EN
Найшвидше зростаючими типами привідних ременів у останні роки є клинові ремені з обрізаними краями, багаторебристі ремені (Рис. 2) та синхронні ремені (Рис. 3). Клинові ремені з обрізаними краями мають вищу ефективність передачі, високу потужність передачі, тривалий термін служби та високу енергозбереженість порівняно з обгорнутими клиновими ременями. Окрім переваг клинових ременів з обрізаними краями, багаторебристі ремені також мають гнучкість плоских ременів, високі передавальні відношення та високу швидкісну здатність. Приводи синхронними ременями поєднують у собі переваги приводів ременями, ланцюгами та зубчастими колесами. У результаті ці ремені знаходять усе більше застосувань, і це є тенденцією, яку буде продовжено й надалі у розвитку привідних ременів.
Процеси виробництва та обладнання для виготовлення сучасних клинових ременів, багатореберних ременів і синхронних ременів принципово подібні, а єдиним відмінним фактором є деякі спеціалізовані процедури та додаткові етапи обробки. Виробництво включає процеси підготовки компонентів (екструзія листів, з’єднання листів, навантажених короткими волокнами, пошиття еластичних нейлонових тканин, розрізання тканини), збирання, вулканізацію, шліфування, розрізання та контроль якості (зовнішній вигляд, розміри, експлуатаційні характеристики).
2.1 Будівництво
Однобарабанні будівельні машини зазвичай використовуються для виготовлення клинових ременів з обрізаними краями, багатореберних ременів та синхронних ременів. Щоб усунути ефект скручення тягового корду в синхронних ременях, потрібно два окремі системи натягу для одночасного укладання кордів із різними напрямками скручення (тобто скручення типу «S» та «Z»). У перші роки кілька китайських виробників імпортували будівельні машини німецької компанії SCHOLZ. Тоді вони, як правило, закупали багатоцільові будівельні машини (універсальні машини) через інвестиційні міркування того періоду. Ці машини придатні для виготовлення обгорнутих клинових ременів, клинових ременів з обрізаними краями, багатореберних ременів та синхронних ременів, а також для розрізання захисних рукавів і шліфування зворотного боку синхронних ременів. та сучасні клинові ремені та синхронні ремені. Машина має головний привід, барабан для збирання, барабан для різання, різальний вузол, шліфувальний вузол, задню бабку, чотирипозиційну (стрічкову) систему подачі, вузол укладання корда, двопозиційну систему подачі корда та електричну систему керування.
Шляхом інтеграції або диференціації окремих функцій багатофункціональної машини для збирання клинових ременів було створено спеціалізоване обладнання, зокрема шліфувально-різальні машини, що виконують функції різання та зворотного шліфування, а також однозначні машини для збирання, різання та зворотного шліфування. Ці машини мають однакову конструкцію: вони містять лише необхідні функціональні компоненти й відкидають зайві з багатофункціональної машини для збирання клинових ременів.
У Китаї компанія Ціндао Іліда — не єдина компанія, яка розробила та успішно реалізувала національний науково-технічний проект «Дев’ята п’ятирічка», але й інші виробники також випускають високотехнологічні верстати для виготовлення клинових ременів, багатореберних ременів та синхронних ременів. Принципи їх роботи досить подібні, а продукція може бути як простою, так і складною за конструкцією — залежно від рівня вимог замовника.
2.2 Вулканізація
Сучасні клинові ремені, синхронні ремені та багаторебристі ремені вулканізуються таким самим способом, що й обгорнуті клинові ремені, за допомогою вулканізаційних автоклавів, і всі вони можуть вулканізуватися у вертикальних вулканізаційних автоклавах з гумовою рукавицею. Залежно від способу підвищення тиску існує два типи автоклавів з гумовою рукавицею: з паровим нагріванням і підвищенням тиску та з паровим нагріванням і водяним підвищенням тиску. Наразі як імпортні автоклави, так і вітчизняні автоклави DLT належать до типу з паровим нагріванням і підвищенням тиску. Вони використовують ПІД-регулювання (пропорційне, інтегральне, диференційне), забезпечують високу точність підтримання температури, високу ефективність виробництва та високу якість продукції, але потребують парового котла середнього або високого тиску.
2.3 Розрізання сучасних клинових ременів
2.3.1 Розрізання на однобарабанному верстаті
При різанні на однобарабанному верстаті використовується однобарабанний різальний верстат, у тому числі багатофункціональний верстат для виготовлення клинових ременів, описаний вище. Захисна різальна втулка повинна бути попередньо вирізана на розширювальному барабані та відшліфована до круглої форми. Втулка розрізалася на окремі клинові ремені з різаними краями за допомогою двох круглих дискових ножів. Переріз ременя є однорідним, а виробнича потужність — високою. Однак вартість розширювального барабана є високою, а робота з виготовлення захисної втулки — трудомісткою й тривалою.
