Полиуретановые ремни ГРМ: руководство по промышленному выбору для высокоскоростных линий

На линии формования, наполнения и запечатывания, работающей со скоростью 120 циклов в минуту, ремень ГРМ редко является самой дорогой деталью в ведомости материалов, но часто именно он останавливает производство. Когда эта линия обрабатывает картонные коробки, пленку и слегка смазанные цепи, выбор между полиуретановым зубчатым ремнем и резиновым зубчатым ремнем обычно определяет, как часто бригада технического обслуживания возвращается к одному и тому же шкиву.

Сначала краткий ответ. Полиуретановые ремни ГРМ являются лучшим выбором для высокоскоростных приводов позиционирования, которые работают чисто, видят масляный туман или смазочно-охлаждающую жидкость и нуждаются в поддержании длины ремня между интервалами технического обслуживания. Резиновые ремни ГРМ остаются лучшим выбором, когда привод перегревается, выдерживает тяжелые ударные нагрузки или находится в горячем влажном воздухе, где гидролиз разрушает полиуретан. Большинству предприятий в конечном итоге требуется и то, и другое, и самый быстрый способ сделать выбор — это сравнить реальные условия эксплуатации с небольшим набором измеримых свойств, а не с общими предпочтениями в отношении материала.

Из чего сделан полиуретановый ремень ГРМ

Полиуретановый ремень ГРМ отлит как единое целое. Корпус изготовлен из термопластичного полиуретана, обычно с твердостью по Шору А от 85 до 95, а эластичный корд экструдируется внутри корпуса, а не приклеивается во время второй операции. Поскольку зубья формуются, а не вырезаются, боковые поверхности зубьев остаются гладкими, а ремень сохраняет свой шаг по всей длине, что позволяет приводу повторять цикл позиционирования тысячи раз за смену.

Шнур несет нагрузку. Оцинкованный стальной корд является стандартным для приводов с высоким крутящим моментом, поскольку он очень мало растягивается и удерживает натяжение; нержавеющий корд появляется там, где факторами являются промывка или коррозия; Арамидный корд выбирают, когда вес и усталость от изгиба имеют большее значение, чем абсолютная жесткость. Выбор шнура, а не цвет ремня, обычно является реальной разницей между двумя ремнями с одинаковым профилем зубьев и одинаковой ценой.

Профили соответствуют обычным международным семействам: T5, T10, AT5 и AT10, а также семейству HTD с шагом 3M, 5M, 8M и 14M. Эти размеры опубликованы в стандартах ременной передачи, поэтому правильно указанный ремень следует заменять между производителями без повторной обработки шкивов. Ремень из полиуретана может поставляться открытым для сращивания на месте или в виде бесконечной сварной ленты с фиксированным межосевым расстоянием.

Синхронный ремень из ПУ Рекомендуемые продукты Посмотреть продукт →

Где лучше всего подходят полиуретановые ремни ГРМ

Ремни из полиуретана, как правило, появляются в одной и той же группе машин снова и снова, поскольку эти машины имеют одинаковое сочетание скорости, чистоты и химического воздействия.

• Оборудование для упаковки и фасовки и запечатывания, в котором ремень приводит в движение подачу пленки и зажимы для запечатывания с высокой частотой циклов.
• Линии печати, маркировки и отделки, где точность совмещения и низкий уровень пыли имеют большее значение, чем крутящий момент.
• Работа с фотоэлектрическими и аккумуляторными элементами, где образование частиц контролируется, а лента работает в сухой среде.
• Системы логистической сортировки и перекрестных лент, в которых сотни лент должны вести себя одинаково в течение многих лет циклов старт-стоп.
• Машины для производства проволоки и кабеля, в которых приводы волочения и скрутки находятся рядом со смазочными материалами и мелким металлическим мусором.
• Пищевая промышленность и легкая транспортировка, где химическая промывка исключает использование незащищенной резины.

