陳小剛，邵 博，孫 震，任 兵

（中糧工程裝備（張家口）有限公司，河北 張家口 075000）

同步帶傳動是由一根內周表面均勻設置的等間距圓弧齒形環(huán)形帶及具有相應吻合的三輪系或兩輪系組成。它綜合了普通帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點，具有傳動平穩(wěn)可靠、沖擊小、無需潤滑、噪音低及無污染的優(yōu)勢。但在使用過程中同步帶的故障、損壞或失效，會直接影響喂料的連續(xù)性和喂料均勻性，從而影響研磨，如果不能發(fā)現并及時處理，會造成磨粉機研磨系統磨輥的損壞而影響小麥制粉正常生產，在實踐過程中，有些故障表象容易與其它的機械或電器故障相混淆。

1 同步帶概述和技術指標

1.1 基本構造和特性

輥式磨粉機喂料系統同步帶一般采用的是5M圓弧齒或雙圓弧齒結構，主要由合成橡膠、抗拉玻璃纖維芯線和齒布尼龍織物組成，通過模具布膠、參繞芯線、硫化成形等工藝制作而成。

柔軟強韌的合成橡膠在物理特性上具有抗熱、抗污、抗潮濕、耐老化和耐腐蝕等優(yōu)良特性，可有效保護芯線、緩和外部沖擊的作用。

抗拉玻璃纖維芯線具有非常小的延伸率,能夠確保齒距和同步帶長度不因受到拉力的作用而延伸,同時也具有很好的力學性能,具有更高的拉伸強度和更好耐屈性。

齒布尼龍織物與帶輪直接接觸嚙合,具有優(yōu)良的耐磨性及緩沖性能,可避免同步帶的磨損，降低電機運轉對被驅動元器件振動,提高驅動元器件的穩(wěn)定性,在與帶輪嚙合時可有效降低噪音。

背部橡膠、芯線、齒部橡膠及齒布一體成型,具有較高的抗沖擊性能,能承受高強度的運轉和負載,降低噪音,減少電機運轉時所產生的振動,具有精確的傳動速比。

1.2 同步帶技術指標

同步帶的性能主要受生產同步帶的原材料和生產工藝的影響，衡量同步帶的關鍵技術指標主要有，拉伸強度、芯線粘合強度、包布剝離強度、背帶硬度、齒體剪切強度等。

同步帶關鍵技術指標相互制約，需要非常嚴格的生產工藝才能有效提高其綜合數據，生產工藝和原材料直接影響其使用壽命和承載能力，國家標準規(guī)定5M同步帶拉伸強度應不低于160 N/mm,芯線粘合強度應不低于400 N/mm,包布剝離強度應不低于6 N/mm,齒體剪切強度應不低于50 N/mm，但在實際使用過程中發(fā)現，符合國家標準要求的同步帶，在用于喂料單元三輪系傳動時，因其在傳動過程中受到喂料輥較大的轉動慣量和變載工況的影響，容易導致同步帶損壞失效，這就需要在選購同步帶時要更多的關注其力學性能指標，良好的材料和先進的技術生產的同步帶，其主要技術參數可以做到數倍于國標。

2 同步帶存放和安裝注意事項

2.1 同步帶的存放

（1）在任何情況下都不得將同步帶扭曲、過度彎曲、對折或是將齒面翻出，同步帶在存放時應盡可能保持自然狀態(tài)，不得折壓堆放，確需彎曲存放時，應不低于其最低彎曲半徑D，表1為常用同步帶的最小彎曲半徑參數，這一點非常重要，過小的彎曲半徑將導致抗拉玻璃纖維芯線折損或斷裂，影響使用壽命和可靠性。

表1 常用同步帶的最小彎曲半徑

（2）在存儲和運輸過程中，應避免陽光直射、雨雪浸淋，防止與酸、堿、鹵、油脂及有機溶劑等影響產品性能的物質接觸。

（3）應常溫存儲，一般溫度為-20～40℃，并盡量遠離熱源。

2.2 同步帶的安裝

（1）安裝或更換同步帶時，應首先減小帶輪中心距，之后將舊的同步帶取下、再將新的同步帶裝入，切不可采用工具撬、拗強行拆裝更換，避免造成同步帶和帶輪的損傷。

（2）安裝或更換同步帶時應檢查帶輪和同步帶表面齒形是否存在異物，如有異物應在安裝前進行清理，清理時需注意不得在清潔劑中浸泡或刷洗，不可采用砂紙、小刀等利器對同步帶清除污垢油污，特殊情況下異物污垢無法清潔時，應及時將其更換，不可帶病使用。

（3）安裝或更換同步帶時應檢查同步帶輪是否呈直線對正，偏斜角α的正切值tanα應不低于表2對應帶寬的容許值。

表2 偏斜角正切值tanα容許值

（4）安裝或更換同步帶時必須保證初始張緊力，初張力不宜過大或者過小，無論是過大或過小都會對同步帶的正常使用有所影響，合適的張緊力是同步帶正確安裝的重要前提和保證正常壽命周期的必要條件，安裝時可依據廠家提供的張緊力指導值，利用專用的張力儀進行調試，經驗豐富的使用者亦可采用指壓法對初始張緊力進行評判。

3 常見故障和失效形式分析

3.1 同步帶傳動過程跳齒、掉牙

初始張緊力過低是導致磨粉機喂料系統傳動過程跳齒和掉牙的主要原因，跳齒瞬間產生較大拉力使同步帶掉齒而過早失效，在生產過程中傳動系統周期性的規(guī)律異響或伴有間斷性喂料停滯，首先要考慮并及時檢查同步帶的張緊力是否合適并做及時調整，如已發(fā)生規(guī)律的間斷性喂料停滯，往往同步帶已經發(fā)生局部多齒脫落，如圖1所示。同步帶因張緊力過低未及時進行調整而帶病生產，造成同步帶局部掉齒進而導致出現間斷性異響和喂料停滯現象。

