张力将皮带径向压入凹槽,并且成角度的侧面转动,从而在壁上产生更大的法向力。在 600 N 的径向夹紧力下,每个侧面承载 600 / (2 x sin 20°) = 877 N,因此总共 1,754 N,其中相同 600 N 下的平带每侧承载 300 N。楔形因子为 1 / sin 20° = 2.92。
抓地力是楔形系数乘以摩擦力乘以径向载荷,F = 2.92 x mu x Fr,机加工钢上干净的橡胶侧面开始接近 mu = 0.5,因此在滑动之前 600 N 的径向拉力会产生 877 N 的切向拉力。该等式中故意没有高度。一旦底座触底,径向力传递到地板,2.92 下降到 1.0,并且没有额外的张力恢复剩余的 300 N 抓地力。
采用具有 38° 凹槽的 100 毫米基准滑轮,以 1,450 rpm 的转速驱动,缠绕 180°,依次安装三个匹配的皮带,即 13 x 8 毫米 A、17 x 11 毫米 B 和 22 x 14 毫米 C。正确的滑轮会使新皮带骄傲 1.5 毫米,因此有用的高度是截面高度减去突出部分,每毫米给出 1 / cos 20° = 每侧侧面 1.064 毫米。接触弧为 L = pi x D x (wrap / 360) = 3.1416 x 100 x 0.5 = 157.1 mm。
A 部分的接触高度为 8 - 1.5 = 6.5 毫米,每侧侧面的 6.5 x 1.064 = 6.92 毫米均为 13.84 毫米,因此 13.84 x 157.1 = 2,174 毫米2,四舍五入为 2,170。 B 的尺寸为 9.5 毫米,每边 10.11 毫米,尺寸为 3,180 毫米2,导程为 1,010 毫米2。 C 的宽度为 12.5 毫米,每边 13.30 毫米,面积为 4,180 毫米,增加了 92.6%。
接触区域对压力、磨损和滑动的影响
将相同的 600 N 径向载荷推过 A 和 B,A 部分的压力为 877 / 2,170 = 0.40 MPa,而 B 部分的压力为 877 / 3,180 = 0.28 MPa,相同的载荷压软了 32%。库仑摩擦忽略了面积,因此楔形理论认为它们会一起滑动。相反,后刀面磨损跟踪接触压力,因此 A 部分的磨损速度大约快 46%。
<标题>
100 毫米滑轮上的数量,180 度环绕
13 x 8 毫米 (A)
17 x 11 毫米 (B)
22 x 14 毫米 (C)
标题>
<正文>
突出 1.5 毫米后的有效接触高度
6.5 毫米
9.5 毫米
12.5 毫米
侧面长度,两侧,每毫米高度
2.128 毫米
2.128 毫米
2.128 毫米
滑轮侧面接触区域
2,170 mm2
3,180 mm2
4,180 mm2
相对于A部分的接触区域
基线
+46.5%
+92.6%
600 N 径向力时的侧面压力
0.40 MPa
0.28 MPa
0.21 MPa
梯形的截面面积
80.8 mm2
143.0 mm2
236.7 mm2
每米质量为 1.25 g/cm3
101 克/平方米
179 克/平方米
296 克/平方米
表>
将容许侧面压力设定为0.30MPa,算术变为容量试验。 A 部分每侧可承受 0.30 x 2,170 = 651 N,切向拉力为 651 N,而 B 部分可承受 954 N,因此在 7.6 m/s 的速度下,A 部分为 4.9 kW,而 7.3 kW,绳索疲劳首先覆盖较小的部分。宽度不匹配比看起来更糟糕,因为皮带每增加一毫米高度就会变窄 0.728 毫米,而 38° 凹槽仅张开 0.689 毫米(2 x tan 19°)。强行进入 A 凹槽的 17 x 11 毫米皮带会在边缘一毫米的侧面上骑行,并且可以在冲击下爬出,而 B 凹槽中的 13 x 8 毫米皮带会降低其 2.5 毫米的间隙,并以设计抓地力的三分之一楔入地面。
这就是为什么窄截面在相同速度下每条皮带可以多承载 30% 到 60% 的功率(具体取决于皮带轮直径),以及为什么它们可以容忍较小的皮带轮与皮带高度比。其代价是绝对值更宽的最小直径带、更严格的凹槽公差以及对滥用滑轮的容忍度更低的皮带。将 SPB 皮带放入磨损严重的 B 槽中,它不仅会打滑,还会锤击槽壁,因为较深的齿侧在磨损最严重的地方进一步啮合。
