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      • 已发布 2024年1月8日
      • 最后修改 2024年1月8日
    • 1 分钟

    正时皮带是什么?正时皮带类型用途及综合指南

    正时皮带是什么,有哪些不同类型,以及它们在系统中扮演什么关键角色。

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    本文由技术支持工程师Osman Hafeji(2021年5月)审查

    了解正时皮带是什么,探索凸轮皮带和正时皮带之间的差异和相似之处,并了解它们的功能以及重要性。这篇文章提供了关于正时皮带完整的指南,包括它们的使用方式以及适合各种工作和项目需求的可用选项。

    什么是正时皮带?

    正时皮带

    正时皮带,也称为凸轮皮带,通常安装在动力传输系统的旋转机构上。

    它们常见的作用是在内燃机的平稳运行中起着至关重要的作用,它们将曲轴与凸轮轴连接在一起,以保持这两个关键组件之间的精确对准(定时),因为它们以不同的速度旋转,但相对速度是一致的。

    在20多年前生产的几乎所有发动机中,正时皮带都是由厚实的橡胶带制成。迄今为止,耐磨橡胶材料仍然是在短到中期维持关键运动部件间张力的理想解决方案。

    然而,橡胶化合物容易因长时间内持续暴露于发动机的过热和接触机油等侵蚀性物质而退化。长时间的暴露会导致张力丧失,这会对发动机气门的精确开启和关闭时间产生负面影响。这就决定了最终需要更换凸轮皮带,以恢复不稳定的发动机性能,使其能达到之前的理想状态。

    一些现代型号的正时皮带采用各种更高科技材料制造,这些材料都具有略微不同的特性和功能,可以在计划未来更换和升级时予以考虑。

    二、正时皮带类型

    正时皮带

    正时皮带和传动皮带除应用于内燃机外,还在其他类型的动力传输系统中提供一系列相关功能。在日常制造和工业过程中,常见的正时皮带包括传输皮带和线性定位皮带。

    各种配置的正时皮带在各种产品和过程中使用。这些可能包括:

    • 办公设备
    • 电子数据处理设备(EDP)
    • 纺织机械
    • 木材加工机械
    • 机床
    • 压缩机
    • 印刷设备
    • 液压齿轮泵
    • 建筑机械

    凸轮皮带VS正时皮带

    正时皮带和凸轮皮带是相同的东西吗?简而言之,是的!

    凸轮皮带和正时皮带这两个术语指的是同一种零件。使用这些术语可能因地区或制造商而异,但它们都指的是同一种类型的皮带。

    正时皮带 vs 正时链条

    尽管它们的名称相似,但正时皮带和正时链条并不是相同的零件。请注意,正时链体是一个实体链条,就像自行车链条一样。这与标准凸轮皮带结构中找到的橡胶环相对应。这两种配置各有优点和缺点。

    正时链条的主要优点是其金属结构使其更耐用,更不容易定期更换。正时链条需要持续润滑才能正常工作,噪音比橡胶或织物类型的皮带大,并且在非常罕见的情况下,如果发生灾难性故障,可能会造成更严重和广泛的损坏。

    此外,正时链条张紧器受发动机油压控制。这意味着始终保持正确的油压水平变得更加关键。相比之下,冷却水泵压力决定了凸轮皮带张紧器的正常运作,这就是为什么在更换新的正时皮带时通常会建议同时更换水泵的原因。

    传动皮带 vs 正时皮带

    传动皮带和正时皮带都是关键部件,但它们具有不同的用途和特点。以下是传动皮带和正时皮带之间的相似之处和区别:

    相似之处:

    1. 传动皮带和正时皮带都是用于在系统内从一个旋转部件传递动力到另一个旋转部件的类型的皮带。
    2. 两种皮带都需要正确的张紧才能确保有效的动力传输和防止打滑。

    不同之处:

