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同步带特性探讨
同步带传动特性探讨
摘要:
介绍同步带的传动技术、特点主要参数,分析了同步带传动的运动特性和受力,对带传动技术的特点及研究现状进行了综述,探讨使用同步带应注意的问题,讨论同步带工作寿命和可靠性的措施,并分析了形效应对同步带直线传动移动误差的影响。
关键字:
同步带;特性;失效;噪音;应用
0引言
带传动是重要的机械传动形式之一。
具有以下优点:
弹性和挠性、可吸收振动、缓和冲击。
传动平稳、噪声小,过载时传动带与带轮间可发生相对滑动,起到保护作用,适用于中心距较大的场合,结构简单,制造、安装、维护方便。
在机械设备,特别是汽车工业、家用电器和办公机械及各种新型机械装备中普遍使用[1]。
传动带最初由皮革制造,19世纪中叶为橡胶所取代。
20世纪60年代开始,陆续由NR、SBR转向CR、PUR。
80年代又进一步扩大到采用CSM和HN-BR。
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,带传动应用范围越来越广,在许多场合替代了其它传动形式[2]。
其品种规格向多样性发展,由传统的普通包布V带和普通平带发展出窄V带、宽V带、广角带、联组V带、切边V带、多楔带、同步带、平带等。
同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿的封闭环形胶带和具有相应齿的带轮组成。
运转时,带的凸齿与带轮齿槽相啮合来传递运动和动力如图一。
由于同步带具有传动平稳,结构简单,传动比恒定,耗能少,传动效率高等特点,近年来在各国得到广泛应用。
据日本有关资料报道,配有顶置式凸轮发动机的轿车,具有80%的配气结构用同步带代替了链和V带传动;在纺织机械中,过去多采用V带结构,但随着能量损耗成为主要矛盾后,美、英、德、日等国的纺织机械也逐步用同步带代替V带,此外,在一些要求精密同步传动的打印机、绘图机、传真机及各种自动化办公机械上,同步带也得到了广泛的应用。
图一 同步带传动
1同步带传动的特点
同步带,也称为同步齿形带,有梯形齿同步带和弧齿同步带2种。
梯形齿同步带的工作面为梯形齿,承载层为玻璃纤维绳芯、钢丝绳等的环形带,外面包覆氯丁胶或聚氨脂橡胶。
弧齿同步带的工作面为弧齿,承载层为玻璃纤维、合成纤维绳芯的环形带,外面包覆氯丁胶。
同步带的横载面为矩形,带面具有等距横向齿,带轮轮面也制成相应的齿形,工作时靠带齿与轮齿啮合传动。
由于带与带轮无相对滑动,能保持2轮的圆周速度同步。
同步带传动具有如下优点:
(l)传动比恒定;
(2)结构紧凑;(3)由于带薄而轻、抗拉强度高,故带速可达40m/s,传动比可达10,传递功率可达220kw;(4)效率较高,约为0.98;(5)比齿轮传动、链传动噪声小;(6)清洁,不需润滑,维护简单;(7)带的张紧力小,作用在轴和轴承上压力小。
它的缺点是缺乏象能打滑的皮带所提供的对过载和突然起动的保护性能;带及带轮价格较高,对制造、安装要求高。
带传动是利用张紧在带轮上的带,借助它们的摩擦或啮合,在两轴间传递运动或动力。
根据带传动原理不同,带传动可分为摩擦型和啮合型两大类。
前者过载可以打滑,但传动比不准确,后者可保证同步传动,故称为同步带传动。
近年来,同步带传动在粮食机械中的应用日益增多。
2名称型号及参数
表一同步带传动与其他传动的性能比较
性能
同步带
三角带
平皮带
链条
齿轮
传动准确,无滑移
好
差
差
好
好
瞬时速度均匀,同步性好
好
差
差
好
好
速比范围大
好
好
中
好
中
允许线速度高
好
中
中
差
中
传动匀速安静,噪声小
好
好
好
差
中
轻便,功率/重量比值大
好
中
中
差
中
传递功率大
中
中
中
中
好
效率高
好
差
中
中
好
初张紧力小
好
差
差
好
好
轴承压力小
好
差
差
好
好
