ЗУБЧАТЫЙ РЕМЕНЬ И СИСТЕМА СИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
TOOTHED BELT AND SYSTEM OF SYNCHRONOUS CONTROL

Область техники
Настоящее изобретение относится к зубчатому ремню, в частности к зубчатому ремню и системе синхронного управления.
Уровень техники
Зубчатые ремни, как правило, включают в себя каркас, изготовленный из эластомерного материала, в который вставляется множество продольных нитевидных прочных вкладышей, также упоминаемых как “корды”, и множество зубьев, покрытых тканью для покрытия.
Каждый компонент ремня вносит вклад в увеличение эксплуатационных качеств в переводе на механическую стойкость так, чтобы снизить риск разрушения ремня и увеличить удельную трансмиссионную мощность.
Ткань для покрытия ремней увеличивает сопротивление абразивному износу и, следовательно, защищает рабочую поверхность ремня от износа, которое происходит из-за трения между ножками и полостями зубьев ремня и ножками и полостями пазов шкивов, с которыми взаимодействует ремень.
Кроме того, ткань для покрытия снижает коэффициент трения на рабочей поверхности, снижает деформируемость зубьев и прежде всего усиливает основание зубьев, предотвращая таким образом сдвиг зубьев.
Применяемая ткань для покрытия может формироваться однократным слоем или альтернативно может быть сдвоенной так, чтобы гарантировать большую прочность и большую жесткость. Ткань нормально обрабатывается соединением, разработанным для увеличения сцепления между каркасом и самой тканью.
Корды обеспечивают необходимые механические характеристики ремня и воздействуют на модуль самого ремня и, в частности, гарантируют, таким образом, сохранение характеристик ремня во времени. Корды, как правило, образуются при скручивании волокон с высоким модулем в несколько раз.
Также корды обычно обрабатываются соединениями, разработанными для увеличения совместимости волокон с каркасной смесью, которая окружает сами корды.
Например, корды можно обработать эластомерными латексами, которые действуют как “адгезивы”.
Окончательно каркасная смесь обеспечивает соединение различных вышеупомянутых элементов с адекватной твердостью и гарантирует, что различные элементы, составляющие сам ремень, вносят вклад синергетически в конечные характеристики самого ремня.
Каркасные смеси имеют основу одного или более эластомерных материалов, в конечном счете обогащенных волокнами для увеличения их твердости.
Для того чтобы было возможно увеличить срок службы и улучшить характеристики ремней, постоянно продолжается исследование новых решений, чтобы увеличить физико-химическую совместимость между различными материалами, которые составляют основные элементы ремней. Для этой цели существует, например, исследование новых обработок кордов и новых обработок ткани для покрытия зубьев, которые позволят увеличить совместимость между тканью, кордами и каркасом.
Раскрытие изобретения
Следовательно, первая цель настоящего изобретения заключается в создании ремня, который будет иметь длительный срок службы и который поэтому будет представлять прекрасные механические характеристики адгезии, сопротивления износу, точности сцепления и низкой акустической эмиссии.
Вторая цель настоящего изобретения заключается в выборе соответствующих материалов так, чтобы обеспечить достижение превосходных характеристик во всем интервале рабочих температур ремня, то есть от -30°С до 180°С.
Третья цель настоящего изобретения заключается в оптимизации относительной химической совместимости между различными элементами, которые составляют сам ремень.
В соответствии с настоящим изобретением указанные цели достигаются посредством создания ремня в соответствии с п.1 Формулы изобретения.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением создана система синхронного управления в соответствии с п.21 Формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания настоящего изобретения оно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - частичный вид в перспективе зубчатого ремня в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - схема первой системы синхронного управления, которая применяет первый зубчатый ремень в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 - схема второй системы синхронного управления, которая применяет второй зубчатый ремень в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 - схема третьей системы синхронного управления, которая применяет третий зубчатый ремень в соответствии с настоящим изобретением; и
Фиг.5 - диаграмма, которая дает результаты испытания на долговечность при высокой температуре для ремней, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, по сравнению с известными ремнями.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее будет сделана ссылка конкретно на зубчатый ремень, хотя изобретение, несомненно, относится также к другим похожим ремням и, как правило, к приводным ремням.