    1. 传动皮带和正时皮带的主要区别在于功能。传动皮带传递旋转动力,而正时皮带同步旋转以确保时序正确。
    2. 由于不断使用,传动皮带容易磨损,需要定期检查是否损坏,并应替换以避免部件故障。正时皮带具有重要作用,其故障可能导致严重损坏,因此建议进行预防性维护。大多数制造商建议按照特定里程或时间间隔更换正时皮带。
    3. 传动皮带通常采用自动张紧器,维持皮带的适当张紧,确保理想动力传输。而正时皮带通常使用手动张紧器或手动与自动张紧器的组合。
    4. 传动皮带通常比正时皮带更宽更厚。正时皮带内表面具有齿或棘齿,这些齿与相应的齿齿相接,提供精确的时序。

    正时皮带用途

    我们知道,正时皮带是内燃机的重要组成部分。但是,正时皮带用途到底是什么,不同类型的同步带如何在各种其他系统和机构中发挥同样的关键作用?

    正时皮带通常是带有突起得橡胶齿,而在发动机中,正是这些齿使正时皮带材料的循环能够通过曲轴将凸轮轴转动起来,各个部件以恒定的速度比旋转。因此,这些组件共同负责在发动机进气门和排气门的打开和关闭。

    当正时皮带工作正常且功能正常时,这些阀门的开关工作将保持在理想的节奏,以匹配发动机缸内活塞的上下运动,从而实现整个装置的平稳高效运行,发动机在各个冲程中循环(通常包括进气、压缩、动力和排气)。

    在出现正时皮带断裂或失效的情况下,发动机气门可能会卡在开放位置。如果气门反复被活塞撞击,这会给所谓的干涉发动机的机械部件带来严重损坏的风险。非干涉发动机通过将气门和活塞分开限定在各自的空间内,避免了这种特定的问题。然而,如果没有安装正常工作的正时皮带,发动机仍然会无法启动。

    正时皮带通过围绕一系列传动轮连接所有相关的发动机部件,以便按顺序进行工作。它们通常依赖于一些张紧器,以保持皮带全长上的理想张力。这些张紧器通常需要与新的正时皮带一起更换,因为它们的寿命几乎与主皮带相同,并具有类似的预期寿命。

    四、正时皮带的材料

    正时皮带

    多年来,正时皮带在制造过程中使用了多种材料。目前仍在继续开发新的、更坚固、更节能、噪音更小材料的正时皮带。

    正时皮带材料包括:

    橡胶正时皮带

    橡胶正时皮带是传统的标准型号,在许多环境和应用中广泛使用。大多数内燃机正时皮带,如大多数汽车的皮带(特别是十多年前的车型),都采用橡胶制成。

    即使在今天,它仍然是一种非常常见的解决方案,更现代的橡胶正时皮带变种包括多种类型的耐温橡胶化合物,以提高其使用寿命和抗变形能力。在高性能橡胶正时皮带中,您可能会遇到其他功能,例如高强度化合物,以防止齿峰折断,以及增强纤维,以提高拉伸强度和牵引力。

    聚氨酯正时皮带

    聚氨酯正时皮带提供了一个耐用且高度节能的解决方案,适用于不同行业和领域中的各种应用,用于传输动力。它们具有比橡胶更大的弹性,并且能够满足不同的温度和耐油性要求。

    聚氨酯制成的正时皮带具有较高的载荷能力和高抗拉强度。它们对油、化学品和磨损具有抗性,且易于清洁和维护。这使得它们成为许多类型的动力传输和滚筒输送系统(如线轴输送机)的热门选择。

    织物正时皮

    织物正时皮带往往在高性能环境和应用中受到青睐,这些场景需要施加非常高的加速力,并且需要在低速下传输高扭矩。

    织物正时皮带通常由各种材料组成,当以特定组合使用时,可以在更极端的环境中提供卓越的抗拉强度和高抗撕裂性。目前,具有特别低摩擦系数和极高/极低温度耐受性的织物复合材料越来越普遍。

