電動砂帶機同步帶的優(yōu)化改進研究

摘 要：測試并分析了電動砂帶機同步帶的各項性能。結(jié)果表明，橡膠材料強度不足、及內(nèi)部各層之間的相互粘結(jié)不緊致或者不均勻是同步帶不達標(biāo)的根本原因。通過優(yōu)化橡膠配方和與硫化工藝參數(shù)、改善漿料與粘結(jié)劑、以及調(diào)整涂漿工藝參數(shù)等措施，同步帶的各項性能指標(biāo)得以大幅度提高。

關(guān)鍵詞：電動砂帶機；同步帶；性能；優(yōu)化改進

1 概述

電動砂帶機是一種主要用于磨削木質(zhì)材料平面的電動工具，其具有攜帶方便、磨削效率高等優(yōu)點而受到廣泛應(yīng)用。其工作原理為，以直流或者交流電機輸出動力至減速機構(gòu)，之后逐級傳遞動力至小帶輪、大帶輪和砂帶輪，最終在一對張緊砂帶輪的驅(qū)動下，使與其配合的環(huán)形砂帶紙作連續(xù)的轉(zhuǎn)動，從而可對材料平面進行持續(xù)磨削[1]。

其中小帶輪和大帶輪之間的動力傳遞是通過皮帶實現(xiàn)的，如圖1所示。該皮帶有V型帶、弧形齒同步帶等，而弧形齒同步帶的理論傳輸性能最為突出[2][3]，但因設(shè)計和工藝局限性等原因，國內(nèi)對此同步帶長期依賴進口，故也限制了此類同步帶在國內(nèi)電動砂帶機領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。本文以進口的高性能弧形齒同步帶為標(biāo)桿，進行了國產(chǎn)弧形齒同步皮帶的測試和工藝優(yōu)化改進研究。

2 試驗方法

用萬能試驗機測試皮帶的拉伸強度、齒剪切強度和布剝離強度，測試時的拉伸速度為45mm/min。用特制的堵轉(zhuǎn)循環(huán)試驗設(shè)備，測試堵轉(zhuǎn)循環(huán)性能，轉(zhuǎn)速1500rpm，在單次循環(huán)內(nèi)的運行時間和制動停頓時間分別為10s和15s，達到400次循環(huán)時終止試驗。對于上述各試驗，樣品量均為3個。

3 試驗結(jié)果及優(yōu)化方案

初始樣品的測試結(jié)果如表1所示，其拉升強度優(yōu)于標(biāo)桿，而齒剪切強度、布剝離強度以及堵轉(zhuǎn)循環(huán)與標(biāo)桿分別相差31%～34%、25%～27%、98%～99%。

究其原因，是因同步帶是由橡膠層、線層和布層疊加而成，如圖2所示，若三者之間的相互粘結(jié)不緊致或者不均勻、以及橡膠材料強度或硬度不足等，會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，亦即產(chǎn)生強度薄弱點。對此，相應(yīng)的改善措施為：通過配方和加工參數(shù)調(diào)整，改進橡膠的硫化工藝，提高其彈性和強度，橡膠料硬度由76度增加至86度；通過在布層的涂漿工藝中，調(diào)整漿料量和涂漿參數(shù)等，使得布層能與其他材料均勻緊密粘結(jié)。

在此改善措施下，制作了第1次優(yōu)化樣品，其測試結(jié)果如表2 所示，由此可以看出，樣品的齒剪切強度、布剝離強度和堵轉(zhuǎn)試驗等得以提高，與標(biāo)桿差距分別縮小至8%～11%、6%～10%和63%～78%。其中堵轉(zhuǎn)試驗的差別比例仍較高，說明各層材料間的粘結(jié)性仍需提高，故進一步改善措施為：使用高等級的漿料和粘結(jié)劑，以加強橡膠層、線層和布層之間的粘結(jié)致密性。以此，制作了第2次優(yōu)化樣品。

表3為第2次優(yōu)化樣品的試驗結(jié)果，可以看出，各項結(jié)果均已達到或者優(yōu)于標(biāo)桿。

4 結(jié)論

（1）同步帶不達標(biāo)的根本原因是，其橡膠材料強度不足、及其內(nèi)部各層之間的相互粘結(jié)不緊致或者不均勻。

（2）通過優(yōu)化橡膠配方和硫化工藝參數(shù)、改善漿料與粘結(jié)劑、以及調(diào)整刮漿工藝參數(shù)等，同步帶的各項性能指標(biāo)得以大幅度提高，并最終能達到或優(yōu)于標(biāo)桿要求。

參考文獻

[1]許黎明，胡德金，等.電動工具性能試驗方法的研究和實踐[J].儀器儀表學(xué)報，2003，24（z4）：21-24.

[2]駱治安，陳秋平.圓弧齒同步齒形帶在拉絲機上的應(yīng)用[J].金屬制品，2014，40（6）：38-40.

[3]韓奎亮.同步帶失效形式的研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012， 25（5）：84-86.

作者簡介：吳鵬，男，工學(xué)碩士，現(xiàn)從事新型電動工具及其零部件方面的項目開發(fā)工作。