我们有了皮带输送带的种类和选型注释
皮带输送机的皮带选择是影响工厂生产率和稳定运行的重要因素。但是,皮带种类繁多,材质和结构各不相同,很多机械设计者(包括我)都不知道该选择哪种皮带。
如果选用了不适合搬送物和使用环境的皮带,可能会导致打滑或过早磨损等故障,甚至可能引发生产线停产的最糟糕情况。
在这篇文章中,我们将全面介绍机械工程师在选择输送带时应了解的输送带基础知识、各种类型的优缺点以及实用的选择要点,以避免选择输送带时的失败和遗憾,希望能对您的选择有所帮助。
正确的皮带输送机皮带类型和皮带选型的基础知识
首先是我想理解的皮带输送机的基本知识。
传送带是一种基本设备,用于在工厂和物流仓库等各种场所连续输送产品和零件。其结构主要包括支撑整个输送机的“框架”、用于旋转传送带的“皮带轮(滚筒)”以及直接承载输送物的“传送带”。由三个元素组成这个系统通过电动机驱动皮带轮旋转,通过摩擦力带动皮带移动,从而输送物品,这是一个简单的机制。
然而,在这个简单的结构中,“皮带”起着至关重要的作用。可以说,该选型决定了整个输送机性能的好坏。必须根据传送物品的重量、形状、温度、是否含油,以及安装环境(湿度、洁净度等)等多种条件选择最合适的输送带,否则容易发生输送带跑偏、早期磨损、物品掉落等故障。
因此,掌握关于皮带材料和结构的正确知识是设计稳定高效生产线的关键第一步。
种类繁多的皮带的概览
皮带输送机的皮带种类繁多,但从三个主要方面进行分类会更容易理解。那是“表面材质”、“心体材质”和“结构类型”这三项。
“表面材质”指的是传送带最外层、直接接触输送物的部分的材质。这部分决定了传送带的基本化学和物理特性,如耐油性、耐热性、不粘性等,因此在选定过程中至关重要。
“芯体材料”是皮带内部骨架般的部分,起着支撑皮带强度和张力的作用。皮带是否不易伸长或断裂,很大程度上取决于芯体材料的性能。
“结构类型”是指整个皮带的形状和结构。除了常见的扁平一体式皮带外,还有根据用途而设计的特殊结构的皮带,例如由块体组合而成或带有齿的皮带。
正确理解这三个要素,考虑每种组合是选择最佳皮带的关键 情况将会如此。
传送带材料列表一览
皮带输送机使用的材料多种多样。在这里,作为选定的第一步,我们将列出存在的材料种类。本表旨在帮助您了解材料的大致分类和代表性种类。每种材料的详细特性将在后续章节中进行详细说明。
| 分类。 | 材质・类型 |
| 表面材质类别 | 树脂类聚氨酯(PU),聚氯乙烯(PVC),硅橡胶(SI),聚四氟乙烯(PTFE),聚烯烃(TPO) |
| 橡胶类一般・耐摩耗ゴム、耐油ゴム (NBR)、耐熱ゴム (EPDM) | |
| 金属系不锈钢,钢 | |
| 其他毛毡,棉 | |
| 心体材质分类 | 聚酯 (EP), 尼龙 (NN), 芳纶, 钢帘线, 棉 |
| 按构造类型 | 平带, 正时皮带, 模块化皮带, 网带/网状皮带, V型带, 圆带 |
搬送面由不同材质决定的特点
皮带的表面材质是决定皮带性能的最重要因素之一,因为它直接与输送物接触。根据这种材质,皮带适用于何种环境和输送物会有很大差异。例如,在输送含油量高的食品的生产线上,需要“耐油性”;在冷却输送高温产品的工序中,则需要“耐热性”。此外,在处理粘性高的面包面团等物品时,“不粘附性(易脱模性)”是必不可少的,以防止产品粘附在皮带上。
