EN
Các loại dây đai truyền động tăng trưởng nhanh nhất trong những năm gần đây bao gồm dây đai hình chữ V cắt cạnh, dây đai nhiều rãnh (Hình 2) và dây đai đồng bộ (Hình 3). Dây đai hình chữ V cắt cạnh có hiệu suất truyền động cao hơn, khả năng truyền công suất lớn, tuổi thọ sử dụng dài và tiết kiệm năng lượng vượt trội so với dây đai hình chữ V bọc ngoài. Ngoài những ưu điểm của dây đai hình chữ V cắt cạnh, dây đai nhiều rãnh còn sở hữu độ linh hoạt tương tự dây đai dẹt, tỷ số truyền cao và khả năng vận hành ở tốc độ cao. Hệ thống truyền động bằng dây đai đồng bộ là sự kết hợp giữa truyền động bằng dây đai, truyền động bằng xích và truyền động bằng bánh răng. Do đó, các loại dây đai này ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, và đây là xu hướng sẽ tiếp tục được duy trì trong tương lai đối với việc phát triển dây đai truyền động.
Các quy trình sản xuất và thiết bị sản xuất dây đai V, dây đai nhiều rãnh và dây đai đồng bộ hiện đại về cơ bản là tương tự nhau; sự khác biệt duy nhất nằm ở một số quy trình cụ thể và các giai đoạn xử lý tiếp theo. Quy trình sản xuất bao gồm các công đoạn chế tạo linh kiện (ép tấm, nối các tấm có tải sợi ngắn, khâu vải đàn hồi nylon, cắt vải), lắp ráp, lưu hóa, mài, cắt và kiểm tra chất lượng (ngoại quan, kích thước, hiệu năng).
2.1 Xây dựng
Các máy xây dựng trống đơn thường được sử dụng để sản xuất dây đai hình chữ V cắt cạnh, dây đai nhiều rãnh và dây đai đồng bộ. Để loại bỏ hiệu ứng xoắn của sợi chịu lực trong dây đai đồng bộ, cần hai hệ thống căng riêng biệt nhằm đặt các sợi có hướng xoắn khác nhau (tức là xoắn theo chiều "S" và xoắn theo chiều "Z") đồng thời. Một số nhà sản xuất Trung Quốc vào những năm đầu đã nhập khẩu các máy xây dựng của công ty SCHOLZ (Đức). Do các yếu tố đầu tư lúc bấy giờ, họ thường lựa chọn nhập các máy xây dựng đa năng (máy phổ dụng). Các máy này có thể sử dụng để sản xuất dây đai hình chữ V bọc ngoài, dây đai hình chữ V cắt cạnh, dây đai nhiều rãnh, dây đai đồng bộ, cũng như để cắt ống bảo vệ và mài mặt sau của dây đai đồng bộ, và dây đai hình chữ V hiện đại cùng dây đai đồng bộ. Máy bao gồm hệ thống truyền động chính, trống quấn chính, trống cắt, đơn vị cắt, đơn vị mài, đầu chống tâm cố định, hệ thống cuộn băng (băng dải) 4 vị trí, đơn vị đặt sợi gia cường, hệ thống cuộn sợi gia cường 2 vị trí và hệ thống điều khiển điện.
Bằng cách tích hợp hoặc tách riêng một số chức năng của máy quấn dây đai hình chữ V đa năng, các thiết bị chuyên dụng đã được phát triển, bao gồm máy mài/cắt có cả chức năng cắt và mài mặt sau, cũng như các máy quấn đơn chức năng, máy cắt và máy mài mặt sau. Về mặt cấu trúc, những máy này cơ bản giống nhau — chúng chỉ giữ lại các thành phần chức năng cần thiết và loại bỏ các thành phần không cần thiết khỏi máy quấn dây đai hình chữ V đa năng.