На Фиг.1 зубчатый ремень обозначен в целом ссылочной позицией 1. Ремень 1 включает в себя каркас 2, изготовленный из эластомерного материала, в который вставляется множество продольных нитевидных прочных вкладышей или кордов 3. Каркас 2 имеет: первую сторону, снабженную зубьями 4, покрытыми тканью или тканью для покрытия 5, и вторую сторону или основу 6 ремня. Предпочтительно основа 6 также покрывается тканью для покрытия 7.
Более предпочтительно, ткань 5, которая покрывает зубья 4, является такой же, как и ткань 7, которая покрывает основу 6.
Предпочтительно основа 2 изготавливается из смеси, состоящей из одного или более эластомеров, которые обозначаются в целом по причинам удобства как “первый эластомерный материал”, который по существу образуется из смеси одного или более сополимеров, которые образуются исходно из мономера, содержащего нитрильные группы, и из диена, в котором мономеры, содержащие нитрильные группы, содержатся в процентном соотношении, равном от 30 вес.% до 39 вес.% по отношению к общему количеству конечных сополимеров.
“По существу образуются” относится к факту, что к эластомерному материалу можно добавлять небольшие процентные доли других полимеров или сополимеров без неблагоприятного воздействия на химическую совместимость между каркасной смесью и другими элементами, составляющими зубчатый ремень, и, следовательно, без отступления от области применения настоящего изобретения.
Более предпочтительно, нитрильные группы находятся в процентном соотношении, равном от 34 вес.% и 38 вес.%, по отношению к общему количеству сополимеров, даже более предпочтительно от 34 вес.% и 36 вес.% Наиболее предпочтительно нитрильные группы находятся в процентном соотношении, равном приблизительно 34 вес.%, по отношению к общему количеству сополимеров.
Предпочтительно, применяемые сополимер или сополимеры являются гидрированным бутадиен-акрилонитрильным каучуком или гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком (HNBR).
Предпочтительно, применяемый HNBR является каучуком с высокой степенью гидрирования; например, можно применять так называемый полностью предельный HNBR и предпочтительно HNBR, обладающий остаточным процентным отношением двойных связей не более чем 0,9%, но альтернативно можно также применять HNBR с более низкой степенью непредельности, такой как, например, HNBR, обладающий степенью предельности, равной 4% или 5,5%, так называемый частично предельный HNBR.
Примерами сополимеров HNBR, возможных для применения в качестве каркасной смеси в соответствии с настоящим изобретением, а также в различных обработках различных элементов, составляющих зубчатый ремень, являются сополимеры, принадлежащие к серии THERBAN, изготавливаемой фирмой Lanxess, такие как THERBAN 3407 с 34 вес.% нитрильных групп и степенью гидрирования, равной не более чем 0,9%, THERBAN 3406 с 34 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 0,9%, THERBAN 3607 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 0,9%, THERBAN 3446 с 34 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 4%, THERBAN 3447 с 34 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 5,5%, THERBAN 3627 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 2%, THERBAN 3629 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 2%, THERBAN 3907 с 39 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 0,9%, или их смеси.
Альтернативно также возможно применять марки HNBR, изготовленные фирмой Nippon Zeon под наименованием ZETPOL. В частности, ZETPOL 2000 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 0,9%, ZETPOL 2000L с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 0,9%, ZETPOL 2010 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 4%, ZETPOL 2010L с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 4%, ZETPOL 2010Н с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 4%, ZETPOL 2020 с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 5,5%, ZETPOL 2020L с 36 вес.% нитрильных групп и степенью непредельности, равной не более чем 5,5%, или их смеси.
