砂帶的張緊與振蕩

1、砂帶的張緊與振蕩新鄉(xiāng)機(jī)床廠（463003）孫海林砂帶的張緊與振蕩是砂帶磨床設(shè)計(jì)與調(diào)養(yǎng) 的重要環(huán)節(jié)之一，尤其是砂帶的振蕩原理及結(jié) 構(gòu)，在世界各國都是作為專利加以保護(hù)的。由 此可見，砂帶的振蕩在砂帶磨床的設(shè)計(jì)利使禺 中所占的重要地位c當(dāng)然，在砂帶膚削的范籌內(nèi)，既有不需張 緊、也有不需振蕩的。例如，意大利生產(chǎn)的皮革 砂光機(jī)，它是將砂帶直接纏繞在磨輻上的，就無 需張緊。又如，螺旋卷式，葉輪式，砂片式等砂 帶制成工具，都不需張緊。不需要振蕩機(jī)構(gòu)的 砂帶機(jī)械工具就更多了，例如，手提式砂帶拋磨 工具和砂帶寬JCSOOmm的砂帶磨床，一般 都不設(shè)莊振蕩裝置。如新鄉(xiāng)機(jī)床廠生產(chǎn)的 2MJ5810, 2M5310,

2、 2M595, 2M5330 等砂帶磨 床及其手工工具,均未設(shè)置振蕩系統(tǒng)。當(dāng)然，也 有例外，如2M5815 x 2和2M5830X2平面砂 帶磨床的砂帶寬度，前者為150mm,后者為 300mm,也都設(shè)置有振場(chǎng)機(jī)構(gòu)。所以砂帶振蕩 機(jī)構(gòu)的設(shè)置，尚無法劃分一個(gè)具體的界限，主要 還是根據(jù)砂帶磨削工藝的需要而定。一、砂帝的張緊在我國除了個(gè)別的情況，從砂帶寬20mm 的小型砂帶磨具，到砂帶寬1060mm的大型金 涇加工砂帶磨床，幾乎都有方便、可靠的張緊機(jī) 構(gòu)。1. 砂帶張緊的主要作用（1）保證砂帶運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。砂帶是柔性體, 如果沒有一定的張緊力，將砂帶繃緊在工作紀(jì) 上，使其間產(chǎn)生一定的摩掠力，砂帶就無法

3、正常 地運(yùn)行，難于進(jìn)行磨削。（2）補(bǔ)償砂帶的伸長(zhǎng)。目前常見砂帶的帶 基有紙和布（包括無紡布）。不論是那一種帶基, 都是茶種纖維的構(gòu)成物。在工作吋，砂帶爰到 S 磨削力和張緊力的作用，加之水浸（濕磨砂帶）， 就會(huì)逐漸地伸長(zhǎng)，所以必須有隨機(jī)注的張緊補(bǔ) 償。（3）保證砂帶磨削俺力，必須使砂帶與工 作規(guī)之爲(wèi)毎持一定的摩擦力。如果砂帶張緊力 不夠，摩擦力就小，砂帶就會(huì)在工作輾上打滑， 磨削能力下降。所以要保證有足夠的磨削能 力,砂帶必須有足侈的張緊力。2. 砂帶張緊力的選擇砂帶曆削時(shí)的張緊力，一般應(yīng)大于按下式 求出滋值。幾=竽三匸（1-時(shí)）闿式中，為接觸觀與張緊輻的中心連線同 砂帶的夾角（度）。8為自然

4、對(duì)數(shù)底（e=2.718）于為砂帶與橡膠輻之間的摩擦系數(shù)（了匚3 一 4）6為砂帶在主動(dòng)餛上的包角（度）X為徑向磨削力硃與切向磨削力眄之 比，一般取入=2Ft為切向磨削力（A5科n碼（1一0巧F1為砂帶緊邊的張力（N）為了保證砂帶磨削能力，在實(shí)際上應(yīng)取 得大些，但其最大值受以下兩個(gè)條件制約：（1）砂帶的帶基不論是布還是紙，都有 一定的強(qiáng)度，如果砂帶的張緊力超過了允許值， 砂帶就會(huì)斷裂。砂帶的斷裂程度如表1（2）根據(jù)磨削要求，在輕加工或拋光時(shí)，若 砂帶的張緊力過大，就會(huì)使所選擇的軟橡膠接 觸輪變碩，無法達(dá)到所要求的磨削效果。3. 砂帶張緊機(jī)構(gòu)砂帶張緊機(jī)構(gòu)的選用原則應(yīng)是；簡(jiǎn)朿、方磨慶與曆削表1砂帶類