突然超载能力大,耐冲击
好
好
好
差
中
低速时转矩大
好
差
差
好
好
不需润滑
好
好
好
差
差
寿命长,磨损小
好
中
好
中
好
维修简便
好
好
好
中
差
允许污秽和灰尘
好
好
好
中
差
耐油
好
差
差
好
好
安装误差对传动性能影响
差
中
好
好
差
当同步带弯曲时,在带中保持原长度不变的任意一条周线,称为节线,通常位于承载层的中线。
节线长度为同步带的公称长度。
在规定的张紧力下,带的纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离称为带的节距p,它是同步带传动的一个主要参数。
同步带分单面有齿和双面有齿2种,简称为单面带和双面带。
双面带又按齿排列的不同,有DA型(对称齿形)和DB型(交错齿形)之分,如图二所示。
带型即节距代号,有7种,分别为MXL最轻型、XXL超轻型、XL特轻型、L轻型、H重型、XH特重型、XXH超重型。
根据国家标准GB厅11616-1989,同步带的齿形尺寸包括节距pb、齿形角Zp、齿根厚、齿高ht、带高h、齿根圆角半径rr和齿顶圆角半径ra,如图三所示。
并规定了同步带的节线长度系列及其极限偏差,由带长代号表示节线长度,国标也规定了同步带宽度b系列,由带宽代号表示带宽尺寸。
图二双面带类型图三标准同步带的齿形尺寸
如表一所示,同步带传动与其他传动相比,在性能上具有一定的优势[3]。
4失效形式及安装要求
同步带传动设计主要是限制单位齿宽的拉力,必要时才校核工作齿面的压力。
同步带传动的主要失效形式:
(l)同步带在变应力的长时间作用下,将发生疲劳破坏(断裂);
(2)带齿的剪切和压溃;(3)同步带两侧边、带齿的过度磨损。
一般小带轮均装双边挡圈,或大、小轮的不同侧各装单边挡圈。
轴间距a大于8d,时,两轮均装双边挡圈。
轮轴垂直水平面时,两轮均应装双边挡圈;或至少主动轮装双边挡圈,从动轮下侧装单边挡圈c带轮在安装时,必须注意带轮轴线的平行度,带轮的安装要求带的预紧力对其传动能力、寿命和轴的压力都有很大影响。
为了得到合适的预紧力,可在带与带轮的切边中点处加一垂直于带边的载荷,使切边长每100mm挠度为6mm来保证。
5同步带使用的问题
1)带轮使用寿命及齿形精度对同步带传动有重要影响。
超过使用寿命,齿廓形状变化,带齿与带轮轮齿不能正确啮合,则会造成同步齿形带在短期内失效。
2)同步齿形带传动中,为避免同步带从带轮一侧滑脱,带轮必须有挡盘,挡盘应比带的背面高出1-2mm,并有约为5°的倾角。
3)带轮的材质、齿面硬度等对传动质量有重要影响。
带轮最常见的失效形式是齿面磨损和点蚀,因此带轮齿面应有足够的耐磨性和接触强度。
研究表明,一般带轮材料可选用中碳钢或中碳合金结构钢,如45钢、40Cr钢、35SMin钢等,进行正火或调质处理,使齿面硬度为200-260HBS。
较高的强度和表面硬度、良好的韧性,才能满足工程实际需要,因硬度适中,故可在热处理以后精切齿廓。
4)当带轮转速大于极限转速时,必须进行动平衡小于极限转速时,只需作静平衡,经平衡检测后,带轮的残余不平衡量应不大于允许值。
5)带轮安装发生偏斜,则带侧面紧压在挡盘上,造成带侧面磨损加剧。
因此,安装时必须注意带轮轴线的平行度,使各带轮的传动中心平面位于同一平面内。
6)带过载或预紧力过大时将导致齿距误差超差,从而产生啮合干涉与齿面磨损,过载时、承载能大为下降。
因此,同步齿形带应用中要防止过载,并选择合适的预紧力。
6多边形效应与齿形带直线传动移动误差
实际使用中,有许多因素会影响同步带的传动误差。
如同步带的材料为弹性材料,在张力作用下,将产生弹性伸长;同步带轮的偏心转动;同步形带的横向振动;同步带轮的多边形效应等都会影响到同步带传动的准确性。
显然,同步带传动的综合误差是前述诸因素的综合影响结果,或称之为综合影响效应。
研究这种综合效应是为了能在设计、制造阶段就有意识地控制各种因素的影响,使之综合影响的结果在允许的误差范围内。
