同步帶失效的原因是什麼(me)?
同步帶在使用過(guò)程中會(huì)有失效的情況,那麼(me)大家是否了解同步帶失效的原因呢?下面(miàn)詳細爲大家介紹:
一、皮帶的正常磨損和失效
在皮帶運轉2 到3 年後(hòu),當其芯線達到疲勞壽命時,皮帶失效是屬于正常情況。在經(jīng)過(guò)長(cháng)期運轉後(hòu),皮帶由于芯線達到疲勞壽命而失效,這(zhè)屬于理想的皮帶失效模式。
同步帶的齒部也同樣(yàng)會(huì)失效,但是這(zhè)不屬于理想的皮帶失效模式。在長(cháng)期的運轉下,雖然皮帶能(néng)夠保持初始的大小和形狀,但是皮帶齒部會(huì)出現磨損。皮帶帆布的外露纖維會(huì)使皮帶齒部看起(qǐ)來粗糙毛燥。
運行2 到3 年後(hòu)的皮帶不需要再采取任何改善措施。皮帶壽命會(huì)由于應用的不同,以及各種(zhǒng)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,環境,皮帶安裝張力,帶與輪的匹配,帶輪的質量水平,甚至是如何切割、包裝、運輸和安裝皮帶。
二、皮帶折曲失效
皮帶折曲失效模式通常表現爲斷裂面(miàn)芯線成(chéng)直線排列。
當皮帶芯線彎曲到非常小的直徑時,這(zhè)種(zhǒng)失效模式就(jiù)會(huì)發(fā)生。急劇的彎曲會(huì)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度下降。皮帶折曲失效是最常見的一種(zhǒng)失效模式,通常與皮帶操作不當、安裝張緊力過(guò)低、帶輪的直徑過(guò)小和帶輪裡(lǐ)有異物等有關。
由于操作不當所引起(qǐ)的皮帶折曲原因有:存放不當、包裝不當和皮帶安裝前和安裝時的操作不當。皮帶在過(guò)低張緊力的情況下運行可能(néng)會(huì)一直跳齒直到達到可接受的張緊力,這(zhè)種(zhǒng)現象叫(jiào)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。當皮帶自動張緊的時候,皮帶齒部會(huì)跳出帶輪輪槽直到皮帶緊邊加強的張力迫使皮帶齒部再進(jìn)入到帶輪輪槽中。皮帶在被(bèi)迫回到帶輪輪槽時,常常導緻皮帶與帶輪接觸點發(fā)生劇烈、瞬時的彎曲,這(zhè)種(zhǒng)彎曲會(huì)導緻皮帶芯線受損。這(zhè)部分芯線損傷就(jiù)被(bèi)稱爲折曲。如果緊邊張力不能(néng)使皮帶齒部進(jìn)入帶輪輪槽, 則皮帶會(huì)産生跳齒,也同樣(yàng)會(huì)産生折曲失效或皮帶齒部損傷。
皮帶進(jìn)入直徑過(guò)小的帶輪時,也會(huì)導緻皮帶芯線受損或折曲失效。帶輪和背部惰輪低于規定的最小值、皮帶和帶輪間有惰輪甚至用手以較小的銳角彎曲皮帶,都(dōu)會(huì)導緻皮帶折曲失效。
傳動系統有異物進(jìn)入也同樣(yàng)會(huì)使皮帶産生折曲,他們會(huì)使皮帶與帶輪間形成(chéng)個尖角,使這(zhè)一點的皮帶芯線出現折曲。用工具把皮帶強行撬到帶輪上也同樣(yàng)會(huì)使皮帶損壞。在受到異物進(jìn)入或安裝時使用工具不當(如螺絲刀)對(duì)皮帶損傷後(hòu),皮帶不會(huì)立即失效,但是皮帶總體壽命會(huì)下降。
