皮带轮

皮带轮，又称带轮，属于盘毂类零件，一般相对尺寸比较大，制造工艺上一般以铸造、锻造为主。一般尺寸较大的设计为用铸造的方法，材料一般都是铸铁(铸造性能较好)，很少用铸钢(钢的铸造性能不佳);一般尺寸较小的，可以设计为锻造，材料为钢。皮带轮主要用于远距离传送动力的场合，例如小型柴油机动力的输出，农用车，拖拉机，汽车，矿山机械，机械加工设备，纺织机械，包装机械，车床，锻床，一些小马力摩托车动力的传动，农业机械动力的传送，空压机，减速器，减速机，发电机，轧花机等等。

皮带轮通常由轮毂、轮辐和轮缘等部分组成。其中，轮毂是皮带轮与轴的连接部分，轮辐是连接轮毂和轮缘的辐条或辐板，而轮缘则是与皮带接触并传递动力的部分。

皮带轮的工作原理

皮带轮的工作原理主要基于皮带与轮之间的摩擦力。当皮带紧套在两个皮带轮(分别称为主动轮和从动轮)上时，由于皮带与轮之间存在一定的压力，皮带会因其自身材料特性而紧贴在轮上。当主动轮开始旋转时，摩擦力会使得皮带轮带动皮带一起旋转。这样，原本与主动轮相连的装置(如发动机、电动机等)的动力就通过皮带传递给了从动轮，从而实现了功率的传递和动力的传输。

具体来说，皮带轮的工作原理可以细分为以下几个方面：

摩擦力：皮带与轮之间通过摩擦力将动力传递出去。这种摩擦力是由于两者之间存在一定的压力而产生的。通过这种摩擦力，皮带能够紧密地贴合在轮上，并相互传递动力。

弹性变形：皮带在受到外力作用时，会发生一定的弹性变形。这种弹性变形有助于皮带更好地贴合在轮上，从而增大摩擦力的作用。同时，弹性变形还能在一定程度上缓和载荷的冲击，提高传动的平稳性。

牵引力：在皮带轮传动中，由于皮带与轮之间存在着一定的牵引关系，主动轮的旋转会使得皮带被拉紧，从而牵引着皮带进行转动。这种牵引力是皮带轮传动能够持续进行的关键。

一、皮带轮的特点

1、结构特点

皮带轮属于盘毂类零件，一般相对尺寸比较大，制造工艺上一般以铸造、锻造为主。

铸造皮带轮材料通常为铸铁(铸造性能较好)，锻造皮带轮材料通常为钢。

皮带轮设计时应满足重量轻、质量分布均匀的要求，并消除制造中产生的内应力，通常需要进行静平衡校正。

2、传动特点

缓和载荷冲击：皮带轮传动能够缓和载荷冲击，对机械设备具有一定的保护作用。

运行平稳：皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动，有利于提高机床的加工精度和稳定性。

结构简单：皮带轮传动的结构简单，调整方便，易于安装和维护。

制造安装精度要求较低：皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不像啮合传动那么严格，降低了制造成本和安装难度。

过载保护功能：皮带轮传动具有过载保护的功能，当传动负荷过大时，皮带会打滑，从而避免对机械设备的损坏。

两轴中心距调节范围大：皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大，能够适应不同工况下的传动需求。

