砂带的张紧与振荡

1、砂带的张紧与振荡新乡机床厂（463003）孙海林砂带的张紧与振荡是砂带磨床设计与调養 的重要环节之一，尤其是砂带的振荡原理及结 构，在世界各国都是作为专利加以保护的。由 此可见，砂带的振荡在砂带磨床的设计利使禺 中所占的重要地位c当然，在砂带膚削的范筹内，既有不需张 紧、也有不需振荡的。例如，意大利生产的皮革 砂光机，它是将砂带直接缠绕在磨辐上的，就无 需张紧。又如，螺旋卷式，叶轮式，砂片式等砂 带制成工具，都不需张紧。不需要振荡机构的 砂带机械工具就更多了，例如，手提式砂带抛磨 工具和砂带宽JCSOOmm的砂带磨床，一般 都不设莊振荡装置。如新乡机床厂生产的 2MJ5810, 2M5310,

2、 2M595, 2M5330 等砂带磨 床及其手工工具,均未设置振荡系统。当然，也 有例外，如2M5815 x 2和2M5830X2平面砂 带磨床的砂带宽度，前者为150mm,后者为 300mm,也都设置有振场机构。所以砂带振荡 机构的设置，尚无法划分一个具体的界限，主要 还是根据砂带磨削工艺的需要而定。一、砂帝的张紧在我国除了个别的情况，从砂带宽20mm 的小型砂带磨具，到砂带宽1060mm的大型金 泾加工砂带磨床，几乎都有方便、可靠的张紧机 构。1. 砂带张紧的主要作用（1）保证砂带运转的稳定。砂带是柔性体, 如果没有一定的张紧力，将砂带绷紧在工作紀 上，使其间产生一定的摩掠力，砂带就无法

3、正常 地运行，难于进行磨削。（2）补偿砂带的伸长。目前常见砂带的带 基有纸和布（包括无纺布）。不论是那一种帶基, 都是茶种纤维的构成物。在工作吋，砂带爰到 S 磨削力和张紧力的作用，加之水浸（湿磨砂带）， 就会逐渐地伸长，所以必须有随机注的张紧补 偿。（3）保证砂带磨削俺力，必须使砂带与工 作規之爲毎持一定的摩擦力。如果砂带张紧力 不够，摩擦力就小，砂带就会在工作辗上打滑， 磨削能力下降。所以要保证有足够的磨削能 力,砂带必须有足侈的张紧力。2. 砂带张紧力的选择砂带曆削时的张紧力，一般应大于按下式 求出滋值。几=竽三匸（1-时）闿式中，为接触觀与张紧辐的中心连线同 砂带的夹角（度）。8为自然

4、对数底（e=2.718）于为砂带与橡胶辐之间的摩擦系数（了匚3 一 4）6为砂带在主动馄上的包角（度）X为径向磨削力硃与切向磨削力眄之 比，一般取入=2Ft为切向磨削力（A5科n码（1一0巧F1为砂带紧边的张力（N）为了保证砂带磨削能力，在实际上应取 得大些，但其最大值受以下两个条件制约：（1）砂帶的帶基不论是布还是纸，都有 一定的强度，如果砂带的张紧力超过了允许值， 砂带就会断裂。砂带的断裂程度如表1（2）根据磨削要求，在轻加工或抛光时，若 砂带的张紧力过大，就会使所选择的软橡胶接 触轮变硕，无法达到所要求的磨削效果。3. 砂帶张紧机构砂带张紧机构的选用原则应是；简朿、方磨庆与曆削表1砂帶类

5、别砂带粒度砂带宽度(mm)砂带斷裂强度N/25 mm干於布基砂带F16 60P70 240宽度不限588539耐水布基砂带P16 60P70 120P150320宽度不限588539497P24 60<500147干磨纸基砂带P24 60>500294P70 180<500147P7018C>5002M耐水纸基砂带P8Q5 UG宽度不限!147便、可靠和价廉。(1) 螺栓张紧这种张紧形式的主要特点 是结构简单,造价低，同时肩负砂带的调偏。但 它没有自动调节张力的能力，须用手经常调整。 图1为2M5330平面砂带磨床砂带张紧机构的 示意图°张紧辐1通过轴2架在支

6、架3和5 上。张紧砂带时，同时调整螺栓4和6,当砂带 跑偏时，也调节4或6,到砂带稳定旋转为止。(2) 弹簧张紧弹簧张紧的特点是有一定 的补偿砂带张紧力的能力。但是，由于弹赞本 身特性所决定，随着砂带的伸长,张紧力也逐渐 减小。因为它的结构简单紧凑，小型砂带磨床， 尤其是手工砂带工具用得很普遍。图2为 2M5810； 2M595； 2MJ5810等砂带磨床所采用 的弹簧张紧机沟。(3) 重力张紧 重力张紧比弹簧张紧稳 定,既便是砂带有所伸长，张紧力也不发生变化。 所以，它虽然形式较原始，仍然有人采用，如图 3所示。(4) 阴心张紧 主要用于砂带长度较短,5张紧辗2细3支集4 一调整螺栓5-支架