三、沖擊負荷
當從動設備要求的間隙性或周期性扭矩負載大于正常水平時,這(zhè)種(zhǒng)沖擊負荷要超過(guò)皮帶本身能(néng)承受的力,傳動系統中的沖擊負荷就(jiù)出現了。往往會(huì)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荷,但是同步帶必須要傳輸所有的負荷。
劇烈的沖擊負荷可以導緻皮帶芯線以粗糙的不平均的形式斷裂。皮帶齒部在帶輪中經(jīng)過(guò)即時沖擊負荷後(hòu)可發(fā)展成(chéng)齒根開(kāi)裂和/或齒部脫落。如果沖擊負荷隻發(fā)生一次,或在皮帶固定的位置重複循環,皮帶的其餘齒部可能(néng)看起(qǐ)來還(hái)是正常的。在齒根形成(chéng)的裂縫有時會(huì)擴散到齒尖。積聚過(guò)多裂縫時齒部就(jiù)會(huì)剪切,就(jiù)會(huì)隻剩下齒的一部分。
從動設備産生的沖擊負荷可能(néng)是傳動系統操作中固有的一部分,或者可能(néng)是來自于偶然的,苛刻的情形,比如堵塞。如果傳動系統的沖擊負荷不可避免,皮帶的芯線強度就(jiù)需要提高,或者用可以間歇打滑的三角帶來代替同步帶驅動。
四、皮帶安裝張力過(guò)高
同步帶安裝張力過(guò)高會(huì)導緻皮帶齒部剪切或斷裂。很多張力過(guò)高的皮帶在皮帶齒面(miàn)上都(dōu)清晰地留下了輪齒磨損的痕迹。齒根開(kāi)裂通常會(huì)通過(guò)芯線擴展到其相鄰的開(kāi)裂處,個别的皮帶齒部會(huì)慢慢脫落。過(guò)高的皮帶表層壓力會(huì)導緻皮帶大面(miàn)積區域磨損,最終導緻皮帶芯線暴露在外。爲了防止這(zhè)樣(yàng)的磨損問題,适當的皮帶安裝張力值必須要準确的設定。
五、皮帶安裝張力過(guò)低
中度到高度負荷的傳動系統中安裝張力過(guò)低也會(huì)導緻皮帶過(guò)早的失效。通常張力過(guò)低導緻的皮帶失效模式表現爲跳齒。皮帶跳齒是指皮帶的齒爬出其對(duì)應的輪槽,并且其根部不再承受負荷。傳動負荷進(jìn)一步作用于皮帶側面(miàn)使皮帶齒部彎曲,然後(hòu)跳動。齒部滾動時可導緻橡膠從齒根沿著(zhe)芯線撕裂。随著(zhe)橡膠撕裂的擴散,皮帶齒部開(kāi)始以條狀脫離皮帶。由于過(guò)多跳齒導緻的失效可能(néng)看起(qǐ)來好(hǎo)像橡膠與線繩的粘度不夠。然而,由于粘度不足所導緻的失效,皮帶中外露芯線通常保持整潔,與滾齒失效模式不同。
當皮帶齒部爬出帶輪輪槽而自動張緊時, 在橡膠撕裂和齒部脫落前,皮帶容易産生跳齒。跳齒引起(qǐ)的皮帶芯線損傷往往導緻皮帶強度提前失效,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(yàng)類似于沖擊負荷的斷裂(成(chéng)鋸齒狀并有角度的)。如果皮帶沒(méi)有跳齒并且在自張緊時也在繼續運轉,這(zhè)中情況下經(jīng)常發(fā)生皮帶齒部過(guò)度磨損。這(zhè)種(zhǒng)齒部磨損叫(jiào)做勾形磨損,是由于皮帶齒部與帶輪不匹配。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在低張力的情況下中心距變化所導緻的。