5、別砂帶粒度砂帶寬度(mm)砂帶斷裂強(qiáng)度N/25 mm干於布基砂帶F16 60P70 240寬度不限588539耐水布基砂帶P16 60P70 120P150320寬度不限588539497P24 60<500147干磨紙基砂帶P24 60>500294P70 180<500147P7018C>5002M耐水紙基砂帶P8Q5 UG寬度不限!147便、可靠和價(jià)廉。(1) 螺栓張緊這種張緊形式的主要特點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低，同時(shí)肩負(fù)砂帶的調(diào)偏。但 它沒有自動(dòng)調(diào)節(jié)張力的能力，須用手經(jīng)常調(diào)整。 圖1為2M5330平面砂帶磨床砂帶張緊機(jī)構(gòu)的 示意圖°張緊輻1通過軸2架在支

6、架3和5 上。張緊砂帶時(shí)，同時(shí)調(diào)整螺栓4和6,當(dāng)砂帶 跑偏時(shí)，也調(diào)節(jié)4或6,到砂帶穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)為止。(2) 彈簧張緊彈簧張緊的特點(diǎn)是有一定 的補(bǔ)償砂帶張緊力的能力。但是，由于彈贊本 身特性所決定，隨著砂帶的伸長(zhǎng),張緊力也逐漸 減小。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，小型砂帶磨床， 尤其是手工砂帶工具用得很普遍。圖2為 2M5810； 2M595； 2MJ5810等砂帶磨床所采用 的彈簧張緊機(jī)溝。(3) 重力張緊 重力張緊比彈簧張緊穩(wěn) 定,既便是砂帶有所伸長(zhǎng)，張緊力也不發(fā)生變化。 所以，它雖然形式較原始，仍然有人采用，如圖 3所示。(4) 陰心張緊 主要用于砂帶長(zhǎng)度較短,5張緊輾2細(xì)3支集4 一調(diào)整螺栓5-支架

7、G調(diào)整螺栓7支座圖1圖4總的伸長(zhǎng)駅小的地方。圖4為內(nèi)圓砂帶磨具的 結(jié)構(gòu)，主要待點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊。(5) 氣動(dòng)(油壓)張緊中、大型砂帶磨床一 般都采用氣動(dòng)或油壓張緊。其特點(diǎn)是：操作方 便、迅速，具有隨機(jī)性調(diào)節(jié)砂帶張力的能力。1997年第1期氣動(dòng)張緊裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作干凈，維修 方便，成本低。在新鄉(xiāng)機(jī)床廠生產(chǎn)的2M5815X 2輸送帶式平面砂帶磨床和2M53100硅鋼片 (砂帶)去毛剌機(jī)上,均采用氣動(dòng)張緊裝置，效果 甚佳。油壓張緊系統(tǒng)均隨機(jī)提供用戶，不需另加 輔助裝置（如空壓系統(tǒng)）。但與代動(dòng)張緊相比， 維修比較麻煩，制造成本也較高。目前，已有 2M5820 x 2和2M5832平面砂帶磨床上實(shí)用，

