知識庫

高帶載能力傳動帶的效益

張貼者:2017年8月15日 上午12:24蘇小劈   [ 已更新 2017年8月25日 上午1:02 ]

高帶載能力傳動帶的效益


一條合格的工業皮帶,除了要能適應工業環境(高溫、接觸油料、化學品),本身的帶載能力也非常重要。帶載能力越高可使機器運轉效率增強,產量增高,並可以減少能量傳遞的損耗。

就同一條皮帶而言影響皮帶的帶載能力主要因素:

  • 芯線:高品質的芯線(例如:碳纖維芯線)能使皮帶提高張力、降低延展性,使得傳動能力上升。
  • 膠料:高品質的用料(例如:H-NBR)可以增加皮帶強度、張力。
  • 齒布:尼龍齒布可以降低嚙合時的摩擦力,不但可以降低噪音,還能減少能量傳遞損失。
  • 寬度/併數:相當於增大皮帶與帶輪的摩擦面積,增大了摩擦力,使得帶載能力上升,但機器所需空間也增加,成本提高。

綜合上述原因,皮帶本身用料及製程所表現的帶載能力,將可以彌補其中的不足。


GATES PowerGrip系列為例:
經歷過GT2GT3兩代進步的GTX皮帶,傳動容量大大提升,也因為如此,當皮帶要承受同樣負載時,GTX本身帶載能力夠強,不需要加大皮帶寬度,相較於前代產品,可大大降低空間維護成本。再者GTX抗衝擊性也有大大的進步,高速運轉不怕因震動而使機器空轉。

再以數學方程式角度下手:
P=Fv,功率=有效拉力*速度
在傳遞條件一定的情況下,速度越高,皮帶所需要的有效拉力越小,低速運轉時,便需要更大的有效拉力,皮帶能傳遞的拉力是受限的,在低速大動力情況下工作,皮帶容易拉長、打滑而影響傳動品質,因此皮帶不適合在低速大動力的情況下工作。但GATES PowerGrip GTX本身製造技術大大增強可承受拉力,在低速運轉亦可穩定工作。

同步帶節能

張貼者:2017年8月14日 上午12:22蘇小劈   [ 已更新 2017年10月5日 上午12:21 ]

同步帶節能


在工商業領域,大約三分之一的電動機械使用皮帶傳輸,如果這些系統效率稍稍提升5%,那麼工廠將會降低巨量的能源損耗,這並非遙不可及,高效的同步帶驅動,使得皮帶能夠應用於各種工業領域。

三角帶和同步帶的比較


三角帶:

三角帶有很多種原料組成,有不同的截面、包布,所以可以製造出不同類型皮帶。低成本、適用範圍廣、低噪音等優點,使得三角帶成為電力傳輸行業的首選。


轉矩效率:

  • 皮帶側壁和金屬帶輪槽之間的摩擦所產生的熱量
  • 由於三角帶的厚截面,他們需要更多的能量彎曲以便附著在輪槽上

 

速度損耗:

  • 當張力不足以傳輸負載時,三角帶會打滑。
  • 在皮帶運行期間由於延伸率變大,三角帶需要定期再張緊。


同步帶:

同步帶傳動可以替代三角帶傳動和鏈條傳動。隨著時間推移,同步帶從梯型齒進化到圓形齒,齒廓曲線的演進如下圖從左到右。



轉矩效率:

  • 皮帶和帶輪槽的嚙合使同步帶沒有熱損耗。
  • 同步帶的薄截面,使得他們需要很少的能量來彎曲附著在帶輪上。


速度損耗:

  • 同步帶齒部和帶輪槽的完美嚙合使皮帶不會打滑。
  • 正確安裝同步帶後,由於皮帶很小的延伸率,皮帶不需要再次張緊。




同步皮帶,如 Gates PowerGrip® GT®2 

Poly Chain®GT Carbon™皮帶傳動系統,在

皮帶運行期間保持大約98%-99%的效率。平

均而言,他們的效率比三角帶高5%以上。

摩擦型皮帶的離心力計算

張貼者:2017年8月13日 下午11:44蘇小劈   [ 已更新 2017年10月5日 上午12:22 ]

摩擦型皮帶的離心力計算


高速運轉中,皮帶的離心力是不能忽略的。由於皮帶彎曲部分作圓周運動而使皮帶受到的離心拉力存在於整條皮帶上,在皮帶彎曲部分,離心力還使皮帶與帶輪之間的正壓力減小,影響承載能力。因此在進行高速皮帶傳動相關計算時,應考量離心力的作用。