通常提高皮帶安裝張力可以防止皮帶過(guò)早産生跳齒和勾形磨損。如果提高安裝張力後(hòu)還(hái)是不能(néng)防止皮帶失效,可能(néng)是傳動系統結構不夠牢固,不能(néng)防止偏差。爲了提高皮帶使用性能(néng),非常有必要提高傳動結構的支撐力。如果提高安裝張力不現實,增加帶輪直徑, 可以使皮帶在低張力下傳遞較高負載。
六、帶輪不平行
皮帶在運行時,帶輪軸成(chéng)一定角度, 或帶輪齒形在加工時存在錐度問題,由于施加在皮帶上的負載不均勻,帶齒之間會(huì)出現不均勻的擠壓。皮帶失效經(jīng)常從齒根開(kāi)裂處或從承載張力最大的皮帶側面(miàn)開(kāi)始撕裂并擴展到整個皮帶寬度, 最終導緻皮帶齒部剪切。由于纖拉力比較大,皮帶擠壓嚴重的一側可能(néng)也會(huì)出現明顯的磨損,并且皮帶有可能(néng)爬出或滾到帶輪擋邊之處。
皮帶運行在不平行有擋邊的帶輪時,如果皮帶被(bèi)擠壓在兩(liǎng)個相對(duì)的擋邊中,會(huì)導緻皮帶兩(liǎng)側嚴重磨損。在這(zhè)種(zhǒng)情況下,皮帶會(huì)從齒根裂縫或從兩(liǎng)側撕裂。這(zhè)種(zhǒng)撕裂最終會(huì)擴展到整個皮帶,導緻皮帶齒部剪切。
皮帶運行在一個帶輪兩(liǎng)邊都(dōu)有擋邊和一個帶輪兩(liǎng)邊都(dōu)沒(méi)有擋邊時,如果兩(liǎng)個帶輪不平行,那麼(me)皮帶會(huì)部分向(xiàng)沒(méi)有擋邊的帶輪移動,無擋邊帶輪中這(zhè)部分皮帶將(jiāng)會(huì)承受全部負載并且可能(néng)在運行一段時間後(hòu)産生一個集中磨損區域。在磨損區域下面(miàn)可能(néng)會(huì)有根部裂縫。皮帶強度或齒面(miàn)疲勞最終都(dōu)會(huì)導緻皮帶的過(guò)早失效。
七、帶輪不合格
無論是由于帶輪的生産不符合标準或磨損到超出标準造成(chéng)的皮帶過(guò)早失效通常很難識别。部分是因爲當皮帶失效時,幾乎很少有人去仔細地檢查帶輪, 而通常都(dōu)認爲是皮帶的自身問題。皮帶在尺寸有問題的帶輪上運行時,其齒部側面(miàn)會(huì)出現高度磨損,同時皮帶側面(miàn)的帆布成(chéng)模糊的絨毛狀或片狀。
圓弧齒皮帶(HTD,STS) 運行在直徑過(guò)小的帶輪系統中,會(huì)使帶體大面(miàn)積分裂和皮帶拉伸性斷裂。梯形齒同步帶(XL, L, H) 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(guò)高可能(néng)導緻帶輪更多的磨損。運行時間很長(cháng)的皮帶的齒面(miàn)或帆布有時已經(jīng)完全磨損掉,這(zhè)種(zhǒng)情況就(jiù)預示帶輪磨損也已經(jīng)産生。皮帶磨損後(hòu)會(huì)使其芯線與帶輪接觸,從而造成(chéng)帶輪的外周輪槽也磨損。帶輪的齒頂有凸起(qǐ)是帶輪磨損後(hòu)的标志。注意:磨過(guò)的表面(miàn)非常尖銳最好(hǎo)用螺絲起(qǐ)子去感覺,以防手被(bèi)劃傷。這(zhè)種(zhǒng)情況下,應該更換帶輪。