为了对经典型和窄型 V 型带进行更深入的逐型材比较,包括基准宽度如何在两个系统之间映射,该团队之前关于经典型和齿形 V 带的文章详细介绍了交叉引用。对于深度来说,重要的是下表中的单线:对于几乎相同的顶部宽度,窄部分深 2 到 4 毫米。
<标题>
个人资料
顶部宽度
高度(深度)
侧面锥度
每边的侧翼长度,全高
占地面积的功率密度
标题>
<正文>
Z / 10,经典
10 毫米
6 毫米
每毫米 0.728 毫米
6.4 毫米
低
SPZ,窄
9.7 毫米
8 毫米
每毫米 0.728 毫米
8.5 毫米
中等
A/13,经典
13 毫米
8 毫米
每毫米 0.728 毫米
8.5 毫米
低到中等
SPA,窄
12.7 毫米
10 毫米
每毫米 0.728 毫米
10.6 毫米
高
B/17,经典
17 毫米
11 毫米
每毫米 0.728 毫米
11.7 毫米
中等
SPB,窄
16.3 毫米
13 毫米
每毫米 0.728 毫米
13.8 毫米
高
C/22,经典
22 毫米
14 毫米
每毫米 0.728 毫米
14.9 毫米
中等
SPC,窄
22 毫米
18 毫米
每毫米 0.728 毫米
19.2 毫米
非常高
表>
当经典部分仍然是正确答案时
窄型材在功率密度方面获胜,但当驱动器陈旧、滑轮磨损或维护团队不打算测量凹槽时,它们就会失败。经典凹槽中的经典 A 或 B 部分是一种宽容的配对:较浅的侧面在较短的高度上啮合,因此凹槽中 0.3 毫米的磨损所消耗的接触面积比深窄皮带相同的磨损所消耗的要少。正是出于这个原因,我们仍然将许多经典部分运送到水泥厂辅助设备和采石场筛分机中。驱动器每天运行 20 小时,滑轮只有在破裂时才需要更换,能够承受疲劳凹槽的皮带比具有更高等级的皮带更有价值。
09深度与齿槽:皮带开槽实际改变的内容
齿槽改变弯曲,而不是楔块
有齿或有缺口的皮带在其部分的下侧模制有横向槽。这些槽从压缩侧去除材料,从而降低皮带的弯曲刚度并使其包裹较小的皮带轮,而不会导致底座弯曲和破裂。这就是全部目的。这些槽不会增加侧翼面积,不会增加有效接触高度,并且不会使皮带抓地力更好。 13 x 8 毫米输送带凹槽中的 13 x 8 毫米齿形输送带与相同尺寸的缠绕输送带具有相同的楔形几何形状,并且应张紧至相同的数值。
当驱动器的问题确实是皮带轮对于 V 形截面来说太小时,替代方案是同步驱动器,其中扭矩通过齿啮合而不是楔块摩擦传递,并且皮带轮直径由齿数而不是楔块几何形状设置。这是不同的工程决策和不同的成本结构。作为一个正时皮带制造商以及V带供应商,我们通常是这样定义的:如果驱动器需要在很短的中心距内提供高功率,那么同步是最诚实的答案,因为任何深度的V带都会克服齿形带所不具有的弯曲极限。如果驱动器只是需要对现有滑轮有更多的抓力,则解决方法是匹配该部分并正确开槽,而不是更改驱动器系列。
关于毛边和带状变体的说明
毛边输送带、带状输送带和宽截面农用输送带都保持 40 度楔形,因此本文中的所有内容均适用于它们,无需修改。带状结构值得多说一句,因为它与深度问题相互作用。带状皮带将两到五个 V 形部分与顶盖绑在一起,防止各个股线在磨损的凹槽中翻转或跳跃,并保持该组的有效直径在凹槽中保持一致。对于仅在一个凹槽上下垂到底部的滑轮来说,这是一个真正的好处。 带状 V 形带传动选择文章中更详细地描述了该结构,工业经销商采购中详细描述了采购方。
10配置文件深度参考:对座位至关重要的数字
阅读腰带后面的代码
每条缠绕的 V 形皮带都带有长度代码和轮廓字母或数字,轮廓代码是您对照滑轮检查的内容。在经典部分,字母或数字告诉您顶部宽度;在狭窄的部分,三个字母的代码一起告诉您宽度和高度。不要根据长度数字对深度进行逆向工程,长度数字是沿着节线测量的,并且没有说明截面。如果您想要代码、长度和基准宽度之间的完整交叉引用,我们之前的参考表将其集中在一个地方:V带尺寸和轮廓图说明。
计算皮带速度 v = pi x D x n / 60000,其中 D 单位为毫米,n 单位为 rpm。对于缠绕式 V 型皮带,请将结果保持在 5 至 30 m/s 之间。低于 5 m/s 时,驱动器需要更大的径向力来承载相同的功率,因此张力和轴承负载会上升。速度超过 30 m/s 时,皮带需要对滑轮进行仔细的平衡检查,离心损失会变得很大。我们关于V带购买的型材和尺寸的购买指南列出了每种型材的通常工作范围。