皮帶張力：設定與量測

張力衰減與再張緊、撓曲法、同步帶撓曲負載計算與音波式量測

張力為什麼會下降

安裝張力依型錄標準值設定；張力過高或過低的影響見皮帶張力：過高、過低與跳齒扭矩。皮帶安裝後張力會逐漸下降，因此重新張緊的目標值低於新皮帶的安裝值。主要原因：

初期伸張：縱軸為張力變化率（%），橫軸為走行時間（h）。條件 537-3GT-6、P20-3GT、1000 min⁻¹、扭矩 13.7 N·cm、安裝張力 29.4 N。

負荷率：縱軸為張力保持率（%），橫軸為走行時間（h），曲線為最終負荷補正係數 K＝1.0、2.0、3.0。條件 3GT-6、P20-3GT／P20-3GT、安裝張力 29 N。

初期伸張：使用初期芯線撚合與齒面帆布咬合趨於穩定，張力在前數小時快速下降，與皮帶型式無關。上圖條件下約 10 小時內降到約 75%。
負荷率：K＝皮帶傳動總容量 ÷ 負載動力。K 越小（負荷越重），芯線伸長與齒面帆布磨耗越多，張力下降越多；上圖條件下 500 小時後 K＝1.0 約剩 34%，K＝3.0 約剩 69%。

其他張力下降因素
類別	因素
芯線	撚合穩定化（初期伸張）、應力造成的永久伸長、芳綸吸濕與乾燥、低溫環境、線膨脹係數
齒面帆布	帆布穩定化（初期伸張）、帆布磨耗
皮帶以外	帶輪磨耗、軸承磨耗、軸或鈑金框架撓曲、螺絲鬆動

帶輪反覆彎曲與嚙合慣性也會使張力下降，下降量依使用條件而不同。圖表結果只適用於所列試驗條件。

V 帶運轉初期的伸長較明顯，如有可能，最好在運轉後進行第二次張緊；同步帶不需要。

撓曲法量測張力

現場最常用撓曲法：在跨距中央垂直於皮帶施力，使皮帶下沉規定的撓曲量 δ，讀取此時的撓曲負載 F_δ，與計算值或速查表比對後調整張力。V 帶與同步帶都適用。

新皮帶與重新張緊時的目標值不同；使用張力計會比較方便。

跨距長度： L_{s} = \sqrt{C^{2} - \frac{{(Dp - dp)}^{2}}{4}}

撓曲量： δ = 0.016 L_{s}

C＝軸間距離（mm），Dp＝大帶輪節圓直徑（mm），dp＝小帶輪節圓直徑（mm）。

V 帶的撓曲負載計算、最小值與速查表見皮帶張力：V 帶撓曲負載表；同步帶的計算如下。

同步帶的撓曲負載計算

同步帶以皮帶不鬆弛為原則；過緊縮短壽命，過鬆則在衝擊負荷或啟動扭矩大時可能跳出輪槽。跨距 L_s 與撓曲量 δ 依上方公式計算，撓曲負載為：

F_{δ} = \frac{T_{o} + (L_{s} / L_{p}) \cdot Y}{16}

F_δ＝撓曲負載（N），L_s＝跨距長度（mm），L_p＝皮帶節線周長（mm），T_o＝建議初張力（N），Y＝常數；T_o 與 Y 依皮帶型號與帶寬查型錄的常數表。

衝擊負荷或啟動扭矩大、皮帶會跳出輪槽時，改用常數表的 T_o 最大值計算。
高扭矩型（如 King Power 同步帶）的 T_o 依帶寬、節線周長與轉速查表，公式改為 F_δ＝[T_o＋W(L_s/L_p)·Y]/16，W 為帶寬（mm）。
跳齒扭矩與安裝張力的關係見皮帶張力：過高、過低與跳齒扭矩。

音波式張力計

撥動兩帶輪之間靜止的皮帶，皮帶先不規則振動，之後趨於固有頻率的規律振動。音波式張力計以感測器偵測振動波形，由微電腦濾除雜訊、取得固有頻率，再依輸入的皮帶單位質量、帶寬與跨距換算張力，減少人員判讀差異。

T_{0} = 4 \times M \times W \times S^{2} \times f^{2} \times 10^{- 9}

T₀＝張力（N），M＝每 1 mm 帶寬（或每肋）的單位長度質量（g/m；量測鋼索時為每公尺質量），W＝帶寬（mm）或肋數（量測鋼索時輸入 1），S＝量測跨距（mm），f＝一次固有頻率（Hz）。

量測前確認機器已停機。
多溝帶以肋數代入 W；V 帶與同步帶依張力計內建的皮帶型式選擇單位質量。
帶寬較大時，可在寬度方向分別量測，確認兩側張力是否一致（帶輪不對正時兩側會有差異）。
冷卻風扇等背景噪音大時，在安全程序允許下先關閉噪音源，或改用電磁式感測器；電磁式感測器量測橡膠皮帶時，需在量測面貼薄磁性膜、塗磁性塗料，或夾上磁性夾。
定期以頻率校正器確認張力計的頻率準確度。

本站提供的張力量測工具：U-550 音波式張力計、Krikit 張力計、筆型張力計。

參考資料

Unitta 教育訓練教材《皮帶張力與校正管理》；Gates《傳動帶維護手冊》（2014 年 3 月）；Bando 傳動帶設計資料《V 型皮帶設計及使用注意事項：V 型皮帶的正確繃緊方法》、《齒形帶設計及使用上的注意事項：同步帶正確的繃緊方法》；Gates Unitta Asia《U-508 Sonic Belt Tension Meter》型錄 CAT.513-1（2014）。