而要得到诸因素的综合影响效应,必须首先得到每种单一因素与同步带传动误差之间的关系。
本文首次从几何学的角度研究主动同步带轮的多边形效应对同步带直线传动移动误差的影响[4]。
同步带直线传动机构简图。
图中1、2为两相同的同步带轮,移动件3套在同步带3上并固联形成一封闭环。
通过该传动机构,将主动轮1的正逆回转运动(U)转换为移动件3的往复直线移动(S)。
图2a是同步带和同步带轮的结构图,K-K为同步带的节线,同步带轮上半径为RC的圆为节圆。
当同步带绕在同步带轮上后,两者之间的理想接触状态应是同步带的节线K-K与同步带轮的节圆完全吻合,如图2a所示,这时同步带与同步带轮的接触相当于半径为C的平带传动,同步带的直线移动等于同步带轮节圆上的圆周运动。
设同步带轮的转角为H,则同步带的直线移动位移S理论可写成S理论=RCH。
由于同步带轮上齿槽的存在,当同步带绕在同步带轮上工作时的实际接触情况如图2b所示。
在同步带轮的齿厚部分,同步带的节线与同步带轮的节圆完全吻合,而在齿槽部分,同步带在张力作用下变成一直线。
特别地,称在前种接触状态下,同步带的运动为圆运动,而在后种接触状态下的运动为弦运动[1]。
所以同步带轮的转动实际上是由圆运动和弦运动相互交替进行的啮合运动,变化的周期为同步带或同步带轮的一个节距。
在弦运动阶段,同步带的直线移动位移S实际等于同步带轮在节圆上的齿槽弦长,即S实际=ab
(2)定义S理论与S实际之间的偏差X=S理论-S实际为同步带直线传动移动误差。
并称该现象为同步带传动的多边形效应。
图四同步带直线传动机构简图图五 同步带直线传动移动误差曲线
ab
图五步带和同步带轮的理想与实际接触情况
7同步带跑偏问题
由于受自身结构及制造精度等的影响有时出现跑偏和割边,降低了带的使用寿命。
一些粮机厂及应用同步带传动的部门为了纠正带的跑偏[5],都在积极地探索纠偏措施,例如,天津理化院采取的自动补偿纠偏法,某粮机厂探索的同步带轮中间起凸的方法,这些方法在某种程度上对同步带的跑偏都起到了一定的纠正作用。
1992年意大利LAM和OLRO/E型磨粉机都设计并采用齿楔带传动,该机构采用三轮系传动,见图2,该机构与图1中的四轮系相比结构更加简化,由于楔面的作用较好地解决了带的跑偏问题,但是同样受到制造及安装精度的影响,例如,在加工多楔带轮时,楔距的积累误差对带的楔面工作压力影响较大,安装时快辊带轮楔槽与张紧带轮楔槽的对应一致性随机性很大,对带楔产生较大的滑切力,同双面圆弧齿同步带相比,带的寿命有所下降。
通过对二者的结构及使用情况进行分析,我们在1999年初推出了FMHQ型气压磨粉机,该机采用三轮系双面圆弧齿同步带传动,传动结构同图2相似,磨粉机快辊带轮及张紧带轮用圆弧齿同步带轮代替多楔带轮,另外在某些关键的细节结构上进行了合理的调整,经过近一年的应用,没有发现同步带跑偏及割边现象存在,使以往长期困扰人们的同步带跑偏问题得到了较好的解决。
下面就其结构改进与传统方法设计进行具体对比与分析。
要求两传动轮轴间的不平行度不大于1/1000,对于象录音机等固定轴传动,同步带较易满足传动要求,而对于磨粉机来说是非定轴传动,至少有二个轮(慢辊带轮及张紧带轮)的轴线在工作中受载荷变化等影响在不断地摆动,加上结构需要,连接副较多,对于磨粉机辊间传动来说,各轴之间1/1000的轮轴平行度要求往往难以达到,致使带在带轮上跑偏。
同步带在带轮上跑偏,人们常采取了一种强制措施,即加设挡圈[6]实际上带在运转过程中受到一定的侧向力,带在进入带轮的瞬间,致使带的侧边与挡圈弯角dw处首先接触并形成滑切,尽管实际工作中的接触由理论上的一点接触变为微小的面接触,但是由于橡胶同步带质地柔软,经过一段时间的运转后,带边逐渐出现磨毛边,并且由外向里逐渐延伸,大大地降低了带的使用寿命,如表二。
图六同步带轮挡圈
表二挡圈的尺寸(mm)
槽型
3M
5M
8M
挡圈最小高度K
2.0-2.5
