在線留言 收藏本站 網(wǎng)站地圖

歡迎來到艾瑪森工業(yè)皮帶有限公司!

智能物流輸送帶研發(fā)生產(chǎn)制造商全球廠家直銷——專業(yè)定制

全國咨詢熱線 139-2775-5875

工業(yè)皮帶行業(yè)資訊 盡在艾瑪森

熱門搜索產(chǎn)品:

同步帶的失效模式

本文來源: 艾瑪森工業(yè)皮帶銷售部 責(zé)任編輯: 發(fā)布日期:2020-08-08
文章導(dǎo)讀同步帶的失效模式有很多原因,而有時(shí)皮帶的失效模式還很難去判定。該產(chǎn)品應(yīng)用備忘錄的目的就是為了定義、舉例說明并判定通常同步帶的失效模式,以便我們采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和糾正行動。

 同步帶的失效模式


    同步帶的失效模式有很多原因,而有時(shí)皮帶的失效模式還很難去判定。該產(chǎn)品應(yīng)用備忘錄的目的就是為了定義、舉例說明并判定通常同步帶的失效模式,以便我們采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和糾正行動。
皮帶的正常磨損和失效

在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)2 到3 年后,當(dāng)其芯線達(dá)到疲勞壽命時(shí),皮帶失效是屬于正常情況。在經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn)后,皮帶由于芯線達(dá)到疲勞壽命而失效,這屬于理想的皮帶失效模式。

圖1是一個(gè)參差不齊的45度角的鋸齒狀斷裂皮帶,這是典型的皮帶芯線達(dá)到正常的疲勞壽命造成的。同步帶的齒部也同樣會失效,但是這不屬于理想的皮帶失效模式。在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)下,雖然皮帶能夠保持初始的大小和形狀,但是皮帶齒部會出現(xiàn)磨損。皮帶帆布的外露纖維會使皮帶齒部看起來粗糙毛燥,如圖2 所示。


640.jpg


640-(1).jpg


運(yùn)行2 到3 年后的皮帶不需要再采取任何改善措施。皮帶壽命會由于應(yīng)用的不同,以及各種客觀因素而有較大變化。影響皮帶壽命的因素包括傳輸功率等級,環(huán)境,皮帶安裝張力,帶與輪的匹配,帶輪的質(zhì)量水平,甚至是如何切割、包裝、運(yùn)輸和安裝皮帶。


皮帶折曲失效

皮帶折曲失效模式通常表現(xiàn)為斷裂面芯線成直線排列。如圖3 所示。

640.jpg

當(dāng)皮帶芯線彎曲到非常小的直徑時(shí),這種失效模式就會發(fā)生。急劇的彎曲會使皮帶芯線纖維在巨大的壓力下彎曲和受損,從而使皮帶的拉伸強(qiáng)度下降。皮帶折曲失效是最常見的一種失效模式,通常與皮帶操作不當(dāng)、安裝張緊力過低、帶輪的直徑過小和帶輪里有異物等有關(guān)。


由于操作不當(dāng)所引起的皮帶折曲原因有:存放不當(dāng)、包裝不當(dāng)和皮帶安裝前和安裝時(shí)的操作不當(dāng)。皮帶在過低張緊力的情況下運(yùn)行可能會一直跳齒直到達(dá)到可接受的張緊力,這種現(xiàn)象叫做自動張緊。自動張緊在皮帶的松邊或皮帶齒部進(jìn)入從動輪輪槽的地方可最清晰地觀察到。當(dāng)皮帶自動張緊的時(shí)候,皮帶齒部會跳出帶輪輪槽直到皮帶緊邊加強(qiáng)的張力迫使皮帶齒部再進(jìn)入到帶輪輪槽中。皮帶在被迫回到帶輪輪槽時(shí),常常導(dǎo)致皮帶與帶輪接觸點(diǎn)發(fā)生劇烈、瞬時(shí)的彎曲,這種彎曲會導(dǎo)致皮帶芯線受損。這部分芯線損傷就被稱為折曲。如果緊邊張力不能使皮帶齒部進(jìn)入帶輪輪槽,則皮帶會產(chǎn)生跳齒,也同樣會產(chǎn)生折曲失效或皮帶齒部損傷。

皮帶進(jìn)入直徑過小的帶輪時(shí),也會導(dǎo)致皮帶芯線受損或折曲失效。帶輪和背部惰輪低于規(guī)定的最小值、皮帶和帶輪間有惰輪甚至用手以較小的銳角彎曲皮帶,都會導(dǎo)致皮帶折曲失效。