Температура: первое число, которое нужно проверить

Горизонтальные полосы выше показывают, сколько непрерывного тепла может поглощать каждый эластомер, прежде чем старение ускорится. Температура полиуретана составляет около 80 градусов Цельсия, что ниже 100 градусов Цельсия, типичного для нитрила или резины HNBR, и намного ниже температуры силикона. Это единственное число объясняет, почему полиуретановый ремень, установленный рядом с горячим сушильным барабаном или нагретой плитой, имеет тенденцию затвердевать, блестеть и трескаться в течение нескольких месяцев, даже если тот же ремень прослужит годы при прохладном приводе. Это также объясняет, почему полиуретановые ремни так часто встречаются в приводах, работающих при температуре окружающей среды, но на высокой скорости, где тепло исходит от внутреннего изгиба, а не от окружающей среды. Как правило, если измеренная температура воздуха вокруг ремня из полиуретана остается ниже 60 градусов C, материал удобен; при температуре от 60 до 80 градусов Цельсия срок службы сокращается, и ремень следует проверять при каждом обслуживании; выше 80 градусов C вместо этого укажите резину или силикон. Измерьте температуру после того, как машина проработала с полной нагрузкой в ​​течение как минимум одного часа, поскольку показания при холодном запуске всегда вводят в заблуждение.

Почему ремни выходят из строя: выравнивание важнее материала

Столбчатая диаграмма показывает, почему замена резинового ремня на полиуретановый редко помогает исправить уже вышедший из строя привод. Несоосность является самой серьезной причиной, и она повреждает ремень из полиуретана даже быстрее, чем резиновый, поскольку более жесткий корд концентрирует нагрузку на одном краю зуба. Следующим является чрезмерное натяжение, и это ошибка, которую чаще всего допускают при быстром ремонте, поскольку ремень, который кажется натянутым вручную, обычно уже слишком натянут по стандартам конструкции. Далее следуют изношенные шкивы, и классический признак - ремень, который прослужит несколько недель, затем стирает зубы, в то время как шкивы выглядят приемлемо на глаз. Химическое воздействие составляет меньшую, но вполне предсказуемую долю, и почти всегда это полиуретановый ремень, находящийся в горячем влажном воздухе или контактирующий со специальной смазочно-охлаждающей жидкостью. Практический урок состоит в том, чтобы проверить соосность вала с точностью примерно 0,5 мм, убедиться в биении шкива и износе канавок перед установкой чего-либо нового и повторно натянуть привод в соответствии с цифрами поставщика, а не на ощупь.

Удлинение и повторное натяжение в течение срока службы

Две кривые показывают, насколько по-разному приспосабливаются к эксплуатации два семейства ремней. Резиновый ремень быстро растягивается в течение первых нескольких сотен часов, а затем продолжает ползти, поэтому графики технического обслуживания обычно требуют повторной проверки натяжения через первую неделю и снова через первый месяц. Полиуретановый ремень со стальным кордом требует гораздо меньшего первоначального набора, а затем остается почти плоским, поэтому привод сохраняет межосевое расстояние и точность положения оси не смещается. Эта стабильность является основной причиной выбора полиуретановых ремней для приводов индексации и регистрации, где изменение длины ремня на 0,5 мм проявляется как видимая ошибка печати. Недостаток заключается в том, что ремень из полиуретана менее терпим к ошибкам, потому что, если он слишком натянут, остается очень мало растяжения, чтобы спокойно компенсировать ошибку. Если удлинение ремня из полиуретана превышает примерно 0,8 процента от номинальной длины или если ремень может отклоняться далеко за пределы, указанные поставщиком, замените его, а не натягивайте заново.

Полиуретан против резины, недвижимость за недвижимостью

Радарный график сопоставляет два материала по шести свойствам, которые определяют большинство промышленных применений. Оранжевая форма обеспечивает максимальную устойчивость к истиранию, масло- и химическую стойкость, низкий уровень шума и стабильность длины, что соответствует опыту использования полиуретановых ремней на линиях упаковки, печати и чистых погрузочно-разгрузочных работ. Синяя форма в наибольшей степени обеспечивает термостойкость и устойчивость к гидролизу, поэтому резиновые ремни сохраняют свое место в сушильных печах, в зонах влажной мойки и в старых машинах со шкивами большого диаметра. Если две формы перекрываются, выбор обычно определяется стоимостью ремня и стоимостью упора, а не самим материалом. Полезная привычка — читать диаграмму изнутри: любая ось, где привод набирает меньше трех баллов, будет доминировать в истории отказов, из чего бы ни был изготовлен ремень. Также стоит помнить, что ремни из полиуретана работают тише и чище, что имеет значение в пищевой, медицинской и электронной сферах, где черная резиновая пыль совершенно недопустима. Если привод слаб как по нагреву, так и по гидролизу, ни один из материалов не является идеальным решением, и следует пересмотреть саму компоновку привода.