2.5-3.5
4.0-5.5
R=(dw-d0)/2
1
1.5
2
挡圈厚度t
1.5-2.0
1.5-2.0
1.5-2.5
为了使同步带传动在磨粉机中的应用更加合理,对同步带挡圈进行如下结构改造:
挡圈不用钢板弯折而改用车削加工制成,同步带边预先切出斜边,其角度与挡圈角度吻合均为30b,改制后的带与轮啮合工作图如图5所示,图3中的dw改成dw=d0-2hg(hg即齿槽深)。
这样同步带在运转过程即使受到侧向力,带在进入带轮的瞬间,由于带具有柔性,实际上侧边由原来理论上的一线接触变成一较大的面接触,带侧受到挡边的侧向应力大大地降低,在很大程度上较好地改善了带侧受冲击程度。
另外,挡圈由于采用车制工作面,锥度及光洁度较好。
8同步带失效分析
8.1失效原因分析
同步齿形带传动失效原因很多,除应从带的齿形尺寸,长度及其极限偏差,物理机械性能,外观质量(同步带的工作面应具有等间距的饱满齿形,其背胶和齿胶不得有裂纹、破损,伤痕,带表面也不允许有起泡,硫化不熟等影响使用的缺点)及带轮材质,表面粗糙度等方面的考虑外,本文将从带及带轮的设计、制造、安装、使用等方面论述齿形带传动产生失效的原因及应注意的问题[7]。
1)同步带传动设计时,主要是限制单位齿宽的拉力。
啮合齿数过少时,易引起带齿的剪切和压溃,此时应校核工作齿面的压力。
2)带宽有一极限,如带宽超过bmax,则不能确保宽度方向均匀受载;如带宽小于bmin,则易发生翻转。
此外,应尽量使b/d>l(d1为小带轮直径)。
3)对齿形带噪声和振动状态要求很高,且有张紧轮布置在带的背面时,必须规定很小的带厚公差(带的背面磨削加工)。
4)由于齿形带的紧边和松边上的力大小不等,当齿形带通过包缠圆弧时,就产生不同的应力,带的齿距也就随之改变。
选择带轮的齿距时不但要考虑到全载荷下能与带的齿距一致而且要考虑能与带的紧边和松边齿距的平均值相一致.随着载荷下降,受载齿数总是减少,为此,带轮的齿槽宽度必须略大于带的齿厚,以形成侧隙。
带过载或预紧力过大时将导致齿距差,从而产生干涉与齿面磨损,故应加以防止.此外,齿形带在带轮上构成一个近似多边形,因此,当齿数较少时往往可让带齿嵌在带轮的齿槽里,以便使受拉层成为圆弧形。
8.2带轮对同步齿形带失效的影响
同步带带轮齿形加工的正确与否,将直接影响传动性能及带的寿命[8]。
带轮中影响传动性能的主要因素是节距误差,为保证精度,宜用滚切法加工,即带轮齿形加工最好采用专用的或特制的滚刀加工。
结构山西涤纶厂采用的日本村田公司生产的333一I型牵伸假捻机车头传动齿形带带齿磨损速度快甚至产生剪切这一实际情况,经分析知,其主要原因是由于带轮超过了使用寿命,轮齿齿形磨损严重,齿形已不正确,从而不能产生正确的啮合传动,引起齿形带在短期内失效。
同步齿形带带轮齿形的正确与否,滚刀是关键。
为此我们开发研制了如工圆弧齿形带轮的滚刀,使用结果表明,设计合理,带轮轮齿齿形加工正确,带与带轮啮合状态好,传动平稳。
当带轮转速大于极限转速时,必须进行动平衡,小于极限转速时,只需作静平衡。
平衡带轮的目的在于改善它的质量分布,以减小它在旋转时产生的不平衡惯性力或不平衡惯性力矩。
经校正平衡的带轮其残余不平衡量应不大于允许值。
带轮安装发生偏斜,则使带侧压紧在挡圈上,造成带侧面磨损加剧,甚至被挡圈切断。
因此,安装时必须注意带轮轴线的平行度,使各带轮的传动中心平面位于同一平面内。
如图4所示。
将偏斜角em调整到表三所规定的范围内[9]。
表三偏斜角调整
带宽mm
≤20
>20-40
>40-70
>70-100
>100
Tgθm
≤6/1000
≤5/1000
≤4/1000
≤3/1000
≤2/1000
9降低同步带传动噪声的研究
同步带传动在运行中产生的冲击、振动和噪声,不仅影响传动精度,而且污染环境,影响作业者身心健康,严重时甚至引发事故。
严重的噪声已限制了同步带的推广使用.有时不得不采用昂贵的隔音装置来降噪[10]。