7、G调整螺栓7支座图1图4总的伸长駅小的地方。图4为内圆砂带磨具的 结构，主要待点是结构紧凑。(5) 气动(油压)张紧中、大型砂带磨床一 般都采用气动或油压张紧。其特点是：操作方 便、迅速，具有随机性调节砂带张力的能力。1997年第1期气动张紧装置的结构简单，工作干净，维修 方便，成本低。在新乡机床厂生产的2M5815X 2输送带式平面砂带磨床和2M53100硅钢片 (砂带)去毛剌机上,均采用气动张紧装置，效果 甚佳。油压张紧系统均随机提供用户，不需另加 辅助装置（如空压系统）。但与代动张紧相比， 维修比较麻烦，制造成本也较高。目前，已有 2M5820 x 2和2M5832平面砂带磨床上实用，

8、效果也较好。二、砂带的振荡1. 砂带振荡的作用（1）防止砂带跑偏在“砂带的跑偏问题 与调整”一文中，曾详细地分析了砂带跑偏的 泉因及控制方法。这里重点讨论的是采用动态 调偏方法，即强迨砂秽在限定的范围内作左右 跑偏，通常称电砂带振荡。也就是说，在砂带运行 时，人为地使砂带先向一边跑偏，当它跑偏到某 一特定位置时，砂带将红外线光束（或高压气流） 遮斯,通过电控元件使执行机构推动辐子（多为 张紧辑或恪馄，向某一方向摆动一定角度，迫 使砂带向另一方向跑偏，如此循环。如2M53100 硅钢片（砂带）去毛剌机的振荡控制。（2）提高磨削质量 无振荡砂带的工作， 遵循一定的运动轨迹，只有部份砂粒同工件接 触

9、。从而，使这部分的砂粒承受磨削负载，故磨 损就快，砂帶本身就产生不平度,影响工件的加 工质量。让砂带稳定高速旋转的同时，作有规律的 振荡，使其磨削负荷尽可能平均分散给绝大多 数的磨粒，以达到磨粒均匀磨损，并可使磨纹网 状化，提高磨削质量。（3）提高砂带使用寿命砂带的振荡，一 方面可使磨粒负荷均匀化,避免局部磨粒过载， 加速磨损，过快地丧失切削能力；另一方面，砂 带的振荡，使其磨粒的磨削方向不断地改变，磨 削角变化，提高磨削能力。另外，砂带的振荡易 使磨屑脱落，改善磨削性能，延长砂带寿命。2. 砂带振场形式砂带的振荡，目前世界上大都采用使张紧 维（或惰馄）在平行于接触規轴线（不通过该轴 线）的平

10、面内摆动，使张紧録轴线与接触觀轴线 的投影夹角不地改变，迫使砂带沿着张紧棍轴 线作往复移动振筋，芥帶动砂带也沿接触 規轴线作几乎是同步的振荡。到目前为止，尚未见过以改变张紧辘轴线 与接触银轴线构成平面内的夹角，来实现使砂 带振荡的机构，虽然这也可以有效地实现砂带 的振埶（1）气动控制采用气动控制砂带的振荡，是一种很方便 的方法。瑞士生产的MS-650砂带去毛剌机， 采用了如囹5所示的气艮瓷制砂曙振荡的原 理O不论渺带3在张紧辗2上处于什么位置， 当电机启动时，砂带就一方面旋转，一方面沿辐 子的轴线向一端移动。当砂带向右移动，并同 时离开高压气流喷嘴4的位置I和II时，则两 喷嘴的髙压气流同时作

11、用I和H的接收辖，通 过气压传感器5,转换成电讯号，经控制系统6 控制气动电磁阀&使气流接通气缸9的下腔， 活塞杆推动摆杆1,使2摆动一个角度，砂带开 始由右向左移动。砂带的左端面，首先将I遮 住，但这时气压传感器并不动作,砂带仍继续向 左移动，直到砂带将I和口同时遮断，使它无 法同时接收到来自4的高压气流。这时8放开 复原，从7来的高压气体通往9的上腔，活塞杆 退回，张紧辐向另一方向摆动，砂带又开始从左 向右返回，进入下一循环,其反复的移动构成了 砂带的振荡。气压控制，对输入系统的高压空气,要求进 行精细地过滤。否则就会发生喷嘴堵塞，影响 正常工作，甚至砂带飞出，撕裂或擦坏机件等。图

12、5磨床与密削2电机2Tfi心轮3-滑块；4一轴滚轮6-张紧規7砂带8接触辗图 6(2) 电机、机械偏心腔制其工作原址如艮6所示。电机1带动偏 心轮2、滑块3、轴4和滚轮5转动。5推动张 紧辐6左、右摆动。当5转至a位置时，6的 摆角在理论上应处于零度；当5转至4位置 时,6向左或向右摆至最大角度，从而使砂带7 在张紧辐6和接触银8上左、右移动，实现砂带 的振荡。砂带的振荡，靠调整滑块3的偏心屋 §控制。(3) 电机、机械连杆控制2M5815X2输送带式平面砂带磨床，采用 了如图7所示的控制机构，获得了良好的效果。 其工作原理如下：电机1带动偏心轮2及销柱 3转动，通过连杆4带动滑块5