二、皮带轮的用途

皮带轮主要用于远距离传送动力的场合，广泛应用于各种机械设备中。以下是皮带轮的一些主要用途：

1、机床设备：皮带轮广泛应用于车床、铣床、刨床、磨床、钻床等各类加工中心等机床设备中，用于传递动力和调节转速。

2、运输设备：在汽车、船舶、飞机等运输设备中，皮带轮也扮演着重要的角色，用于驱动各种传动装置和辅助设备。

3、农业机械：在收割机、播种机、拖拉机等农业机械中，皮带轮被用于传递动力和驱动各种工作部件，实现农业机械的自动化和高效化。

4、工业设备：皮带轮还广泛应用于风机、工业空调、空压机、大功率内燃机、压气机、燃气轮机等工业设备中，用于驱动各种旋转部件和传动装置。

一、日常检查

1、外观检查：

定期检查皮带轮的外侧和皮带槽侧边是否有破损或磨损。

检查皮带轮表面是否光滑，色泽是否均匀，有无氧化生锈现象。

2、皮带张力检查：

使用适当的方法(如拇指按压法)检查皮带的张力。

确保皮带张力适中，既不过紧也不过松，以避免打滑或过度磨损。

3、轴承检查：

检查轴承的润滑情况，确保轴承有足够的润滑油。

检查轴承底座是否加固安装，确保轴承的精准定位和较长的使用寿命。

二、清洁与润滑

1、清洁：

定期使用汽油或无腐蚀性的清洁剂清洁皮带轮的内孔、键槽和表面。

清洁后，将内孔擦拭干净，并滴入少许润滑油。

2、润滑：

对轴承进行定期润滑，确保轴承的正常运转。

使用合适的润滑油或润滑脂，避免使用含有杂质或腐蚀性物质的润滑剂。

三、更换与调整

1、皮带更换：

当皮带磨损严重或老化时，应及时更换新皮带。

更换皮带时，确保新皮带的型号、尺寸和材质与旧皮带一致。

2、皮带轮更换：

当皮带轮出现严重磨损或损坏时，应更换新皮带轮。

更换皮带轮时，确保新皮带轮与机床其他部件的匹配性。

3、张紧系统调整：

定期检查皮带张紧系统的工作状态。

根据需要调整张紧系统的松紧度，确保皮带的合适张紧度。

一、铸造工艺

1、造型与造芯：

造型是皮带轮铸造过程中的关键工序，直接影响皮带轮的形状和尺寸精度。

造芯用于形成皮带轮的内部结构，如孔、槽等。

2、铸造方法选择：

根据皮带轮的尺寸、形状和材料选择合适的铸造方法，如砂型铸造、金属型铸造等。

3、后处理：

铸造完成后，需要对皮带轮进行清砂、热处理(如人工时效处理)等后处理工序，以提高其力学性能和表面质量。

二、锻造工艺

1、材料选择：

锻造皮带轮通常选用钢材作为原材料，以提高其强度和韧性。

2、锻造过程：

将钢材加热至适当温度后，通过锻造设备对其进行塑性变形，形成皮带轮的初步形状。

锻造过程中需要控制变形温度、变形速度和变形程度，以确保皮带轮的内部组织和力学性能。

3、后处理：

锻造完成后，需要对皮带轮进行切边、热处理(如淬火、回火)等后处理工序，以提高其力学性能和表面质量。

三、旋压成形工艺

1、坯料准备：

选用合适的板料作为坯料，根据皮带轮的形状和尺寸进行裁剪和预处理。

2、旋压成形：

将坯料安装在旋压机的芯模上，通过旋轮的径向进给和芯模的旋转，使坯料发生塑性变形，形成皮带轮的轮槽和形状。

旋压成形方法包括缩旋成形、滚压成形和劈开成形等，根据皮带轮的具体要求选择合适的成形方法。

3、后处理：

旋压成形完成后，需要对皮带轮进行表面处理(如磷化发黑处理)和精度调整等后处理工序。

四、近净成形工艺

1、坯料准备：

选用圆形板料作为坯料，根据皮带轮的形状和尺寸进行裁剪和预处理。

2、冲压与旋压：

首先利用冲压工艺将坯料制成筒体形状，然后利用旋压工艺将筒体形状带轮安装在旋压机的芯模上，通过旋轮的径向进给和芯模的旋转，形成轮槽和最终形状。

3、后处理：

近净成形完成后，需要对皮带轮进行精加工和表面处理等后处理工序，以满足其精度和表面质量的要求。

一、选择与安装

1、带型和尺寸：

根据机床的传动需求，选择正确的皮带轮带型和尺寸。这是确保皮带轮与机床其他部件匹配、实现有效传动的前提。