Предпочтительно, применяются полностью гидрированные марки HNBR, т.е. имеющие степень непредельности ниже чем 1%. Эти HNBR позволяют получить наилучшие значения во всем интервале температур.
Первый эластомерный материал может, кроме того, включать в себя традиционные добавки, такие как, например, армирующие наполнители, наполнители, пигменты, стеариновую кислоту, ускорители, вулканизующие агенты, антиоксиданты, активаторы, инициаторы, пластификаторы, воска, замедлители преждевременной вулканизации, агенты, препятствующие деструкции, технологические масла и подобные.
Преимущественно, в качестве наполнителя может применяться технический углерод, который предпочтительно добавляется в количестве, составляющем от 0 до 80 масс.ч., более предпочтительно от 20 до 60 масс.ч., наиболее предпочтительно приблизительно 40 масс.ч. Преимущественно светлые наполнители, такие как тальк, карбонат кальция, кремнезем и силикаты, добавляются в количестве предпочтительно от 0 до 80 масс.ч., более предпочтительно от 20 до 60 масс.ч., наиболее предпочтительно приблизительно 40 масс.ч. Кроме того, может быть преимущественным применять силаны в количестве, составляющем от 0 до 5 масс.ч.
Преимущественно, оксиды цинка и магния добавляются в количестве, равном предпочтительно от 0 до 15 масс.ч.
Преимущественно, добавляются пластификаторы на основе сложных эфиров, такие как тримеллитаты или эфиры алкоксикислот в количестве, равном предпочтительно от 0 до 20 масс.ч.
Преимущественно добавляются вулканизующие соагенты, такие как триаллилцианидаты, органические или неорганические метакрилаты, такие как соли металлов, предпочтительно в количестве, равном от 0 до 20 масс.ч., или органические пероксиды, такие как, например, пероксид изопропилбензола, предпочтительно в количестве, равном от 0 до 15 масс.ч.
Предпочтительно первый эластомерный материал включает в себя усиливающие волокна, более предпочтительно в количестве, равном от 2 до 40 масс.ч., наиболее предпочтительно 20 масс.ч. Предпочтительно усиливающие волокна имеют длину, составляющую между 0,1 мм и 10 мм.
©
Волокна обеспечивают (возможным) дальнейшее улучшение механических характеристик смеси, составляющей каркас. Предпочтительно, усиливающие волокна включают в себя ароматические полиамиды, предпочтительно парамиды; например, можно преимущественно применять волокна Technora, которые могут приклеиваться к смеси посредством обработки на основе RFL (RFL - латекс с резорцин-формальдегидом).
Например, применяемый латекс может быть латексом на основе VP-SBR, т.е. латекс на основе сополимера бутадиена, стирола и винилпиридина.
Предпочтительно, применяются арамидные волокна, такие как, например, волокна Technora, изготовленные фирмой Teijn, более предпочтительно с длиной, равной 1 мм.
Ткань для покрытия 5 зубьев 4 или ткань для покрытия 7 основы 6 можно изготовить из одного или более слоев и можно получить при применении различных ткацких технологий, например, ткацкой технологии, известной как саржа 2×2.
Ткань для покрытия 5 зубьев 4 предпочтительно включает в себя алифатический или ароматический полиамид, более предпочтительно ароматический полиамид (арамид).
Предпочтительно применяемая ткань имеет составную структуру, состоящую из утка и основы, в которой уток состоит из нити, образованной эластичной нитью, в качестве сердцевины и, по меньшей мере, одной парой составных нитей, намотанных на указанную эластичную нить. Каждая составная нить включает в себя нить с высокой теплостойкостью и механической стойкостью и, по меньшей мере, одну нить для покрытия, намотанную на нить с высокой теплостойкостью и механической стойкостью. Предпочтительно, каждая составная нить включает в себя нить с высокой теплостойкостью и механической стойкостью и пару нитей для покрытия, намотанных на нить с высокой теплостойкостью и механической стойкостью. Эластичная нить предпочтительно изготавливается из полиуретана. Нить с высокой теплостойкостью и механической стойкостью предпочтительно изготавливается из параароматического полиамида.