1.離心力的推導

如圖所示,取一微段帶dl,其對應的圓心角為da。微段帶以速度v、半徑微R繞帶輪圓心作圓周運動。根據力的疊加原理,只考慮圓周運動及離心力作用,則微段帶兩端面受到離心拉力Fc作用。法向量上,根據達朗伯原理可列出平衡方程式。


根據離心力基本公式:

(1)    2Fc*sin(da/2)=dFc

(2)    Fc=(m*v^2)/R

(3)    dFc=(dm*v^2)/R         (微分) 

(4)    da=dI/R                      (扇形圓心角=弧長/半徑)

(5)    dm=q*dl

(6)    dFc=(q*R*da*v^2)/R

將(4)(5),代入(3),將(6)代入(1)中

(7)    2Fc*sin(da/2)=dFc=q(Rda)v^2/R=qv^2da

化簡(7),的皮帶離心力公式

(8)    Fc=q*v^2


其中,q為單位長度質量(kg/m),R為帶輪基準直徑;

因為da很小,sin(da/2)=da/2。


2.舉例計算

設計一V型帶傳動,採用Super HC 3VX單根皮帶,條件:主動輪R=0.11m,主動輪轉速n=1500RPM,皮帶單位質量q=59.8g/m,求該皮帶在主動輪上的離心力。


已知皮帶單位質量:
q=59.8g/m=0.0598kg/m

主動輪線速度:
v=2πRn=2*3.14*0.11*1500/60=17.27m/s

根據推導出的離心力公式 
(8)    Fc=c*v^2

所以離心力
Fc=0.0598*17.28^2=17.84N

風扇設備的節能

張貼者:2017年8月13日 下午8:48蘇小劈   [ 已更新 2017年10月5日 上午12:23 ]

風扇設備的節能


通過在實驗室測試比較V型帶和同步帶的傳動結果,下列這些同步帶優於三角帶傳動效率的特徵,能夠幫你判斷節能領域。

1.高扭矩使用V型帶的應用

     同步帶的傳動效率的增加量會隨著扭矩的增加而增加。V型帶的效率會隨著打滑的增加而減少,尤其是扭矩克服靜態張力的時候。

2.低於或高於皮帶能力的時候

    此時,傳動效率對V型帶影響較大,而對同步帶影響較小。

3.缺乏維護

    正確的維護可以讓V型帶在安裝時保持95-98%的傳動效率。經常維護能延緩皮帶衰退老化。

有很多種方法能夠對比測試同步和三角帶的節能優劣,當前最常用的方法就是輸入-輸出測試。

  1. 根據馬達功率曲線得出運行時的平均功
  2. 風扇的風量
  3. 風扇的靜態壓力
  4. 風扇的靜態效率


平均KW決定輸入的HP,部分KW被馬達吸收用來轉化為熱能損失和轉子轉動能量。馬達的效率等級決定了風扇實際使用的能量。


風量,靜態壓力和靜態效率是計算馬力輸出所必須的。無論三角帶還是同步帶,同可以通過下面的公式計算效率。

效率(百分比)=(HP輸出/HP輸入)*100


一個簡單但是不夠精確的測算節能的方法就是輸入測量,這種方法使用安培計、電壓計和轉速計。他假設無論三角帶還是同步帶輸出的風量相同,所以風扇的轉速是一致的。如果做不到,那麼很可能得出一個同步帶比三角帶更浪費能源的缺陷。這個缺陷和電流曲線以及風扇風量有關。

 

風扇轉速越高,需要的功率就越多。如果同步帶設計的傳動比是基於三角帶傳動比設計的,那麼同步帶風扇轉速就會高於打滑中的三角帶轉速,這將導致馬達電流升高,造成能量增加的結論。這時候風量也會增加。

 

風量的增加也是電流增加後表現出來的優點。盡管如此,真正的節能對比需要從三角帶傳動中也同樣能得到相同的風量。同步帶風扇轉速要盡可能靠近實際測量的三角帶轉速。

 

文章參考:Gates 傳動月刊 2016.十二月刊

皮帶為甚麼打滑

張貼者:2017年8月13日 下午7:55蘇小劈   [ 已更新 2017年10月5日 上午12:23 ]

皮帶為甚麼打滑


客戶的皮帶若有打滑現象,那麼他需要的是更多張力,而不是皮帶。

皮帶之所以打滑,原因出自下列情況:

(1)   皮帶噪音

(2)   從動輪丟轉

(3)   皮帶旋轉燒傷

(4)   帶輪表面很燙

 