8、效果也較好。二、砂帶的振蕩1. 砂帶振蕩的作用（1）防止砂帶跑偏在“砂帶的跑偏問題 與調(diào)整”一文中，曾詳細(xì)地分析了砂帶跑偏的 泉因及控制方法。這里重點(diǎn)討論的是采用動(dòng)態(tài) 調(diào)偏方法，即強(qiáng)迨砂穢在限定的范圍內(nèi)作左右 跑偏，通常稱電砂帶振蕩。也就是說，在砂帶運(yùn)行 時(shí)，人為地使砂帶先向一邊跑偏，當(dāng)它跑偏到某 一特定位置時(shí)，砂帶將紅外線光束（或高壓氣流） 遮斯,通過電控元件使執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)輻子（多為 張緊輯或恪餛，向某一方向擺動(dòng)一定角度，迫 使砂帶向另一方向跑偏，如此循環(huán)。如2M53100 硅鋼片（砂帶）去毛剌機(jī)的振蕩控制。（2）提高磨削質(zhì)量 無振蕩砂帶的工作， 遵循一定的運(yùn)動(dòng)軌跡，只有部份砂粒同工件接 觸

9、。從而，使這部分的砂粒承受磨削負(fù)載，故磨 損就快，砂帶本身就產(chǎn)生不平度,影響工件的加 工質(zhì)量。讓砂帶穩(wěn)定高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，作有規(guī)律的 振蕩，使其磨削負(fù)荷盡可能平均分散給絕大多 數(shù)的磨粒，以達(dá)到磨粒均勻磨損，并可使磨紋網(wǎng) 狀化，提高磨削質(zhì)量。（3）提高砂帶使用壽命砂帶的振蕩，一 方面可使磨粒負(fù)荷均勻化,避免局部磨粒過載， 加速磨損，過快地喪失切削能力；另一方面，砂 帶的振蕩，使其磨粒的磨削方向不斷地改變，磨 削角變化，提高磨削能力。另外，砂帶的振蕩易 使磨屑脫落，改善磨削性能，延長(zhǎng)砂帶壽命。2. 砂帶振場(chǎng)形式砂帶的振蕩，目前世界上大都采用使張緊 維（或惰餛）在平行于接觸規(guī)軸線（不通過該軸 線）的平

10、面內(nèi)擺動(dòng)，使張緊録軸線與接觸觀軸線 的投影夾角不地改變，迫使砂帶沿著張緊棍軸 線作往復(fù)移動(dòng)振筋，芥帶動(dòng)砂帶也沿接觸 規(guī)軸線作幾乎是同步的振蕩。到目前為止，尚未見過以改變張緊轆軸線 與接觸銀軸線構(gòu)成平面內(nèi)的夾角，來實(shí)現(xiàn)使砂 帶振蕩的機(jī)構(gòu)，雖然這也可以有效地實(shí)現(xiàn)砂帶 的振埶（1）氣動(dòng)控制采用氣動(dòng)控制砂帶的振蕩，是一種很方便 的方法。瑞士生產(chǎn)的MS-650砂帶去毛剌機(jī)， 采用了如囹5所示的氣艮瓷制砂曙振蕩的原 理O不論渺帶3在張緊輾2上處于什么位置， 當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，砂帶就一方面旋轉(zhuǎn)，一方面沿輻 子的軸線向一端移動(dòng)。當(dāng)砂帶向右移動(dòng)，并同 時(shí)離開高壓氣流噴嘴4的位置I和II時(shí)，則兩 噴嘴的髙壓氣流同時(shí)作

11、用I和H的接收轄，通 過氣壓傳感器5,轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，經(jīng)控制系統(tǒng)6 控制氣動(dòng)電磁閥&使氣流接通氣缸9的下腔， 活塞桿推動(dòng)擺桿1,使2擺動(dòng)一個(gè)角度，砂帶開 始由右向左移動(dòng)。砂帶的左端面，首先將I遮 住，但這時(shí)氣壓傳感器并不動(dòng)作,砂帶仍繼續(xù)向 左移動(dòng)，直到砂帶將I和口同時(shí)遮斷，使它無 法同時(shí)接收到來自4的高壓氣流。這時(shí)8放開 復(fù)原，從7來的高壓氣體通往9的上腔，活塞桿 退回，張緊輻向另一方向擺動(dòng)，砂帶又開始從左 向右返回，進(jìn)入下一循環(huán),其反復(fù)的移動(dòng)構(gòu)成了 砂帶的振蕩。氣壓控制，對(duì)輸入系統(tǒng)的高壓空氣,要求進(jìn) 行精細(xì)地過濾。否則就會(huì)發(fā)生噴嘴堵塞，影響 正常工作，甚至砂帶飛出，撕裂或擦壞機(jī)件等。圖