傳動系統(tǒng)有異物進(jìn)入也同樣會使皮帶產(chǎn)生折曲,他們會使皮帶與帶輪間形成個(gè)尖角,使這一點(diǎn)的皮帶芯線出現(xiàn)折曲。用工具把皮帶強(qiáng)行撬到帶輪上也同樣會使皮帶損壞。在受到異物進(jìn)入或安裝時(shí)使用工具不當(dāng)(如螺絲刀)對皮帶損傷后,皮帶不會立即失效,但是皮帶總體壽命會下降。


沖擊負(fù)荷


當(dāng)從動設(shè)備要求的間隙性或周期性扭矩負(fù)載大于正常水平時(shí),這種沖擊負(fù)荷要超過皮帶本身能承受的力,傳動系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷就出現(xiàn)了。往往會加劇皮帶的失效。普通的三角帶可以用瞬間打滑來減緩沖擊負(fù)荷,但是同步帶必須要傳輸所有的負(fù)荷。劇烈的沖擊負(fù)荷可以導(dǎo)致皮帶芯線以粗糙的不平均的形式斷裂,如圖4 所示。皮帶齒部在帶輪中經(jīng)過即時(shí)沖擊負(fù)荷后可發(fā)展成齒根開裂和/或齒部脫落。如果沖擊負(fù)荷只發(fā)生一次,或在皮帶固定的位置重復(fù)循環(huán),皮帶的其余齒部可能看起來還是正常的。圖5 說明了齒根開裂如何在齒內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。在齒根形成的裂縫有時(shí)會擴(kuò)散到齒尖。積聚過多裂縫時(shí)齒部就會剪切,就會只剩下齒的一部分。

640-(1).jpg

640.jpg



從動設(shè)備產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷可能是傳動系統(tǒng)操作中固有的一部分,或者可能是來自于偶然的,苛刻的情形,比如堵塞。如果傳動系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷不可避免,皮帶的芯線強(qiáng)度就需要提高,或者用可以間歇打滑的三角帶來代替同步帶驅(qū)動。


皮帶安裝張力過高

同步帶安裝張力過高會導(dǎo)致皮帶齒部剪切或斷裂。很多張力過高的皮帶在皮帶齒面上都清晰地留下了輪齒磨損的痕跡。圖6 是皮帶被壓過的表面區(qū)域和齒根開裂的例子。齒根開裂通常會通過芯線擴(kuò)展到其相鄰的開裂處,個(gè)別的皮帶齒部會慢慢脫落。圖7 是張緊力過高的皮帶在大帶輪上被磨過的痕跡。過高的皮帶表層壓力會導(dǎo)致皮帶大面積區(qū)域磨損,最終導(dǎo)致皮帶芯線暴露在外。為了防止這樣的磨損問題,適當(dāng)?shù)钠О惭b張力值必須要準(zhǔn)確的設(shè)定。

640.jpg

640.jpg

皮帶安裝張力過低

中度到高度負(fù)荷的傳動系統(tǒng)中安裝張力過低也會導(dǎo)致皮帶過早的失效。通常張力過低導(dǎo)致的皮帶失效模式表現(xiàn)為跳齒。皮帶跳齒是指皮帶的齒爬出其對應(yīng)的輪槽,并且其根部不再承受負(fù)荷。傳動負(fù)荷進(jìn)一步作用于皮帶側(cè)面使皮帶齒部彎曲,然后跳動。齒部滾動時(shí)可導(dǎo)致橡膠從齒根沿著芯線撕裂。隨著橡膠撕裂的擴(kuò)散,皮帶齒部開始以條狀脫離皮帶,如圖8 所示。由于過多跳齒導(dǎo)致的失效可能看起來好像橡膠與線繩的粘度不夠。然而,由于粘度不足所導(dǎo)致的失效,皮帶中外露芯線通常保持整潔,與滾齒失效模式不同。

640.jpg


當(dāng)皮帶齒部爬出帶輪輪槽而自動張緊時(shí),在橡膠撕裂和齒部脫落前,皮帶容易產(chǎn)生跳齒。跳齒引起的皮帶芯線損傷往往導(dǎo)致皮帶強(qiáng)度提前失效,損傷情況與折曲失效的芯線斷裂情況類似(整齊斷裂)也同樣類似于沖擊負(fù)荷的斷裂(成鋸齒狀并有角度的)。如果皮帶沒有跳齒并且在自張緊時(shí)也在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),這中情況下經(jīng)常發(fā)生皮帶齒部過度磨損。這種齒部磨損叫做勾形磨損,是由于皮帶齒部與帶輪不匹配,如圖9 所示。勾形磨損是由于皮帶的安裝張力不夠和不牢固的傳動系統(tǒng)在低張力的情況下中心距變化所導(dǎo)致的。