噪音不一定暗示打滑,唧唧的噪音聲可以通過肥皂和石墨立即消除,這不能暗示皮帶出現打滑。但高負載下的尖叫聲往往暗示出現了打滑。

測量速度也不能案是一定出現打滑,除非現在滿載和空載的條件下,軸上速度讀數都出現這種類似情況。首先做的事是檢查從動輪的理論速度。

旋轉燒傷可以確定是出現了皮帶打滑。如果皮帶輪槽裡的溫度比附近的軸高,這個傳動很可能出現了打滑。


V帶驅動原理-II

我們知道(T1-T2)適用於特定的驅動(Vlo.2,No.37),我們需要另外的關係式找出他們的聯繫。這些需要計算惰輪壓力,軸承負載以及間接地馬力等級。

T1=緊邊壓力,T2=鬆邊壓力,E=2.718(自然對數),θ=包角弧度,K=一個綜合係數(包括防止過載打滑的安全係數、摩擦係數以及皮帶在輪槽裡的擠壓力係數。

 

V型帶的驅動設計是基於包角為180°時張力比率為5:1的比率設計的。

這就使θ=π時,k=0.512

這給我們一個計算任何包角情況下張力比率的關係式


實際的張力比率取決於皮帶安裝時的初張力,可能和用上面公式計算的有區別。


盡管如此,在包角180°的5:1張力比率是一個很有價值的設計參數用來計算V型帶的負載能力。


文章參考:Gates 傳動月刊 2016.五月刊

產品應用說明-有效長度

張貼者:2017年8月13日 下午6:49蘇小劈   [ 已更新 2017年8月24日 上午12:52 ]

產品應用說明-有效長度

有效長度是指一條皮帶在指定張力及帶輪寬度下的長度。用兩個相同的帶輪測量,皮帶長度就很容易算出來。


有效長度=2C+πD


有效長度可能比皮帶的外周長更長或更短。控制皮帶在輪槽內的露出高度可以通過定義來獲得。有效長度的數據在DH-754DH675DH-769DH-658DH-762裡能找到。

同步皮帶導電性的工業標準

張貼者:2017年8月1日 上午1:11蘇小劈   [ 已更新 2017年10月5日 上午12:21 ]

同步皮帶導電性的工業標準
現在工上越來越注重皮帶的導電性能,而且各個行業越來越來越關注其安全要求,比如歐洲ATEX防爆指令,

這篇產品應用說明將會解釋皮帶導電性的工業標準以及該標準是如何制定的。

 

同步皮帶的導電性是如何測量的:

ISO 9563 同步帶量產方法

測量裝置:一個帶有斷路500V直流電壓的絕緣測試儀表,測量電

阻誤差在土10%內,而且在樣本號能中不應超過3W

 

電極布置:兩電極由適當導電材料的金屬構成,電極最小接觸面

寬度20mm且底部形要與測試的皮帶齒部區配,而且要覆蓋住

相近的3個齒和齒底部的2個槽接觸.兩電極的距離應該保持7

槽和6個齒頂部組成的尺寸,電極排列如下圖所示:

 

截圖自 ISO 9563文件

 

環境條件:溫度21   -25,相對溫度45%-55%rh

 

測量步驟:

1.      將皮帶放置於絕緣平面且齒部向上

2.      用手將電極壓靠在表面,這才不會發生變形使皮帶受損。

3.      測量兩電極之間電阻值,用絕緣測試儀器測試4~6

4.      許可電阻值是計算出來的,根據電極之間距離和電極的寬度或皮帶的寬度(兩者較窄的)。電阻值在1x10^4歐姆以下,才被認定為導電皮帶。

 

同步皮帶導電性的注意事項

    當皮帶滿足當地和國際標準的導電性能時,我們需要明白:所有工業導電標準是針對新皮帶而制定,即未被使用過的皮帶。工業導電性標準不適用於已被使用過的皮帶。

 

 

總結

   皮帶導電性的工業標準僅適用於新皮帶,對於快速磨損的導電性皮帶,工業導電性標準並不適用。蓋茲保力強碳纖維Volt系列皮帶滿足ARPM IP-3-3ISO 9563 工業皮帶導電性,使得保力強碳纖維Volt系列皮帶在潛在危險環境中,從始至終都是最安全的選擇。

 


























要點:

1-在兩電極間保持7槽、6齒的距離

2-電極負載3齒、2

3-絕緣表面

4-絕緣夾鉗

5-電極

6-皮帶

並聯式三角帶

張貼者:2016年4月14日 下午8:46Cason Wu

在脈衝、衝擊負載或極端震動運行條件下,單條三角帶可能會發生輪溝內翻轉的問題。並聯型三角帶將數條皮帶以高強度方式接合,提供側向剛性,使所有三角帶在輪溝中保持直線運行,如同一體。因此可以避免皮帶跳動翻轉糾結分離等問題,使系統運行持久免於故障。

