传动带用骨架材料现状与展望

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1、传动带用骨架材料现状与发展吴贻珍（无锡市贝尔特胶带有限公司，无锡214176）摘要：叙述了传动带用骨架材料应用现状、技术性能及今后的发展方向。关键词：传动带骨架材料纤维传动带是由橡胶、骨架材料和织物复合而成的橡胶制品，是较为典型橡胶制品之一，其使用过程中，要牵引较大的动力，并受到交互应力作用。其中，95%以上的受力由骨架材料所承受，因此骨架材料在传动带中起关键作用。传动带用骨架材料发展历程与其它橡胶制品（如轮胎）相同，也是从天然纤维、人造纤维、化学纤维到高性能纤维发展。目前传动带已由原来的易损件向功能件方向转变，其品种规格向多样性发展，由传统的普通包布V带和普通平带发展

2、了窄V带、宽V带、广角带、联组V带、切边V带、多楔带、同步带、绳芯平带和片基平带等。性能要求也向高精度、高速度、大功率、高效率、高可靠性、长寿命、低噪声、低振动、低成本和紧凑化发展。这些变化离不开材料科学的发展，尤其是高性能纤维的骨架材料发展。近几年来，传统的聚酯纤维和玻璃纤维为主体的骨架材料，加速向高强度、特殊性能、功能化和多元化方向发展。1．传动带骨架材料性能要求传动带按传动机理主要分为两大类：摩擦传动带和啮合传动带。骨架材料是传动带主要受理部件强力层的增强材料，它的性能对传动带的力学特征传动性能和使用寿命均有重要影响。1.1传动带骨架材料性能的基本要求（1）强度和

3、初始模量要大；（2）由于传动带传动时，橡胶和纤维产生滞后损失，同时带与带轮产生摩擦使带体生热，有时会在很热的环境下使用（如汽车发动机），故要求骨架材料有良好的耐热性，在湿热、干热下亦不易降解；（3）传动带传动时强力层线绳在橡胶中受拉伸、压缩和弯曲的作用会老化，故耐疲劳性能要好；（4）在常温和升温时尺寸稳定性要好，加负荷时伸长率要小，蠕变现象要小，否则传动带在使用时会伸长，严重时会失效；（5）要与橡胶有良好的黏合性能。1.2不同传动带骨架材料对纤维的要求和未来发展如表1（参考）。表1传动带对纤维的要求纤维传动带平带V带多楔带同步带绳芯片基包布切边普通弹性工业汽车PUPET

4、普通＋＋＋＋＋＋＋++HMLS＋＋＋＋＋＋＋＋GLASSE*＋＋＋＋＋＋++K++**+****U+**+*****ARAMID++**+**++**+*+**++**+*++**NYLON6+++66+**+++46****STEEL＋＋＋PEN*******+****PBO*+*+**+*****CARBON*******HYHRID******其它+*+*+*+*+*+*+*+*++*+*注：+目前少量或特殊使用、++目前一般使用、++目前大量使用*未来可能少量或特殊使用、**未来可能一般使用、***未来可能大量使用2纤维材料2.1聚酯纤维V带骨架材料，国外在60

5、年代后期已基本实现聚酯化，在此之前大都使用人造丝纤维。聚酯线绳的强度比人造丝线绳高1.5倍以上。初始模量高1倍以上，耐屈挠疲劳性能更好，且具有热收缩性能，可补偿V带使用时的伸长。切边V带和多楔带普遍采用硬化聚酷线绳。为了使线绳切割后能保持其整体性，浸胶采用异氰酸酯有机溶液／RFL浸体系。但普通的聚酯线绳也存在动态生热大、高温收缩高、易松弛等缺点，在高级传动带如汽车用切边V带、多楔带及磨床用高速平带等应用受到一定限制。因此国外先进国家在上世纪90年代又逐渐发展一种高模量低收缩（HMLS）聚酯线绳用于传动带骨架材料（强力层），大幅度提高了传动带的使用性能和使用寿命。所谓高模

6、量低收缩（HMLS）聚酯纤维，是美国ALLIEDSIGNAL公司于上世纪80年代开图1聚酯线绳应力应变曲线规格：1100DTtex3×3图2，聚酯浸胶线绳温度与热收缩率关系规格：1100DTtex3×3图3，切边V带疲劳寿命试验运行过程滑差变化率图4，多楔带带疲劳寿命试验运行过程滑差变化率发的一种尺寸稳定型高强度聚酯纤维（又称DSP聚酯纤维,DimensionallyStablePolyesteryarn），这种纤维与普通型聚酯纤维相比突出的特点是：初始模量高，变形伸长小、尺寸稳定、动态生热小，尤其是在高温热收缩小，而在低温是热收缩比普通型聚酯纤维大，如图1、2。用

7、这种纤维制成的线绳特别适合于传动带的使用如图3、4。如在汽车用切边V带、多楔带，使用了这种线绳，可做到带的免维护（Service-free）使用，即带的整个使用寿命期间无需调整其张力。而使用普通的聚酯线绳，新带在最初使用3000～5000KM,要调整一次张力，随后使用期间还要调整2～3次的张力，使用寿命为6～8×104KM,而前者在无需调整张力的情况下，可使用8～10×104KM，达到汽车发动机第一次大修水平。2.2PEN纤维聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(Polythy-leneNaphtalate),简称PEN纤维,是一种问世不久的高技术纤维