸渍包覆第一粘合剂。该第一粘合剂内含润滑剂，它选自石墨或二硫化钼。带齿上有第一粘合组份，再在带齿上包覆第二层胶料，将它作为橡胶层。氟树脂与第二层胶料相结合，并分散在第二层胶料中。第二层胶料与构成带齿部分和背部的第一层胶料经加压硫化成为一个整体，这就是齿形传动带的特征。
　　构成带齿部分的橡胶层是氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐以60：40~：0（质量U混合所得的聚合物。在精确地成型出带齿的同时，跳动扭矩加大，从而提高了传动带的传动能力。在构成齿布的纱线内含有石墨或二硫化钼二者中的至少一种润滑剂。由于有了第二层橡胶这样的第一粘合组份，石墨或二硫化钼能在纤维的表面上聚集，从而能使大量的石墨或二硫化钼缠结在齿布上。再者，在上述第一粘合组分的表面粘附着分散了氟树脂的第二层橡胶，从而能提高齿布表面橡胶层的耐磨性能。
　　此外，文中研究的齿形传动带还有以下特点：在沿长度方向上以规定间距配置了多个带齿部分，在胶带的背部埋设有芯线；在带齿部分的表面包覆着含有橡胶层的齿布。在这样的齿形传动带上，构成带齿部分的第一层橡胶由氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐以60：40~40：60的质量比经混合后制得。为使上述齿布的表面和内部彼此相互连通，还要浸渍和包覆第一粘合组分和上述橡胶层，后者含有润滑材料，该润滑材料选自石墨或二硫化钼中的一种。再把第二层橡胶包覆在已经加入第一粘合组分的齿布上，将它作为橡胶层。第二层橡胶内的氟树脂不与它结合。在第二层橡胶中含有经分散的50~400质量份（相对于100质量份橡胶）的配合剂，或者100~ 250质量份粉末状的氟树脂。但氟树脂未与第二层橡胶结合，第二层橡胶与构成带齿部分和背部的第一层橡胶彼此直接结合。这样做的优点是，可以添加7% 40%质量份（相对于粘合处理前齿布的质量）的配合剂。更甚者，在第二层橡胶与第一粘合组分之间，或者越过第二层橡胶与第一粘合组分，在含有异氰酸酯化合物的橡胶中间设置了齿布用粘合层。若采用平均粒径为01~500Lm的粉末状氟树脂则更好。
　　如果大量含有未与第二层橡胶相结合的氟树脂，即50~400质量份或100~250质量份（相对于第二胶料100质量份而言）时，氟树脂在磨耗面上的露出程度大为增加，从而能充分发挥出降低摩擦系数的作用。
　　上述齿布用第二橡胶层内也可添加除氟树脂以外的其他润滑材料。就齿布用第二橡胶层及带齿部分和背部用第一橡胶层而言，以使用同一类型胶料为好；或者第一粘合组分中所含mm为佳。若在第二层橡胶中添加除氟树脂以外的润滑材料，则可发挥氟树脂与其他润滑材料二者所具有的降低摩擦系数的作用。若齿布用第二橡胶层和胶带主体材料用第一橡胶层组分相同时，即使齿布用第二橡胶层中含有大量未结合的氟树脂，也能确保第二橡胶层与第一橡胶层彼此相结合。
　　以下就该齿形传动带配以图示说明。
　　为齿形传动带整体结构示意图；是包覆在齿形传动带齿面上的纤维材料（齿布）放大截面图；是包覆在齿形传动带齿面上的纤维材料（齿布）截面放大图。
　　齿形传动带总体结构斜视图如所示，齿形传动带A沿纵向以规定间距设置了多个带齿部分3与带齿部分相连接的是带背2在带背2内埋设有芯线1且在带齿部分3的表面包覆着齿布4带背2和带齿部分3又与橡胶层构成了胶带主体。此外，齿布4是由沿胶带纵向排列的纬线7和沿胶带横向排列的经线8编织成的纤维材料，如此构成的齿布纤维材料包覆在胶带的传动面上，使胶带主体的表面得到全部或部分包覆。
　　上述带背2和带齿部分3是由第一橡胶层构成的，带齿部分3的橡胶是由氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐以60：4040：60的质量比混合后制得的。若不饱和羧酸金属盐少于40份，则不能得到所规定的胶料的硬度，不能使带齿部分具有刚性，而带齿部分过份柔软，仍存在胶带越上带轮面产生跳动的问题。另一方面，若不饱和羧酸金属盐多于60份，则齿布与带齿部分橡胶之间的粘合力减小，即胶带在运转过程中齿布与带齿部分橡胶相互剥离。
　　对于构成带齿部分用橡胶的氢化丁腈橡胶来说，从耐热性能的角度考虑，有必要使其氢化率至少保持在90%以上，最好是92%98%，这样，凭借在氢化丁腈橡胶中配入不饱和羧酸金属盐，制得模量（拉伸弹性模量）和硬度得到提高的胶料。为了确保模量（拉伸弹性模量）、拉断伸长率以及更高的撕裂强度和硬度，必须使氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐以60：4040：60质量比混合。在此，对于不饱和羧酸金属盐没有特别的限制，可使用丙烯酸锌或甲基丙烯酸锌。当然，也可以不采用不饱和羧酸金属盐，用炭黑补强也能提高其模量（拉伸弹性模量），不降低成品胶的拉断伸长率和撕裂强度，但与由橡胶变形和弯曲所导致的龟裂相对应的是，不能赋予胶带充分的耐久性。就胶料注压工艺而言，在采用注压法使带齿部分成型时，得不到精度优良的带齿部分。
　　在由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐构成的胶料中，配入有机过氧化物作为交联剂。为了确保达到规定的模量（拉伸弹性模量）和拉断伸长率，必须在上述100质量份胶料中配入0210质量份有机过氧化物。有机过氧化物可以是11-二叔丁基过氧化-335三甲基环己烷、二叔丁基过氧化物、二丁基异丙苯基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、25二甲基-2孓二（叔丁基过氧化）己烷，2 5-二甲基-25二（叔丁基过氧化）己炔，13双（叔丁基过氧化异丙基）苯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯等。另外，除上述有机过氧化物外，还可适量添加可用作共交联剂的诸化合物，如含硫化合物、含肟亚硝基化合物、单体类或聚合物类。
　　为了确保硬度、模量（拉伸弹性模量）、拉断伸长率以及撕裂强度控制在一定范围内，还可适当地加入炭黑或增塑剂等。对此，在由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐所构成的胶料（100质量份）内，最好能配合550质量份炭（未完待续）