在腐蝕性空氣下,帶輪最容易被(bèi)迅速磨損。嚴重磨損的帶輪通常表現爲輪槽磨損和帶輪加工外徑的減少。磨損帶輪導緻皮帶失效典型的表現爲皮帶齒底磨光性損傷和齒部區域性尺寸變形。經(jīng)過(guò)硬鍍鉻過(guò)的帶輪可以延長(cháng)其在腐蝕性空氣中的壽命。另一種(zhǒng)情況,如果替換後(hòu)的新皮帶的壽命比以前的皮帶低,也要仔細檢查下帶輪是否過(guò)度磨損。
八、同步帶輪跳動
皮帶運行在徑向(xiàng)跳動的帶輪系統中時,帶輪旋轉時皮帶的張緊力會(huì)周期性的升降。跳動的越厲害,最大張緊力就(jiù)升的越高。受此影響,使齒底看起(qǐ)來像被(bèi)碾碎一樣(yàng)。碾碎的帶體可能(néng)與在适度尺寸帶輪中而運行的皮帶張緊力過(guò)高所導緻的現象相類似。而極端周期性的張力變化常常導緻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上進(jìn)行再擴孔後(hòu)安裝時,往往容易發(fā)生跳動。如何按照标準進(jìn)行安裝,以及如何确保軸孔的配合。
九、腐蝕空氣
皮帶運行在腐蝕性空氣的應用領域時,比如翻砂攪拌機,鐵礦石加工設備,磷酸鹽采礦輸送設備,帶齒側面(miàn)和皮帶齒底高度會(huì)磨損,磨損區域常常光亮在腐蝕空氣下帶輪通常磨損加快, 所以帶輪與皮帶應該一起(qǐ)更換。爲了延長(cháng)皮帶和帶輪的壽命,最好(hǎo)安裝個有潔淨空氣加壓的密封罩,防止腐蝕性的灰塵物體進(jìn)入而污染。
十、高溫降解
當橡膠皮帶工作在高溫(高于85℃)較長(cháng)一段時間後(hòu),橡膠成(chéng)分會(huì)變硬,由于運轉時彎曲導緻背部開(kāi)裂。這(zhè)些開(kāi)裂處與齒的方向(xiàng)平行,并且常常發(fā)生在帶齒中間。皮帶由于齒部剪切也會(huì)導緻拉伸性斷裂。
耐高溫橡膠同步帶結構可用于這(zhè)種(zhǒng)要求高溫環境的應用中,這(zhè)些特殊的皮帶結構提高了皮帶的使用壽命。
聚氨酯同步帶體材料屬于熱塑性聚氨酯材料(有熔點)。當溫度超過(guò)85℃時,帶齒可能(néng)會(huì)變軟并且變形。此外,芯線也會(huì)完全喪失對(duì)帶體的支撐能(néng)力。
十一、化學(xué)降解
同步帶在揮發(fā)性有機溶劑和臭氧的環境下的失效與在高溫環境下的失效情況類似。同步帶材質成(chéng)分會(huì)變硬或變軟,皮帶會(huì)呈現背部開(kāi)裂,但開(kāi)裂的形式不太一緻,可能(néng)導緻皮帶縱橫向(xiàng)的開(kāi)裂,各種(zhǒng)各樣(yàng)的形狀都(dōu)有可能(néng)産生。有些酸堿物質會(huì)將(jiāng)皮帶材質完全腐蝕,變成(chéng)豆腐渣狀,逐步脫落,緻使同步帶喪失傳動功能(néng)。
十二、異物進(jìn)入
異物進(jìn)入帶輪和皮帶之間時,對(duì)帶齒和芯線都(dōu)會(huì)造成(chéng)損壞。芯線通常在内部斷裂 或不久後(hòu)由于過(guò)度彎曲而失效。部分皮帶芯線斷裂後(hòu),整根皮帶的拉伸強度就(jiù)會(huì)大幅度下降。這(zhè)也導緻皮帶壽命顯著地下降。如果發(fā)現皮帶已損壞,應該更換皮帶,并對(duì)帶輪進(jìn)行檢查,如果發(fā)現受損的帶輪,也應該及時更換。