图七带与轮啮合时状态关系图
9.1同步带传动产生噪声的原因分析
动的噪声主要是啮合冲击噪声,其大小主要与冲击能量有关,而冲击能量是由冲击速度和冲击质量决定的。
平顶圆弧齿同步带传动较梯形齿同步带传动噪声低的理论根据如下:
1)带冲击速度V,较小。
图七为梯形齿同步带主动轮开始啮合时所处状态,其啮合点为轮齿尖A和带齿根部a,进入啮合前带根a点速度V。
.与带上b点速度Vb的方向相同,而与之接触的轮齿尖速度V。
方向为A点处切线方向。
2)同步带基本没有多边形效应产生的带的横向振动。
梯形齿同步带带轮齿根圆与带齿齿顶不接触,带齿厚,刚度大,与带轮啮合时保持直线,所以梯形齿同步带存在多边形效应,带轮做多边形处理,带在Y方向的速度V的变化不能忽略,同时带动两轮间悬垂部分一起上下移动,而由此产生的惯性力增强了啮合的冲击强度和噪声。
平顶圆弧齿同步带传动由于轮槽底部为外凸的,与带齿齿顶接触,使与带轮啮合时带的节线近似为圆,减少带的多边形效应,所以平顶圆弧齿同步带传动噪声可明显减弱。
3)步带支承刚度大,冲击体质量小。
对长梯形齿同步带取一节距做研究对象,分析其受冲击时的情况。
将整个冲击部分划分为支承部分(带齿根部)和自由部分(带齿体部),梯形齿同步带齿根部分接触面积小,支承刚度小,因此在竖向冲击力T。
作用下,以支承部分为支点的上下窜动较大,产生噪声必然大。
综上所述,相同条件下,平顶圆弧齿同步带的冲击速度、多边形效应、振动部分质量均较传统的梯形齿同步带为小,冲击能量就小,冲击噪声弱。
所以通过改进同步带齿形设计,可以达到降低同步带传动噪声的目的。
10带传动的应用
随着工业技术水平的不断提高,带传动在各种机械设备传动中的应用越来越广泛,并在一定范围内代替了齿轮传动和链传动。
为适应高速化、轻量化、精密化、省力化和长寿命、低噪声的要求,我国在“八五”期间就提出传动带应向“四化”结构发展,即骨架材料聚酯化、结构线绳化、胶料氯丁化和底胶短纤维定向化,从而促进了带传动理论与技术的发展[11]。
从大到几千千瓦的巨型电机,小到不足一个千瓦的微型电机,甚至包括家用电脑、机器人等精密机械在内都离不开带传动。
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,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(NarrowV-belt)、宽V带、联组V带(BandedV-belt)、切边带(RawedgeV-belt)、多楔带、同步带、绳芯平带和片基平带等[4]。
这些传动带已广泛应用于汽车、机械、纺织、家电、轻工、农机等各个领域。
可以说,从原始机械到现代自动设备都有带传动的身影,产品也历经多次演变,技术已日臻成熟,并在国民经济和人民日常生活中发挥着愈来愈重要的作用。
以齿型带(包括多楔带)为例,近20年来在工业发达国家发展极为迅猛,正在不断地侵蚀传统的金属齿轮、链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场。
目前,除已大量用于汽车及传统产业之外,还进一步扩大到OA机器(办公设备)、机器人等各种精密机械的传动。
由于胶带内侧带有弹性体的齿牙,能实现无滑动的同步传动,而且具有比链条轻、噪声小的特点,现今欧洲80%以上的轿车、美国40%的轿车都已装用了这种齿型带。
我国2000年生产汽车200万辆,齿型带需要700万条以上。
最近出现的圆齿带较之方齿带,更进一步增大了传动力和肃静性,作为新一代的环保带,其使用范围更趋广泛。
现在,已开始成为对同步传动、噪声要求极为严格的家用和工业用缝纫机、打字机、复印机的使用对象。
近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多,如难燃带、抗静电带等。
同时,除用于传递运动和动力外,由于传动带的品种增加,带的背面可制成各种输送结构,用于传递信号、控制开关等,使它更为广泛地应用于各行各业。
