浅谈橡胶同步带生产工艺

浅谈橡胶同步带生产工艺

摘要：同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的一种新型传动带。由于同步带是利用齿工作面与带轮齿槽啮合进行传动，因此带与带轮之间在传动过程中没有滑差而呈现同步传动。同步带传动和链条、齿轮传动相比，传动平稳，冲击小，不需润滑，无污染，噪音低。由于同步带传动的优点很多，因而发展非常迅速。本文首先对橡胶同步带进行了概述，然后简介了橡胶同步带的发展历程，最后从三大方面详细探讨了橡胶同步带的生产工艺要点。

关键词：橡胶同步带；氢化丁腈橡胶；强力层；包布；硫化

Abstract: synchronous belt is a combination of the advantages of belt drive, chain drive and gear drive and developed a new type transmission belt. Due to the synchronous belt is the use of tooth face and the mesh belt tooth slot for transmission, thus in the transmission process between belt and pulley synchronous transmission without slip. Compared synchronous belt drive, gear and chain drive, stable and has small impact, without lubrication, no pollution, low noise. As many advantages of synchronous belt transmission, which is developing very quickly. This paper for the rubber synchronous belt were summarized, and then briefly introduces the development history of rubber synchronous belt, the rubber synchronous belt are discussed in detail from three aspects of the production process.

Key words: rubber synchronous belt; Hydrogenated nitrile rubber; Brute force layer; Cloth; sulfide

橡胶同步带概述

橡胶同步带采用优质进口氯丁胶为主要原料，配入多种不同用途的辅料；骨架材料为进口优质玻璃纤维线绳；带齿表面采用尼龙66高弹力布做保护。具有动态屈绕性好，抗龟裂性能好，臭氧性能优良，耐老化，耐热，耐油，耐磨损等特点。氯丁胶同步带广泛应用于纺织、汽车、化纤、卷烟、造纸、印刷、化工的机械设备。近年来，采矿冶金、钢铁机械、医疗设备需求量日益增加。

同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿的封闭环形胶带和相应的带轮所组成。运动时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力，是一种啮合传动，因而具有齿轮传动、链传动和平带传动的各种优点。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，可精密传动，传动平稳，能吸震，噪音小，传动速比范围大，一般可达1：10，允许线速度可达50m/s，传动效率高，一般可达98%～99%。传递功率从几瓦到数百千瓦。结构紧凑还适用多轴传动，张紧力小，不需润滑，无污染，因而可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场合下正常工作。

同步带按材质可分为氯丁橡胶加纤维绳同步带，聚氨酯加钢丝同步带，按齿的形目前主要分为梯形齿和圆弧齿两大类，按带齿的排布面又可分为单面齿同步带和双面齿同步带。

橡胶同步带的发展历程简介

（一）浇注法聚氨酯橡胶阶段

早期的同步带采用浇注法聚氨酯橡胶制造，该橡胶具有一般液体橡胶的优点，不需要炼胶、压延等设备，工艺简单，成型方便，采用离心浇注法，可生产精密的、形状复杂的轻型传动带。但由于聚氨酯胶的耐热和耐水性不好，在80℃左右就发粘，在潮湿环境中易水解，强度下降严重，又因为浇注法生产的同步带不能放置齿面包布，虽然聚氨酯本身耐磨性好，但与有耐磨尼龙包布的氯丁橡胶带相比，仍显逊色。因此，聚氨酯带只应用于办公机械、家电、放映机等的低速轻负荷传动中，在汽车和一般工业传动中不能使用。

（二）氯丁橡胶阶段

聚氨酯橡胶之后，制造同步带主要采用氯丁橡胶，它具有优异的拉伸性能和动态疲劳性能，还具有优良的耐气候老化、耐油、阻燃及突出的粘合性能。

但氯丁橡胶的缺点是贮存稳定性差和工艺性能差，易焦烧和粘辊，而耐热性差是作为制造同步带材料的最大弱点，氯丁橡胶同步带的使用温度范围为-30℃～120℃。现代机械传动向小型化、轻量化、高效化方向发展，尤其汽车发动机对转速、功率和耐热性提出了更高的要求，氯丁橡胶的性能发挥到极限也难以满足新的要求。

（三）氢化丁腈橡胶阶段

20世纪70年代中期开发的氢化丁腈橡胶(HNBR)制作同步带基本能满足现代机械传动的要求。与氯丁橡胶相比，氢化丁腈橡胶具有优良的耐高温(175℃)和耐低温(-40℃)的性能，有优异的物理机械性能和高弹性、耐臭氧、耐曲挠龟裂、耐油、耐磨性能，并具有类似丁腈橡胶的良好的加工工艺性能。因此，同步带用橡胶正逐步向氢化丁腈橡胶发展。

特殊场合下使用的同步带，则根据使用环境条件的要求选用不同的橡胶品种，如氯磺化聚乙烯橡胶、氯醇橡胶、乙丙橡胶、聚脲弹性体或其并用体。

橡胶同步带的生产工艺要点

（一）生产工艺路线的选择

同步带的生产工艺主要有两种。一种是目前国内规模较小的企业采用的短模具成型、平板硫化机硫化法。这种生产工艺虽然设备简单、投资较少，但产品质

量不稳定、原材料消耗大、生产成本高、生产效率低、劳动强度大。另一种是国外较流行的恒张力整体成型、胶套硫化，硫化后研磨、印刷商标再切割的工艺。该工艺采用长度为500～1200mm的模具成型，用柔性无分型面的橡胶套进行外模加压硫化，避免了前一种工艺的诸多不足，是较先进的生产工艺。本文主要介绍后一种生产工艺，其工艺流程见图1。

图1同步带生产工艺流程

（二）同步带结构设计

同步带由强力层、带背、带齿和包布层组成。其结构如图2所示。

1—包布层；2—带齿；3—强力层。Pb—节距；hw—带厚；rr—齿根圆半径；β—夹角

图2同步带结构示意图

1、强力层的选择

由于玻璃纤维弹性模量高、断裂伸长率低、耐疲劳性能好，因此成为同步带强力层的较理想材料。国外同步带强力层也多采用玻璃纤维线绳。近年来，芳纶以其高模量、高强度和低密度等特点成为可能代替玻璃纤维的一种新材料，然而芳纶的线膨胀系数为负值，正好与带轮材质的线膨胀系数相反；芳纶因湿度引起的尺寸变化也比玻璃纤维大，无法保证同步带节距的稳定；软质芳纶线绳切割后易分散起毛，硬质芳纶线绳的柔韧性又较差，因此芳纶在同步带中的应用尚在试验阶段。