    正时皮带尺寸

    由于正时皮带在同步两个不同尺寸轴的旋转速度方面起着特殊作用,因此在评估您需要安装的应用和系统的正确皮带尺寸时,需要考虑许多变量。

    需要考虑的关键因素包括皮带宽度、材料和齿数或节距。常见的正时皮带节距额定值包括3mm、5mm和8mm,但正确的选择完全取决于系统或项目的具体要求,以及整体功率传输需求和机制中的各个轴速度。

    正时皮带安装所在的环境以及材料选择是否合适,也会对您所需的理想正时皮带的精确尺寸和配置产生重大影响。

    正时皮带的应用

    正时皮带是许多机械和工业系统中重要的组成部分。以下是其中三个较常见的应用:

    输送带

    输送系统上的正时皮带通常是带齿或有脊的。与带齿输送皮带轮结合使用时,它们可以实现精确而灵敏的皮带运动控制和牵引力。对于包装、汽车制造、物流分销等各种行业来说,准确操纵和定位产品和零件对整体运营的顺利进行至关重要。

    动力传输皮带

    所有正时皮带本质上都是动力传输皮带,通过将一个或多个组件的旋转运动从机器的一部分传递到另一部分来传输动力。专用动力传输皮带可以制造到非常高性能水平,用于安装在各种具有挑战性的应用中。这包括始终运行的工业处理和重型农业机械。

    线性定位皮带

    线性定位皮带用于需要高精度操纵和定位零件或部件的应用。在这种环境中,聚氨酯正时皮带通常是理想选择,因为它们与更常见的氯丁橡胶型正时皮带相比,具有相对较小的伸缩。这意味着减少了滑动或齿轮偏斜的可能性。在线性定位和输送过程中,皮带承受的载荷模式与旋转运动和动力传输的正时皮带截然不同,这一点非常重要。

    正时皮带齿形类型

    正时皮带的齿形

    有许多尺寸变量会共同决定什么样的正时皮带是特定应用中理想的选择,包括宽度、转速、齿距等。

    其中一个值得考虑的关键因素是传动皮带的齿形类型。正时皮带的齿形可以根据预期的应用和使用环境以不同的配置排列。常见的有以下几种:

    • **梯形带齿形:**这种齿形特点是平顶的方形脊峰。在许多应用中,这可能是常见的正时皮带类型。通常是线性定位皮带和其他需要精确输送任务的理想选择。梯形齿形可以高效地传输力。然而,在更高扭矩或速度下,由于这种形状的齿顶上的应力集中增加,可能会更容易磨损。
    • **曲线带齿形:**这种齿形特点是更平滑和圆润,通常齿之间的脊沟更深。后一种特点可以避免张紧力丧失(皮带滑动),而曲线齿形稍微改进的形状有助于减轻托架牙齿在增加的速度和扭矩要求下所承受的更高应力。曲线带齿形的缺点是略微增加了反向间隙的程度——即皮带齿与滚轮凹槽之间的间隙——通常可能会导致定位不够准确。
    • **改进型曲线带齿形:**这是对以上两种齿形的进一步改进,试图在曲线和梯形齿形的优势之间找到平衡。较浅的牙深被较陡的齿侧斜角所抵消,这意味着它可以在比其他两种齿形更高的速度和扭矩下有效地传输力,同时避免了更多的滑动风险。这使得改进型曲线带成为许多高度苛刻的工业应用的理想选择。

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    总结

    各种类型的正时皮带在发动机和其他动力传输系统的平稳运行中起着重要作用。虽然它们是非常常见和广泛使用的零件,在各种日常环境和应用中都有出现,但选择正确类型、材料、尺寸和齿形的正时皮带来应对其预期角色的要求,与从可靠的品牌和供应商获取货物一样重要。

    想要了解更多有关正时皮带、诊断、张力计、对准工具和动力传输系统及配件的其他方面的信息,我们的支持团队将很乐意提供帮助。

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