多楔帶又稱多槽帶或多溝帶屬于特殊帶,常見的特殊帶有多楔帶、汽車用帶、寬V帶(無極變速)、雙面V帶(正反兩面?zhèn)鲃樱┖蛨A形帶。
一、結構
在繩芯結構平帶的基體下有幾條楔角為40°的縱向V形楔的環(huán)形帶。工作面是楔形的側(cè)面。帶材質(zhì)國標有橡膠(采用模壓工藝)和聚氨酯(采用澆注工藝)兩種,主要以前者為主。后者聚氨酯型帶體采用澆注成型,摩擦系數(shù)大,并有良好的耐磨、耐油性能;但允許工作溫度低。
二、特點
同時具有平帶柔軟,V帶摩擦力大的特點,比V帶傳動平穩(wěn),外廓尺寸小,傳動效率高(92%~97%)。傳遞相同功率時,其結構寬度較普通V帶傳動小50%。
多楔帶傳遞功率大(沿帶寬最多可用到75楔),帶速達40m/s,最大傳動比可達37,還可實現(xiàn)多從動輪傳動。
附:帶傳動的效率(約在80%~98%)
帶的種類 |
效率/% |
普通平帶 |
94~98 |
有張緊輪的平帶 |
90~95 |
尼龍片復合平帶 |
98~99 |
普通V帶:簾布結構 |
87~92 |
普通V帶:線繩結構 |
92~96 |
窄V帶 |
90~95 |
聯(lián)組V帶 |
89~94 |
多楔帶 |
92~97 |
圓形帶 |
95 |
同步帶 |
93~98 |
三、應用范圍
結構緊湊的傳動,特別是用于要求V帶根數(shù)多或輪軸垂直地面的傳動;還可用于多軸傳動。
四、皮帶類型
常見的皮帶類型(IOS(國際標準化組織)Standard,單位為mm)公制:PH、PJ、PK、PL、PM。[注:RMAStandard(美國橡膠標準)(單位為inch英寸(in.))皮帶類型英制:H、J、K、L、M]。
多楔帶屬于標準件,已制訂有國際標準ISO9982:1991,采用有效寬度制,有五種截面尺寸。我國標準等效采用國際標準。其長度為標準值,具體長度查閱設計手冊或產(chǎn)品樣本。
多楔帶主要參數(shù):
型號(PH、PJ、PK、PL、PM)、楔角(40°)、楔距、帶高、峰數(shù)(楔數(shù))、楔頂圓弧半徑、楔底圓弧半徑、帶的有效長度及極限偏差
帶的截面尺寸(GB/T16588-1996)(單位:mm)
型號 |
楔距 |
帶高 |
楔頂圓弧半徑Rmin |
槽底圓弧半徑Rmax |
楔數(shù) |
PH |
1.60 |
3 |
|||
PJ |
2.34 |
4 |
0.4 |
0.2 |
4、6、8、10、12、16、20 |
PK |
3.56 |
6 |
0.5 |
0.25 |
3~20 |
PL |
4.70 |
10 |
0.4 |
0.4 |
6、8、10、12、14、16、18、20 |
PM |
9.40 |
17 |
0.75 |
4、6、8、10、12、14、16、18、20 |
注:1)楔距累積誤差是一個重要參數(shù),但受帶的工作張力和抗拉體彈性模量的影響。
2)楔數(shù)按客戶要求切割。
多楔帶的標記方法:楔數(shù)-型號-有效長度
例如:10PM3350
含義為楔數(shù)為10型號是PM有效長度為3350的多楔帶。
不同類型皮帶主要應用領域:
英寸制國家的多楔帶帶型符號中沒有“P”字,兩者尺寸基本一致。PH型用于傳遞運動,PK主要用于汽車,PJ、PL、PM多用于一般工業(yè)設備。
五、設計計算
已知條件:
傳遞的功率、大小帶輪轉(zhuǎn)速、原動機的種類、傳動形式、傳動比、主動輪轉(zhuǎn)速、工作狀況等。
設計需確認的參數(shù):
帶的類型、帶的長度、帶的楔數(shù)、帶輪直徑(參見JB/T 5983-1992)、傳動中心距、皮帶的工作張力和安裝張力、作用在軸上的力、繪制帶輪工作圖。
設計計算內(nèi)容及步驟:
1)設計功率計算Pd(kW)
Pd=KA*P
式中:
KA一工況系數(shù)(查相關手冊);
P一傳遞的功率,kW。
工況類型:
(1)液體攪拌器、鼓風機和排氣裝置、離心泵和壓縮機、風扇(≤7.5kW)、輕型輸送機;
(2)帶式輸送機(沙子、塵物等)、和面機、風扇(>7.5kW)、發(fā)電機、洗衣機、機床、沖床、壓力機、剪床、印刷機、往復式振動篩、正排量旋轉(zhuǎn)泵;
(3)制磚機、斗式提升機、勵磁機、活塞式壓縮機、輸送機(鏈板式、盤式、螺旋式)、鍛壓機床、造紙用打漿機、柱塞泵、正排量鼓風機、粉碎機、鋸床和木工機械;
(4)破碎機(旋轉(zhuǎn)式、顎式、滾動式)、研磨機(球式、棒式、圓筒式)、起重機、橡膠機械(壓光機、模壓機、軋制機);
(5)節(jié)流機械。
原動機類型:
(1)交流電動機(普通轉(zhuǎn)矩、鼠籠式、同步、分相式)、直流電動機(并勵)、內(nèi)燃機;