13、,使之拨动张紧 辘6左、右摆动，迫使砂带9在6上产生振荡。 振幅的大小，靠凋节销柱3的偏心量3保证。光、电控制2M58100硅钢片(砂带)去毛剌机采用了这图71997年第1期种控制机构,经过多年的实践表明，该项发明是 成功的。其基本原理同机、电控制类似。但它 是采用红外线光电管控制砂带的振荡。其振幅 靠调整光电管的位置获得的，振荡频率由电机 转动的角度控制。(5) 光电、油压控制其典型实例是2M5830 X 2输送带式平面 砂带磨床的控制系统，其工作原理是光电和气 动控制的综合应用.只忌巧光电管昔代气流的 啖瞬，用讪压电磁阀答代气动电磁阀，用油缸替 代气虬“(6) 机械控制如果把缠绕式一将砂带

14、直接缠绕在接触 辐上的砂带磨床，也列入我们讨论的范围内，它 虽无张紧系统，但有振荡机构。它的作用是，捉窩 砂磨削质址和砂带寿命。图8所示为意大利生 产的皮革砂光机的砂带振荡机构的示意图：一 方面，凸轮1的转动推动杠杆2摆动，通过轴弘 使砂編6在支承4、5内作轴向振荡，同时由7 带动作离速旋转,进行皮革表面的砂光C砂带振荡的振幅和频率，是一个影响因素 比较多的复杂问题。它不但同砂带张紧辗的摆 动角度、砂带旋转速度及张紧力有密切关系，同 时也和磨削参数有关，和切削深度，工件送进速 度及冷却状态等。到目前为止，在国内外尚无人能给出一个 具有指导实际操作的理论数据，所以，也只能凭 实践经验进行调整。图

15、9所示的机构，可根据砂带磨床的具体 结构持点,替代图5、6、7所示机构。当高压气体进入气缸I时，活塞杆2推动 连杆的活结3由4向右移至B使杠杆绕支点(下转第35页)11CBH)为最大值(BH)；，即由永久磁体和缺口 的大小比例决定它的工作点落在最大磁能积 (“丑)；位置的方法。如果(BH)：值从材料的数据中已知，而且 需要的缺口&，和兀。的大小，和其中磁场强度 丑g也已决定时，由式(均)和(14)可以算出 永磁体的£和%值。.Lm n J (E*認 1 HJn(19) H汕-皿4HffA°)式中:Z.永久磁体沿磁路的长按(mm)%永久磁体缺口长度(mm)Xi永久磁4

16、农的截面积(mm尸名永久磁体的缺口截面积(mm)： 比磁体缺口中的磁场强度(A/m) Uo =恢X10-7 H/m真空磁导率五、结束语磁流体密封技术是很有发展前途的密封技 术，国外巳得到了广泛应用；国内各高等院校和研究单位正在进行磁流体密封技术的理论研究 工作,并逐步将这密封技术应用于各领域内，但 是由于我厂各种条件限制，磁流体密封技术研 究工作刚刚起步，对磁流休密封技术很多问题 认识不深，应用方面更欠缺经验,望同行们提出 批评和指正。参考文献1许治中.锻性流依密封技术终远対液仔汽动与密封年. 会论文学.：加3> 12.1纟力先時等.於流体密封.透辛压缩讥彊丄釘9, No. 4.3 学云

17、碍 砖茫为哀空转轴动密封结构最优化设计的 班充.真空.1992, No. 1.4 李云奇等.晤就体密封技术的新发展.真空1991 No. 1.5 (关)R. Moskowitz.磁茨体动密封化工与通冃机械. 1979. No. 1.6 王素华等.克性汛体密封的试验研究流体工?!. 1985 No. 4.7 王之珊等.一种高性能的铁鱼流体密封实脸与理论研 究北京航空航夭大学科学研究报告.19S9.12. DH- B3681, CF 77908靠9和11调节。但必须清楚，&和為不一定 相等。因为采取振荡控制砂带跑偏，还取决于 张紧辐(惰辐)与接触辐的相对安裝位置。如两 银轴线的平面夹角和非

18、平面的交角，祁会影响 砂带振动的中界位置，而不一定与两辘辘线纽 成的平面重合，不过这并不影响振荡效果。但 这并不等于在设计时，就不用要求控制两轴线 的平行度。如果超出了一定的范圉，振荡也同 样无法保证砂带不跑偏。所以，即便是有振荡 机构，也需设置调偏的环节，如3M5815 / 3和 2M53100就是其列。那一种好，主要还是根据具休结构要求选择。参考文献秒带的张紧和振荡的机构形式很多，究竟© J994-2009 China Acadvrnic Journal Ekctronx Publishing House. All rights ruserved. http:Z?u vx wxnki.nel14转动，便''活结”7带动张紧轮5由Af向左移 至'，其摆动的距离由可调螺钉M控制。反 之，则5向右摆动至O，。其摆动的振幅比+九,孙海林。砂带的跑偏问题与调整,曆床与磨削。1996。 No 2.© J994-2009 China Acadvrnic Journal Ekctronx