В соответствии с настоящим изобретением ткань 5 обрабатывается с помощью тканевой обработки.
Термин “тканевая обработка” относится к раствору для обработки тканей зубчатых ремней.
Предпочтительно ткань ремня погружается в тканевую обработку и, следовательно, ремень включает в себя тканевую обработку, после чего ремень погружается в раствор. Тканевая обработка является неводным раствором. Предпочтительно, неводный раствор состоит из смеси 30% МЕС (метилэтилкетон) и 70% толуола. Более предпочтительно соотношение между растворителем и эластомером составляет от 6 до 8 частей растворителя на каждую часть эластомера.
В соответствии с настоящим изобретением тканевая обработка включает в себя второй эластомерный материал, образованный из смеси одного или более сополимеров, которые образуются исходно из мономера, содержащего нитрильные группы, и из диена, в которой мономеры, содержащие нитрильные группы, находятся в массовом процентном отношении, равном между 30 вес.% и 39 вес.%, по отношению к общему количеству конечных сополимеров. Более предпочтительно нитрильные группы находятся в массовом процентном отношении, равном между 34 вес.% и 36 вес.%, по отношению к общему количеству конечных сополимеров. Более предпочтительно оно составляет приблизительно 34 вес.%.
Предпочтительно, сополимер (сополимеры) является (являются) HNBR. Более предпочтительно он является одним из типов HNBR, ранее упомянутых, или их смесью.
Преимущественно, после того как ткань ремня погружается в тканевую обработку, ткань дополнительно обрабатывается второй тканевой обработкой с помощью нанесения.
Предпочтительно, вторая тканевая обработка является похожей на композицию первой обработки и, следовательно, включает в себя неводный раствор растворителя, включающий в себя дополнительный эластомерный материал, равный материалу первой тканевой обработки.
Предпочтительно, ткань 5 покрывается стойким слоем 8. Кроме того, адгезив 9 необязательно располагается между тканью 5 и стойким слоем 8.
Предпочтительно, стойкий слой 8 изготавливается из фторированного пластомера с добавлением эластомерного материала и более предпочтительно фторированный пластомер присутствует в количестве, большем по весу, по отношению к эластомерному материалу.
Пример стойкого слоя, который можно применять, описан в патенте ЕР №1157813.
В соответствии с настоящим изобретением фторированный пластомер является предпочтительно соединением с основанием из политетрафторэтилена.
Эластомерный материал предпочтительно состоит из эластомерного материала, включающего в себя один или более сополимеров, которые образуются исходно из мономера, содержащего нитрильные группы, и из диена, в котором мономеры, содержащие нитрильные группы, находятся в весовом процентном отношении, равном от 30 вес.% до 39 вес.%, по отношению к общему количеству конечных сополимеров. Более предпочтительно нитрильные группы находятся в весовом процентном отношении, равном от 34 вес.% до 38 вес.%, даже более предпочтительно между 35 и 37 вес.%, наиболее предпочтительно приблизительно 36 вес.%
Предпочтительно эластомерный материал, с которым смешивается фторированный пластомер с образованием стойкого слоя 8, является HNBR; даже более предпочтительно он является модифицированным цинковой солью полиметакриловой кислоты HNBR; например, можно применять ZEOFORTE ZSC (зарегистрированная торговая марка Nippon Zeon).
Предпочтительно, фторированный пластомер присутствует в количестве, составляющем от 101 до 150 весовых частей на 100 частей эластомерного материала.
Кроме того, стойкий слой 8 включает в себя пероксид в качестве вулканизующего агента. Пероксид нормально добавляется в количестве, равном от 1 до 15 весовых частей на 100 частей эластомерного материала.