Tại Trung Quốc, Công ty Thanh Đảo Yilida không phải là doanh nghiệp duy nhất đã nhận và thực hiện thành công dự án khoa học – công nghệ cấp quốc gia mang tên Kế hoạch Năm năm lần thứ Chín; các nhà sản xuất khác cũng chế tạo máy sản xuất dây đai hình chữ V, dây đai nhiều rãnh và dây đai đồng bộ có công nghệ cao. Các máy này có nguyên lý vận hành khá tương tự nhau, và sản phẩm của chúng có thể đơn giản hoặc tinh vi tùy theo mức độ yêu cầu của người sử dụng.
2.2 Lưu hóa
V-belt cắt, dây đồng bộ và dây đai nhiều sườn được thêu bằng cùng một cách như V-belt bọc bằng cách sử dụng tự động hóa thạch, và tất cả đều có thể được thêu trong các tự động hóa thạch cao su cao su dọc. Theo phương pháp áp suất, có hai loại ô tô cắm cao su: sưởi ấm bằng hơi nước và áp suất, và sưởi ấm bằng hơi nước với áp suất nước. Hiện tại, cả các máy tự động hóa nhập khẩu và các máy tự động hóa DLT tự chế đều là loại sưởi ấm bằng hơi nước và áp suất. Chúng sử dụng điều khiển PLD (Tỷ lệ tỷ lệ, tích hợp, dẫn xuất), cung cấp độ chính xác điều khiển nhiệt độ cao và hiệu quả sản xuất cao và chất lượng sản phẩm cao, nhưng cần một lò hơi nước áp suất trung bình hoặc cao.
2.3 Đặt dây đai V cắt
2.3.1 Tắt một trống
Trong phương pháp cắt một trống, người ta sử dụng máy cắt một trống, bao gồm cả máy tạo đai V đa chức năng đã nêu ở trên. Trước tiên, cần cắt một ống bảo vệ lên bề mặt trống giãn nở và sau đó mài tròn. Ống này được cắt thành các đai V riêng biệt có cạnh cắt bằng hai lưỡi dao tròn. Mặt cắt ngang của đai đồng nhất và năng lực sản xuất rất cao. Tuy nhiên, chi phí cho trống giãn nở khá lớn, đồng thời việc chế tạo ống bảo vệ lại tốn nhiều công sức và mất nhiều thời gian.
2.3.2 Phương pháp cắt hai trống
Trong phương pháp cắt hai trống, máy cắt hai trống được sử dụng để cắt ống dây đai đã lưu hóa thành các dây đai riêng lẻ dựa trên tiêu chuẩn về chiều rộng và góc cắt. Phương pháp này ban đầu do công ty Berstorff (Đức) sáng chế. Một số nhà máy Trung Quốc tại Thượng Hải và Khai Phong đã lần lượt nhập khẩu loại máy này từ Đức. Loại thiết bị này hiện đã được các doanh nghiệp trong nước như Qingdao Yilida, Qingdao Moson và Thiệu Hưng Quân Mã phát triển. Máy cắt hai trống bao gồm hệ thống truyền động chính, trống cắt, trống căng, thiết bị cắt và hệ thống điều khiển. Các dây đai có chu vi trong từ 680 đến 3000 mm có thể được cắt bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa trống căng và trống cắt. Máy cắt hai trống không yêu cầu trống mở rộng và ống bảo vệ khi cắt, nhờ đó giảm chi phí đầu tư thiết bị. Tuy nhiên, độ chính xác khi cắt thấp hơn và các dây đai sau khi cắt cần được đo chiều dài và mài.
2.4 Mài dây đai nhiều gân
Ống bọc dây đai đa rãnh đã được lưu hóa được tạo hình bề mặt rãnh bằng máy mài dây đai đa rãnh. Các máy này có thể được phân loại thành máy mài dây đai đa rãnh đơn và máy mài ống bọc dây đai đa rãnh toàn bộ, tùy theo phương thức gia công.
