橡胶同步带失效的形式及原因

2020-12-25

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橡胶同步带承重绳断裂损坏是运行中常见的故障模式。故障原因是在动力传递过程中，皮带对承重绳施加过大的张力，导致承重绳断裂。另外，当选用的主动捞轮直径过小时，承重绳在进出皮带时会承受较大的周期性弯曲疲劳应力，也会造成弯曲疲劳断裂。

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根据对带齿爬跳的分析，带齿爬跳是由几何和力学因素引起的。因此，为了避免爬齿和跳齿，可以采取以下措施:

1.控制由同步带传递的圆周力，使其小于或等于由皮带类型确定的允许圆形周力。

2.控制皮带和皮带轮之间的节距差，使其在允许的节距误差范围内。

3.适当安装皮带时，增加初始张力。使皮带齿很难滑出齿轮齿槽。

4.增加同步带基体材料的硬度，减小皮带的弹性变形，可以减少爬齿的发生。

在带齿与带轮齿之间的传力过程中，带齿表面在剪切和挤压应力的作用下产生裂纹，裂纹逐渐扩展到齿根，并沿载绳表面延伸，直至整个带齿与带基分离，这就是带齿的剪切脱落。

皮带齿剪切脱落的原因大致如下:

1.同步带与皮带轮的节距差较大，使皮带齿无法进入齿轮齿槽，导致啮合状态不好，使皮带齿在较小的接触面积上承受过大的载荷，导致应力集中，造成皮带齿的剪切损伤。

2.皮带与皮带轮之间的啮合齿数太少，使啮合的皮带齿承受过大的载荷，导致剪切失效。

3.橡胶同步带的基体材料强度差。

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为了减少皮带齿的剪切，应严格控制皮带与皮带轮的节距误差，以保证皮带齿与齿轮齿的正确啮合；其次，皮带与皮带轮在齿围区域的啮合齿数应等于或大于6。此外，应使用非切割性高、挤压强度大的材料作为皮带的基材。

带齿磨损包括带齿工作面、齿顶因角度和齿谷底部造成的轮廓损坏。磨损是由齿和齿轮齿之间的过度张力和啮合干涉引起的。因此，为了减少皮带齿的磨损，安装时应合理调整皮带的张力；在齿形设计中，选择较大的齿顶圆角半径，以减少啮合过程中轮齿的挤压和刮削；此外，同步带齿形材料的耐磨性也要提高。

防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质，提升材料的耐寒、耐热性和抗老化功能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。