目前來說,皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)在仍然使用較為普遍,因皮帶張力過大或者過小造成的皮帶失效占據(jù)了皮帶非正常失效因素的90%左右,因此,正確的設(shè)置皮帶的張力非常重要。
拿發(fā)動(dòng)機(jī)為例,在發(fā)動(dòng)機(jī)前端有數(shù)根皮帶,每個(gè)皮帶都承擔(dān)著重要的作用。在發(fā)動(dòng)機(jī)上,通過皮帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)各種輔助機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn),比如空調(diào)的壓縮機(jī)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵、交流發(fā)電機(jī)等。如果皮帶發(fā)生打滑或斷裂,那么相關(guān)輔機(jī)就會(huì)失去功能,從而影響到汽車正常使用。
如果皮帶張力太低,V型皮帶將會(huì)打滑,使得整個(gè)皮帶傳遞的效率降低。如果整個(gè)皮帶傳動(dòng)的滑差率達(dá)到6%,那整個(gè)傳遞效率將會(huì)下降到88%,這將產(chǎn)生過熱,使得皮帶過早失效,同時(shí)帶輪過度磨損,額外的能量消耗也會(huì)急劇增加。當(dāng)滑差率達(dá)到8%時(shí),傳遞效率會(huì)下降到80%,這個(gè)時(shí)候皮帶傳動(dòng)已經(jīng)不能正常發(fā)揮它的傳動(dòng)功能了。
如果皮帶張力過高將會(huì)增加皮帶和相關(guān)軸承的疲勞,甚至對(duì)電機(jī)軸產(chǎn)生過大扭矩,導(dǎo)致其彎曲而產(chǎn)生電機(jī)軸過度跳動(dòng),張力過高會(huì)導(dǎo)致以上部件提早失效,以及產(chǎn)生額外的噪音,震動(dòng)等。
正確的安裝張力對(duì)整個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng),使用壽命以及相關(guān)的軸承壽命都很關(guān)鍵。所以檢測安裝張力時(shí)得到了一個(gè)準(zhǔn)確可靠的張力很重要。
在皮帶張力檢查時(shí),很多情況下是憑借自身經(jīng)驗(yàn)來操作,比如用手指或者借助螺絲刀之類的工具強(qiáng)力按壓2個(gè)皮帶輪中間的皮帶,看皮帶的壓下量,來判斷皮帶張力的大小。這種判斷,對(duì)操作工程師的經(jīng)驗(yàn)值要求較高,不是每個(gè)操作工程師都可以準(zhǔn)確的判斷,也很難有一個(gè)統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
那么,是否可以建立一個(gè)統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),去設(shè)置皮帶的張力? 答案是肯定的,皮帶的振動(dòng)頻率和張力存在一定的關(guān)系,隨著皮帶張力的增加,振動(dòng)頻率也會(huì)增加,輕輕敲擊皮帶,皮帶就會(huì)振動(dòng),但極小的振動(dòng),通常肉眼是看不見也聽不見的,我們可以通過張力檢測儀表,去檢測皮帶的振動(dòng)頻率,然后再通過公式去計(jì)算皮帶的張力,將張力判斷從經(jīng)驗(yàn)化轉(zhuǎn)化到量化,這樣即使操作工程師們沒有那么多的經(jīng)驗(yàn),也可以對(duì)皮帶進(jìn)行檢查和調(diào)整。
比如:英國Clavis皮帶張力測試儀就是一種非常準(zhǔn)確的張力檢測儀器,有光學(xué)和聲學(xué)可供選擇,根據(jù)功能需求,可分為:基礎(chǔ)型:TYPE3光學(xué)式(測量頻率范圍:7Hz - 300Hz,顯示單位為赫茲)、TYPE4光學(xué)式/聲學(xué)式(測量頻率范圍:10Hz - 600Hz,顯示單位為赫茲);功能型:TYPE5光學(xué)式/聲學(xué)式(測量頻率范圍:10Hz - 600Hz,顯示單位為千克力和赫茲)、TYPE5光學(xué)式/聲學(xué)式(測量頻率范圍:10Hz - 600Hz,顯示單位為牛頓和磅以及赫茲);專業(yè)型:TYPE13、TYPE14 滿足不同的測量需求,可快速獲得檢測結(jié)果,準(zhǔn)確,可靠,非常重要的是可重復(fù)。
使用皮帶張力儀檢測出皮帶的振動(dòng)頻率,然后再通過使用表達(dá)式
T=4ml 2f 2
其中T為皮帶張力(牛頓),F(xiàn)為振動(dòng)頻率(赫茲),I為皮帶跨度(米),m為皮帶質(zhì)量(公斤/米)。 通過該表達(dá)式即可計(jì)算出皮帶的張力。不過值得注意的是,由于皮帶具有一定的彎曲剛度,因此給定頻率的預(yù)測張力將略大于實(shí)際張力。這在皮帶彎曲剛度較大的短皮帶跨度上更為明顯。 對(duì)于大于250mm的皮帶跨度,基于上述表達(dá)式的計(jì)算值與實(shí)際值有小于10%的偏差。
使用英國Clavis皮帶張力儀對(duì)皮帶張力進(jìn)行檢測,不僅使用方便,而且準(zhǔn)確率高,可以更有效的對(duì)皮帶進(jìn)行調(diào)整,以保證正常的張力范圍,減少皮帶失效情況的發(fā)生。
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