在选择表面材料时,特别重要的“摩擦系数材质选择的思路将从「尺寸」和「搬送物的重量」这两个方面进行讲解。
摩擦係数の理解と選定への応用
摩擦係数是衡量皮带表面“光滑度”或“抓地力强度”的指标。
- 高摩擦系数(高抓地力)的场合
在倾斜输送产品向上或向下运输的"倾斜输送"中,需要具有高抓地力的皮带。否则,产品就会在皮带上滑落。另外,在需要急剧加速或减速的生产线上,会选择高抓地力的传送带,以防止产品因惯性而移位。 一般来说,橡胶类皮带以及表面经过称为“raft top”的凹凸加工的皮带,其摩擦系数会变高。
- 需要低摩擦系数(滑动性)的场合
另一方面,也有一些情况需要刻意选择摩擦力小的传送带。典型的例子是“累积式输送机”。这是在输送机的终点暂时停止产品并使其堆积(滞留)使用的,此时只有传送带需要在产品下方持续滑动。如果摩擦力过大,产品之间会相互挤压导致损坏,或者给电机带来过大的负载。氟塑料(PTFE)和某些聚烯烃(TPO)具有较低的摩擦系数,适用于滑动应用。
搬送物的重量对材质选择的考量
搬运物品的重量不仅影响皮带的材质,也是影响输送机整体结构的重要因素。
- 轻载输送(约几公斤)
在运输包装食品、电子零件、药品等相对较轻的物品时,树脂类(聚氨酯或PVC)输送带是主流。由于这些皮带又薄又轻,输送机框架也可以采用简单的铝制结构(桁架式框架),从而可以降低整个设备的成本。
- 中等载荷搬运(约数十公斤)
对于搬运一定重量的物体,如纸板箱和汽车零部件,会使用厚型橡胶带或通过增加芯体层数(层数)来增强强度的皮带。轻型橡胶带有时也用于此领域。
- 重载搬运(数百公斤以上)
在运输沙石、矿石和铸件等非常重的物品时,橡胶输送带几乎是唯一的选择。在这些用途中,除了皮带本身的厚度和强度外,还必须有一个坚固的核心(尼龙帆布或钢索)来承受冲击。输送机框架也采用坚固的“桁架框架”结构,将钢材组合成三角形。
如此,表面材质需要根据摩擦系数或输送物重量等物理要求来选定。搬运更重的东西时,使用滚筒输送机。请也纳入视野进行検討。
食品和物流领域使用的树脂输送带
树脂类皮带主要以聚氨酯(PU)或聚氯乙烯(PVC)等为材料,具有轻便、易于加工、卫生等特点,因此在食品行业和物流行业得到广泛应用。 现提供以下信息。
主要的树脂类皮带的种类和特点
- 聚氨酯(PU)耐磨损性和耐油性优异,且符合食品卫生法的等级丰富。与橡胶相比,不易产生磨损粉末,也适用于洁净环境。但与PVC相比,成本往往较高。
- 聚氯乙烯(PVC)经济性优越,可作为通用型材料广泛应用于普通物流和包装生产线等领域。但是,由于耐磨性和耐油性不如PU,因此不适用于严苛条件下的使用。
- 硅 (SI)其特点是优异的不粘性(脱模性)和耐热性,非常适合搬运易粘的食品,如糕点和面包面团。但是,与其他树脂相比,其物理强度是其弱项。
- 氟塑料(PTFE/特氟龙)它具有最高的防粘性和耐热性(最高260℃)和耐化学性。它用于高温烘烤过程和处理腐蚀性化学品的生产线,但价格非常昂贵。
树脂类皮带选型注意事项
选择树脂类传送带时,首先必须确认其是否符合食品卫生法、FDA(美国食品药品监督管理局)和欧盟法规等国内外法规。特别是用于直接接触食品的场合,可能会要求提供符合性证明。 还有
另外,即使是同一种聚氨酯,热塑性(TPU)易于热熔焊接,而硬度高的热固性(PUR)则加工方法完全不同,因此在设计阶段就需要考虑。清洗工序中使用热水或蒸汽时,如果不选择耐湿热型、耐水解性强的皮带,会导致过早劣化。