  • Gates PowerBand 獨特的交叉線繩並連接合方式,容許三角帶獨立落坐於輪溝之中,同時仍能以高效能協同運行。
  • Gates Predator系列的並聯三角帶還有自我保護特性,容許破壞性的雜物由外穿刺而過而不撕裂分離。

皮帶傳動中耐油和耐化學物質介紹

張貼者:2014年7月23日 下午11:18WDF BELT   [ 已更新 2014年7月23日 下午11:21 ]

  一般來說,如果在驅動中的皮帶受到油或化學物質的污染,將明顯影響皮帶的使用壽命和系統的性能。化學品的濃度,油的多少,皮帶長度和型號的選擇,以及外部環境,比如溫度和濕度,這些因素都會對皮帶的性能和壽命產生一定程度上的影響。

  當皮帶暴露在油或化學品的環境中,有兩點需要特別注意。首先最明顯的是皮帶可能發生膨脹或皮帶截面尺寸發生變化,導致皮帶不能和帶輪匹配。其次少數皮帶的外觀發生變化,也就是皮帶的物理特性發生了變化,包括皮帶的粘結力。如果皮帶的膨脹或其物理特性的變化比較明顯,皮帶的壽命也將明顯縮短。

  如果傳動中有大量的化學物質,如油和油脂,酸性物質和溶劑都將明顯影響皮帶的性能。

  沒有一個人造橡膠可以抵禦以上所有物質,有些橡膠混合物可以抵禦其中某一種化學物質,但不可能抵所有化學物質。出於這點,所有RMA的皮帶生產廠所製造的皮帶都只在一定範圍內滿足耐油和耐化學物質。其中天然的橡膠混合吻,包括和其類似結構的皮帶,可以一定程度上的減小由於油或化學品帶來的膨脹或污染。偶爾由於油或油脂導致的皮帶的開裂不意味著對所有的皮帶都產生影響,比如汽車的風扇皮帶就是個典型的例子。

  另外,現存的化學物質高很多種,例如汽油,會使皮帶發脹或污染皮帶中橡膠混合物,這會導致皮帶發脆,開裂或膨脹,使皮帶性能下降。把所有對皮帶有影響的化學物質都一一羅列出來是不現實的,而生產化工原料工廠的配方會把它變得更複雜。因為配方一般是保密的,而皮帶性能只有在非常嚴謹的實驗室才能測試出來。而不同公司有著各自的橡膠混合物, 通常這些混合物被定義成為對於普通的油脂或溶劑有著抗污染和腐蝕的性能。

如果驅動中的皮帶受到一定程度的油或油脂的影響,不推薦使用包布帶或切邊帶而考慮使用同步帶, 因為同步帶是嚙合傳動而非摩擦傳動, 所以對於這些物質對於同步帶造成的影響不大, 同時也可以諮詢皮帶生產商的意見。

從上得知,皮帶受到污染可能有許多種狀況,下面是對於在有化學污染環境的條件下,選取皮帶傳動系統的基本原則。
  1. 防止污染的累積。
  2. 如果皮帶的傳動中只是偶爾受到污染,還是可以使用三角帶或同步帶的。
  3. 如果想延長皮帶壽命和系統無故障運行,而皮帶又會接觸到油或暴露在化學品或油脂的環境中,請諮詢皮帶生產商。

資料來源:GATES傳動聚焦

皮帶輪擋片安裝

張貼者:2014年1月10日 上午1:25WDF BELT   [ 已更新 2014年1月11日 下午10:13 ]

齒形皮帶輪不具有平皮帶輪般的輪緣,所以在軸平行度、皮帶旋轉影響下,運轉時可能會偏向,因此設計時應根據以下要領安裝檔片。

雙軸傳動時

在兩個皮帶輪中某一個的兩側安裝擋片(例1)或在兩個皮帶輪的相異側分別各安裝一個擋片(例2)。
軸間距離是小皮帶輪徑的8倍以上時,應在兩個皮帶輪的兩側分別安裝擋片。(例3)
※兩側都安裝擋片時,在小皮帶輪側安裝比較經濟。

多軸傳動時

每隔一個皮帶輪,使用一個雙側擋片皮帶輪。(例1)
或使用安裝方向相反的單側擋片皮帶輪。(例2)

水平懸掛時

水平懸掛使用時,由於皮帶的自身重量,皮帶可能會從皮帶輪邊緣滑脫,因此請在其中一個皮帶輪的兩側、另一個皮帶輪的一側(下側)安裝擋片(特別是Sl4M、XH、XXH型)。

另外,在鑄造件上安裝擋片時請使用螺絲固定。

1-10 of 18