2.4.1 Mài dây đai đa rãnh đơn
Máy mài dây đai đa rãnh đơn là một máy bao gồm đơn vị mài, bánh đai dẫn động, bánh đai căng và hệ thống điều khiển điện. Phôi dây đai được cắt theo chiều rộng cần thiết, sau đó luồn vòng quanh bánh đai dẫn động và được căng bởi bánh đai căng; dây đai được mài nhờ sự quay tốc độ cao của một bánh mài có profil đặc biệt. Máy này có thể dùng để mài các rãnh của dây đai đa rãnh loại PJ, PK và PL có chu vi dây đai từ 600–2500 mm và chiều rộng nhỏ hơn 30 mm, với tốc độ tuyến tính khi mài là 30 m/s.
2.4.2 Mài ống bọc dây đai đa rãnh toàn bộ
Nguyên lý hoạt động của máy mài dây đai toàn bộ có nhiều gân như sau: Vỏ dây đai đã lưu hóa cùng với khuôn được gắn lên trục chính của máy mài và quay theo trục này. Khi một đoạn đã được mài xong, đầu mài sẽ dịch chuyển ngang một khoảng cách xác định để tiếp tục mài đoạn tiếp theo cho đến khi toàn bộ vỏ dây đai được mài xong. Máy mài dây đai có nhiều gân là loại máy mài toàn bộ vỏ, mang lại hiệu quả sản xuất cao hơn và độ chính xác về kích thước sản phẩm tốt hơn so với máy mài từng dây đai riêng lẻ. Tuy nhiên, loại máy này đòi hỏi độ chính xác cao hơn đối với thiết bị, khuôn và hệ thống điều khiển, do đó cần đầu tư nhiều thiết bị hơn. Máy này cũng có thể được sử dụng để mài mặt sau của dây đai đồng bộ.
3. kiểm tra
Việc kiểm tra tổng thể dây đai truyền động bao gồm các khía cạnh: ngoại quan (kích thước mặt cắt ngang, chiều dài), tính chất vật lý và cơ học, cũng như hiệu năng động học (công suất truyền động và tuổi thọ mỏi).
3.1 Đo chiều dài
Kể từ khi Trung Quốc thực hiện cải cách và mở cửa, các tiêu chuẩn về dây đai truyền động của Trung Quốc đã lần lượt được sửa đổi và xây dựng lại trên cơ sở tham chiếu các tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn châu Âu/Mỹ. Chiều dài của dây đai truyền động hiện được quy định theo hệ thống cơ sở (datum system) và hệ thống hiệu dụng (effective system), thay vì theo hệ thống chu vi trong (inner circumference system) vốn được áp dụng tại Trung Quốc trong nhiều thập kỷ qua. Do đó, cần sử dụng thiết bị chuyên dụng để kiểm tra chiều dài. Từ giữa những năm 1980, Máy kiểm tra chiều dài dây đai chữ V dùng cho ô tô đã được Viện Thiết kế và Nghiên cứu Máy bay Thượng Hải thiết kế nhằm phục vụ việc xây dựng tiêu chuẩn về kích thước dây đai chữ V dùng cho ô tô. Khi tiêu chuẩn mới về dây đai chữ V có hiệu lực tại Trung Quốc, máy kiểm tra chiều dài dây đai chữ V đã trở thành thiết bị bắt buộc đối với các nhà sản xuất.
Các máy kiểm tra độ dài dây đai đồng bộ yêu cầu hiệu suất chính xác hơn và thường áp dụng phương pháp đo tương đối. Nhà máy Cao su Vô Tích đã nhập khẩu một máy kiểm tra độ dài dây đai đồng bộ từ SCHOLZ (Đức). SEU và QINGDAO MOSON cũng thiết kế các máy kiểm tra loại này.
