電動砂帶機同步帶的優化改進研究

摘 要：測試并分析了電動砂帶機同步帶的各項性能。結果表明，橡膠材料強度不足、及內部各層之間的相互粘結不緊致或者不均勻是同步帶不達標的根本原因。通過優化橡膠配方和與硫化工藝參數、改善漿料與粘結劑、以及調整涂漿工藝參數等措施，同步帶的各項性能指標得以大幅度提高。

關鍵詞：電動砂帶機；同步帶；性能；優化改進

1 概述

電動砂帶機是一種主要用于磨削木質材料平面的電動工具，其具有攜帶方便、磨削效率高等優點而受到廣泛應用。其工作原理為，以直流或者交流電機輸出動力至減速機構，之后逐級傳遞動力至小帶輪、大帶輪和砂帶輪，最終在一對張緊砂帶輪的驅動下，使與其配合的環形砂帶紙作連續的轉動，從而可對材料平面進行持續磨削[1]。

其中小帶輪和大帶輪之間的動力傳遞是通過皮帶實現的，如圖1所示。該皮帶有V型帶、弧形齒同步帶等，而弧形齒同步帶的理論傳輸性能最為突出[2][3]，但因設計和工藝局限性等原因，國內對此同步帶長期依賴進口，故也限制了此類同步帶在國內電動砂帶機領域的應用推廣。本文以進口的高性能弧形齒同步帶為標桿，進行了國產弧形齒同步皮帶的測試和工藝優化改進研究。

2 試驗方法

用萬能試驗機測試皮帶的拉伸強度、齒剪切強度和布剝離強度，測試時的拉伸速度為45mm/min。用特制的堵轉循環試驗設備，測試堵轉循環性能，轉速1500rpm，在單次循環內的運行時間和制動停頓時間分別為10s和15s，達到400次循環時終止試驗。對于上述各試驗，樣品量均為3個。

3 試驗結果及優化方案

初始樣品的測試結果如表1所示，其拉升強度優于標桿，而齒剪切強度、布剝離強度以及堵轉循環與標桿分別相差31%～34%、25%～27%、98%～99%。

究其原因，是因同步帶是由橡膠層、線層和布層疊加而成，如圖2所示，若三者之間的相互粘結不緊致或者不均勻、以及橡膠材料強度或硬度不足等，會導致局部應力集中，亦即產生強度薄弱點。對此，相應的改善措施為：通過配方和加工參數調整，改進橡膠的硫化工藝，提高其彈性和強度，橡膠料硬度由76度增加至86度；通過在布層的涂漿工藝中，調整漿料量和涂漿參數等，使得布層能與其他材料均勻緊密粘結。

在此改善措施下，制作了第1次優化樣品，其測試結果如表2 所示，由此可以看出，樣品的齒剪切強度、布剝離強度和堵轉試驗等得以提高，與標桿差距分別縮小至8%～11%、6%～10%和63%～78%。其中堵轉試驗的差別比例仍較高，說明各層材料間的粘結性仍需提高，故進一步改善措施為：使用高等級的漿料和粘結劑，以加強橡膠層、線層和布層之間的粘結致密性。以此，制作了第2次優化樣品。

表3為第2次優化樣品的試驗結果，可以看出，各項結果均已達到或者優于標桿。

4 結論

（1）同步帶不達標的根本原因是，其橡膠材料強度不足、及其內部各層之間的相互粘結不緊致或者不均勻。

（2）通過優化橡膠配方和硫化工藝參數、改善漿料與粘結劑、以及調整刮漿工藝參數等，同步帶的各項性能指標得以大幅度提高，并最終能達到或優于標桿要求。

參考文獻

[1]許黎明，胡德金，等.電動工具性能試驗方法的研究和實踐[J].儀器儀表學報，2003，24（z4）：21-24.

[2]駱治安，陳秋平.圓弧齒同步齒形帶在拉絲機上的應用[J].金屬制品，2014，40（6）：38-40.

[3]韓奎亮.同步帶失效形式的研究[J].機電產品開發與創新，2012， 25（5）：84-86.

作者簡介：吳鵬，男，工學碩士，現從事新型電動工具及其零部件方面的項目開發工作。