12、5磨床與密削2電機(jī)2Tfi心輪3-滑塊；4一軸滾輪6-張緊規(guī)7砂帶8接觸輾圖 6(2) 電機(jī)、機(jī)械偏心腔制其工作原址如艮6所示。電機(jī)1帶動(dòng)偏 心輪2、滑塊3、軸4和滾輪5轉(zhuǎn)動(dòng)。5推動(dòng)張 緊輻6左、右擺動(dòng)。當(dāng)5轉(zhuǎn)至a位置時(shí)，6的 擺角在理論上應(yīng)處于零度；當(dāng)5轉(zhuǎn)至4位置 時(shí),6向左或向右擺至最大角度，從而使砂帶7 在張緊輻6和接觸銀8上左、右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)砂帶 的振蕩。砂帶的振蕩，靠調(diào)整滑塊3的偏心屋 §控制。(3) 電機(jī)、機(jī)械連桿控制2M5815X2輸送帶式平面砂帶磨床，采用 了如圖7所示的控制機(jī)構(gòu)，獲得了良好的效果。 其工作原理如下：電機(jī)1帶動(dòng)偏心輪2及銷柱 3轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿4帶動(dòng)滑塊5

13、,使之撥動(dòng)張緊 轆6左、右擺動(dòng)，迫使砂帶9在6上產(chǎn)生振蕩。 振幅的大小，靠凋節(jié)銷柱3的偏心量3保證。光、電控制2M58100硅鋼片(砂帶)去毛剌機(jī)采用了這圖71997年第1期種控制機(jī)構(gòu),經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，該項(xiàng)發(fā)明是 成功的。其基本原理同機(jī)、電控制類似。但它 是采用紅外線光電管控制砂帶的振蕩。其振幅 靠調(diào)整光電管的位置獲得的，振蕩頻率由電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)的角度控制。(5) 光電、油壓控制其典型實(shí)例是2M5830 X 2輸送帶式平面 砂帶磨床的控制系統(tǒng)，其工作原理是光電和氣 動(dòng)控制的綜合應(yīng)用.只忌巧光電管昔代氣流的 啖瞬，用訕壓電磁閥答代氣動(dòng)電磁閥，用油缸替 代氣虬“(6) 機(jī)械控制如果把纏繞式一將砂帶

14、直接纏繞在接觸 輻上的砂帶磨床，也列入我們討論的范圍內(nèi)，它 雖無張緊系統(tǒng)，但有振蕩機(jī)構(gòu)。它的作用是，捉窩 砂磨削質(zhì)址和砂帶壽命。圖8所示為意大利生 產(chǎn)的皮革砂光機(jī)的砂帶振蕩機(jī)構(gòu)的示意圖：一 方面，凸輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)杠桿2擺動(dòng)，通過軸弘 使砂編6在支承4、5內(nèi)作軸向振蕩，同時(shí)由7 帶動(dòng)作離速旋轉(zhuǎn),進(jìn)行皮革表面的砂光C砂帶振蕩的振幅和頻率，是一個(gè)影響因素 比較多的復(fù)雜問題。它不但同砂帶張緊輾的擺 動(dòng)角度、砂帶旋轉(zhuǎn)速度及張緊力有密切關(guān)系，同 時(shí)也和磨削參數(shù)有關(guān)，和切削深度，工件送進(jìn)速 度及冷卻狀態(tài)等。到目前為止，在國內(nèi)外尚無人能給出一個(gè) 具有指導(dǎo)實(shí)際操作的理論數(shù)據(jù)，所以，也只能憑 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。圖