耐久性要求高的现场橡胶带
橡胶带与树脂带相比,具有更厚实的结构,主要用于户外和重工业现场。它是能够满足砂石、矿石等散装物料以及重物输送的高耐久性、耐磨性和耐冲击性要求的严苛环境的理想材质。
根据用途划分的橡胶种类
- 一般・耐摩耗ゴム由丁苯橡胶(SBR)等主要成分组成,是最通用的类型。在采矿和建筑现场运送泥土和煤炭的输送机上经常可以看到。
- 耐油橡胶主要成分为丁腈橡胶(NBR),可防止因油分导致的皮带膨胀和劣化。适用于输送沾有油污的金属部件,以及在处理含油废弃物的回收工厂等场所。
- 耐热橡胶使用乙烯基丙烯酸橡胶(EPDM)等材料,可以输送超过100℃的高温物料。在铸造厂和水泥厂用于搬运高温产品和原材料。
- 难燃橡胶具有自熄性,能够防止火势蔓延。JIS K 6324等标准中规定了其等级,在煤矿井下、隧道等严禁烟火的场所,法律规定必须使用。
橡胶带选择注意事项
在选择橡胶带来时,首先要准确把握输送物的特性。例如,搬送物的温度超过60℃时,必须选用耐热皮带。となります。ただし、搬送物の温度とベルト表面温度は必ずしも一致しないため、専門メーカーへの確認が推奨されます。
此外,与树脂皮带相比,橡胶皮带更重,可能需要更大的动力来驱动。由于其独特的橡胶气味,在食品厂和洁净室等需要卫生且不容许异味的场所,通常不适合使用。 是
从细节中学习:皮带输送机的皮带种类与最佳选型
高温和洁净环境用金属带
金属皮带主要由不锈钢或钢制成,在其他材料无法应对的特殊环境中发挥其价值。。特别适用于对清洁度要求极高或高温环境下的使用。
金属表带的优点
最大的优点是其清洁性。金属带本身几乎不产生磨损粉尘或气体(释气),因此适用于半导体制造设备和电子元件搬运等对微量尘埃敏感的洁净室环境。实际应用中,也有在100级洁净室中使用过的案例。
此外,它不会像树脂皮带那样产生静电,因此可以安全地输送对静电放电(ESD)敏感的电子元件。它还具有出色的耐热性,根据材质的不同,可以在高达 300°C 的高温环境中连续使用。此外,由于它能够耐受蒸汽和各种化学品的消毒和清洗,因此也被用于对卫生要求严格的食品和医疗领域。
金属系表带的缺点和注意事项
另一方面,金属带也存在缺点。首先,与树脂带和橡胶带相比,价格非常昂贵。此外,由于柔韧性差,对急剧弯曲比较脆弱,可能限制设计的自由度。由于不像橡胶那样具有吸收冲击的能力,在受到强烈冲击时,必须考虑到断裂的风险。
选择时,重要的是要根据材料确认其对所用温度和化学品(药品)的耐腐蚀性。另外,由于金属带几乎没有伸长,因此可以实现精确的位置传送,但另一方面,对输送机框架和皮带轮的要求也具有很高的安装精度。
毛毡等其他材质的用途
除了树脂、橡胶和金属等主要材料外,还有一些针对特定用途的专用材料。其中有代表性的是毛毡和棉。它们虽然通用性较差,但具有其他材料所不具备的独特性能。
毛毡皮带的特点是其柔软且缓震的表面。因此,它非常适合在不希望划伤运输物品时使用,例如玻璃制品、喷涂后的零件和易受损的电子电路板。此外,在处理面团的工序中,它也可能被用来吸附多余的干粉。
棉带在需要吸湿性和透气性的场合使用。例如,在清洗产品后一边去除水分一边搬运的工序,以及一边确保透气性一边进行干燥的工序中发挥作用。