2.3.2 Різання на двобарабанному верстаті
При подвійному барабанному різанні для розрізання вулканізованої рукавної ремінної заготовки на окремі ремені згідно зі стандартами ширини та кута використовується подвійний барабанний різальний верстат. Цей спосіб був вперше розроблений німецькою компанією Berstorff. Низка китайських підприємств, зокрема в Шанхаї та Кайфені, послідовно імпортували такі верстати з Німеччини. У Китаї подібне обладнання розроблено вітчизняними фірмами, зокрема Qingdao Yilida, Qingdao Moson та Shaoxing Junma. Подвійний барабанний різальний верстат складається з головного приводу, різального барабана, натяжного барабана, різального пристрою та системи керування. Ремені з внутрішнім діаметром від 680 до 3000 мм можна розрізати шляхом регулювання відстані між натяжним і різальним барабанами. Подвійний барабанний різальний верстат не потребує розширювального барабана та захисної різальної муфти, що зменшує капіталовкладення в обладнання. Однак його точність різання нижча, а розрізані ремені потрібно додатково вимірювати за довжиною та шліфувати.
2.4 Шліфування багатореберних ременів
Вулканізований рукав багаторебристого ременя формується в ребристу поверхню за допомогою шліфувального верстата для багаторебристих ременів. Залежно від способу обробки ці верстати можна класифікувати як верстати для шліфування окремих багаторебристих ременів та верстати для шліфування цілих рукавів багаторебристих ременів.
2.4.1 Шліфування окремих багаторебристих ременів
Верстат для шліфування окремих багаторебристих ременів — це верстат, що складається з шліфувального блоку, ведучого шківа, натяжного шківа та електричної системи керування. Заготовка ременя розрізається на необхідну ширину, надягається на ведучий шків і натягується за допомогою натяжного шківа; шліфування ременя здійснюється за рахунок високошвидкісного обертання спеціально профільованого шліфувального круга. Цей верстат можна використовувати для шліфування ребер багаторебристих ременів типів PJ, PK та PL з довжиною кола ременя 600–2500 мм і шириною менше 30 мм при лінійній швидкості шліфування 30 м/с.
2.4.2 Шліфування цілих рукавів багаторебристих ременів
Принцип роботи верстата для шліфування багатореберних ременів з повним рукавом такий: вулканізований рукав ременя разом із формою кріпиться на головному валу шліфувального верстата й обертається разом із ним. Після шліфування одного ділянки шліфувальна одиниця зміщується поперек на задану відстань, щоб продовжити шліфування наступної ділянки, доки не буде оброблено весь рукав ременя. Верстат для шліфування багатореберних ременів — це верстат з повним рукавом, який забезпечує вищу продуктивність у виробництві та кращу точність розмірів виготовлюваних виробів порівняно з верстатом для обробки окремих ременів. Однак він вимагає вищої точності обладнання, форм і систем керування, тому й інвестиції в обладнання є більшими. Цей верстат також можна використовувати для шліфування зворотного боку синхронних ременів.
3. Інспекція
Загальна інспекція привідних ременів охоплює зовнішній вигляд (розміри поперечного перерізу, довжина), фізичні та механічні властивості, а також динамічні характеристики (передавана потужність та термін служби до втоми).
3.1 Вимірювання довжини
З часу реформ і відкриття Китаю стандарти китайських передавальних ременів були поступово переглянуті й розроблені з урахуванням міжнародних та європейсько-американських стандартів. Довжина передавальних ременів регламентується за системою номінальних розмірів та ефективною системою, а не за системою внутрішнього периметра, яку Китай використовував протягом кількох десятиліть. Тому потрібне спеціалізоване обладнання для вимірювання довжини. З середини 1980-х років Шанхайський інститут проектування та досліджень літаків розробив машину для вимірювання довжини автомобільних клиноподібних ременів, щоб забезпечити розробку стандарту на розміри автомобільних клиноподібних ременів. Машина для вимірювання довжини клиноподібних ременів стала обов’язковим обладнанням для виробників після введення в дію нового стандарту на клиноподібні ремені в Китаї.
Машини для випробування довжини синхронних ременів вимагають більш точної роботи й зазвичай використовують відносний метод вимірювання. У Сюньцзінському гумовому заводі імпортували машину для випробування довжини синхронних ременів компанії SCHOLZ (Німеччина). Компанії SEU та QINGDAO MOSON також розробляють такі випробувальні машини.
3.2 Тривалість циклів втоми
Випробування на втомлювальну міцність можна класифікувати на методи без моменту та з моментом; перший відомий як випробування на згин. Було розроблено випробувальний стенд без моменту для відповідності новому китайському стандарту на клинові ремені (GB1174-96). Під час випробування ремінь не передає потужність, його внутрішня та зовнішня сторони щодо шківа не проковзують, а натяг усередині ременя не змінюється під час обертання шківа. Це випробування моделює лише згинання ременя при проходженні над шківом, підраховує кількість циклів згинання та вимірює подовження. Таке випробування зазвичай триває 5–7 днів, але швидкість зношування можна прискорити, зменшивши діаметр шківа або початковий натяг. Цей метод має низьку кореляцію з реальними умовами експлуатації привідних ременів і більш придатний для контролю якості.