3.2 Tuổi thọ mỏi
Việc kiểm tra độ bền mỏi có thể được phân loại thành các phương pháp không có mô-men xoắn và có mô-men xoắn; phương pháp trước đây được gọi là máy kiểm tra uốn. Một máy kiểm tra không mô-men xoắn đã được phát triển để đáp ứng tiêu chuẩn mới dành cho dây đai chữ V tại Trung Quốc (GB1174-96). Trong quá trình thử nghiệm, dây đai không truyền công suất, mặt trong và mặt ngoài của dây đai không trượt tương đối so với bánh đai, và lực căng bên trong dây đai sẽ không thay đổi khi bánh đai quay. Thử nghiệm này chỉ có thể mô phỏng hiện tượng uốn của dây đai khi chạy qua bánh đai, đếm số lần uốn và đo độ giãn dài. Thử nghiệm này thường mất từ 5 đến 7 ngày để hoàn tất, hoặc có thể tăng tốc độ mài mòn bằng cách giảm kích thước bánh đai hoặc lực căng ban đầu. Phương pháp này có mức độ tương quan thấp với điều kiện vận hành thực tế của dây đai truyền động. Do đó, phương pháp này phù hợp hơn cho kiểm soát chất lượng.
Các phương pháp sử dụng mô-men xoắn có thể đánh giá toàn diện và tương đối chính xác chất lượng dây đai truyền động trong thời gian ngắn. Các máy kiểm tra độ bền mỏi dây đai V ô tô nhập khẩu từ nước ngoài đã được các nhà sản xuất tại Quý Dương, Vô Tích và Khai Phong (Trung Quốc) nhập khẩu vào Trung Quốc. Máy kiểm tra độ bền mỏi dây đai V ô tô do Nhà máy Sản phẩm Cao su Thượng Hải số 2 (trước đây) sử dụng đã được Viện Kỹ thuật Cáp Nhĩ Tân thiết kế trong một thời gian dài. Một máy kiểm tra độ bền mỏi dây đai nhiều rãnh ô tô đã được nhà sản xuất tại Vô Tích nhập khẩu, máy này cũng có khả năng thực hiện kiểm tra độ bền mỏi ở nhiệt độ cao.
Máy kiểm tra độ bền mỏi của dây đai không đồng bộ trên ô tô được sử dụng ít tại Trung Quốc. Vương Giai Dân đã thiết kế máy kiểm tra độ bền mỏi của dây đai không đồng bộ trên ô tô cho Nhà máy Liêu Dương Cát Đại dựa trên bằng sáng chế "Thiết bị thử nghiệm hiệu năng động toàn chức năng dành cho dây đai truyền động" (Số đơn đăng ký bằng sáng chế: 99258441), phù hợp với tiêu chuẩn GB/T18183-2000 (tương đương ISO10917:1995) "Phương pháp thử độ bền mỏi của dây đai không đồng bộ trên ô tô". Máy có khả năng thực hiện thử nghiệm độ bền mỏi phun nước ở nhiệt độ cao.
Do thị trường ô tô Trung Quốc ngày càng mở rộng và hiệu năng của ô tô được cải thiện đáng kể, yêu cầu về hiệu năng của dây đai không đồng bộ trên ô tô ngày càng gia tăng. Vì vậy, việc đẩy nhanh tiến độ phát triển, sản xuất và phổ biến máy kiểm tra độ bền mỏi của dây đai không đồng bộ trên ô tô tại Trung Quốc thực sự mang ý nghĩa rất quan trọng.
4. Triển vọng
Tình hình và triển vọng của thiết bị sản xuất dây đai truyền động tại Trung Quốc (2005)
Mặc dù sản xuất dây đai truyền động đã được thúc đẩy mạnh mẽ trong nhiều năm qua thông qua nhập khẩu, sao chép, tiếp thu và phát triển độc lập, phản ánh ở một mức độ nhất định trình độ phát triển hiện tại của ngành dây đai truyền động trong nước, song vẫn còn khoảng cách so với các nhà sản xuất nước ngoài. Các biểu hiện chủ yếu bao gồm:
(1) Trình độ sản xuất dây đai truyền động trong ngành còn chênh lệch không đồng đều; thiết bị lạc hậu; sản phẩm chất lượng thấp gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển lành mạnh của thị trường dây đai truyền động, đặc biệt là việc quảng bá và ứng dụng các loại dây đai mới.