这些材料很少用于一般的物流和重工业现场,但在特定工艺中对保持产品质量起着重要作用。但是,与树脂和橡胶相比,它们的耐用性和耐磨性较低,因此在考虑皮带寿命和更换频率后,需要谨慎采纳。
皮带寿命取决于身体材质的知识
皮带的性能并非仅由表面材质决定。作为皮带内部骨架支撑强度的“芯体(骨架)”的材质,也对皮带的寿命和运行稳定性有很大影响。芯体主要使用聚酯或尼龙等化纤织成的布(帆布)。
聚酯纤维(EP) vs. 尼龙(NN)
橡胶带和合成树脂带最常使用的芯体是聚酯(EP)和尼龙(NN)。理解这两者的区别对于设计者来说非常重要。 是
- 聚酯最大的特点是延伸率小、尺寸稳定性优异。此外,由于其几乎不吸水(疏水性)的特性,在潮湿环境下皮带长度也不易发生变化,具有优势。基于这些特性,不易跑偏,适用于长距离输送线以及需要频繁清洗的生产线。然而,与尼龙相比,它在抗冲击和抗撕裂方面相对较弱。
- 尼龙(NN)其特点是弹性极佳,具有很高的减震能力和抗撕裂性。在会承受强烈冲击、大块状搬运物会落下等地方,其性能会得到发挥。然而,由于其亲水性容易吸收水分,在高湿度环境下,皮带会随时间伸长,容易导致皮带跑偏。
心体选定要点
皮带跑偏,通常是由于皮带拉伸不均匀造成的します。因此、在需要稳定运行的生产线上,选择尺寸稳定性优异的聚酯(EP)芯体是基本要求。在冲击是主要顾慮的情况下,才考虑采用尼龙(NN)芯体,是一种明智的选择方法。
| 特殊性 | 聚酯 (EP) 心体 | 尼龙(NN)芯体 |
| 尺寸稳定性 | 高(伸びにくい) | 低(やわらかい) |
| 耐衝撃性 | 比较弱 | 非常强 |
| 耐水性 | 高(吸水性低) | 吸水性のある |
| 防蛇行性 | 不易蛇行 | 容易蛇行 |
| 主要应用: | 一般搬送、长途、潮湿环境 | 冲击式输送 |
形状決定结构类型的特点
皮带输送机的皮带不仅仅是平坦的形状。为了提高输送目的和效率,存在着各种结构、形状以及经过二次加工的皮带。
代表性的皮带结构类型
- 平带最常见的是一体成型的环形皮带。广泛用于水平输送和缓和坡度输送。
- 模块化皮带这是一种由小型塑料块像砖块一样连接而成的皮带。由于它直接由链轮(齿轮)驱动,因此不会蛇行,同时也易于清洗和局部更换,因此在食品行业中尤为广泛使用。该皮带还可以将直线和曲线组合成一条皮带。
- 正时皮带皮带内侧有齿,与皮带轮的齿啮合,实现无滑动的精确同步传输。这在需要产品精确定位或在固定间隔进行传输的自动化装配线上是必不可少的。
增强功能的表面形状与二次加工
- 拉夫托普表面带有网状等凹凸图案,可增加摩擦力,防止倾斜输送时的打滑,同时对易损物品有缓冲作用。通常可满足20~30度的倾斜要求。
- 桟(さん)及波状桟在皮带表面安装物理围挡,防止在陡坡上输送物滑落。甚至可以实现近乎垂直的输送。
- V型导轨皮带的背面焊接有V形导向,通过与输送机框架侧的沟槽啮合,有效地防止了跑偏。然而,这只是对症治疗,也需要考虑可能给皮带带来额外负荷的可能性。
- 钻孔它用于通过在皮带上打孔并从下方吸入空气,从而吸附和输送纸张或薄膜等轻质材料(真空输送)。
通过将这些结构和加工适当组合,可以实现不仅仅是搬运物品,还能为搬运过程增添附加值的目的。
最佳皮带输送机皮带类型和皮带选型要点
これまで解説してきた内容を踏まえ、最適なベルトコンベアのベルト種類とベルト選定を行うための要点を以下にまとめます。