640.jpg


通常提高皮帶安裝張力可以防止皮帶過早產(chǎn)生跳齒和勾形磨損。如果提高安裝張力后還是不能防止皮帶失效,可能是傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不夠牢固,不能防止偏差。為了提高皮帶使用性能,非常有必要提高傳動結(jié)構(gòu)的支撐力。如果提高安裝張力不現(xiàn)實(shí),增加帶輪直徑,可以使皮帶在低張力下傳遞較高負(fù)載。合適的安裝張力值可以從蓋茨的設(shè)計(jì)軟件中獲得,通過設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行計(jì)算或者尋求蓋茨銷售人員的支持。


帶輪不平行

皮帶在運(yùn)行時(shí),帶輪軸成一定角度,或帶輪齒形在加工時(shí)存在錐度問題,由于施加在皮帶上的負(fù)載不均勻,帶齒之間會出現(xiàn)不均勻的擠壓。皮帶失效經(jīng)常從齒根開裂處或從承載張力最大的皮帶側(cè)面開始撕裂并擴(kuò)展到整個(gè)皮帶寬度,最終導(dǎo)致皮帶齒部剪切。由于纖拉力比較大,皮帶擠壓嚴(yán)重的一側(cè)可能也會出現(xiàn)明顯的磨損,并且皮帶有可能爬出或滾到帶輪擋邊之處。圖10 顯示了高纖拉力導(dǎo)致了皮帶一邊嚴(yán)重的磨損。

640.jpg


皮帶運(yùn)行在不平行有擋邊的帶輪時(shí),如果皮帶被擠壓在兩個(gè)相對的擋邊中,會導(dǎo)致皮帶兩側(cè)嚴(yán)重磨損。在這種情況下,皮帶會從齒根裂縫或從兩側(cè)撕裂。這種撕裂最終會擴(kuò)展到整個(gè)皮帶,導(dǎo)致皮帶齒部剪切。皮帶運(yùn)行在一個(gè)帶輪兩邊都有擋邊和一個(gè)帶輪兩邊都沒有擋邊時(shí),如果兩個(gè)帶輪不平行,那么皮帶會部分向沒有擋邊的帶輪移動,無擋邊帶輪中這部分皮帶將會承受全部負(fù)載并且可能在運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生一個(gè)集中磨損區(qū)域。圖11 就是大部分齒面的集中磨損,其它地方?jīng)]有磨損。在磨損區(qū)域下面可能會有根部裂縫。皮帶強(qiáng)度或齒面疲勞最終都會導(dǎo)致皮帶的過早失效。

640.jpg


帶輪不合格

無論是由于帶輪的生產(chǎn)不符合標(biāo)準(zhǔn)或磨損到超出標(biāo)準(zhǔn)造成的皮帶過早失效通常很難識別。部分是因?yàn)楫?dāng)皮帶失效時(shí),幾乎很少有人去仔細(xì)地檢查帶輪,而通常都認(rèn)為是皮帶的自身問題。皮帶在尺寸有問題的帶輪上運(yùn)行時(shí),其齒部側(cè)面會出現(xiàn)高度磨損,同時(shí)皮帶側(cè)面的帆布成模糊的絨毛狀或片狀。如圖12 所示。圓弧齒皮帶(HTD,GT2)運(yùn)行在直徑過小的帶輪系統(tǒng)中,會使帶體大面積分裂和皮帶拉伸性斷裂,如圖13 所示。梯形齒(XL, L, H)皮帶通常是齒根裂縫或帶齒剪切,然而皮帶拉伸性斷裂倒不常見。張緊力過高可能導(dǎo)致帶輪更多的磨損。運(yùn)行時(shí)間很長的皮帶的齒面或帆布有時(shí)已經(jīng)完全磨損掉,這種情況就預(yù)示帶輪磨損也已經(jīng)產(chǎn)生。皮帶磨損后會使其芯線與帶輪接觸,從而造成帶輪的外周輪槽也磨損。帶輪的齒頂有凸起是帶輪磨損后的標(biāo)志,如圖14 所示。注意:磨過的表面非常尖銳最好用螺絲起子去感覺,以防手被劃傷。這種情況下,應(yīng)該更換帶輪。在腐蝕性空氣下,帶輪最容易被迅速磨損。嚴(yán)重磨損的帶輪通常表現(xiàn)為輪槽磨損和帶輪加工外徑的減少。磨損帶輪導(dǎo)致皮帶失效典型的表現(xiàn)為皮帶齒底磨光性損傷和齒部區(qū)域性尺寸變形。經(jīng)過硬鍍鉻過的帶輪可以延長其在腐蝕性空氣中的壽命。另一種情況,如果替換后的新皮帶的壽命比以前的皮帶低,也要仔細(xì)檢查下帶輪是否過度磨損。