(2) Thiết bị sản xuất trong nước về độ chính xác, trình độ tự động hóa, mức độ tích hợp cơ-điện tử và việc áp dụng công nghệ mới vẫn còn khoảng cách so với thiết bị của các nhà sản xuất nước ngoài.
(3) Thiết bị sản xuất một số loại dây đai truyền động chưa được sản xuất trong ngành công nghiệp trong nước: thiết bị sản xuất và công nghệ quy trình cho dây đai đa rãnh đúc, dây đai truyền động có răng hai chiều, dây đai truyền động chế tạo bằng phương pháp tiêm – đóng rắn phản ứng, dây đai truyền động gia cố bằng sợi ngắn, dây đai truyền động có răng xoắn (hoặc răng chữ V chéo) và dây đai CVT.
(4) Gần như không có Quyền Sở hữu Trí tuệ độc lập ở một số khía cạnh. Các doanh nghiệp sản xuất tiên tiến nước ngoài đã nắm giữ các bằng sáng chế về công nghệ và thiết bị. Kể từ khi Trung Quốc gia nhập WTO và tăng cường bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, khả năng phát triển bền vững cũng như tính cạnh tranh quốc tế của ngành dây đai truyền động Trung Quốc bị hạn chế nghiêm trọng.
(5) Các phương pháp kiểm tra và kiểm định cũ. Các nhà sản xuất nước ngoài lớn tập trung vào nghiên cứu và phát triển về hiệu năng và kiểm soát chất lượng; một số đã đạt được kiểm tra trực tuyến tự động. Các công ty nước ngoài lớn sở hữu hơn một trăm loại máy kiểm tra động được sử dụng để thực hiện kiểm tra tích hợp từ nhiều góc độ, trong đó mỗi máy đều áp dụng phương pháp kiểm tra riêng. Tuy nhiên, trong số các nhà sản xuất trong nước có hạn, hầu hết chỉ có một hoặc hai máy kiểm tra tuổi thọ mỏi — và phần lớn trong số này đã bị hỏng.
Xét trên tất cả những thực tế nêu trên, tác giả cho rằng xu hướng phát triển trong tương lai của ngành sản xuất thiết bị dây đai truyền động cần phải là:
(1) Tiếp tục nâng cao độ chính xác, độ tin cậy và mức độ tự động hóa của các thiết bị sản xuất hiện tại, đồng thời ứng dụng các kỹ thuật máy tính mới nhằm đạt được tương tác người – máy.
(2) Khẩn trương phát triển các thiết bị sản xuất trong nước như máy sản xuất dây đai đa rãnh dạng khuôn ép, máy ép lưu hóa quay dây đai V, và thiết bị sản xuất dây đai truyền động răng hai chiều.
(3) Tăng cường nghiên cứu và phát triển các kỹ thuật và thiết bị mới, chẳng hạn như dây đai truyền động dạng phản ứng tiêm, dây đai truyền động gia cố bằng sợi ngắn, dây đai truyền động có răng xoắn (dạng xương cá), dây đai hình chữ V làm từ elastomer nhiệt dẻo và dây đai CVT.
(4) Nội địa hóa thiết bị thử nghiệm, nâng cao độ tin cậy của máy thử nghiệm, đặc biệt là đẩy mạnh việc phát triển máy thử nghiệm dây đai nhiều rãnh chịu nhiệt độ cao, máy thử nghiệm độ bền mỏi dây đai đồng bộ ô tô dưới điều kiện phun nước nóng, và máy thử nghiệm độ bền mỏi dây đai CVT cho xe mô tô.
(5) Các nhà sản xuất có điều kiện phù hợp nên chủ động phát triển công nghệ và thiết bị sản xuất riêng.