传动带用骨架材料现状与展望.doc

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传动带用骨架材料现状与展望

传动带用骨架材料现状与发展 吴贻珍 (无锡市贝尔特胶带有限公司,无锡214176) 摘要:叙述了传动带用骨架材料应用现状、 技术性能及今后的发展方向。 关键词:传动带 骨架材料 纤维 传动带是由橡胶、骨架材料和织物复合而成的橡胶制品,是较为典型橡胶制品之一,其使用过程中,要牵引较大的动力,并受到交互应力作用。其中,95%以上的受力由骨架材料所承受,因此骨架材料在传动带中起关键作用。 传动带用骨架材料发展历程与其它橡胶制品(如轮胎)相同,也是从天然纤维、人造纤维、化学纤维到高性能纤维发展。目前传动带已由原来的易损件向功能件方向转变,其品种规格向多样性发展,由传统的普通包布V带和普通平带发展了窄V带、宽V带、广角带、联组V带、切边V带、多楔带、同步带、绳芯平带和片基平带等。性能要求也向高精度、高速度、大功率、长寿命、低噪声、低成本和紧凑化发展V带、多楔带高速平带等应用受到一定限制。因此国外先进国家在上世纪90年代又逐渐发展一种高模量低收缩(HMLS)聚酯线绳用于传动带骨架材料(强力层),大幅度提高了传动带的使用性能和使用寿命。所谓高模量低收缩(HMLS)聚酯纤维,是美国ALLIEDSIGNAL公司于上世纪80年代开 图2,聚酯浸胶线绳温度与热收缩率关系 规格:1100D\Ttex3×3 图3,切边V带疲劳寿命试验运行过程滑差变化率 图4,多楔带带疲劳寿命试验运行过程滑差变化率 发的一种尺寸稳定型高强度聚酯纤维(又称DSP聚酯纤维,Dimensionally Stable Polyester yarn),这种纤维与普通型聚酯纤维相比突出的特点是:初始模量高,变形伸长小、尺寸稳定、动态生热小,尤其是在高温热收缩小,而在低温是热收缩比普通型聚酯纤维大用这种纤维制成的线绳特别适合于传动带的使用。如在汽车用切边V带、多楔带,使用了这种线绳,可做到带的免维护(Service-free)使用,即带的整个使用寿命期间无需调整其张力。而使用普通的聚酯线绳,新带在最初使用3000~5000KM,要调整一次张力,随后使用期间还要调整2~3次的张力,使用寿命为6~8×104KM,而前者在无需调整张力的情况下,可使用8~10×104 KM,达到汽车发动机第一次大修水平。(Polythy-lene Naphtalate),简称PEN纤维,是一种问世不久的高技术纤维,如图5,由美国Kosa公司首先推出的新产品,这种纤维与常规的涤纶(PET)纤维相比,在力学性能和热性能等方面都比较突出,其杰出的性能有:(1)高模量、高强度、抗拉伸性能好,伸长率6%左右;(2)尺寸稳定性好、不变形,熔点和玻璃化温度较高,热稳定性好;(3)化学稳定性和抗水解性能优异等,如图5。 图5 PEN与PET分子结构图 图6 PEN线绳应力应变曲线 规格:1100D\2×3 PEN纤维具有极其优异的物理机械性能和广泛的用途,引起了众多化纤制造厂商的浓厚兴趣,纷纷投资建设PEN纤维制造厂,并进行新产品的开发,如杜邦、帝人、东丽、东洋纺、伊斯曼、ICI(帝化)、赫司特等公司均处于领先地位。据报道,美国的Allied signal已有200吨/年的生产装置,意大利也有生产线,杜邦正在兴建40000吨/年级纤维制造厂。PEN纤维应用领域十分广阔,特别是在产业用纺织品方面前景十分看好,在传动带如汽车多楔带等应用已有报道。 2.3聚酰胺纤维(尼龙纤维)以聚酰胺为原料,经熔体纺丝等方法制得的一类合成纤维。主要品种有聚酰胺6纤维和聚酰胺66纤维。聚酰胺6纤维和聚酰胺66纤维都具有强度高、回弹性好、耐疲劳等优良性能,密度低于大多数纤维品种,耐磨性能则优于合成纤维其他品种。两者的区别在于熔点和软化点,聚酰胺6纤维分别为215~220℃和 180℃。而聚酰胺66纤维分别为255~260℃和220℃。聚酰胺6在传动带中主要用于片基平带。聚酰胺66用于弹性V带和弹性多楔带,如图7。 近年来弹性多楔带由于无需调节张力、传动结构简单,在我国滚筒洗衣机、健身器材、电动工具和汽车等开始应用,其所用的强力层采高捻度锦纶线绳,扯断伸长达到20%以上。20-200oC)对位芳纶在这几种材料中损耗因子最低,比尼龙和聚酯纤维低7到20倍。芳纶纤维适应于制造高负荷、强冲击、低伸长的包布V带、农机V带、变速V带和同步带等应用,近年已开始用于汽车多楔带。 2.5玻璃纤维 玻璃纤维具有伸长小、模量高、耐热性好等特点,在同步带广泛应用。为了适应汽车同步带向高性能、高强度和高可靠性发展NGF公司开发了一种高强度HTS玻璃纤维线绳,HTS由强度和模量更高、耐水性更好的K玻纤或U玻纤丝做成,如图8。 图8,三种玻璃纤维强度、模量比较(EC9 110.1/11) 1-E玻璃纤维线绳 2-K玻璃纤维线绳 3-U玻璃纤维线

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