V帶結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)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(yáng)市貝爾特橡塑制品有限公司，江蘇 丹陽(yáng) 212353）

V帶在使用過(guò)程中易出現(xiàn)磨損或膠布脫層現(xiàn)象，這對(duì)V帶使用壽命極為不利。隨著V帶制造技術(shù)水平的不斷提高，V帶生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)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(yōu)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變形小、生熱低、與膠料粘合穩(wěn)定性能好，可大幅提高V帶的質(zhì)量和延長(zhǎng)V帶的使用壽命。

本工作通過(guò)優(yōu)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(zhǎng)V帶使用壽命的方法。

1 實(shí)驗(yàn)

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(chǎn)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(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備

JPL型多功能電子拉力機(jī)和JC-4001型V帶疲勞機(jī)，江都市精城測(cè)試儀器廠產(chǎn)品。

1.3 試樣制備

底膠混煉均勻，停放后擠出成型相應(yīng)規(guī)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(cè)試

聚酯線繩性能測(cè)試按照HG/T 2821—2008《V帶和多楔帶用浸膠聚酯線繩》進(jìn)行，其他性能測(cè)試按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 骨架材料

我國(guó)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(fù)荷伸長(zhǎng)率高、熱收縮率低的特點(diǎn)，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(qiáng)力相當(dāng)，斷裂伸長(zhǎng)率和定負(fù)荷伸長(zhǎng)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(yōu)勢(shì)。但聚酯鋼化棕絲線繩強(qiáng)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(jié)果如表2所示。

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

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(jù)V帶的使用特點(diǎn)，將V帶以1 400 mm為界分為短V帶和長(zhǎng)V帶，其耐疲勞性能與包布有一定關(guān)系。骨架材料采用聚酯鋼化棕絲線繩，考察不同規(guī)格粘合增強(qiáng)型滌棉混紡帆布作包布對(duì)短V帶（B1270）和長(zhǎng)V帶（B1800）耐疲勞性能的影響，結(jié)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(qiáng)型滌棉混紡帆布作包布，長(zhǎng)V帶采用兩層3×3粘合增強(qiáng)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(guī)格對(duì)短V帶耐疲勞性能的影響

表4 包布規(guī)格對(duì)長(zhǎng)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(wěn)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(zhì)量對(duì)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(qiáng)型滌棉混紡帆布，考察底膠擠出口型對(duì)V帶性能的影響，結(jié)果如表5所示。

表5 底膠擠出口型對(duì)V帶性能的影響

從表5可以看出，V帶底膠擠出口型對(duì)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(jié)論

普通V帶在疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(jīng)不能適應(yīng)日益發(fā)展的下游市場(chǎng)的需要，因此發(fā)展高質(zhì)量、長(zhǎng)壽命的V帶已經(jīng)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(qiáng)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(zhǎng)。