2、清洁与干燥：

在安装皮带轮前，使用汽油清洗皮带轮及其配合面，确保无油渍和杂质，保障足够的摩擦力。

装配皮带轮用的工具，如内六角扳手，也应清洗干净并晾干。

3、安装紧固：

皮带轮螺丝应锁紧，确保锥套受均匀轴向力，避免运转中皮带断裂或皮带轮松动退出。

注意皮带轮的对中性，确保其与驱动设备和被驱动设备之间的轴线平行，避免因偏心而产生的振动和噪音。

二、日常维护

1、检查与更换：

定期检查皮带轮的磨损情况，包括皮带轮表面和内孔链槽。发现缺陷或磨损严重时，应及时更换备件。

皮带轮锥套是易损件，每次装配前应检查其完好性。

2、皮带张力调整：

使用拇指按压皮带轮中间的皮带，检查皮带张力。合适的张力下，皮带的压下量应在一定范围内(如10mm左右)。

张力不足时，皮带易打滑;张力过大时，易损伤辅机的轴承。因此，应及时调整皮带张力至最佳状态。

3、表面处理：

定期用汽油和无纺棉布清洁皮带轮表面，并涂饰一层防锈油，以防止皮带轮氧化生锈。

三、安全操作

1、个人防护：

在操作皮带轮时，工作人员应佩戴适当的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜和手套等。

2、负载要求：

严格遵守设备的设计负载要求，避免长时间过载运行，以防止皮带轮损坏。

3、运行监控：

密切关注皮带的温度和振动情况，一旦发现异常，应立即停机检查。

避免在皮带轮运行时进行危险的操作，如用手触摸皮带或靠近运转部位。

四、装配与拆卸

1、装配：

在装配皮带轮时，确保转轴、皮带盘或联轴器的轴孔光滑无杂质。

将皮带轮或联轴器对准键槽套在轴上，并用熟铁或硬木块垫在键的一端，轻轻将键敲入槽内。

2、拆卸：

在拆卸皮带轮时，先在皮带轮或联轴器与转轴之间做好位置标记。

使用拉具或其他专用工具慢慢拉出皮带轮，如遇到阻力，可适当使用煤油润滑。

一、皮带轮打滑

现象：皮带与皮带轮之间剧烈摩擦、振动，发出一定频率的响声。

原因：

皮带松动或老化。

皮带张紧轮调整不当或张紧轮弹力不足。

排除方法：

调整皮带张紧轮的张紧力，确保皮带与皮带轮之间有足够的摩擦力。

如果调整张紧力无效，则考虑更换张紧轮。

检查皮带是否老化，如果老化严重，应更换新皮带。

二、皮带老化

现象：皮带逐渐硬化、失去弹性，与皮带轮之间的摩擦力降低。

原因：长时间使用导致皮带材料老化。

排除方法：

在皮带与皮带轮接合面滴加机油，以临时恢复摩擦力。

尽快更换新皮带，确保机床的正常运行。

三、轴承故障

现象：皮带轮转动时出现异响，可能是由于轴承损坏、卡死、松旷或附件功率变大导致。

原因：

轴承长时间使用导致磨损。

轴承润滑不良。

排除方法：

检查轴承是否损坏，如有损坏，应更换新轴承。

对轴承进行润滑，确保轴承的正常运转。

纱布打磨皮带轮与皮带的接合面，以改善接触情况。

四、皮带轮表面问题

现象：皮带轮表面沾有沙粒等脏物，或使用过的皮带反向安装，导致皮带发出长声尖叫或刺耳噪音。

原因：

皮带轮表面清洁不当。

皮带安装错误。

排除方法：

清理皮带轮表面的脏物，确保皮带轮干净无尘。

正确安装皮带，避免反向安装。

五、辅助传动机构缺油

现象：皮带轮连续不断地发出异响，并且随着发动机转速的提高而增大。

原因：辅助传动机构的轴承缺油。

排除方法：

及时为辅助传动机构的轴承添加润滑油。

检查轴承是否磨损，如有磨损，应更换新轴承。

六、皮带颤动

现象：皮带在运转过程中发出隆隆声，特别是当转速提高时，噪音会明显增大。

原因：皮带松紧度不合适，导致皮带颤动。

排除方法：

调整皮带的松紧度，确保皮带在运转过程中稳定无颤动。

七、其他故障

现象：皮带轮轴损坏、张紧器故障等也可能导致皮带轮异响。

排除方法：

检查皮带轮轴是否损坏，如有损坏，应更换新轴。

检查张紧器是否故障，如有故障，应更换新张紧器。