圖1 同步帶背帶分離及局部掉齒圖

規(guī)律的間斷性喂料停滯現象在生產中往往容易被操作者或設備維護人員誤認為是喂料輥體異物卡滯或其它機械故障，常常忽略同步帶因張緊力過低而局部掉齒這一情況，實際上異物卡滯或其它機械故障導致的間斷性喂料停滯是不規(guī)律的，時輕時重或間隔時長時短。

另外機械故障卡滯、電機傳動過程的抖動等使同步帶拉力瞬時增加，同樣會導致同步帶齒面斷裂脫落，但不同的是這個過程會在短時間內出現同步帶斷裂、電機電流間斷瞬時升高、喂料系統無規(guī)律異響等現象。

3.2 同步帶帶邊磨損和撕裂

喂料系統同步帶輪呈非直線對正所示或帶輪擋邊彎曲，在傳動過程中同步帶的邊緣受到局部剪切、摩擦和拉伸應力增大是導致同步帶邊緣磨損和撕裂的主要原因，在生產中要多加注意，發(fā)現同步帶在傳動過程中頻繁掉落橡膠等同步帶基材粉末時，應及時停機檢查維護，如較長時間得不到修正將會導致同步帶呈20~60°撕裂斷裂（圖2a）或是帶寬方向環(huán)形撕裂（圖2b）。

圖2 同步帶斜向及環(huán)向撕裂圖

3.3 同步帶齒面磨損

磨粉機喂料系統負載和初始張緊力過大、齒面摻入磨損性粉塵等異物或齒輪粗糙是導致同步帶齒面過度磨損的主要原因，隨著同步帶齒面磨損的發(fā)展會導致嚙合齒隙增大，帶輪齒頂和齒根也會因磨損而影響傳動嚙合的匹配性能。

3.4 同步帶齒部剪切或斷裂

過高的張緊力對于同步帶的危害也是致命的，會造成芯線的曲饒疲勞，增大帶輪齒頂對同步帶齒底的壓力，造成齒部剪切或斷裂（圖3），極大地縮短同步帶的使用壽命，同時使喂料輥傳動軸側壓力增大，并造成軸承的提前損壞。

圖3 同步帶齒部剪切撕裂圖

3.5 同步帶運行早期過度磨損和斷裂

同步帶在剛開始運行就出現嚴重磨損、齒根剪切并發(fā)生斷裂，更換新的同步帶也無濟于事，往往使用不超過一周就再次發(fā)生斷裂，這種情況一般是由于帶輪齒形過于粗糙甚至存在明顯的銳角和倒刺造成同步帶損壞（圖4）。傳動過程過于粗糙的帶輪齒面、銳角和倒刺過度磨損和切割同步帶齒面的尼龍織物，導致齒根完全開裂（圖5）。所以在生產中如發(fā)生早期的同步帶嚴重磨損或斷裂，尤其是在第一次運行或更換新的同步帶輪后出現，應首先考慮和檢查帶輪是否存在上述問題，檢查時可以用手指或指甲感覺帶輪齒面是否明顯粗糙或有銳角和倒刺卡頓，若已連續(xù)更換數次同步帶斷裂，帶輪全齒面包括齒頂和齒底會出現明顯的磨亮痕，也是判斷的重要依據，應及時更換或修整帶輪齒形及齒面后重新更換新的同步帶。

圖4 齒形粗糙銳角和倒刺造成的同步帶損壞圖

圖5 同步帶抗拉玻璃芯線被損壞圖

3.6 同步帶縱向龜裂

同步帶超出帶輪的邊沿運轉或者是同步帶卷上了帶輪的擋邊是同步帶縱向龜裂的主要原因，這在生產中也是比較常見的現象，導致這一情況的發(fā)生一般是由于同步帶過松、擋圈直徑低于標準要求、擋圈掉落或帶輪沒有對正等原因造成的。

3.7 同步帶出現等距或具有規(guī)律性局部磨損和裂口

同步帶出現等距或具有規(guī)律性的局部磨損和裂口（圖6），主要是由于同步帶輪局部齒間存有異物，一般情況下多是因之前同步帶損壞后殘留物沒有及時清理干凈，再經過摩擦高溫結痂，形成具有較高硬度的瘤體，在傳動過程中造成同步帶異常局部磨損并伴隨著應力集中而形成裂口，所以在生產中更換新的同步帶前必須要保證帶輪上無異物殘留。

圖6 同步帶出現等距或具有規(guī)律性局部磨損裂口圖

3.8 運行時噪音過大

同步帶張緊力太大、兩輪或三輪的平行失準、同步帶的寬度大于或接近帶輪的直徑、負載過大或同步帶與帶輪齒合不良是導致磨粉機喂料單元傳動輪系運行時噪音過大的主要因素。

3.9 同步帶背膠老化龜裂

同步帶背膠老化龜裂，主要是同步帶本身質量問題，正常情況下同步帶在3年壽命周期內不會出現較明顯的背膠老化龜裂現象，質量好的同步帶使用壽命可達5年以上。

4 結語

同步帶傳動結構緊湊、耐磨、抗老化并具有緩沖減震能力，噪聲小，傳動效率可達到98%、線速度可達50 m/s，傳遞功率從幾瓦到數百千瓦、維護保養(yǎng)方便費用低，不需要潤滑，綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點，但是在同步帶存放、安裝和日常維護中需要嚴格按照規(guī)范要求操作，要做到發(fā)現問題及時處理，切不可帶“病”工作，以保證同步帶正常使用周期內的綜合性能。