V帶結構與材料的優化

劉士鐸，陳 云

（1.河北辛集金昊橡膠有限公司，河北 辛集 052360；2.江蘇省丹陽市貝爾特橡塑制品有限公司，江蘇 丹陽 212353）

V帶在使用過程中易出現磨損或膠布脫層現象，這對V帶使用壽命極為不利。隨著V帶制造技術水平的不斷提高，V帶生產企業開始采用高模量低收縮的聚酯鋼化棕絲線繩替代普通聚酯線繩作為V帶骨架材料。與普通聚酯線繩相比，聚酯鋼化棕絲線繩具有高模量、低收縮率和優異的粘合性能。作為V帶的骨架材料，聚酯鋼化棕絲線繩能保證V帶在疲勞運轉時變形小、生熱低、與膠料粘合穩定性能好，可大幅提高V帶的質量和延長V帶的使用壽命。

本工作通過優選V帶骨架材料、包布和底膠擠出口型，探索提高V帶粘合性能、延長V帶使用壽命的方法。

1 實驗

1.1 主要原材料

聚酯鋼化棕絲線繩（直徑為1.3 mm），山東威海天乘滑輪特種帶芯有限公司產品；1100dtex/3×3型普通聚酯線繩和高模量低收縮聚酯線繩，浙江尤夫高新纖維股份有限公司產品。

1.2 主要設備

JPL型多功能電子拉力機和JC-4001型V帶疲勞機，江都市精城測試儀器廠產品。

1.3 試樣制備

底膠混煉均勻，停放后擠出成型相應規格的膠條。聚酯線繩浸膠后纏繞，切割成型，上底膠，包浸膠包布，硫化成V帶（B型）。

1.4 性能測試

聚酯線繩性能測試按照HG/T 2821—2008《V帶和多楔帶用浸膠聚酯線繩》進行，其他性能測試按照相應國家標準進行。

2 結果與討論

2.1 骨架材料

我國V帶用聚酯線繩一般有硬聚酯線繩、軟聚酯線繩（普通聚酯線繩和高模量低收縮聚酯線繩）和聚酯鋼化棕絲線繩。由于硬聚酯線繩成本高，普通V帶一般采用軟聚酯線繩作為骨架材料。聚酯鋼化棕絲線繩是一種新型V帶骨架材料，具有與橡膠粘合性能和耐疲勞性能好、定負荷伸長率高、熱收縮率低的特點，符合V帶骨架材料的性能要求。幾種線繩的性能及其V帶（B1600）的性能如表1所示。

從表1可以看出：與普通聚酯線繩相比，高模量低收縮聚酯線繩的斷裂強力相當，斷裂伸長率和定負荷伸長率較小，干熱收縮率較大，V帶的粘合性能和耐疲勞性能較好；與高模量低收縮線繩相比，聚酯鋼化棕絲線繩V帶的粘合性能和耐疲勞性能較好，比普通聚酯線繩更有優勢。但聚酯鋼化棕絲線繩強度小，更適用于載荷小且均勻的小型V帶。

表1 幾種線繩的性能及其V帶的性能

2.2 包布

V帶骨架材料采用聚酯鋼化棕絲線繩，包布采用3×3型浸膠帆布，考察幾種帆布的粘合性能及其作包布的V帶（B1600）疲勞性能，結果如表2所示。

從表2可以看出：在3種帆布中，粘合增強型滌棉混紡帆布的粘合性能優異，其作包布的V帶的耐疲勞性能最好，使用壽命最長。

表2 幾種帆布的粘合性能及其作包布的V帶疲勞性能

根據V帶的使用特點，將V帶以1 400 mm為界分為短V帶和長V帶，其耐疲勞性能與包布有一定關系。骨架材料采用聚酯鋼化棕絲線繩，考察不同規格粘合增強型滌棉混紡帆布作包布對短V帶（B1270）和長V帶（B1800）耐疲勞性能的影響，結果如表3和4所示。

從表3和4可以看出，短V帶采用兩層2×2粘合增強型滌棉混紡帆布作包布，長V帶采用兩層3×3粘合增強型滌棉混紡帆布作包布，V帶的耐疲勞性能較好。

表3 包布規格對短V帶耐疲勞性能的影響

表4 包布規格對長V帶耐疲勞性能的影響

2.3 底膠擠出口型

為了提高底膠的尺寸穩定性和致密性，V帶底膠一般采用擠出方式成型。底膠的形狀和質量對骨架材料的粘合性能和V帶壽命有一定影響。骨架材料采用聚酯鋼化棕絲線繩，包布采用粘合增強型滌棉混紡帆布，考察底膠擠出口型對V帶性能的影響，結果如表5所示。

表5 底膠擠出口型對V帶性能的影響

從表5可以看出，V帶底膠擠出口型對V帶性能有一定的影響，與扁平口型擠出底膠的V帶相比，高口型擠出底膠的V帶的粘合性能和耐疲勞性能較好。

3 結論

普通V帶在疲勞運轉時變形大、生熱高、與膠料粘合性能不好，使用壽命短，這種普通V帶已經不能適應日益發展的下游市場的需要，因此發展高質量、長壽命的V帶已經迫在眉睫。

本工作采用高模量低收縮聚酯鋼化棕絲線繩作為V帶骨架材料，采用粘合增強型滌棉混紡帆布作為V帶外包布，采用高口型擠出底膠制備的V帶粘合性能和耐疲勞性能較好，使用壽命顯著延長。