Предпочтительно также основа зубчатого ремня покрывается тканью для покрытия 7, которая предпочтительно состоит из алифатического или ароматического полиамида, более предпочтительно полиамида 6/6 с высокой теплостойкостью и высокой прочностью.
Предпочтительно, ткань 7 для покрытия основы является такой же тканью, как и описанная ранее ткань.
Предпочтительно, ткань для покрытия 7 основы покрывается стойким слоем. Даже более предпочтительно стойкий слой, который покрывает ткань для покрытия основы, является таким же, что и ткань 5 для покрытия зубьев, и которая придает особенное улучшение механической прочности ремня, и доказано, что она является особенно преимущественной в системах синхронного управления, в которых ремень работает в непосредственном контакте с машинным маслом при высоких температурах в течение всего срока службы.
Предпочтительно, применяются корды, изготовленные из материала, выбираемого из группы, состоящей из стекловолокон, арамидных волокон, углеродных волокон, волокон РВО; кроме того, также возможно применять корды так называемого “гибридного” типа, т.е. включающие в себя нити различных материалов, преимущественно выбираемых из материалов, упомянутых ранее.
Предпочтительно, корд изготавливают из высокомодульных стекловолокон, например, в конфигурации 22,5 3×18.
Волокна, составляющие корды, обрабатывают с помощью “кордной обработки”.
Предпочтительно кордная обработка состоит из раствора или покрывающей жидкости. Термин “кордная обработка”, следовательно, относится к раствору для обработки корда зубчатых ремней. Предпочтительно кордная обработка включает в себя водный адгезив и более предпочтительно адгезив, включающий в себя более чем 50 вес.% воды, включающий в себя латекс третьего эластомерного материала и вулканизующий агент.
Предпочтительно, третий эластомерный материал находится в форме латекса, диспергированного в покрывающей жидкости. Третий эластомерный материал образуется из смеси одного или более сополимеров, которые образуются исходно из мономера, содержащего нитрильные группы, и из диена, в которой мономеры, содержащие нитрильные группы, находятся в весовом процентном отношении, равном от 30 вес.% до 39 вес.% по отношению к общему количеству конечных сополимеров. Более предпочтительно нитрильные группы находятся в весовом процентном отношении, равном от 30 вес.% до 36 вес.% по отношению к общему количеству конечных сополимеров, даже более предпочтительно 32 до 34 вес.%, наиболее предпочтительно приблизительно 33 вес.%.
Более предпочтительно жидкость для покрытия образуется вулканизованным HNBR латексом с вулканизующим агентом, предпочтительно растворимыми в воде пероксидами. Кордная обработка предпочтительно выбирается из обработок, раскрытых в публикации WO 2004057099.
Выбор кордной обработки, включающей в себя жидкость для покрытия, образованную HNBR латексом в комбинации с вулканизующим агентом в водном растворе, включающем в себя более чем 50% воды, доказана особенно преимущественной по сравнению с известными кордными обработками, применяющими или смесь VP-SBR (винилпиридин-бутадиенстирольный каучук), или CSM (каучук хлорсульфированный полиэтилен). Особенно кордная обработка настоящего изобретения улучшает в большой степени прочность при высоких температурах. Следовательно, ремни, включающие в себя кордную обработку в соответствии с настоящим изобретением, когда в комбинации с благоприятно выбранным интервалом каркасных смесей вместе с благоприятно выбранным интервалом тканевой обработки, имеют улучшенный срок службы при высоких температурах.
Ремень в соответствии с настоящим изобретением можно применять, например, в системе синхронного управления типа, представленного на Фиг.2. Система синхронного управления обозначается на чертежах в целом ссылочной позицией 11 и включает в себя ведущий шкив 12, неподвижно фиксированный с валом двигателя (не иллюстрировано), первый ведущий шкив 13а и второй ведущий шкив 13b и механизм натяжения ремня 14 для натяжения зубчатого ремня.