Методи з використанням крутного моменту дозволяють комплексно й порівняно точно визначити якість приводного ременя за короткий період часу. Закордонні випробувальні машини для визначення терміну служби автомобільних клінових ременів імпортуються до Китаю виробниками з Гуйян, Усі та Каїфену. Випробувальні машини для визначення терміну служби автомобільних клінових ременів, що використовувалися колишнім Шанхайським заводом гумових виробів № 2, протягом певного часу розроблялися Харбінським технологічним інститутом. Виробник з Усі імпортує випробувальну машину для визначення терміну служби автомобільних багатореберних ременів, яка також забезпечує випробування на термін служби при високій температурі.
Машини для випробування на втомлювальну міцність автомобільних асинхронних ременів використовуються в Китаї порівняно рідко. Ван Цзімінь розробив машину для випробування на втомлювальну міцність автомобільних асинхронних ременів для заводу «Ляоян Цзідай» на основі патенту «Універсальний динамічний стенд для випробування привідних ременів» (номер заявки на патент: 99258441), яка відповідає стандарту GB/T 18183–2000 (еквівалент ISO 10917:1995) «Метод випробування на втомлювальну міцність автомобільних асинхронних ременів». За її допомогою можна проводити випробування на втомлювальну міцність у режимі спринклерного орошування гарячою водою.
Оскільки китайський ринок автомобілів постійно розширюється, а технічні характеристики автомобілів суттєво покращуються, вимоги до експлуатаційних характеристик автомобільних асинхронних ременів стають все вищими. Тому завдання прискорення розробки, виробництва та поширення в Китаї машин для випробування на втомлювальну міцність автомобільних асинхронних ременів має надзвичайно велике значення.
4. Перспективи
Стан та перспективи обладнання для виробництва привідних ременів у Китаї (2005 р.)
Хоча виробництво приводних ременів значно розвинулось завдяки багаторічному імпорту, імітації, засвоєнню та незалежному розвитку, що певним чином відображає поточний рівень розвитку вітчизняної промисловості приводних ременів, між вітчизняними та закордонними виробниками все ще існує розрив. Основні прояви цього розриву такі:
(1) Рівень виробництва приводних ременів у межах галузі є неоднорідним; обладнання застаріле, а продукція низької якості серйозно шкодить здоровому розвитку ринку приводних ременів, зокрема поширенню та застосуванню нових типів ременів.
(2) У сфері точності, рівня автоматизації, інтеграції електромеханічних систем та використання нових технологій вітчизняне виробниче обладнання все ще відстає від аналогічного обладнання закордонних виробників.
(3) Обладнання для виробництва певних типів приводних ременів не випускається вітчизняною промисловістю: обладнання та технології виробництва формованих багатореберних ременів, двонапрямкових зубчастих приводних ременів, ременів із ін’єкційним реакційним зв’язуванням, коротковолокнистих армованих приводних ременів, гвинтових (або «риб’ячих кісточок») зубчастих приводних ременів, ременів для безступінчастих варіаторів (CVT).
(4) Майже відсутні незалежні права інтелектуальної власності в деяких аспектах. Закордонні передові виробничі підприємства мають патенти на технології та обладнання. Оскільки Китай приєднався до СОТ і посилив захист прав інтелектуальної власності, стійкий розвиток та міжнародна конкурентоспроможність китайської промисловості приводних ременів суттєво обмежені.
(5) Старі методи випробувань та інспекції. Великі закордонні виробники зосереджують увагу на дослідженнях і розробках у сфері продуктивності та контролю якості; деякі з них уже досягли автоматизованих онлайн-випробувань. У великих закордонних компаній є понад сто різних типів динамічних випробувальних машин, призначених для комплексного тестування під різними кутами, причому кожна з них використовує власний метод випробувань. Проте серед обмеженої кількості вітчизняних виробників є лише одна або дві машини для випробувань на втомну міцність, більшість яких вже вийшли з ладу.
З урахуванням усіх вищезазначених фактів автор вважає, що майбутнім напрямком розвитку виробництва обладнання для ремінних передач має стати:
(1) Подальше підвищення точності, надійності та рівня автоматизації існуючого виробничого обладнання з використанням нових комп’ютерних технологій для забезпечення взаємодії «людина–машина».
(2) Негайна розробка вітчизняного виробничого обладнання, зокрема машин для виготовлення формованих багатореберних ременів, пресів для обертального вулканізації клинових ременів та обладнання для виробництва двонапрямкових зубчастих ремінних передач.
(3) Посилити дослідження та розробку нових технологій і обладнання, зокрема ременів передачі з ін’єкційним реакційним зв’язуванням, ременів передачі, армованих короткими волокнами, ременів передачі з гвинтовим («риб’ячим кістяком») зубчастим профілем, клинових ременів із термопластичним еластомером та ременів для безступінчастих варіаторів (CVT).
(4) Локалізувати виробництво випробувального обладнання, підвищити надійність випробувальних машин, зокрема сприяти створенню високотемпературної багатореберної випробувальної машини для ременів, високотемпературної випробувальної машини для автомобільних асинхронних ременів з розпиленням води та випробувальної машини для ременів CVT мотоциклів.
(5) Виробники, що мають відповідні умови, повинні активно розробляти власні технології та обладнання для виробництва.