15、9所示的機(jī)構(gòu)，可根據(jù)砂帶磨床的具體 結(jié)構(gòu)持點(diǎn),替代圖5、6、7所示機(jī)構(gòu)。當(dāng)高壓氣體進(jìn)入氣缸I時(shí)，活塞桿2推動(dòng) 連桿的活結(jié)3由4向右移至B使杠桿繞支點(diǎn)(下轉(zhuǎn)第35頁)11CBH)為最大值(BH)；，即由永久磁體和缺口 的大小比例決定它的工作點(diǎn)落在最大磁能積 (“丑)；位置的方法。如果(BH)：值從材料的數(shù)據(jù)中已知，而且 需要的缺口&，和兀。的大小，和其中磁場(chǎng)強(qiáng)度 丑g也已決定時(shí)，由式(均)和(14)可以算出 永磁體的£和%值。.Lm n J (E*認(rèn) 1 HJn(19) H汕-皿4HffA°)式中:Z.永久磁體沿磁路的長(zhǎng)按(mm)%永久磁體缺口長(zhǎng)度(mm)Xi永久磁4

16、農(nóng)的截面積(mm尸名永久磁體的缺口截面積(mm)： 比磁體缺口中的磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m) Uo =恢X10-7 H/m真空磁導(dǎo)率五、結(jié)束語磁流體密封技術(shù)是很有發(fā)展前途的密封技 術(shù)，國外巳得到了廣泛應(yīng)用；國內(nèi)各高等院校和研究單位正在進(jìn)行磁流體密封技術(shù)的理論研究 工作,并逐步將這密封技術(shù)應(yīng)用于各領(lǐng)域內(nèi)，但 是由于我廠各種條件限制，磁流體密封技術(shù)研 究工作剛剛起步，對(duì)磁流休密封技術(shù)很多問題 認(rèn)識(shí)不深，應(yīng)用方面更欠缺經(jīng)驗(yàn),望同行們提出 批評(píng)和指正。參考文獻(xiàn)1許治中.鍛性流依密封技術(shù)終遠(yuǎn)対液仔汽動(dòng)與密封年. 會(huì)論文學(xué).：加3> 12.1纟力先時(shí)等.於流體密封.透辛壓縮譏彊丄釘9, No. 4.3 學(xué)云

17、礙 磚茫為哀空轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的 班充.真空.1992, No. 1.4 李云奇等.晤就體密封技術(shù)的新發(fā)展.真空1991 No. 1.5 (關(guān))R. Moskowitz.磁茨體動(dòng)密封化工與通冃機(jī)械. 1979. No. 1.6 王素華等.克性汛體密封的試驗(yàn)研究流體工?!. 1985 No. 4.7 王之珊等.一種高性能的鐵魚流體密封實(shí)臉與理論研 究北京航空航夭大學(xué)科學(xué)研究報(bào)告.19S9.12. DH- B3681, CF 77908靠9和11調(diào)節(jié)。但必須清楚，&和為不一定 相等。因?yàn)椴扇≌袷幙刂粕皫芷?，還取決于 張緊輻(惰輻)與接觸輻的相對(duì)安裝位置。如兩 銀軸線的平面夾角和非

18、平面的交角，祁會(huì)影響 砂帶振動(dòng)的中界位置，而不一定與兩轆轆線紐 成的平面重合，不過這并不影響振蕩效果。但 這并不等于在設(shè)計(jì)時(shí)，就不用要求控制兩軸線 的平行度。如果超出了一定的范圉，振蕩也同 樣無法保證砂帶不跑偏。所以，即便是有振蕩 機(jī)構(gòu)，也需設(shè)置調(diào)偏的環(huán)節(jié)，如3M5815 / 3和 2M53100就是其列。那一種好，主要還是根據(jù)具休結(jié)構(gòu)要求選擇。參考文獻(xiàn)秒帶的張緊和振蕩的機(jī)構(gòu)形式很多，究竟© J994-2009 China Acadvrnic Journal Ekctronx Publishing House. All rights ruserved. http:Z?u vx wxnki.nel14轉(zhuǎn)動(dòng)，便''活結(jié)”7帶動(dòng)張緊輪5由Af向左移 至'，其擺動(dòng)的距離由可調(diào)螺釘M控制。反 之，則5向右擺動(dòng)至O，。其擺動(dòng)的振幅比+九,孫海林。砂帶的跑偏問題與調(diào)整,曆床與磨削。1996。 No 2.© J994-2009 China Acadvrnic Journal Ekctronx