Ремень 1 в соответствии с настоящим изобретением может также применяться для всего срока службы при работе в масле, в этом случае он также обозначается как маслостойкий зубчатый ремень или маслостойкий ремень.
“Маслостойкий зубчатый ремень” относится к ремням, подходящих для сохранения их механических характеристик при применении в непосредственном контакте с маслом или частично погруженным в машинное масло при высокой температуре до 180°С для их полного срока службы, гарантируя срок службы, равный более чем 100000 км. Маслостойкие ремни могут заменить цепь и привод без необходимости дополнительных изменений в двигателе.
Эти маслостойкие ремни применяются за пределами основания двигателя, где они находятся в контакте с маслом в течение их всего срока службы или масло разбрызгивается непосредственно на ремень или они частично погружаются в масляную ванну. В частности, основание включает в себя двигатель, масляную ванну и маслостойкий ремень.
Например, маслостойкие ремни в соответствии с настоящим изобретением могут применяться в системе синхронного управления для транспортного средства с мотором типа, показанного на Фиг.4. Система синхронного управления обозначен на чертеже в целом ссылочной позицией 11 и включает в себя ведущий шкив 12, прочно фиксированный к приводному валу (не показан), первый 13а и второй 13b ведущие шкивы и механизм натяжения 14 для натяжения зубчатого ремня.
В соответствии со вторым альтернативным вариантом осуществления, показанным на Фиг.5, зубчатый ремень в соответствии с изобретением обозначен ссылочной позицией 20 с зубчатым зацеплением на обеих поверхностях и, следовательно, имеет прочную ткань, покрывающую оба зубчатых зацепления.
Зубчатый ремень 20 можно, например, применять в системе синхронного управления для транспортного средства с мотором типа, показанного на Фиг.3. Система синхронного управления обозначается на чертеже в целом ссылочной позицией 21 и включает в себя ведущий шкив 22, прочно фиксированный к приводному валу, не показан, первый 23а, второй 23b и третий 24 ведущие шкивы.
В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на Фиг.6, зубчатый ремень 30 в соответствии с настоящим изобретением может преимущественно применяться в системе синхронного управления, обозначенной на чертежах ссылочной позицией 31, которая включает в себя ведущий шкив 32, прочно фиксированный к приводному валу, не показан, первый 33а и второй 33b ведущие шкивы, прижимное натяжное устройство 34 и прижимной башмак 35.
При применении зубчатые ремни 1, 20 и 30 в соответствующих системах управления 11, 21 и 31 находятся в непосредственном контакте с маслом.
Фиг.2 до 4 относятся к системам управления относительно перемещения уравновешивающего контрпривода, но понятно, что зубчатый ремень в соответствии с настоящим изобретением можно также применять в системах “от кулачка до кулачка” или для перемещения масляного насоса.
В этих случаях при работе ремень частично погружается в масляную ванну.
Преимущества ремней согласно настоящему изобретению станут очевидными из изучения характеристик ремня.
Доказано, что комбинация изобретения применения конкретного интервала, равного от 30 до 39 вес.% нитрильных звеньев, в первом эластомерном материале, образующем каркас ремня, вместе с применением интервала, равного от 30 до 39 вес.% нитрильных звеньев во втором эластомерном материале тканевой обработки, вместе с применением интервала, равного от 30 до 39 вес.% нитрильных звеньев в третьем эластомерном материале кордной обработки, улучшает физико-химическую совместимость, механические характеристики, обеспечивает более высокую адгезию и более высокое сопротивление износу.
Зубчатый ремень в соответствии с настоящим изобретением будет теперь описываться также с помощью примеров, не предполагая никакого ограничения к указанным примерам.
Особенно в примерах видно влияние однократных интервалов и их комбинация. Проводились различные испытания для сравнения известных ремней предшествующего уровня техники с ремнями, изготовленными в соответствии с настоящим изобретением.
