是否要将粘滞滑轮制成冠状

是否要将粘滞滑轮制成冠状

冠状滑轮是实现平面输送带和传动带对正控制的一个必要设计元素。摩擦覆面层(或“橡胶粘滞层”)有助于增加输送带和传动滑轮之间的拉力。这些覆面层如果单独使用,可优化输送带的性能。然而,当与冠状滑轮组合使用时,可能会产生不良的性能影响,如接头退化以及输送带过早磨损。因此,Habasit 通常建议避免这种组合。

为解释为什么会出现问题,我们需要了解输送带与粘滞冠状滑轮之间的相互作用。首先,我们来看看滑轮冠为确保输送带居中的基本工作原理。

冠状滑轮设计
为确保输送带居中,冠状滑轮设计为滑轮两端直径小于其中间直径。这样输送带就是在锥形表面上运行了,这样会将输送带的边缘推向滑轮的中央。不同的直径也会产生不同的滑轮圆周.

输送带在张力的作用下与冠部设计相吻合,其中施加在输送带中央区域的张力最大。这对应于滑轮的最大直径/圆周。在运行期间,输送带和滑轮在这个接触力最大的区域一起移动。随着滑轮直径/圆周向其两端逐渐减小,滑轮上的输送带路径长度和接触力也会成比例地减少。尽管滑轮锥形端上的输送带路径发生了变化,但这两端的输送带边缘必须继续随着输送带中心移动。因此,输送带边缘会发生相对于滑轮锥形端的滑动,且在输送带路径长度差异最大之处的滑动最大。这些区域中接触力的减少有助于促进输送带边缘的此类滑动。正是输送带与滑轮锥形端之间的这种滑动形成了摩擦反作用力,并产生将输送带边缘推向其中心的力。

现在,我们来看看使用冠状粘滞滑轮会出现什么情况。

翘曲
使用冠状粘滞滑轮时,摩擦力会增加,而这就是潜在问题的源头。如果粘滞层提供足够的摩擦力,较大的居中影响就可能会导致输送带中间部分翘曲,并从滑轮的表面处升起。最后,输送带可能完全翘曲并折叠起来。

 

Crowned pulley

 

粘滑效应

随着输送带与冠状滚轮之间摩擦力的增加,输送带外侧边缘的滑动阻力也成比例增加。例如,如果输送带摩擦力从钢制滚轮表面的 0.15 增加至粘滞层的 0.35,滑动阻力则增加约 133%。这意味着输送带外侧边缘的滑动阻力也增加了,因此边缘就更有可能落后于输送带的中间部分,并使输送带发生横向偏斜(变形)。

Crowned pulley

颤振

此外,由于粘滑效应(或“颤振”),可能还会损坏粘滞层。当输送带外侧边缘由于静摩擦力而产生滑动阻力时,就会发生这种情况,但随后在输送带中间区域的拉动下,这种摩擦力就会削弱,且输送带外侧边缘会突然向前运行。当输送带滑动时,会有力地摩擦粘滞层材料的表面,从而在粘滞层上产生一种以平点形式出现的磨损。在更极端的情况下,输送带在高应力下运行时,其拼接处可能会变形,从而成为故障点。硫化粘滞材料还可能会反硫,并变得又软又粘,从而在输送带、滑动板和/或滚轮上留下橡胶残留物。

Crowned pulley design

Belt travel 输送带行程
Deformation 变形
Belt weft 输送带纬线
Reference 参考

输送带结构和张力在这种效应中发挥了关键作用,因为它们有助于确定磨损的大小、严重程度和数量。例如,横向具有刚性的输送带不会像横向更具韧性的输送带那样变形,且在运行较短距离后很快就会回弹,但会形成更小但更多的颤痕。另一方面,输送带在较高张力条件下会与粘滞层产生更大的摩擦力,从而导致输送带粘附时间更长,并最终以更大的摩擦力滑动,留下更少但更大的颤痕。

Crowned pulley design

Flat spots [chatter marks] 平点(颤痕)

寻找解决方案

如果设计需要使用冠状粘滞滑轮,那么解决这些问题的最佳方法是什么?其中一个方法就是,仔细考虑输送带的结构,并指定一种高度耐用的橡胶,如羧基丁腈橡胶 (XNBR),或采用拉绒或研磨表面处理的交联聚氨酯,硬度范围为 80-90 邵氏硬度。较之于常用的 70 邵氏硬度级橡胶,这可减少摩擦,从而最大限度地减少磨损。

了解滑轮冠的作用原理以及输送带与冠状滑轮之间的动力学有助于优化输送带和输送机性能,从而延长输送带维护间隔和使用寿命。如果您有任何其他问题,请下载我们的《工程设计指南》或联系我们

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2018 7月 9  |  Posted by

Bart Natoli 自从 1986 年就加入了 Habasit 美国分公司,目前是公司的首席应用工程师。他拥有机械工程学士学位、工程和结构工程技术准学位。Bart Natoli 是一名织物输送带和传动带专家。

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