10.1磨粉机的同步带传动[12]
百余年来,磨粉机快慢两辊的传动曾先后使用过平带、三角带和齿轮,但效果均不够理想。
平带和三角带的不足之处是,受两辊中心距小的限制,带轮的直径小,带的线速度低,不能适应前路大功率磨粉机的传动要求。
齿轮传动的主要缺点是,因两轮的中心距不能随两辊的中心距任意改变,所以噪声大,油污重和备件的规格多。
20世纪80年代,英国西蒙公司率先在XK2型磨粉机上采用HTD圆弧齿型双面同步带传动快慢辊,彻底消除了齿轮传动的3项弊病,取得了良好的传动效果。
为克服同步带在传动快慢辊时容易产生跑偏和爬齿(跳齿)的现象,意大利生产的磨粉机,又采用了一面为齿型,另一面为纵向V型槽的齿楔带。
据分析,同步带跑偏的原因是两辊的轮和导轮的平行度未能达到小于等于2/1000~7/1000的要求;爬齿的原因是带的张力不足,它往往发生在磨粉机两辊离闸空载和启动时。
国内粮机厂经过多年的深入研究,已摸索出多种消除同步带跑偏和爬齿的有效措施。
例如在导轮轴处设置偏心装置和改进轮的挡圈形式,可以防止跑偏;优化轮系的设计参数和增大同步带的节距,可以防止爬齿等。
目前国内外名牌的新型磨粉机,快慢辊的传动装置均为同步带和齿楔带,只有少量中小型磨粉机为降低成本仍沿用链和齿轮传动。
10.2砻谷机的同步带传动[13]
同步带用于磨粉机快慢两辊的成功经验,应可以移植于砻谷机上。
虽然均是用于快慢两辊,但具体运行条件和要求有所不同,不能简单照搬。
砻谷机采用同步带传动,既有一些有利因素,又存在许多不利条件。
砻谷机采用的同步带由电动机直接传动,与目前广泛应用的电动机经齿轮箱和2组三角带的传动装置比较,技术性能可获得明显改善。
主要有以下4个方面:
¹不需使用润滑油,可以彻底避免油污;º大幅度降低噪声,估计不少于10dB(A);»传动效率可达到98%,比2级传动增加5~10个百分点;¼结构简化,设备的故障少,带的使用寿命长,维修工作量极少。
砻谷机改用同步带传动,还可以降低设备造价和运行费用,取得良好的经济效益。
由于传动装置的主要部件仅为5个带轮和1根同步带,导轮的支架和移动机构也很简单,所以总的造价应低于齿轮和三角带2级传动。
最近国内的胶带厂又研制成功了一种新型的/齿平带0,这种带的一面为齿型,另一面为平型,已成功地试用于中型磨粉机上。
如以齿平带取代双面同步带,则砻谷机的5个带轮中仅有快辊轮为齿型轮,其他4个均为平带轮,传动装置的造价还可进一步降低。
砻谷机的同步带价格不高于2组三角带,使用寿命又长,又不需用润滑油,所以
日常运行的费用也将有所降低。
10.3同步带传动在离心机配平系统中的应用与研究[14]
综合环境试验离心机采用长短臂结构,配平系统安装在短臂端,可以在距主轴1.8m-3.3m范围内移动,能配平负载范围2t-6t。
配平系统结构如图八、九所示,主要由电机、减速器、小带轮、梯形齿同步带、大带轮、螺纹副、导轨滑块机构等组成。
图八离心机配平系统结构示意图图九离心机配平系统结构示意图
综合环境试验离心机静止时,长臂端试验件安装完成后,测力传感器获取数据并传输给计算机进行不平衡力计算。
若满足配平精度要求,则配重块无需移动;若不满足配平精度要求,则根据计算出的不平衡量,通过电机)减速器驱动小带轮转动,小带轮通过梯形齿同步带驱动大带轮转动,调节螺母与大带轮用螺钉固联,同大带轮一起在拉力带上转动,进而带动配重块在滑块上沿导轨移动。
计算机根据测力传感器实时获取的数据,计算不平衡量,直至满足配平精度要求为。
应用同步带传动能满足综合环境试验离心机的配平要求,实现对不平衡力的调整。
10.4在全垫升气垫船上的应用[15]
在我国自行研制的全垫升气垫船上,同步带已有20多年的实船应用经验。
在最早设计的
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- 同步带 特性 探讨