ПРИМЕРЫ 1-5 - Каркасная смесь и комбинированные интервалы
Таблица 1 показывает ремни, обозначенные номерами от 1 до 5, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением и, следовательно, обладающие процентными соотношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующем каркасную смесь (примеры 1-3) в рамках интервала, равного от 30 до 39 вес.%, по сравнению с ремнями (примеры 4 и 5), обладающими процентными соотношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующем каркасную смесь, за пределами заявленных интервалов.
Для каркасных смесей применяются типы HNBR, обладающие степенью, равной 0,9%.
Таблица 1
Пример
Процентные соотношения ACN в HNBR каркаса
Процентные соотношения ACN в HNBR кордной обработки
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки для задней стороны
Тест (ч)
1
33
33
33
-
156
2
39
33
33
-
156
3
44
33
33
-
144
4
28
33
33
-
216
5
49
33
33
-
96
Ремни испытывают динамическим образом на долговечность при температуре
-25°С.
Цикл испытания включает в себя первую стадию охлаждения в течение 8 часов (не учитывается при расчете долговечности). После стадии охлаждения двигатель запускают в течение 30 сек со скоростью, равной 1000 оборотов в минуту, и затем останавливают и охлаждают снова в течение 30 мин охлаждения и так заканчивается первая стадия. Затем начинается вторая стадия и, следовательно, двигатель запускают снова в течение 30 сек и затем останавливают и охлаждают в течение 30 мин, следовательно, каждый цикл состоит из 30 сек работы и 30 мин охлаждения.
После 24 циклов, т.е. приблизительно каждые 12 ч, оператор проверяет, есть ли какие-либо видимые трещины, и затем ремень снова охлаждают в течение 2 ч. После чего циклы начинают снова до тех пор, пока оператор не обнаружит наличие видимых трещин, что означает конец испытания.
Условия, при которых проводили испытание, даны в Таблице 4.
Таблица 1b
Тип ремня:
138STP150
Ширина ремня:
15 мм
Профиль шкива:
STP
Скорость приводного шкива:
1000 оборотов в минуту
Применимое натяжение:
250 Н
Крутящий момент:
0 Нм
Комнатная температура:
-25°С
Проверка:
каждые 12 часов
Конец испытания:
трещина на задней стороне ремня
Как можно заключить из таблицы 1, ремни, обладающие содержанием ACN в каркасной смеси в рамках заявленного интервала, позволяют получить более высокие рабочие характеристики при низкой температуре по сравнению с ремнями, обладающими содержанием ACN за пределами интервала.
Особенно результаты, полученные с низким содержанием ACN, являются лучше, чем результаты, полученные свыше содержания ACN, равного 39%. Следовательно, ремни, содержащие заявленную комбинацию интервалов, обладают улучшенным сроком службы при низкой температуре по отношению к известным ремням.
ПРИМЕРЫ 6-10 - Тканевая обработка и комбинированные интервалы
Таблица 2 показывает ремни, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением и, следовательно, обладающие процентными отношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующем тканевую обработку (примеры 6 и 7) в рамках интервала, равного от 30 до 39 вес.%, по сравнению с ремнями (примеры 8 до 10), обладающими процентными отношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующем тканевую обработку, за пределами заявленных интервалов.
Для тканевой обработки применяются типы HNBR, обладающие степенью, равной 0,9%.
Таблица 2
Пример
Процентные соотношения ACN в HNBR каркаса
Процентные соотношения ACN в HNBR кордной обработки
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки для заднейстороны
Испытание на адгезию после 10 миллионов циклов (Н/см)
6
33
33
33
-
187
7
33
33
39
-
256
8
33
33
44
-
248
9
33
33
49
-
263
10
33
33
28
-
140
В частности, ремни подвергали испытанию на адгезию и условия испытания соответствовали ISO 12046. В частности, ремень в соответствии с изобретением подвергали испытаниям в контакте с маслом и особенно в системах управления, в которых масло разбрызгивается посредством насоса непосредственно на ремень.