(2)交流電動機(大轉(zhuǎn)矩、大滑差率、單相、滑環(huán)式、串勵)、直流電動機(復勵)。
每天連續(xù)運轉(zhuǎn)小時數(shù)/h:
(1)≤6h;
(2)6~16h;
(3)16~24h(含16h);
2)帶型選擇
根據(jù)設計功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1(r/min),從多楔帶選型圖中選取。
3)傳動比i計算:
若不考慮彈性滑動
i=n1/n2=dp2/dp1;
dp1=de1+2*δe;
dp2= de2+2*δe;
式中:
n2一大帶輪轉(zhuǎn)速,r/min;
dp1一小帶輪節(jié)圓直徑,mm;
dp2一大帶輪節(jié)圓直徑,mm;
de1一小帶輪有效直徑,mm;
de2一大帶輪有效直徑,mm;
δe一有效線差,查相關手冊。
4)小帶輪有效直徑de1(mm):
根據(jù)所選帶的型號查相關手冊從有效直徑系列中選取,為提高帶的壽命,條件允許時,de1盡量取較大值。
5)大帶輪有效直徑de2(mm):
de2=i(de1+2*δe)-2*δe,從有效直徑系列中選取。
6)帶速v(m/s):
v=π*dp1*n1/(60x1000)≤vmax;
vmax≤30m/s;
注:若帶速v過高,則應取較小的dp1或選用較小的多楔帶型號。
7)初定中心距a0(mm):
0.7(de1+de2)
也可以根據(jù)結構要求定。
8)帶的有效長度Le0(mm):
Le0=2*a0+π(de1+de2)/2+(de2-de1)^2/(4*a0);
計算出有效長度后,查相關手冊根據(jù)標準長度選取相近的Le值。
9)實際中心距a(mm):
a=a0+(Le-Le0)/2;
為了安裝方便以及補償帶的張緊力,中心距內(nèi)、外側(cè)調(diào)整量,查相關資料。
10)小帶輪包角α1(°):
α1=180°-(de2-de1)x57.3°/a;
注:一般α1≥120°,如α1較小,應增大a或采用張緊輪。
11)帶每楔所傳遞的基本額定功率Pt(kW):
根據(jù)帶型、de1和n1從多楔帶每楔傳遞的額定功率表中查得。
注:特定條件:i=1,α1=α2=180°,特定有效長度,平穩(wěn)載荷。
12)i≠1時,帶每楔所傳遞的基本額定功率增量△pt(kW):
根據(jù)帶型、n1和i從多楔帶每楔傳遞的額定功率表中查得。
13)帶的楔數(shù)z(z取整數(shù)):
z=Pd/((Pt+△Pt)*Kα*KL
式中:
Kα一包角修正系數(shù),查手冊;
KL一帶長修正系數(shù),查手冊;
14)有效圓周力Ft(N):
Ft=Pdx10^3/v;
15)帶的緊邊拉力F1(N):
F1=Ft*(Kr/(Kr-1))
式中:
Kr一帶與帶輪的楔合系數(shù),查手冊;
16)帶的松邊拉力F2(N):
F2=F1-Ft;
17)作用在軸上的力Fr(N):
Fr=(F1+F2)sin(α1/2)
帶輪材料選擇
多楔帶帶輪的結構形式及其材料選擇與V帶輪相同。設計帶輪時,應使其結構便于制造,重量輕,材質(zhì)分布均勻,并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應力。v>5m/s時要進行靜平衡,v>25m/s時則應進行動平衡。
輪槽工作表面應光滑,以減少多楔帶的磨損。
大小帶輪根據(jù)不同使用要求可選用不同的材料,如某些場合大帶輪可選用尼龍,小帶輪選用Q235。帶輪材料常采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等?;诣T鐵應用最廣,當v≤30m/s時用HT150或HT200;v≥25~45m/s,則宜采用孕育鑄鐵或鑄鋼,也可用鋼板沖壓一焊接帶輪。
小功率傳動可用鑄鋁或塑料。
汽車、農(nóng)業(yè)機械的輔助傳動常用鋼板沖壓帶輪或旋壓帶輪。
六、帶輪結構設計(規(guī)格參數(shù))
主要參數(shù)(參見GB/T16588-1996):型號、槽距(基本尺寸、極限偏差和累積誤差)、楔角(40°±0.5°)、楔頂圓角半徑、槽底圓弧半徑。
注:槽的中心線應與帶輪軸線成90°±0.5°角。
多楔帶輪尺寸公差、形位公差及表面粗糙度(參見GB/T 16588-1996)項目有:有效直徑偏差、徑向圓跳動、端面圓跳動(在0.002倍有效直徑de范圍內(nèi))、輪槽工作面粗糙度值(Ra3.2)。
帶輪的標記有槽型、楔數(shù)和有效直徑de組成。
例如:P10PM250其含義:P為帶輪代號,或用“帶輪”;槽型PM;帶輪的有效直徑de=250mm。