640.jpg

640.jpg


640.jpg


帶輪跳動

皮帶運(yùn)行在徑向跳動的帶輪系統(tǒng)中時(shí),帶輪旋轉(zhuǎn)時(shí)皮帶的張緊力會周期性的升降。跳動的越厲害,最大張緊力就升的越高。受此影響,使齒底看起來像被碾碎一樣,如圖15。碾碎的帶體可能與在適度尺寸帶輪中而運(yùn)行的皮帶張緊力過高所導(dǎo)致的現(xiàn)象相類似。而極端周期性的張力變化常常導(dǎo)致皮帶齒部撕裂或皮帶拉伸性斷裂。帶輪往錐套上安裝,或在最小的帶輪光孔基礎(chǔ)上進(jìn)行再擴(kuò)孔后安裝時(shí),往往容易發(fā)生跳動。如何按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝,以及如何確保軸孔的配合,在蓋茨的相關(guān)設(shè)計(jì)手冊中有詳細(xì)的說明。

640.jpg


腐蝕空氣


皮帶運(yùn)行在腐蝕性空氣的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí),比如翻砂攪拌機(jī),鐵礦石加工設(shè)備,磷酸鹽采礦輸送設(shè)備,帶齒側(cè)面和皮帶齒底高度會磨損,磨損區(qū)域常常光亮。圖16 為在高腐蝕性環(huán)境中的保力強(qiáng)GT2的磨損皮帶。在腐蝕空氣下帶輪通常磨損加快,所以帶輪與皮帶應(yīng)該一起更換。為了延長皮帶和帶輪的壽命,最好安裝個(gè)有潔凈空氣加壓的密封罩,防止腐蝕性的灰塵物體進(jìn)入而污染。

640.jpg


高溫降解

當(dāng)橡膠皮帶工作在高溫(高于85℃)較長一段時(shí)間后,橡膠成分會變硬,由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)彎曲導(dǎo)致背部開裂。這些開裂處與齒的方向平行,并且常常發(fā)生在帶齒中間。如圖17。皮帶由于齒部剪切也會導(dǎo)致拉伸性斷裂。

640-(1).jpg


耐高溫橡膠皮帶結(jié)構(gòu)可用于這種要求高溫環(huán)境的應(yīng)用中,這些特殊的皮帶結(jié)構(gòu)提高了皮帶的使用壽命。如果要了解特殊耐高溫結(jié)構(gòu)皮帶在特殊的應(yīng)用下是否能夠提高皮帶性能,請與蓋茨的銷售人員聯(lián)系。蓋茨保力強(qiáng)GT2 的皮帶,帶體材料屬于熱塑性聚氨酯材料(有熔點(diǎn))。當(dāng)溫度超過85℃時(shí),帶齒可能會變軟并且變形。此外,芯線也會完全喪失對帶體的支撐能力。圖18 是暴露在高溫條件下的保力強(qiáng)GT2 的皮帶。



化學(xué)降解

橡膠皮帶在揮發(fā)性有機(jī)溶劑和臭氧的環(huán)境下的失效與在高溫環(huán)境下的失效情況類似。橡膠成分會變硬,皮帶會呈現(xiàn)背部開裂。但開裂的形式不太一致,因?yàn)橄鹉z結(jié)構(gòu)的硬化幾乎發(fā)生在皮帶表面,而這可能導(dǎo)致皮帶縱橫向的開裂,各種各樣的形狀都有可能產(chǎn)生。


異物進(jìn)入

異物進(jìn)入帶輪和皮帶之間時(shí),對帶齒和芯線都會造成損壞。芯線通常在內(nèi)部斷裂(圖19 所示)或不久后由于過度彎曲而失效(圖20 所示)。

640.jpg


640.jpg


部分皮帶芯線斷裂后,整根皮帶的拉伸強(qiáng)度就會大幅度下降。這也導(dǎo)致皮帶壽命顯著地下降。如果發(fā)現(xiàn)皮帶已損壞,應(yīng)該更換皮帶,并對帶輪進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)受損的帶輪, 也應(yīng)該及時(shí)更換。




相關(guān)文章

  • 艾瑪森工業(yè)皮帶銷售部
  • 咨詢QQ: 1289756678
  • 聯(lián)系電話: 139-2775-5875
  • 傳真: 0757-82010552
  • 郵箱: 1289756678@qq.com
  • 公司地址: 佛山市禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)湖涌工業(yè)區(qū)豫陽二路12號之五
技術(shù)支持: 牛商股份 (股票代碼:830770) 艾瑪森工業(yè)皮帶銷售部 有限公司版權(quán)所有 備案號: 粵ICP備17054284號    百度統(tǒng)計(jì)

艾瑪森微信公眾號掃一掃 關(guān)注微信

艾瑪森手機(jī)站打開手機(jī)網(wǎng)站