- 传送带的选择应从输送物的特性(重量、形状、温度、油污、粘性)开始。
- 确认使用环境(湿度、温度、洁净度、有无清洗)不要忘记
- 表面材质主要考虑树脂类、橡胶类和金属类这三大类。
- 树脂类聚氨酯(PU)具有优异的耐磨性和耐油性,是食品领域的主流。
- 树脂基聚氯乙烯(PVC)经济实惠,是普通物流的标准选择
- 橡胶类耐用性和抗冲击性高,在土砂、矿石等重物输送中表现出色。
- 金属类用于半导体和高温工艺,这些领域要求良好的清洁度和耐热性。
- 皮帶的骨架,也就是芯體,決定了帶體的強度和尺寸穩定性
- 如果以稳定行驶为重,那么弹性小(伸长率低)的聚酯(EP)芯体是首选。
- 在受到强烈冲击的情况下,请考虑采用具有优异吸震性的尼龙(NN)芯体。
- 如果您受到皮带跑偏的困扰,那么结构上不易跑偏的模块化皮带将非常有效。
- 对于需要精确定位和同步传输的场景,同步带是必不可少的。
- 在倾斜输送中,根据角度选择顶板或带挡板的皮带。
- 对于食品直接接触的用途,请确认产品符合《食品卫生法》且经过胶合密封处理。
- 为防止故障,务必遵守皮带制造商推荐的最小皮带轮直径。
参考サイト紹介
最后,关于文章中介绍的“皮带输送机皮带类型及皮带选型”,以下将列出5家提供更专业信息,且具有权威性的公司或网站,并附有简要说明。
- 尼得科株式会社
- URL:. https://www.nitta.co.jp/product/belt-conv/belt/
- 一家领先的皮带制造商,以其树脂皮带“New Light Grip (NLG)”系列而闻名。该公司提供详细的产品信息和技术资料,涵盖从食品输送到一般输送的各种应用,对于选择树脂皮带特别是非常有参考价值。
- 三星皮带株式会社
- URL:. https://www.mitsuboshi.com/product/conveyor/
- 说明:以“Tailorbelt®”品牌而闻名,我们提供用于从物流到食品行业的各种应用中的树脂输送带。近年来,我们还专注于开发使用生物质材料的环保型皮带,这为您在考虑可持续性时提供了有用的信息。
- 邦迪奥化学股份有限公司
- URL:. https://products.bandogrp.com/product/
- 主要的皮带制造商,以其“Sunline Belt”系列而闻名。产品线非常广泛,包括橡胶皮带和正时皮带,每种产品的特性和用途都得到了详细的解释。这使得在寻找具有耐热性和耐油性等特定性能的产品时,选择标准变得更加清晰。
- 横滨橡胶株式会社
- URL:. https://www.y-yokohama.com/product/mb/industrial/conveyorbelt_01/
- 说明:虽然以轮胎闻名,但该公司在重工业用橡胶输送带方面也拥有高超的技术实力。特别是在用于碎石和矿石输送等恶劣环境的耐冲击性、耐磨损橡胶输送带方面,拥有丰富专业的知识。
- 福乐窝世格中国有限公司
- URL:. https://www.forbo.com/movement/ja-jp/
- 说明:一家全球性皮带制造商,提供树脂皮带“Transilon”和塑料模块化皮带“ProLink”等产品。产品目录和技术资料非常详尽,可以获得全球化视角下的材料选择以及食品安全法规(如欧盟法规)相关的信息。
上图