После 20000000 циклов в масле испытание не завершено из-за обусловленного сдвигом разрушения зубьев ремней предшествующего уровня техники, в которых содержание ACN или нитрильных групп HNBR тканевой обработки составляет 28 вес.%.
Следовательно, адгезия измерена через 10000000 циклов.
Как подразумевается из таблицы 2, ремень, обладающий содержанием ACN в тканевой обработке в рамках заявленного интервала, получает оптимальные значения адгезии и, следовательно, позволяет снизить износ зубьев, допускаемый также в этом случае, для получения улучшенного срока службы ремня.
Оптимальные значения испытаний на адгезию получаются с более высоким содержанием ACN, в то время как доказано, что при содержании ACN, равном 30%, адгезия является очень плохой.
Следовательно, испытание на адгезию дает результат, противоположный вышеупомянутым низкотемпературным испытаниям.
Следовательно, только комбинация интервала ACN от 30 до 39% позволяет получить оптимальные результаты как в испытаниях при низкой температуре, так и в испытаниях на адгезию.
ПРИМЕРЫ 11-13 - Кордная обработка и комбинированные интервалы
Таблица 3 показывает ремни, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением и, следовательно, обладающие процентными отношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующим кордную обработку (пример 11), в рамках интервала, равного от 30 до 39 вес.%, по сравнению с ремнями (примеры 8 до 9), обладающими процентными отношениями нитрильных групп (ACN) в HNBR, образующим кордную обработку, за пределами заявленных интервалов.
Таблица 3
Пример
Процентные соотношения ACN в HNBR каркаса
Кордная обработка
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки
Процентные соотношения ACN в HNBR тканевой обработки для задней стороны
Испытание на долговечность при 180°С
11
33
HNBR с ACN 33 вес.%
33
33
68
12
33
VP-SBR
33
33
28
13
33
CSM
33
33
21
Условия, при которых проводили испытания, приведены в Таблице 4.
Таблица 4
Тип ремня:
141 RHX 150
Двигатель, оборотов в минуту
4000 оборотов в минуту
Температура задней стороны ремня
180°С
Значения испытаний на долговечность для измерения срока службы ремня в динамических условиях и в рабочих условиях, т.е. при высокой температуре, а именно при 180°С, даны на диаграмме Фиг.5. Для реализации указанных испытаний применяли дизельный двигатель VW 1900 TDI с роторным насосом VP 44 или приводимый в движение электрически без плунжера.
Как можно заключить из диаграммы Фиг.5, ремень, обладающий содержанием ACN в HNBR кордной обработки в рамках заявленного интервала, обладает более высоким сопротивлением в испытании, проводимом при высокой температуре. Особенно они обладают сроком службы в три раза больше, чем срок службы известных ремней.
Следовательно, цель настоящего изобретения, т.е. получить ремень, который способен сохранять механические и физические характеристики как при низкой, так и при высокой температуре, достигается не только с комбинацией благоприятно выбранных интервалов ACN в различных HNBR каркасных смесей и тканевой обработки, но также если кордная обработка включает в себя HNBR с благоприятно выбранным интервалом ACN.
Испытания при высокой температуре показывают, что только комбинация трех интервалов ACN в различных HNBR каркасных смесей, тканевой обработке и кордной обработке позволяет получить ремень, сохраняющий механические характеристики во всем интервале температур.
Этот результат дополнительно улучшается, если на ткань наносят стойкий слой, включающий в себя фторированный пластомер с добавлением эластомерного материала, включающего в себя один или более сополимеров, которые образуются исходно из мономера, содержащего нитрильные группы, и из диена, в котором мономеры, содержащие нитрильные группы, находятся в весовом процентном соотношении, равном от 30 вес.% до 39 вес.% Кроме того, результат дополнительно улучшается, когда на заднюю сторону ремня наносят подобный стойкий слой.