Сопоставление ремня со шкивом

Ремень – это только половина привода. Форма зубьев шкива, износ канавок и биение определяют предел эффективности работы любого полиуретанового ремня ГРМ, и инспекторы регулярно обнаруживают шкивы, канавки которых расширились более чем на 0,2 мм после нескольких лет эксплуатации с абразивом. Изношенный шкив позволяет ремню глубже садиться в канавку, изменяет эффективный шаг и ускоряет сдвиг зубьев в точке входа ремня в зацепление. Также проверьте фланцы, потому что изогнутый фланец приведет ремень к боковой стенке и приведет к потертости края, в чем часто обвиняют сам ремень. Установите соосность валов в пределах примерно 0,5 мм и параллельное смещение в пределах примерно 0,1 градуса на 100 мм межосевого расстояния для высокоскоростных индексирующих приводов. Если ремень имеет открытую длину, качество соединения определяет срок службы ремня, поэтому стык должен быть квадратным, чистым и отвержденным в точном соответствии с инструкциями поставщика.

Синхронный шкив Область применения: Посмотреть продукт →

Когда резина все еще имеет больше смысла

Резина – не устаревший вариант. В приводе, который работает при температуре выше 80 градусов C, подвергается повторяющимся ударным нагрузкам из-за застревания или работает в горячем влажном воздухе большую часть смены, резиновый ремень ГРМ обычно прослужит дольше полиуретанового ремня, и его замена будет стоить дешевле. Резина также допускает использование шкивов большего размера, большего перекоса и более грубой практики повторного натяжения, что подходит для старых машин и приводов, эксплуатируемых в полевых условиях. Если на заводе уже есть одно семейство ремней и история отказов приемлема, замена материала исключительно ради получения небольшого технического преимущества часто увеличивает риск, а не устраняет его. Разумный подход состоит в том, чтобы сохранить доступность обоих семейств, использовать полиуретан там, где точность и чистота окупаются, и использовать резину там, где преобладают жара и неправильное обращение.

Резиновый синхронный ремень Рекомендуемые продукты Посмотреть продукт →

Контрольный список спецификаций перед заказом

1. Запишите точное межосевое расстояние и подтвердите код длины ремня, включая информацию о том, требуется ли бесконечный ремень или открытый ремень.
2. Измерьте установившуюся температуру воздуха вокруг ленты через час работы при полной нагрузке, затем сравните ее с потолком материала.
3. Проверьте профиль и шаг зубьев на шкиве, а не только на старом ремне, поскольку после ремонта они могут не совпадать.
4. Перед установкой новых ремней проверьте износ канавок шкива, состояние фланца, соосность вала и биение.
5. Обратите внимание на наличие масляного тумана, смазочно-охлаждающей жидкости, озона, ультрафиолета или пара рядом с приводом, поскольку каждый из них исключает наличие определенных соединений.
6. Тип шнура уточняйте письменно, поскольку два ремня одного профиля могут отличаться по жесткости в несколько раз.

Полиуретановый ремень ГРМ не является универсальной модернизацией, и, рассматривая его как таковую, заводы в конечном итоге заменяют ремни каждые несколько месяцев. Используйте температурную диаграмму для проверки привода, столбчатую диаграмму неисправностей, чтобы отремонтировать машину, прежде чем обвинять материал, кривые удлинения, чтобы установить реалистичный график повторного натяжения, и радиолокационный график, чтобы сравнить два материала по свойствам, которые фактически определяют срок службы. Когда привод работает прохладно, чисто и быстро, PU сохранит свою длину и точность в течение многих лет. Когда он нагревается, влажный и грубый, резина по-прежнему занимает свое место. Выбор между ними на основе измеренных условий, а не привычки, — это разница между ремнем, который является расходным материалом, и ремнем, который является повторяющейся проблемой.